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JP6210668B2 - Seismic isolation structure - Google Patents
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Description

本発明は、複数の免震層を有する免震構造物に関する。   The present invention relates to a seismic isolation structure having a plurality of seismic isolation layers.

中間免震層を介して積層された複数の構造体により構成された構造物を基礎免震層で支持した免震構造物が提案されている。例えば、特許文献1には、基礎上に複数の建物ブロックを積み重ね、これらの建物ブロック間、及び基礎と建物ブロックとの間に免震装置を設置した免震建物が開示されている。   A base-isolated structure has been proposed in which a structure composed of a plurality of structures stacked via an intermediate base layer is supported by a base base layer. For example, Patent Literature 1 discloses a base-isolated building in which a plurality of building blocks are stacked on a foundation and seismic isolation devices are installed between the building blocks and between the foundation and the building blocks.

このような免震建物は、固有周期が長周期になるので、短周期の地震動に対しては建物の揺れを低減する効果を発揮するが、長周期の地震動が作用した場合に免震建物が共振して大きく揺れてしまう。   Such a base-isolated building has a long natural period, so it has the effect of reducing the shaking of the building against short-period ground motions. Resonates and shakes greatly.

特開平1−263373号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-263373

本発明は係る事実を考慮し、短周期及び長周期の地震動に対して構造物の揺れを低減することができる免震構造物を提供することを課題とする。   This invention considers the fact which concerns, and makes it a subject to provide the seismic isolation structure which can reduce the shaking of a structure with respect to the short period and long period ground motion.

第1態様の発明は、中間免震層を介して積層された複数の構造体により構成された構造物と、前記構造物を支持する最下免震層と、前記中間免震層に設けられ、前記中間免震層を固定又は固定解除させて、前記構造体、前記中間免震層、及び前記最下免震層により構成される振動系の質点の数を減らす又は増やす剛性付与装置と、を有する免震構造物である。 The invention of the first aspect is provided in a structure composed of a plurality of structures stacked via an intermediate seismic isolation layer, a bottom seismic isolation layer that supports the structure, and the intermediate seismic isolation layer. A rigidity imparting device that reduces or increases the number of mass points of the vibration system constituted by the structure, the intermediate seismic isolation layer, and the lowermost seismic isolation layer by fixing or unfixing the intermediate seismic isolation layer; This is a seismic isolation structure.

第1態様の発明では、地震時に、中間免震層を固定又は固定解除させて(中間免震層が複数の場合には、少なくとも1つの中間免震層を固定又は固定解除させて)、免震構造物の振動系の質点の数を減らす又は増やす。これにより、免震構造物の振動系の固有周期を変化させ、この固有周期と地震動の振動周期とを異ならせて共振を防ぎ、構造物の揺れ(構造物の加速度応答及び変形量応答)を低減することができる。すなわち、短周期及び長周期の地震動に対して構造物の揺れを低減することができる。 In the first aspect of the invention, during the earthquake, the intermediate seismic isolation layer is fixed or released (if there are multiple intermediate isolation layers, at least one intermediate isolation layer is fixed or released) Reduce or increase the number of mass points in the vibration system of seismic structures. As a result, the natural period of the vibration system of the base-isolated structure is changed, the natural period and the vibration period of the ground motion are made different to prevent resonance, and the structure shake (acceleration response and deformation response) Can be reduced. That is, the shaking of the structure can be reduced with respect to short-period and long-period ground motions.

例えば、免震構造物に複数の中間免震層が設けられている場合、短周期の地震動に対して構造物の揺れを効果的に低減できるように、全ての中間免震層を固定解除して免震構造物を多質点振動系にしておき(免震構造物の長周期化)、長周期の地震動が発生したときに、少なくとも1つの中間免震層を固定して免震構造物の振動系の質点の数を減らす。これにより、免震構造物の振動系の固有周期が短周期化され、構造物の揺れを低減することができる。   For example, if multiple seismic isolation layers are provided in the base isolation structure, all intermediate base isolation layers can be unlocked so that the structure can be effectively reduced in response to short-period ground motion. The seismic isolation structure is made into a multi-mass point vibration system (long-period seismic isolation structure), and when long-period ground motion occurs, at least one intermediate seismic isolation layer is fixed Reduce the number of mass points in the vibration system. Thereby, the natural period of the vibration system of the seismic isolation structure is shortened, and the shaking of the structure can be reduced.

第2態様の発明は、第1態様の免震構造物において、全ての前記中間免震層を固定して、前記振動系の質点の数を1つにする。 According to the second aspect of the invention, in the base isolation structure of the first aspect , all the intermediate base isolation layers are fixed, and the number of mass points of the vibration system is one.

第2態様の発明では、中間免震層の剛性を高くして(中間免震層を固定して)免震構造物の振動系の固有周期と、地震動の振動周期とを異ならせるので、構造物の変形量応答を効果的に低減することができる。 In the second aspect of the invention, the rigidity of the intermediate base isolation layer is increased (the intermediate base isolation layer is fixed) and the natural period of the vibration system of the base isolation structure and the vibration period of the ground motion are made different. The deformation amount response of the object can be effectively reduced.

第3態様の発明は、第1又は第2態様の免震構造物において、前記剛性付与装置は、前記中間免震層に付与する減衰の調整が可能なダンパーである。 The invention of a third aspect is the damper capable of adjusting the damping applied to the intermediate seismic isolation layer in the base isolation structure of the first or second aspect .

第3態様の発明では、剛性付与装置をダンパーとすることにより、中間免震層に付与する減衰を増減させて、中間免震層の固定と固定解除とを行うことができる。これにより、中間免震層を確実に固定又は固定解除することができる。 In the invention of the third aspect , by using the damper as the rigidity imparting device, the damping imparted to the intermediate seismic isolation layer can be increased or decreased to fix and release the intermediate seismic isolation layer. Thereby, the intermediate seismic isolation layer can be reliably fixed or released.

第4態様の発明は、第1〜第3態様の何れか1態様の免震構造物において、前記最下免震層は、基礎免震層である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the base isolation structure according to any one of the first to third aspects , the bottom base isolation layer is a basic base isolation layer.

第4態様の発明では、基礎免震層に支持された構造物の揺れ(構造物の加速度応答及び変形量応答)を低減することができる。 In the invention of the fourth aspect , the shaking (acceleration response and deformation amount response of the structure) supported by the base seismic isolation layer can be reduced.

本発明は上記構成としたので、短周期及び長周期の地震動に対して構造物の揺れを低減することができる。   Since this invention set it as the said structure, the shaking of a structure can be reduced with respect to the short period and long period ground motion.

本発明の実施形態に係る建物を示す立面図である。It is an elevation view which shows the building which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建物の振動系モデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vibration system model of the building which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建物の効果を示す線図である。It is a diagram which shows the effect of the building which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す立面図である。It is an elevation view which shows the modification of the building which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建物の変形例の振動系モデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the vibration system model of the modification of the building which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る剛性付与装置の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of the rigidity provision apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る建物の変形例を示す立面図である。It is an elevation view which shows the modification of the building which concerns on embodiment of this invention.

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る免震構造物としての建物について説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a building as a seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention will be described.

図1の立面図に示すように、免震構造物としての鉄筋コンクリート造の建物10は、構造物12と、最下免震層としての基礎免震層14とを有している。構造物12は、中間免震層16を介して上下方向に積層された2つの構造体12A、12Bにより構成されており、基礎免震層14は、構造物12を免震支持している。基礎免震層14及び中間免震層16には、免震装置としての積層ゴム支承18と、剛性付与装置としてのオイルダンパー20とが複数配置されている。   As shown in the elevation view of FIG. 1, a reinforced concrete building 10 as a base isolation structure has a structure 12 and a base base isolation layer 14 as a bottom base isolation layer. The structure 12 is composed of two structures 12A and 12B stacked in the vertical direction via the intermediate seismic isolation layer 16, and the base seismic isolation layer 14 supports the structure 12 in isolation. In the basic seismic isolation layer 14 and the intermediate seismic isolation layer 16, a plurality of laminated rubber bearings 18 as seismic isolation devices and oil dampers 20 as rigidity imparting devices are arranged.

基礎免震層14に設けられた積層ゴム支承18は、地盤22中に構築された基礎24上に設置されて、構造物12(構造体12A、12B)を免震支持している。中間免震層16に設けられた積層ゴム支承18は、構造体12A上に設置されて、構造体12Bを免震支持している。   A laminated rubber bearing 18 provided in the base seismic isolation layer 14 is installed on a foundation 24 constructed in the ground 22 to support the structure 12 (structures 12A and 12B) in isolation. A laminated rubber bearing 18 provided in the intermediate seismic isolation layer 16 is installed on the structure 12A to support the structure 12B in isolation.

基礎免震層14に設けられたオイルダンパー20は、基礎24と構造体12Aとを繋ぎ、基礎免震層14に減衰を付与する。中間免震層16に設けられたオイルダンパー20は、構造体12Aと構造体12Bとを繋ぎ、中間免震層16に減衰を付与する。オイルダンパー20は、基礎免震層14及び中間免震層16に付与する減衰の大きさを調整することができる。   The oil damper 20 provided in the basic seismic isolation layer 14 connects the foundation 24 and the structure 12 </ b> A and imparts damping to the basic seismic isolation layer 14. The oil damper 20 provided in the intermediate seismic isolation layer 16 connects the structural body 12A and the structural body 12B and imparts attenuation to the intermediate seismic isolation layer 16. The oil damper 20 can adjust the magnitude of attenuation applied to the base isolation layer 14 and the intermediate isolation layer 16.

さらに、オイルダンパー20は、中間免震層16に過減衰を付与して、この中間免震層16の剛性を大きくすることができる。本実施形態では、このことを「中間免震層16を固定する」と表現する。「中間免震層16を固定する」とは、中間免震層16を介して上下方向に配置されている構造体12A、12Bを一体にすることを意味する。すなわち、地震時において、構造体12Aと構造体12Bとは一体となって揺れる。   Further, the oil damper 20 can give the intermediate seismic isolation layer 16 overdamped and increase the rigidity of the intermediate seismic isolation layer 16. In the present embodiment, this is expressed as “fix the intermediate seismic isolation layer 16”. “Fixing the intermediate seismic isolation layer 16” means that the structures 12 </ b> A and 12 </ b> B arranged in the vertical direction via the intermediate seismic isolation layer 16 are integrated. That is, during an earthquake, the structure 12A and the structure 12B shake together.

また、オイルダンパー20は、中間免震層16に付与する減衰を小さく又は無くして、この中間免震層16の剛性を小さくすることができる。本実施形態では、このことを「中間免震層16を固定解除する」と表現する。「中間免震層16を固定解除する」とは、中間免震層16の固定状態を解除して、中間免震層16の上に載置されている構造体12Bがこの中間免震層16に免震支持されるようにすることを意味する。すなわち、地震時において、構造体12Aに対して構造体12Bが相対移動して揺れる。   In addition, the oil damper 20 can reduce or eliminate the attenuation imparted to the intermediate seismic isolation layer 16 to reduce the rigidity of the intermediate seismic isolation layer 16. In the present embodiment, this is expressed as “releasing the intermediate seismic isolation layer 16”. “Unfixing the intermediate isolation layer 16” means that the intermediate isolation layer 16 is released from the fixed state, and the structure 12B placed on the intermediate isolation layer 16 is moved to the intermediate isolation layer 16. It means to be supported by seismic isolation. That is, during an earthquake, the structure 12B moves relative to the structure 12A and shakes.

次に、本発明の実施形態に係る免震構造物としての建物の作用と効果について説明する。   Next, the operation and effect of the building as the seismic isolation structure according to the embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の建物10では、図1に示すように、地震時に、中間免震層16を固定又は固定解除させて、基礎免震層14、構造体12A、中間免震層16、及び構造体12Bにより構成される建物10の振動系(以下、「振動系S」とする)の質点の数を減らす又は増やす。これにより、建物10の振動系Sの固有周期を変化させ、この固有周期と地震動の振動周期とを異ならせて共振を防ぎ、構造物12の揺れ(構造物12の加速度応答及び変形量応答)を低減することができる。すなわち、短周期及び長周期の地震動に対して構造物12の揺れを低減することができ、さまざまな地震動に対して安全な建物10を構築することができる。   In the building 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the base isolation layer 14, the structure 12 </ b> A, the intermediate isolation layer 16, and the structure are fixed by releasing or fixing the intermediate isolation layer 16 during an earthquake. The number of mass points of the vibration system (hereinafter referred to as “vibration system S”) of the building 10 constituted by 12B is reduced or increased. As a result, the natural period of the vibration system S of the building 10 is changed, and the natural period and the vibration period of the ground motion are made different to prevent resonance, and the structure 12 is shaken (acceleration response and deformation amount response of the structure 12). Can be reduced. That is, the shaking of the structure 12 can be reduced with respect to short-period and long-period ground motions, and the building 10 safe against various ground motions can be constructed.

この効果を更に詳しく説明すると、図1において、基礎免震層14により構造物12が免震支持されている状態(オイルダンパー20によって基礎免震層14に過減衰が付与されておらず、基礎24に対して構造体12Aが相対移動可能になっている状態)で、中間免震層16に設けられているオイルダンパー20から中間免震層16に過減衰を付与して、中間免震層16を固定すると、図2(a)に示すように、振動系Sの質点の数が1つになって、振動系Sは等価1質点振動系Sになる。図2(a)には、質量mを有する構造体12Aと、質量mを有する構造体12Bとが一体となった質量Mを有する構造物12(質点)が、基礎免震層14を介して基礎24上に免震支持されている等価1質点振動系Sの構造モデルが示されている。 This effect will be described in more detail. In FIG. 1, the structure 12 is supported by the basic seismic isolation layer 14 in isolation (the overdamping is not given to the basic isolation layer 14 by the oil damper 20, and the foundation 24), the structure 12A is relatively movable with respect to 24), and the intermediate seismic isolation layer 16 is overdamped from the oil damper 20 provided in the intermediate seismic isolation layer 16 to provide the intermediate seismic isolation layer. When 16 are fixed, as shown in FIG. 2 (a), the number of mass of the vibration system S is turned one vibration system S is equivalent 1 mass vibration system S 1. In FIG. 2 (a), the structure 12A having a mass m 1, the structure body 12B having a mass m 2, the structure 12 has a mass M 1, which is integral (mass points), basic seismic isolation layer 14 structural model of the equivalent SDOF vibration system S 1 which is seismic isolation supported on the base 24 via a are shown.

また、中間免震層16に設けられているオイルダンパー20から中間免震層16に付与する減衰を小さく又は無くして、中間免震層16を固定解除すると、図2(b)に示すように、振動系Sの質点の数が2つになって、振動系Sは等価2質点振動系Sになる。図2(b)には、質量mを有する構造体12A(質点)が、基礎免震層14を介して基礎24上に免震支持され、質量mを有する構造体12B(質点)が、中間免震層16を介して構造体12A上に免震支持されている等価2質点振動系Sの構造モデルが示されている。 Further, when the damping provided to the intermediate seismic isolation layer 16 from the oil damper 20 provided in the intermediate seismic isolation layer 16 is reduced or eliminated and the intermediate seismic isolation layer 16 is released from the fixed state, as shown in FIG. , the number of mass of the vibration system S becomes two, the vibration system S is equivalent two-mass vibration system S 2. In FIG. 2 (b), a structure 12A (mass point) having a mass m 1 is supported on a base 24 via a base seismic isolation layer 14, and a structure 12B (mass point) having a mass m 2 is provided. , structural model of the equivalent two-mass vibration system S 2 which are seismic isolation supported via intermediate base isolation layer 16 over the structure 12A is shown.

ここで、振動系Sの質点の数が多くなれば、建物10全体の固有周期は大きくなり、振動系Sの質点の数が少なくなれば、建物10全体の固有周期は小さくなるので、中間免震層16の固定又は固定解除することにより、建物10全体の固有周期を変えることができる。すなわち、中間免震層16の固定又は固定解除により、地震時における地震動の周期と、建物10全体の固有周期とをずらすことができる。これによって、建物10が共振するのを防ぐことができ、構造物12の揺れ(構造物12の加速度応答及び変形量応答)を低減することができる。   Here, if the number of mass points of the vibration system S increases, the natural period of the entire building 10 increases. If the number of mass points of the vibration system S decreases, the natural period of the entire building 10 decreases. By fixing or releasing the seismic layer 16, the natural period of the entire building 10 can be changed. That is, by fixing or releasing the fixing of the intermediate seismic isolation layer 16, the period of earthquake motion during an earthquake and the natural period of the entire building 10 can be shifted. Accordingly, the building 10 can be prevented from resonating, and the shaking of the structure 12 (acceleration response and deformation amount response of the structure 12) can be reduced.

例えば、直下型及び敷地近傍で発生する地震の場合には、図3のグラフに示すように、地震波26は卓越周期が0.5〜2秒程度の短周期振動成分を持つので、中間免震層16を固定解除することにより(矢印30)、建物10全体の固有周期を6秒程度に長周期化して、構造物12の揺れを抑えることができる。   For example, in the case of an earthquake that occurs directly below and near the site, as shown in the graph of FIG. 3, the seismic wave 26 has a short-period vibration component with a dominant period of about 0.5 to 2 seconds. By unfixing the layer 16 (arrow 30), the natural period of the entire building 10 can be increased to about 6 seconds, and the shaking of the structure 12 can be suppressed.

また、例えば、敷地遠方で発生する地震の場合には、図3のグラフに示すように、地震波28は卓越周期が5〜8秒程度の長周期振動成分を持つので、中間免震層16を固定することにより(矢印32)、建物10全体の固有周期を4秒程度に中周期化して、構造物12の揺れを抑えることができる。   For example, in the case of an earthquake that occurs far from the site, as shown in the graph of FIG. 3, the seismic wave 28 has a long-period vibration component with a dominant period of about 5 to 8 seconds. By fixing (arrow 32), the natural period of the whole building 10 can be made into a medium period of about 4 seconds, and the shaking of the structure 12 can be suppressed.

なお、中間免震層16の固定により、地震時における地震動の周期と、建物10全体の固有周期とをずらしてもよいし、中間免震層16の固定解除により、地震時における地震動の周期と、建物10全体の固有周期とをずらしてもよいが、振動系Sの質点の数を小さくした方が、地震動に対する構造物12の変形量が小さくなるので、中間免震層16の固定により建物10全体の固有周期を変えて、構造物12の揺れを低減するのが好ましい。   It should be noted that the seismic motion period at the time of the earthquake and the natural period of the entire building 10 may be shifted by fixing the intermediate seismic isolation layer 16. The natural period of the entire building 10 may be shifted. However, the smaller the number of mass points of the vibration system S, the smaller the deformation amount of the structure 12 with respect to the earthquake motion. It is preferable to reduce the shaking of the structure 12 by changing the natural period of the entire 10.

さらに、本実施形態の建物10では、剛性付与装置をダンパー(オイルダンパー20)とすることにより、中間免震層16に付与する減衰を増減させて、中間免震層16の固定と固定解除とを行うことができる。これにより、中間免震層16を確実に固定又は固定解除することができる。   Furthermore, in the building 10 of the present embodiment, the rigidity imparting device is a damper (oil damper 20), thereby increasing or decreasing the attenuation imparted to the intermediate seismic isolation layer 16, thereby fixing and releasing the intermediate seismic isolation layer 16. It can be performed. Thereby, the intermediate seismic isolation layer 16 can be reliably fixed or released.

以上、本発明の実施形態について説明した。   The embodiment of the present invention has been described above.

なお、本実施形態では、図1に示すように、構造物12を2つの構造体12A、12Bにより構成した例を示したが、構造物12は、中間免震層を介して積層された複数の構造体により構成されていればよく、上下方向に対して、中間免震層と交互に構造体を3つ以上積層させて構造物12を構成するようにしてもよい。   In addition, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the example which comprised the structure 12 by two structure 12A, 12B was shown, However, The structure 12 is laminated | stacked via the middle seismic isolation layer. The structure 12 may be configured by stacking three or more structures alternately with the intermediate seismic isolation layer in the vertical direction.

図4の立面図には、中間免震層16を介して積層された3つの構造体12A、12B、12Cにより構成された構造物34を有する免震構造物としての鉄筋コンクリート造の建物36が示されている。説明の都合上、構造体12Aと構造体12Bとの間に設けられている中間免震層16を中間免震層16Aとし、構造体12Bと構造体12Cとの間に設けられている中間免震層16を中間免震層16Bとしている。   In the elevation view of FIG. 4, there is a reinforced concrete building 36 as a seismic isolation structure having a structure 34 constituted by three structures 12A, 12B, and 12C laminated via an intermediate seismic isolation layer 16. It is shown. For convenience of explanation, the intermediate seismic isolation layer 16 provided between the structure 12A and the structure 12B is referred to as an intermediate seismic isolation layer 16A, and the intermediate isolation provided between the structure 12B and the structure 12C. The seismic layer 16 is an intermediate seismic isolation layer 16B.

建物36では、図5(a)〜(d)に示すように、中間免震層16A、16Bを固定又は固定解除することにより、振動系Sの有する質点の数をさまざまに変えることができる。   In the building 36, as shown in FIGS. 5A to 5D, the number of mass points of the vibration system S can be variously changed by fixing or unfixing the intermediate seismic isolation layers 16A and 16B.

図5(a)には、基礎免震層14により構造物34が免震支持されている状態(オイルダンパー20によって基礎免震層14に過減衰が付与されておらず、基礎24に対して構造体12Aが相対移動可能になっている状態)で、中間免震層16A、16Bを固定解除することにより、質量mを有する構造体12A(質点)が基礎免震層14を介して基礎24上に免震支持され、質量mを有する構造体12B(質点)が中間免震層16Aを介して構造体12A上に免震支持され、質量mを有する構造体12C(質点)が中間免震層16Bを介して構造体12B上に免震支持されている等価3質点系Sの構造モデルが示されている。 FIG. 5A shows a state in which the structure 34 is isolated from the base isolation layer 14 (no overdamping is given to the base isolation layer 14 by the oil damper 20, In the state in which the structure 12A is relatively movable), the structure 12A (mass point) having the mass m 1 is the foundation via the base isolation layer 14 by releasing the fixing of the intermediate isolation layers 16A and 16B. The structure 12B (mass point) having the mass m 2 supported on the base 24 is isolated from the structure 12A via the intermediate seismic isolation layer 16A, and the structure 12C (mass point) having the mass m 3 is supported. structural model of the equivalent 3 mass system S 3 being the seismic isolation supported via intermediate base isolation layer 16B over the structure 12B is shown.

図5(b)には、基礎免震層14により構造物34が免震支持されている状態(オイルダンパー20によって基礎免震層14に過減衰が付与されておらず、基礎24に対して構造体12Aが相対移動可能になっている状態)で、中間免震層16Aを固定解除するとともに中間免震層16Bを固定することにより、質量mを有する構造体12A(質点)が基礎免震層14を介して基礎24上に免震支持され、質量mを有する構造体12Bと質量mを有する構造体12Cとが一体となった質量Mを有する構造体38(質点)が中間免震層16Aを介して構造体12A上に免震支持されている等価2質点系Sの構造モデルが示されている。 In FIG. 5 (b), the structure 34 is isolated and supported by the base isolation layer 14 (the base damper 24 is not overdamped by the oil damper 20 and In the state in which the structure 12A is relatively movable), the structure 12A (mass point) having the mass m 1 is removed from the basic immunity by releasing the fixation of the intermediate isolation layer 16A and fixing the intermediate isolation layer 16B. A structure 38 (mass point) having a mass M 2 , which is supported on the base 24 via the seismic layer 14 and is integrated with a structure 12 B having a mass m 2 and a structure 12 C having a mass m 3. structural model of the equivalent two-mass system S 4 which are the seismic isolation supported via intermediate base isolation layer 16A on the structure 12A is shown.

図5(c)には、基礎免震層14により構造物34が免震支持されている状態(オイルダンパー20によって基礎免震層14に過減衰が付与されておらず、基礎24に対して構造体12Aが相対移動可能になっている状態)で、中間免震層16Aを固定するとともに中間免震層16Bを固定解除することにより、質量mを有する構造体12Aと、質量mを有する構造体12Bとが一体となった質量Mを有する構造体40(質点)が基礎免震層14を介して基礎24上に免震支持され、質量mを有する構造体12C(質点)が中間免震層16Bを介して構造体40(構造体12B)上に免震支持されている等価2質点系Sの構造モデルが示されている。 FIG. 5C shows a state in which the structure 34 is isolated from the base isolation layer 14 (no overdamping is given to the base isolation layer 14 by the oil damper 20). In the state in which the structure 12A is relatively movable), the intermediate seismic isolation layer 16A is fixed and the intermediate seismic isolation layer 16B is unfixed, whereby the structure 12A having the mass m 1 and the mass m 2 are obtained. structure 40 and structure 12B having has a mass M 1, which is integral (mass points) are seismic isolation supported on the base 24 through the underlying base isolation layer 14, the structure 12C having a mass m 3 (mass points) There has been a structural model of the equivalent two-mass system S 5 which is seismic isolation supported on structure 40 via an intermediate base isolation layer 16B (structure 12B) is shown.

図5(d)には、基礎免震層14により構造物34が免震支持されている状態(オイルダンパー20によって基礎免震層14に過減衰が付与されておらず、基礎24に対して構造体12Aが相対移動可能になっている状態)で、中間免震層16A、16Bを固定することにより、質量mを有する構造体12Aと、質量mを有する構造体12Bと、質量mを有する構造体12Cとが一体となった質量Mを有する構造体42(質点)が基礎免震層14を介して基礎24上に免震支持されている等価1質点系Sの構造モデルが示されている。 In FIG. 5 (d), the structure 34 is isolated and supported by the basic seismic isolation layer 14 (overdamping is not given to the basic seismic isolation layer 14 by the oil damper 20, in state) structure 12A is in relatively movable, by fixing the intermediate base isolation layer 16A, the 16B, a structure 12A having a mass m 1, the structure body 12B having a mass m 2, the mass m structures 12C and structure equivalent SDOF system S 6 which are seismic isolation supported on the base 24 via a structure 42 (mass point) of basic seismic isolation layer 14 having a mass M 3 which is integral with a 3 The model is shown.

よって、建物36において、中間免震層16A、16Bの内の少なくとも1つを固定又は固定解除させ、建物36の振動系Sの質点の数を減らす又は増やすことにより、建物36の振動系Sの固有周期を変化させ、この固有周期と地震動の振動周期とを異ならせて共振を防ぎ、構造物34の揺れ(構造物34の加速度応答及び変形量応答)を低減することができる。すなわち、短周期及び長周期の地震動に対して構造物34の揺れを低減することができる。   Therefore, by fixing or unfixing at least one of the intermediate seismic isolation layers 16A and 16B in the building 36 and reducing or increasing the number of mass points of the vibration system S of the building 36, the vibration system S of the building 36 The natural period is changed, and the natural period and the vibration period of the ground motion are made different to prevent resonance, and the vibration of the structure 34 (acceleration response and deformation amount response of the structure 34) can be reduced. That is, the shaking of the structure 34 can be reduced with respect to short-period and long-period ground motions.

例えば、短周期の地震動に対して構造物34の揺れを効果的に低減できるように、全ての中間免震層16A、16Bを固定解除して建物36を等価3質点振動系Sにしておき(免震構造物の長周期化)、長周期の地震動が発生したときに、中間免震層16A、16Bの内の少なくとも1つを固定して建物36の振動系Sの質点の数を減らす(等価2質点系S、等価2質点系S、又は等価1質点系Sにする)。これにより、建物36の振動系Sの固有周期が短周期化され、構造物34の揺れを低減することができる。 For example, as can be effectively reduced vibration of the structure 34 relative to the ground motion of the short period, leave all intermediate isolation layer 16A, 16B and by unlocking the building 36 to the equivalent 3 mass vibration system S 3 (Longer seismic isolation structure) When long-period ground motion occurs, fix at least one of the intermediate seismic isolation layers 16A, 16B to reduce the number of mass points of the vibration system S of the building 36 (Equivalent 2-mass system S 4 , equivalent 2-mass system S 5 , or equivalent 1-mass system S 6 ). Thereby, the natural period of the vibration system S of the building 36 is shortened, and the shaking of the structure 34 can be reduced.

このように、中間免震層16A、16Bの内の少なくとも1つを固定して、振動系Sの質点の数を減らす方法は、中間免震層の剛性を高くして建物36の振動系Sの固有周期と地震動の振動周期とを異ならせるので、構造物34の変形量応答を効果的に低減することができる。なお、全ての中間免震層16A、16Bを固定する(等価1質点系Sにする)のが、より好ましい。 As described above, the method of fixing at least one of the intermediate seismic isolation layers 16A and 16B and reducing the number of mass points of the vibration system S increases the rigidity of the intermediate seismic isolation layer and increases the vibration system S of the building 36. Since the natural period and the vibration period of the ground motion are made different, the deformation amount response of the structure 34 can be effectively reduced. Incidentally, all intermediate isolation layer 16A, 16B are fixed (to the equivalent SDOF system S 6) of is more preferable.

また、複数の中間免震層(図4の例では、中間免震層16A、16B)の何れかを固定する場合には、変形量が大きい上方の中間免震層(図4の例では、中間免震層16B)を固定するのが好ましい。   In addition, when fixing any of the plurality of intermediate isolation layers (in the example of FIG. 4, the intermediate isolation layers 16 </ b> A and 16 </ b> B), the upper intermediate isolation layer (in the example of FIG. 4, It is preferable to fix the intermediate seismic isolation layer 16B).

さらに、本実施形態では、免震構造物としての建物10を鉄筋コンクリート造とした例を示したが、本実施形態は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、CFT造(Concrete-Filled Steel Tube:充填形鋼管コンクリート構造)、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模の免震構造物に対して適用することができる。   Furthermore, in this embodiment, the example which made the building 10 as a seismic isolation structure the reinforced concrete structure was shown, but this embodiment is a reinforced concrete structure, a steel structure, a steel frame reinforced concrete structure, a CFT structure (Concrete-Filled Steel Tube: It can be applied to seismic isolation structures of various structures and scales such as filled steel pipe concrete structures) and their mixed structures.

また、本実施形態では、免震装置として積層ゴム支承18を用いた例を示したが、免震装置は、構造体を免震支持できるものであればよい。   Moreover, although the example which used the laminated rubber bearing 18 was shown as this seismic isolation apparatus in this embodiment, the seismic isolation apparatus should just be what can support a structure in isolation.

さらに、本実施形態では、剛性付与装置をオイルダンパー20とした例を示したが、中間免震層16の剛性を高くできるものであればよい。例えば、図6(a)、(b)に示すように、剛性付与装置をシアピン44としてもよい。図6(a)には、シアピン44が、構造体12Bの下面に設けられた収容部46にのみ収容されている状態が示されており、中間免震層16にシアピン44の剛性が付与されない「中間免震層16を固定解除」した状態となっている。   Furthermore, in this embodiment, although the example which used the rigidity imparting apparatus as the oil damper 20 was shown, what is necessary is just to be able to make the rigidity of the intermediate seismic isolation layer 16 high. For example, as shown in FIGS. 6A and 6B, the rigidity imparting device may be a shear pin 44. FIG. 6A shows a state in which the shear pin 44 is accommodated only in the accommodation portion 46 provided on the lower surface of the structure 12B, and the rigidity of the shear pin 44 is not imparted to the intermediate seismic isolation layer 16. “The intermediate seismic isolation layer 16 is fixed”.

図6(b)には、シアピン44が下方へ移動し、シアピン44が、構造体12Bの下面に設けられた収容部46と、構造体12Aの上面に設けられた収容部48との両方に収容されている状態が示されており、中間免震層16にシアピン44の剛性が付与されている「中間免震層16を固定」した状態となっている。   In FIG. 6 (b), the shear pin 44 moves downward, and the shear pin 44 is provided in both the accommodation portion 46 provided on the lower surface of the structure 12B and the accommodation portion 48 provided on the upper surface of the structure 12A. The housed state is shown, and the intermediate seismic isolation layer 16 is in a state of “fixing the intermediate seismic isolation layer 16” in which the rigidity of the shear pin 44 is given.

また、本実施形態で示した中間免震層16の固定又は固定解除のタイミングは、例えば、P波を検知したときや、地震動の周期を計測した後など、適宜決めればよい。   In addition, the timing of fixing or releasing the fixing of the intermediate seismic isolation layer 16 shown in the present embodiment may be appropriately determined, for example, when a P wave is detected or after a period of seismic motion is measured.

さらに、本実施形態では、最下免震層を基礎免震層14とした例を示したが、最下免震層は、中間免震層を介して積層された複数の構造体により構成された構造物を支持する免震層を意味する。すなわち、最下免震層は、建物の有する免震層のうちの最下層に配置されるものであればよい。よって、例えば、図7の立面図に示す建物50のように、直接基礎により地盤22上に支持された構造体54の上面に設けられ、構造物12を支持する免震層52を最下免震層としてもよい。   Further, in the present embodiment, the example in which the bottom base isolation layer is the base base isolation layer 14 is shown, but the bottom base isolation layer is configured by a plurality of structures stacked via the intermediate base isolation layer. This means the seismic isolation layer that supports the structure. That is, the lowest seismic isolation layer should just be arrange | positioned in the lowest layer of the seismic isolation layers which a building has. Therefore, for example, like the building 50 shown in the elevation view of FIG. It may be a seismic isolation layer.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement in a various aspect.

10、36、50 建物(免震構造物)
12、34 構造物
12A、12B、12C、54 構造体
14 基礎免震層(最下免震層)
16、16A、16B 中間免震層
20 オイルダンパー(剛性付与装置)
44 シアピン(剛性付与装置)
52 免震層(最下免震層)
10, 36, 50 Building (Seismic isolation structure)
12, 34 Structures 12A, 12B, 12C, 54 Structure 14 Base base isolation layer (bottom base isolation layer)
16, 16A, 16B Middle seismic isolation layer 20 Oil damper (rigidity imparting device)
44 Shear pin (rigidity imparting device)
52 Base isolation layer (the bottom base isolation layer)

Claims (4)

中間免震層を介して積層された複数の構造体により構成された構造物と、
前記構造物を支持する最下免震層と、
前記中間免震層に設けられ、前記構造体、前記中間免震層、及び前記最下免震層により構成される振動系の固有周期と前記構造物に作用する地震動の振動周期とを異ならせるように、前記中間免震層を固定し該中間免震層の上下に配置された前記構造体を一体にして前記振動系の質点の数を減らす、又は前記中間免震層を固定解除し該中間免震層の上下に配置された前記構造体を相対移動可能にして前記振動系の質点の数を増やす剛性付与装置と、
を有する免震構造物。
A structure composed of a plurality of structures stacked via an intermediate seismic isolation layer;
A bottom seismic isolation layer supporting the structure;
The natural period of the vibration system provided in the intermediate base isolation layer and configured by the structure, the intermediate base isolation layer, and the bottom base isolation layer is different from the vibration period of the ground motion acting on the structure. as such, the intermediate seismic isolation layer to be integrated the structure located above and below the fixed intermediate isolation layer to reduce the number of mass points of the vibrating system, or the intermediate base isolation layer and unlocking the A rigidity imparting device that increases the number of mass points of the vibration system by allowing relative movement of the structures disposed above and below the intermediate seismic isolation layer;
A base-isolated structure.
全ての前記中間免震層を固定して、前記振動系の質点の数を1つにする請求項1に記載の免震構造物。   The seismic isolation structure according to claim 1, wherein all the intermediate seismic isolation layers are fixed so that the number of mass points of the vibration system is one. 前記剛性付与装置は、前記中間免震層に付与する減衰の調整が可能なダンパーである請求項1又は2に記載の免震構造物。   The seismic isolation structure according to claim 1, wherein the rigidity imparting device is a damper capable of adjusting a damping imparted to the intermediate seismic isolation layer. 前記最下免震層は、基礎免震層である請求項1〜3の何れか1項に記載の免震構造物。   The seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the bottom base isolation layer is a base isolation layer.
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