Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7035670B2 - How to design a seismic isolation structure - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7035670B2 - How to design a seismic isolation structure - Google Patents

How to design a seismic isolation structure Download PDF

Info

Publication number
JP7035670B2
JP7035670B2 JP2018050575A JP2018050575A JP7035670B2 JP 7035670 B2 JP7035670 B2 JP 7035670B2 JP 2018050575 A JP2018050575 A JP 2018050575A JP 2018050575 A JP2018050575 A JP 2018050575A JP 7035670 B2 JP7035670 B2 JP 7035670B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seismic isolation
cushioning material
superstructure
wall portion
isolation structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018050575A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019163593A (en
Inventor
優資 松本
翔太郎 渡部
学 稲葉
正貴 湯川
吾郎 三輪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obayashi Corp filed Critical Obayashi Corp
Priority to JP2018050575A priority Critical patent/JP7035670B2/en
Publication of JP2019163593A publication Critical patent/JP2019163593A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7035670B2 publication Critical patent/JP7035670B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

本発明は、免震構造の設計方法に関する。 The present invention relates to a method for designing a seismic isolation structure.

近年、長周期・長時間地震動やパルス成分を含む地震動などにより、免震装置の応答変位が増大する傾向にある。そこで、免震構造において上部構造よりも下方の下部構造に擁壁(壁部)を設け、上部構造の擁壁への衝突を想定外入力に対するフェイルセーフ機構(変位制御機構)として利用するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, the response displacement of the seismic isolation device tends to increase due to long-period and long-term seismic motions and seismic motions containing pulse components. Therefore, in the seismic isolation structure, a retaining wall (wall part) is provided in the lower structure below the upper structure, and the collision of the upper structure with the retaining wall is used as a fail-safe mechanism (displacement control mechanism) for unexpected input. Is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2014-77229号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-77229

擁壁衝突で発生するエネルギーを効率良く背後地盤等へ逸散し、上部構造の健全性を保つには、擁壁及び背後地盤の変形が最大となる位置(具体的には、擁壁の長さ方向の中央部)で衝突することが望ましい。 In order to efficiently dissipate the energy generated by the retaining wall collision to the back ground and maintain the soundness of the superstructure, the position where the deformation of the retaining wall and the back ground is maximized (specifically, the length of the retaining wall). It is desirable to collide at the center of the retaining wall).

しかしながら、上部構造が下部構造に対して水平方向へ変位するのと同時に、水平面で回転変形することがある。この場合、上部構造が擁壁の端部(剛性の大きい部位)に衝突し、衝突で発生するエネルギーを効率良く逸散できないおそれがあった。 However, at the same time that the superstructure is displaced horizontally with respect to the substructure, it may be rotationally deformed in the horizontal plane. In this case, the superstructure may collide with the end of the retaining wall (a portion having high rigidity), and the energy generated by the collision may not be efficiently dissipated.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、衝突エネルギーを効率よく逸散させることにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to efficiently dissipate collision energy.

かかる目的を達成するため、本発明の免震構造の設計方法は、鉛直方向及び第1水平方向に沿った外面を有する上部構造と、前記上部構造よりも下方の下部構造であって、前記上部構造の前記外面から前記第1水平方向と直交する第2水平方向に所定距離を隔てて前記外面と平行に立設された壁部を有する下部構造と、前記上部構造と前記下部構造との間に設けられた免震機構と、を備える免震構造において、前記上部構造の前記外面と対向する前記壁部の側面に緩衝材を設ける免震構造の設計方法であって、極大地震動での地震応答解析により、前記下部構造に対する前記上部構造の前記第1水平方向への第1変形量、前記第2水平方向への第2変形量、及び、水平面における回転角度を算出する算出ステップと、前記緩衝材の材質及び3次元形状を仮設定する緩衝材設定ステップと、前記上部構造が前記第1変形量、前記第2変形量、及び、前記回転角度変位する場合に、前記外面が前記壁部と前記緩衝材とに同時に接触するときの前記緩衝材の前記第1水平方向の第1位置を求める第1位置算出ステップと、前記緩衝材を前記第1位置よりも前記壁部の前記第1水平方向の端部に近づけて、前記極大地震動が発生しても前記上部構造が前記緩衝材の変形により前記壁部に衝突しないことを確認する確認ステップと、前記上部構造が前記壁部に衝突しないと確認された第2位置に、前記仮設定された材質、形状の前記緩衝材を設置する緩衝材設計ステップと、を有することを特徴とする。
このような免震構造の設計方法によれば、上部構造が下部構造に対して回転して壁部の端部に衝突することを防止でき、衝突エネルギーを効率よく逸散させることができる。
In order to achieve such an object, the method for designing a seismic isolation structure of the present invention is an upper structure having an outer surface along a vertical direction and a first horizontal direction, and a lower structure below the upper structure, and the upper part thereof. Between the lower structure having a wall portion erected in parallel with the outer surface at a predetermined distance in the second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction from the outer surface of the structure, and between the upper structure and the lower structure. In the seismic isolation structure provided with the seismic isolation mechanism provided in the above, a method for designing a seismic isolation structure in which a cushioning material is provided on the side surface of the wall portion facing the outer surface of the upper structure, and an earthquake with a maximum seismic motion. A calculation step for calculating the first horizontal deformation amount of the upper structure, the second horizontal deformation amount of the upper structure, and the rotation angle in the horizontal plane with respect to the lower structure, and the above-mentioned A cushioning material setting step for temporarily setting the material and three-dimensional shape of the cushioning material, and when the superstructure is displaced by the first deformation amount, the second deformation amount, and the rotation angle, the outer surface is the wall portion. A first position calculation step for obtaining the first position of the cushioning material in the first horizontal direction when the cushioning material is in contact with the cushioning material at the same time, and the first position of the wall portion of the cushioning material rather than the first position. A confirmation step to confirm that the superstructure does not collide with the wall due to deformation of the cushioning material even if the maximum seismic motion occurs by approaching the end in the horizontal direction, and the superstructure collides with the wall. It is characterized by having a cushioning material design step for installing the cushioning material having the temporarily set material and shape at a second position confirmed not to be used.
According to such a seismic isolation structure design method, it is possible to prevent the superstructure from rotating with respect to the substructure and colliding with the end portion of the wall portion, and the collision energy can be efficiently dissipated.

かかる免震構造の設計方法であって、前記第2位置は、前記第1位置のときの前記上部構造の前記外面と前記壁部との接触位置よりも前記壁部の前記第1水平方向の中央に近い、
ことが望ましい。
このような免震構造の設計方法によれば、壁部の変形の大きいところに衝突させることができ、衝突エネルギーをより逸散させることができる。
In the design method of the seismic isolation structure, the second position is in the first horizontal direction of the wall portion rather than the contact position between the outer surface of the superstructure and the wall portion at the time of the first position. Near the center,
Is desirable.
According to the design method of such a seismic isolation structure, it is possible to collide with a place where the wall portion is greatly deformed, and the collision energy can be further dissipated.

かかる免震構造の設計方法であって、前記回転角度と前記緩衝材の水平剛性との関係が予め求められており、前記上部構造が前記壁部に衝突しないことの確認は、前記回転角度に対応する前記緩衝材の前記水平剛性に基づいて行うことが望ましい。
このような免震構造の設計方法によれば、上部構造と壁部との衝突の有無を簡易に確認することができる。
In the design method of the seismic isolation structure, the relationship between the rotation angle and the horizontal rigidity of the cushioning material is obtained in advance, and confirmation that the upper structure does not collide with the wall portion is determined by the rotation angle. It is desirable to do this based on the horizontal stiffness of the corresponding cushioning material.
According to such a seismic isolation structure design method, it is possible to easily confirm the presence or absence of a collision between the superstructure and the wall portion.

かかる免震構造の設計方法であって、前記確認ステップで前記上部構造が前記壁部に衝突しないことを確認できなかった場合、前記緩衝材の材質、形状を見直してもよい。また、前記緩衝材の位置を見直してもよい。
このような免震構造の設計方法によれば、緩衝材を適切に機能させるようにすることができる。
In the method of designing the seismic isolation structure, if it cannot be confirmed in the confirmation step that the superstructure does not collide with the wall portion, the material and shape of the cushioning material may be reviewed. Further, the position of the cushioning material may be reviewed.
According to the design method of such a seismic isolation structure, the cushioning material can be made to function properly.

かかる免震構造の設計方法であって、前記緩衝材設計ステップよりも前に、前記所定距離と前記緩衝材の前記第2水平方向の厚さとの差分が、前記免震機構の設計限界変位より大きいことを確認する設計確認ステップをさらに有することが望ましい。
このような免震構造の設計方法によれば、設計範囲で擁壁衝突が生じないようにすることができる。
In the method of designing the seismic isolation structure, before the cushioning material design step, the difference between the predetermined distance and the thickness of the cushioning material in the second horizontal direction is obtained from the design limit displacement of the seismic isolation mechanism. It is desirable to have more design confirmation steps to confirm that they are large.
According to the design method of the seismic isolation structure, it is possible to prevent the retaining wall collision within the design range.

かかる免震構造の設計方法であって、前記壁部の前記側面と反対側の面は地盤と接していることが望ましい。
このような免震構造の設計方法によれば、衝突エネルギーをより逸散させることができる。
In the design method of such a seismic isolation structure, it is desirable that the surface of the wall portion on the opposite side to the side surface is in contact with the ground.
According to the design method of such a seismic isolation structure, the collision energy can be more dissipated.

かかる免震構造の設計方法であって、設計時の前記上部構造の許容エネルギーが、衝突後の前記上部構造の残余エネルギーよりも大きいことを確認する健全性確認ステップをさら有していることが望ましい。
このような免震構造の設計方法によれば、設計時に定めた耐震性能を満たすようにすることができる。
The method for designing such a seismic isolation structure further includes a soundness confirmation step for confirming that the allowable energy of the superstructure at the time of design is larger than the residual energy of the superstructure after a collision. desirable.
According to such a seismic isolation structure design method, it is possible to satisfy the seismic performance determined at the time of design.

本発明によれば、衝突エネルギーを効率よく逸散させることができる。 According to the present invention, the collision energy can be efficiently dissipated.

図1Aは、本実施形態の免振構造の構成を示す概略平面図であり、図1Bは、図1AのA-A断面図である。1A is a schematic plan view showing the configuration of the seismic isolation structure of the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A. 本実施形態における免震構造の設計方法の一例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows an example of the design method of the seismic isolation structure in this embodiment. 図3Aは、上部構造2が回転角度θ=0(ゼロ)度で緩衝材20に衝突した状態を示す図であり、図3Bは、上部構造2が回転角度θ=θiで緩衝材20に衝突する瞬間の状態を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing a state in which the superstructure 2 collides with the cushioning material 20 at a rotation angle θ = 0 (zero) degrees, and FIG. 3B shows a state in which the superstructure 2 collides with the cushioning material 20 at a rotation angle θ = θ i . It is a figure which shows the state at the moment of a collision. 図4A~図4Cは、衝突角度に対する水平剛性の試験方法の一例についての説明図である。図4Aは、衝突角度θ=0(ゼロ)度のとき、図4Bは、衝突角度θ=θ1のとき、図4Cは衝突角度θ=θ2(>θ1)のときの図である。4A to 4C are explanatory views of an example of a horizontal rigidity test method with respect to a collision angle. 4A is a diagram when the collision angle θ = 0 (zero) degrees, FIG. 4B is a diagram when the collision angle θ = θ 1 , and FIG. 4C is a diagram when the collision angle θ = θ 2 (> θ 1 ). 図4の試験結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the test result of FIG. 上部構造2が下部構造4に対して水平変位及び回転した状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state which the superstructure 2 is horizontally displaced and rotated with respect to a lower structure 4. 図7A及び図7Bは、位置設定方法を示す説明図である。7A and 7B are explanatory views showing a position setting method. 図8Aは、上部構造2との衝突による壁部41の変形状態を示す概念図であり、図8Bは、衝突解析のモデル概念図である。FIG. 8A is a conceptual diagram showing a deformed state of the wall portion 41 due to a collision with the superstructure 2, and FIG. 8B is a model conceptual diagram of collision analysis.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

===実施形態===
<<免震構造の構成について>>
図1Aは、本実施形態の免振構造の構成を示す概略平面図であり、図1Bは、図1AのA-A断面図である。以下の説明では、図1A、図1Bに示すように方向を定める。すなわち、水平面において直交する2方向のうちの一方をX方向(第2水平方向に相当)とし、他方をY方向(第1水平方向に相当)とする。また、X方向及びY方向に直交する方向をZ方向(鉛直方向)とする。
=== Embodiment ===
<< About the composition of the seismic isolation structure >>
1A is a schematic plan view showing the configuration of the seismic isolation structure of the present embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A. In the following description, the direction is determined as shown in FIGS. 1A and 1B. That is, one of the two orthogonal directions in the horizontal plane is the X direction (corresponding to the second horizontal direction), and the other is the Y direction (corresponding to the first horizontal direction). Further, the direction orthogonal to the X direction and the Y direction is defined as the Z direction (vertical direction).

本実施形態の免震構造は、上部構造2、下部構造4、免震装置10を備えている。 The seismic isolation structure of the present embodiment includes an upper structure 2, a lower structure 4, and a seismic isolation device 10.

上部構造2は、例えば、建物、床、大型装置等の構造物である。本実施形態の上部構造2は平面形状が矩形であり、4つの外面(外面2A,2B、2C,2D)を有している。 The superstructure 2 is, for example, a structure such as a building, a floor, or a large device. The superstructure 2 of the present embodiment has a rectangular planar shape and has four outer surfaces (outer surfaces 2A, 2B, 2C, 2D).

外面2A及び外面2Cは、YZ平面に平行である(換言すると、Y方向及びZ方向に沿っている)。また、外面2B及び外面2Dは、XZ平面に平行である(換言するとX方向及びZ方向に沿っている)。 The outer surface 2A and the outer surface 2C are parallel to the YZ plane (in other words, along the Y and Z directions). Further, the outer surface 2B and the outer surface 2D are parallel to the XZ plane (in other words, along the X direction and the Z direction).

下部構造4は、上部構造2を支えて荷重を地盤に伝達させる構造物であり、上部構造2の下方に形成されている。図1Bに示すように、上部構造2と下部構造4との間には、Z方向の隙間Sが設けられている。 The lower structure 4 is a structure that supports the upper structure 2 and transmits a load to the ground, and is formed below the upper structure 2. As shown in FIG. 1B, a gap S in the Z direction is provided between the upper structure 2 and the lower structure 4.

また、下部構造4は、上部構造2の外側を囲むように設けられた擁壁40を有している。擁壁40の材料としては、高弾性性能を有するコンクリート(例えば、セラミック材料のコンクリート)や高減衰性能を有するコンクリート(例えば、骨材の一部に高減衰ゴムを使用したコンクリート)がよい。 Further, the lower structure 4 has a retaining wall 40 provided so as to surround the outside of the upper structure 2. As the material of the retaining wall 40, concrete having high elasticity performance (for example, concrete made of ceramic material) and concrete having high damping performance (for example, concrete using high damping rubber as a part of aggregate) are preferable.

本実施形態の擁壁40は、壁部41,壁部42,壁部43,及び、壁部44で構成されている。 The retaining wall 40 of the present embodiment is composed of a wall portion 41, a wall portion 42, a wall portion 43, and a wall portion 44.

壁部41は、上部構造2の外面2AからX方向に所定距離(クリアランス)を隔てて外面2Aと平行に立設されている。壁部42は、上部構造2の外面2BからY方向に所定距離を隔てて外面2Bと平行に立設されている。壁部43は、上部構造2の外面2CからX方向に所定距離を隔てて外面2Cと平行に立設されている。壁部42は、上部構造2の外面2DからY方向に所定距離を隔てて外面2Dと平行に立設されている。 The wall portion 41 is erected in parallel with the outer surface 2A at a predetermined distance (clearance) in the X direction from the outer surface 2A of the superstructure 2. The wall portion 42 is erected in parallel with the outer surface 2B at a predetermined distance in the Y direction from the outer surface 2B of the superstructure 2. The wall portion 43 is erected in parallel with the outer surface 2C at a predetermined distance in the X direction from the outer surface 2C of the superstructure 2. The wall portion 42 is erected in parallel with the outer surface 2D at a predetermined distance in the Y direction from the outer surface 2D of the superstructure 2.

また、図1A、図1Bに示すように、壁部41の上部構造2の外面2Aと対向する側面41Aには緩衝材20が2個設置されている。2個の緩衝材20は、壁部41のy方向の中央を挟むようにy方向に離間して設けられている。なお、緩衝材20は、衝突による衝撃を緩和するための部材であり、例えば樹脂製(例えばポリプロピレン製)のハニカム構造板やゴム製の防舷材である。 Further, as shown in FIGS. 1A and 1B, two cushioning materials 20 are installed on the side surface 41A facing the outer surface 2A of the superstructure 2 of the wall portion 41. The two cushioning materials 20 are provided apart from each other in the y direction so as to sandwich the center of the wall portion 41 in the y direction. The cushioning material 20 is a member for alleviating an impact due to a collision, and is, for example, a resin (for example, polypropylene) honeycomb structure plate or a rubber fender.

上部構造2と対向する壁部42の側面、壁部43の側面、及び、壁部44の側面にも同様に緩衝材20が2個設置されている。つまり、擁壁40の各辺につき緩衝材20がそれぞれ2個設置されている。各壁部の構成は同様であるので、以下、壁部41(及び緩衝材20)を用いて説明することとする。 Similarly, two cushioning materials 20 are installed on the side surface of the wall portion 42 facing the superstructure 2, the side surface of the wall portion 43, and the side surface of the wall portion 44. That is, two cushioning materials 20 are installed on each side of the retaining wall 40. Since the configuration of each wall portion is the same, the following description will be made using the wall portion 41 (and the cushioning material 20).

壁部41の側面41Aとは反対側の側面41Bは、背後地盤50と接している。背後地盤50としては、粘土質地盤などの高減衰性能を有する地盤が望ましい。 The side surface 41B opposite to the side surface 41A of the wall portion 41 is in contact with the back ground 50. As the background ground 50, a ground having high damping performance such as clayey ground is desirable.

免震装置10(免震機構に相当)は、図1Bに示すように、上部構造2と下部構造4との隙間Sに介在されている。以下の説明において、免震装置10が設けられた部位(隙間S)のことを免震層ともいう。本実施形態では、図1Aに示すように、免震層に免震装置10が4つ(上部構造2の各角部に1つ)配置されている。そして、各免震装置10は、それぞれの位置において上部構造2の重量を分担支持している。なお、免震装置10の数や配置場所はこれには限られない。 As shown in FIG. 1B, the seismic isolation device 10 (corresponding to the seismic isolation mechanism) is interposed in the gap S between the upper structure 2 and the lower structure 4. In the following description, the portion (gap S) where the seismic isolation device 10 is provided is also referred to as a seismic isolation layer. In the present embodiment, as shown in FIG. 1A, four seismic isolation devices 10 (one at each corner of the superstructure 2) are arranged in the seismic isolation layer. Then, each seismic isolation device 10 shares and supports the weight of the superstructure 2 at each position. The number and location of the seismic isolation devices 10 are not limited to this.

本実施形態の免震装置10は、図1Bに示すように、積層ゴム12(例えば、円形の薄い鋼板12aとゴム層12bとを上下に交互に積層してなる円柱状の弾性体)を、上下一対のフランジ板(上フランジ板11、下フランジ板13)で挟んで構成されている。また、下フランジ板13は、不図示のボルトなどにより下部構造4に固定され、上フランジ板11は、不図示のボルトなどにより上部構造2に固定されている。そして、免震装置10は、上部構造2を支承するとともに、上部構造2と下部構造4との相対変位による水平力に応じて積層ゴム12が水平方向に剪断変形して、上部構造2の水平振動を長周期化する(免震支承として機能する)。 As shown in FIG. 1B, the seismic isolation device 10 of the present embodiment has laminated rubber 12 (for example, a columnar elastic body formed by alternately laminating circular thin steel plates 12a and rubber layers 12b vertically). It is configured to be sandwiched between a pair of upper and lower flange plates (upper flange plate 11, lower flange plate 13). Further, the lower flange plate 13 is fixed to the lower structure 4 by bolts (not shown) or the like, and the upper flange plate 11 is fixed to the upper structure 2 by bolts (not shown) or the like. Then, the seismic isolation device 10 supports the superstructure 2, and the laminated rubber 12 is sheared and deformed in the horizontal direction according to the horizontal force due to the relative displacement between the superstructure 2 and the substructure 4, so that the superstructure 2 is horizontal. Prolongs the vibration cycle (functions as a seismic isolation bearing).

以上の構成の免震構造において、上部構造2が擁壁40(例えば壁部41)に衝突する場合、衝突で発生するエネルギーを効率よく背後地盤50へ逸散し、上部構造2の健全性を保つには、壁部41の剛性が小さく背後地盤50の変形が最大となる位置で衝突することが望ましい。ここで、壁部41の端部(Y方向の端部)は擁壁40の隅角部であり、中央部に比べて剛性が大きい(変形しにくい)。よって、壁部41の中央に近い位置で衝突することが望ましい。しかし、上部構造2は、水平方向(X方向、Y方向)の変位のみでなく、水平面において回転変形することがあり、このように回転変形が発生する場合、壁部41の端部で衝突しやすくなる。 In the seismic isolation structure having the above configuration, when the upper structure 2 collides with the retaining wall 40 (for example, the wall portion 41), the energy generated by the collision is efficiently dissipated to the back ground 50, and the soundness of the upper structure 2 is improved. In order to maintain the wall portion 41, it is desirable that the wall portion 41 collides at a position where the rigidity is small and the deformation of the back ground 50 is maximized. Here, the end portion (end portion in the Y direction) of the wall portion 41 is a corner portion of the retaining wall 40, and has higher rigidity (difficult to deform) than the central portion. Therefore, it is desirable to collide at a position close to the center of the wall portion 41. However, the superstructure 2 may be rotationally deformed not only in the horizontal direction (X direction, Y direction) but also in the horizontal plane, and when such rotational deformation occurs, it collides with the end portion of the wall portion 41. It will be easier.

そこで、本実施形態では、壁部41に設置する緩衝材20の材質や位置の設定により、壁部41の中央に近い位置で衝突させて衝突エネルギーの背後地盤50等への逸散効果を確保するようにしている。 Therefore, in the present embodiment, by setting the material and position of the cushioning material 20 installed on the wall portion 41, the collision energy is collided at a position close to the center of the wall portion 41 to secure the effect of dissipating the collision energy to the ground ground 50 and the like. I try to do it.

<<設計方法について>>
図2は、本実施形態における免震構造の設計方法の一例を示すフロー図である。
<< About the design method >>
FIG. 2 is a flow chart showing an example of a method for designing a seismic isolation structure according to the present embodiment.

まず、図1の免震構造の基本設計(一般的な免震建物の設計)を行う(S100)。例えば、上部構造2及び下部構造4(擁壁40)の形状や、免震層の設計限界変位(δd)、クリアランス(C)の設計などを行う。 First, the basic design of the seismic isolation structure shown in FIG. 1 (design of a general seismic isolation building) is performed (S100). For example, the shapes of the superstructure 2 and the substructure 4 (retaining wall 40), the design limit displacement (δd) of the seismic isolation layer, the clearance (C), and the like are designed.

次に、通常の設計では考慮しない極大地震動を応答解析モデルに入力し、想定を超える極大地震動による上部構造2の下部構造4に対する変形量(δ)と回転角度(θ)を算出する(S101:算出ステップに相当)。 Next, the maximum seismic motion that is not considered in the normal design is input to the response analysis model, and the deformation amount (δ) and rotation angle (θ) of the superstructure 2 with respect to the substructure 4 due to the maximum seismic motion exceeding the assumption are calculated (S101: Corresponds to the calculation step).

次に、緩衝材20の材質と3次元形状を仮設定する(S102:緩衝材設定ステップに相当)。 Next, the material and the three-dimensional shape of the cushioning material 20 are temporarily set (S102: corresponding to the cushioning material setting step).

本実施形態では緩衝材20を縦(b)、横(d)、厚さ(h)の直方体とし、厚さ方向に垂直な面の断面積をA(=b×d)とする。また、緩衝材20に使用する材料の材質によりヤング率(E)を設定する。 In the present embodiment, the cushioning material 20 is a rectangular parallelepiped having a length (b), a width (d), and a thickness (h), and the cross-sectional area of a surface perpendicular to the thickness direction is A (= b × d). Further, the Young's modulus (E) is set according to the material of the material used for the cushioning material 20.

また、回転角度(衝突角度)によって緩衝材20の水平剛性が異なるため、予め、衝突角度に対する緩衝材20の水平剛性を実験等で評価しておく。 Further, since the horizontal rigidity of the cushioning material 20 differs depending on the rotation angle (collision angle), the horizontal rigidity of the cushioning material 20 with respect to the collision angle is evaluated in advance by an experiment or the like.

図3Aは、上部構造2が回転角度θ=0(ゼロ)度で緩衝材20に衝突した状態を示す図であり、図3Bは、上部構造2が回転角度θ=θiで緩衝材20に衝突する瞬間の状態を示す図である。 FIG. 3A is a diagram showing a state in which the superstructure 2 collides with the cushioning material 20 at a rotation angle θ = 0 (zero) degrees, and FIG. 3B shows a state in which the superstructure 2 collides with the cushioning material 20 at a rotation angle θ = θ i . It is a figure which shows the state at the moment of a collision.

図3Aに示すように、回転角度θ=0(ゼロ)度の場合、上部構造2の外面2Aが緩衝材20の表面と接触(面接触)する。これに対し、回転角度θ=θiの場合、図3Bに示すように、上部構造2の外面2Aが緩衝材20の角部(端部)に接触する。このような衝突時の状態の違い(回転角度θの違い)によって緩衝材20の変形形状や水平剛性が異なる。 As shown in FIG. 3A, when the rotation angle θ = 0 (zero) degree, the outer surface 2A of the superstructure 2 comes into contact with the surface of the cushioning material 20 (surface contact). On the other hand, when the rotation angle θ = θ i , as shown in FIG. 3B, the outer surface 2A of the superstructure 2 comes into contact with the corner portion (end portion) of the cushioning material 20. The deformed shape and horizontal rigidity of the cushioning material 20 differ depending on the difference in the state at the time of collision (difference in rotation angle θ).

図4A~図4Cは、衝突の角度に対する水平剛性の試験方法の一例についての説明図である。図4Aは、衝突角度θ=0(ゼロ)度のとき、図4Bは、衝突角度θ=θ1のとき、図4Cは衝突角度θ=θ2(>θ1)のときの図である。各図の左側は緩衝材20に荷重Pを加える前の図、右側は緩衝材20に荷重Pを加えた後(衝突後)の図を示している。 4A to 4C are explanatory views of an example of a method for testing the horizontal rigidity with respect to the angle of collision. 4A is a diagram when the collision angle θ = 0 (zero) degrees, FIG. 4B is a diagram when the collision angle θ = θ 1 , and FIG. 4C is a diagram when the collision angle θ = θ 2 (> θ 1 ). The left side of each figure shows the figure before the load P is applied to the cushioning material 20, and the right side shows the figure after the load P is applied to the cushioning material 20 (after the collision).

なお、衝突角度θがゼロ度の場合、理論的な緩衝材20の水平剛性Kh(理論値)は、
h=EA/h ・・・(1)
となる。
When the collision angle θ is zero degree, the horizontal rigidity K h (theoretical value) of the theoretical cushioning material 20 is
K h = EA / h ・ ・ ・ (1)
Will be.

本実施形態では、図4A~図4Cのような試験を実施し、衝突角度が変化した際の水平剛性Khを求めている。 In this embodiment, the tests shown in FIGS. 4A to 4C are carried out to obtain the horizontal rigidity K h when the collision angle changes.

図4Aのように緩衝材20の表面に衝突角度θ=0度で荷重Pを加えた場合、緩衝材20は全体的に変形する。緩衝材20の厚さがhからh0に変化したとすると、この場合の水平剛性Kh0は、
h0=P/(h-h0) ・・・(2)
となる。式(2)の値は、式(1)の値(理論値)とほぼ等しくなる。
When a load P is applied to the surface of the cushioning material 20 at a collision angle θ = 0 degrees as shown in FIG. 4A, the cushioning material 20 is deformed as a whole. Assuming that the thickness of the cushioning material 20 changes from h to h 0 , the horizontal rigidity K h 0 in this case is
K h0 = P / (h-h 0 ) ・ ・ ・ (2)
Will be. The value of the equation (2) is substantially equal to the value (theoretical value) of the equation (1).

衝突角度θ=θ1のとき、図4Bに示すように、緩衝材20の角部に荷重Pが加えられる。これにより、緩衝材20が局所的に変形して厚さh1となる。なお、局所的に変形することにより、厚さh1は厚さh0よりも小さい(h1<h0)。この場合の水平剛性Kh1は、
h1=P/(h-h1) ・・・(3)
1<h0より、式(3)で得られる水平剛性Kh1は、式(2)で得られる水平剛性Kh0よりも小さくなる。
When the collision angle θ = θ 1 , a load P is applied to the corner portion of the cushioning material 20 as shown in FIG. 4B. As a result, the cushioning material 20 is locally deformed to have a thickness of h 1 . By locally deforming, the thickness h 1 is smaller than the thickness h 0 (h 1 <h 0 ). The horizontal rigidity K h1 in this case is
K h1 = P / (h-h 1 ) ・ ・ ・ (3)
From h 1 <h 0 , the horizontal stiffness K h1 obtained by the equation (3) is smaller than the horizontal stiffness K h 0 obtained by the equation (2).

衝突角度θ=θ2のときも、図4Cに示すように、緩衝材20の角部に荷重Pが加えられる。これにより、緩衝材20が局所的に変形して厚さh2(<h1)となる。この場合の水平剛性Kh2は、
h2=P/(h-h2) ・・・(4)
2<h1より式(4)で得られる水平剛性Kh2は式(3)で得られる水平剛性Kh1よりも小さくなる。
Even when the collision angle θ = θ 2 , the load P is applied to the corner portion of the cushioning material 20 as shown in FIG. 4C. As a result, the cushioning material 20 is locally deformed to have a thickness of h 2 (<h 1 ). The horizontal rigidity K h2 in this case is
K h2 = P / (h-h 2 ) ・ ・ ・ (4)
From h 2 <h 1 , the horizontal rigidity K h 2 obtained by the equation (4) is smaller than the horizontal rigidity K h 1 obtained by the equation (3).

以上のように衝突角度θと水平剛性Khとの関係を、θの大きさを変えて(例えば、5度くらいの大きさまで)求める。 As described above, the relationship between the collision angle θ and the horizontal rigidity K h is obtained by changing the magnitude of θ (for example, up to a magnitude of about 5 degrees).

図5は、図4の試験結果の一例を示す図である。図の横軸は衝突角度θの大きさを示し、縦軸は水平剛性Khの大きさを示している。図に示すように、水平剛性Khは衝突角度θに依存しており、衝突角度θが大きくなるにつれて水平剛性Khが低くなっている。このため、衝突角度θが大きいほど、必要な水平剛性Khが大きくなるといえる。なお、図5では衝突角度θと水平剛性Khとの関係が直線となっているが、直線的に変化するとは限らない。また、ここでは緩衝材20の縦横の寸法(b、d)を一定にして評価したが、寸法b、寸法dの大きさによる影響も考慮する必要がある。 FIG. 5 is a diagram showing an example of the test result of FIG. The horizontal axis of the figure shows the magnitude of the collision angle θ, and the vertical axis represents the magnitude of the horizontal rigidity K h . As shown in the figure, the horizontal rigidity K h depends on the collision angle θ, and the horizontal rigidity K h decreases as the collision angle θ increases. Therefore, it can be said that the larger the collision angle θ, the larger the required horizontal rigidity K h . In FIG. 5, the relationship between the collision angle θ and the horizontal rigidity K h is a straight line, but it does not always change linearly. Further, although the vertical and horizontal dimensions (b, d) of the cushioning material 20 are fixed and evaluated here, it is necessary to consider the influence of the sizes of the dimensions b and d.

以上のように衝突角度(回転角度)θに応じた緩衝材20の水平剛性の特性を、使用する材質や3次元形状(b、d、h)毎に事前に試験等で確認しておく。 As described above, the characteristics of the horizontal rigidity of the cushioning material 20 according to the collision angle (rotation angle) θ are confirmed in advance by a test or the like for each material and three-dimensional shape (b, d, h) to be used.

次に、緩衝材20の設置位置を設定する(S103)。 Next, the installation position of the cushioning material 20 is set (S103).

図6は、上部構造2が下部構造4に対して水平変位及び回転した状態の一例を示す図である。また、図7A及び図7Bは、位置設定方法の一例を示す説明図である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a state in which the upper structure 2 is horizontally displaced and rotated with respect to the lower structure 4. Further, FIGS. 7A and 7B are explanatory views showing an example of the position setting method.

図6において、上部構造2がX方向にδxi及びY方向にδyi変位した状態を破線で示し、さらにそのときの剛心位置Jを中心に上部構造2が回転角θiで回転した状態を一点鎖線で示している。なお、δxiは極大地震動による上部構造2の変形量δのX方向成分であり、δyiは変形量δのY方向成分である。また、X方向のクリアランス(上部構造2と壁部41との距離)をCx、Y方向のクリアランス(上部構造2と壁部42との距離)をCyとする。ここでは説明の都合上δxi<Cx、δyi<Cyとしている。 In FIG. 6, the state in which the superstructure 2 is displaced δxi in the X direction and δyi in the Y direction is shown by a broken line, and the state in which the superstructure 2 is rotated at a rotation angle θi around the rigid center position J at that time is a one-dot chain line. It is shown by. Note that δxi is the X-direction component of the deformation amount δ of the superstructure 2 due to the maximum seismic motion, and δyi is the Y-direction component of the deformation amount δ. Further, the clearance in the X direction (distance between the superstructure 2 and the wall portion 41) is defined as Cx, and the clearance in the Y direction (distance between the superstructure 2 and the wall portion 42) is defined as Cy. Here, for convenience of explanation, δxi <Cx and δyi <Cy are set.

また、剛心位置Jから上部構造2の隅角部までの距離をrとし回転角度θi回転したあとの隅角部のx方向への変位量をRxi、y方向への変位量をRyiとする。また、壁部41のY方向の端から緩衝材20までの距離をαとする。 Further, the distance from the rigid center position J to the corner portion of the upper structure 2 is r, the displacement amount of the corner portion in the x direction after rotation angle θi is Rxi, and the displacement amount in the y direction is Ryi. .. Further, the distance from the end of the wall portion 41 in the Y direction to the cushioning material 20 is defined as α.

図6より、
Rxi=r×(cosθi-cosθ0) ・・・(5)
Ryi=r×(sinθ0-sinθi) ・・・(6)
Ri´=α-(Ryi+Cy-δyi) ・・・(7)
Ri"=Ri´×tanθi ・・・(8)
の関係式が成り立ち、上部構造2が壁部41に衝突しない場合(ただし接触は含む)
h-Ri" ≧0 ・・・(9)
式(9)より、
α≦h/tanθi+r(sinθ0-sinθi)+Cy-δyi ・・・(10)
あるいは、
h≧{α-r(sinθ0-sinθi)-Cy+δyi}tanθi ・・・(11)
の関係が成り立つ。
From FIG. 6,
Rxi = r × (cosθ i -cosθ 0 ) ... (5)
Ryi = r × (sinθ 0 -sinθ i ) ... (6)
Ri'= α- (Ryi + Cy-δyi) ... (7)
Ri "= Ri'x tanθi ... (8)
When the relational expression of is established and the superstructure 2 does not collide with the wall portion 41 (however, the contact is included).
h-Ri "≧ 0 ・ ・ ・ (9)
From equation (9)
α≤h / tanθi + r (sinθ 0 -sinθi) + Cy-δyi ... (10)
or,
h ≧ {α-r (sinθ 0 -sinθi) -Cy + δyi} tanθi ・ ・ ・ (11)
The relationship is established.

まず、仮設定した厚さhについて、X方向への変位δxi、Y方向への変位δyi、且つ、回転角度θiのときに、上部構造2の外面2Aが壁部41と緩衝材20とに同時に接触するときのα1の値を求める。換言すると、緩衝材20のY方向の位置(第1位置に相当)を求める(第1位置算出ステップに相当)。なお、α1は、式(9)が等式となるときのαの値である。 First, with respect to the temporarily set thickness h, when the displacement δxi in the X direction, the displacement δyi in the Y direction, and the rotation angle θi, the outer surface 2A of the superstructure 2 is simultaneously attached to the wall portion 41 and the cushioning material 20. Find the value of α1 at the time of contact. In other words, the position of the cushioning material 20 in the Y direction (corresponding to the first position) is obtained (corresponding to the first position calculation step). Note that α1 is the value of α when the equation (9) becomes an equation.

ただし、図7Aにおいて、上部構造2と壁部41が衝突しないためには、緩衝材20の必要水平剛性Khが無限大となってしまうので、緩衝材20の位置をα1からα2に変更する(図7B参照)。すなわち、緩衝材20を壁部41のY方向の端部側に近づける。ただし、緩衝材20の設置位置は壁部41の長さ方向(Y方向)の中央に近い位置が望ましいので、α2はα1にできるだけ近い位置に設定する。これにより、図7Bに示すように、上部構造2が緩衝材20に衝突する瞬間に、上部構造2は壁部41に接触していないことになる。また、緩衝材20の位置をα2に変えた場合の、上部構造2が緩衝材20に接触する瞬間(図7Bの状態)におけるθi、δi、Piを、解析結果により求める。 However, in FIG. 7A, since the required horizontal rigidity K h of the cushioning material 20 becomes infinite because the superstructure 2 and the wall portion 41 do not collide, the position of the cushioning material 20 is changed from α1 to α2. (See FIG. 7B). That is, the cushioning material 20 is brought closer to the end side of the wall portion 41 in the Y direction. However, since it is desirable that the cushioning material 20 is installed at a position close to the center of the wall portion 41 in the length direction (Y direction), α2 is set at a position as close as possible to α1. As a result, as shown in FIG. 7B, the superstructure 2 is not in contact with the wall portion 41 at the moment when the superstructure 2 collides with the cushioning material 20. Further, θi, δi, and Pi at the moment when the superstructure 2 comes into contact with the cushioning material 20 (state in FIG. 7B) when the position of the cushioning material 20 is changed to α2 are obtained from the analysis results.

そして、前述した水平剛性の試験結果(図5参照)より、衝突角度(回転角度)θiのときの水平剛性Khθを求め、以下の関係であるかを確認する。 Then, from the above-mentioned horizontal rigidity test result (see FIG. 5), the horizontal rigidity K h θ at the collision angle (rotation angle) θi is obtained, and it is confirmed whether the relationship is as follows.

Pi/Khθ<δi ・・・(12)
式(12)が成立する場合は、上部構造2が壁部41に衝突しないことになる。こうして、図7Bのように上部構造2が緩衝材20に接触した後、さらに上部構造2が変位して壁部41に衝突しないかを確認する(S104:確認ステップに相当)。
Pi / K h θ <δi ・ ・ ・ (12)
When the equation (12) holds, the superstructure 2 does not collide with the wall portion 41. In this way, after the superstructure 2 comes into contact with the cushioning material 20 as shown in FIG. 7B, it is confirmed whether the superstructure 2 is further displaced and does not collide with the wall portion 41 (S104: corresponding to the confirmation step).

衝突すると判断した場合(S104でNO)、ステップS102に戻り、設定した緩衝材20の設計の見直しを行う。つまり、緩衝材20の材質、形状、あるいは、位置を再設定する。このフローを繰り返し行うことにより、緩衝材20を適切に機能させる(つまり上部構造2が壁部41に衝突しないようにする)ことができる。 If it is determined that a collision occurs (NO in S104), the process returns to step S102 and the design of the set cushioning material 20 is reviewed. That is, the material, shape, or position of the cushioning material 20 is reset. By repeating this flow, the cushioning material 20 can function properly (that is, the superstructure 2 does not collide with the wall portion 41).

衝突しないと判断した場合(S104でYES)、クリアランス(C)と緩衝材20の厚さ(h)との差分が、免震層(免震装置10)の設計限界変位(δd)がより大きい(δd<C-h)ことを確認する(S105:設計確認ステップに相当)。 When it is determined that there is no collision (YES in S104), the difference between the clearance (C) and the thickness (h) of the cushioning material 20 is larger than the design limit displacement (δd) of the seismic isolation layer (seismic isolation device 10). Confirm that (δd <Ch) (S105: corresponds to the design confirmation step).

δd≧C-hの場合(S105でNO)、通常の設計範囲で、上部構造2が擁壁40(緩衝材20)に衝突するおそれがある。よって、この場合、ステップS102に戻り、設定した緩衝材20の設計の見直し(再設定)を行う。 When δd ≧ C—h (NO in S105), the superstructure 2 may collide with the retaining wall 40 (cushioning material 20) within the normal design range. Therefore, in this case, the process returns to step S102 to review (reset) the design of the set cushioning material 20.

δd<C-hの場合(S105でYES)、仮設定した材質、形状の緩衝材20を壁部41の設定した位置に設置し(緩衝材設計ステップに相当)、上部構造2と壁部41(緩衝材20)との衝突解析を行う(S106)。 In the case of δd <C-h (YES in S105), the cushioning material 20 having the temporarily set material and shape is installed at the set position of the wall portion 41 (corresponding to the cushioning material design step), and the superstructure 2 and the wall portion 41 are installed. Collision analysis with (cushioning material 20) is performed (S106).

図8Aは、上部構造2との衝突による壁部41の変形状態を示す概念図であり、図8Bは、衝突解析のモデル概念図である。ここでは、自由度が小さい質点系モデルを用いる。 FIG. 8A is a conceptual diagram showing a deformed state of the wall portion 41 due to a collision with the superstructure 2, and FIG. 8B is a model conceptual diagram of collision analysis. Here, a mass point model with a small degree of freedom is used.

図8Aのように上部構造2との衝突により壁部41が変形すると、壁部41の側面42b側の背後地盤50が壁部41によって押し込まれる(図の濃いハッチングの部分)。 When the wall portion 41 is deformed due to the collision with the superstructure 2 as shown in FIG. 8A, the back ground 50 on the side surface 42b side of the wall portion 41 is pushed by the wall portion 41 (the dark hatched portion in the figure).

このとき押し込まれる背後地盤50の領域は、図8Bに示すように、付加マス効果として擁壁の運動エネルギー量に考慮される。そして、図8Bの質点系モデルを用いて衝突解析を行うことができる。 The region of the back ground 50 pushed in at this time is taken into consideration in the amount of kinetic energy of the retaining wall as an additional mass effect, as shown in FIG. 8B. Then, the collision analysis can be performed using the mass point system model of FIG. 8B.

本実施形態の免震構造では、図7Bに示すように壁部41に緩衝材20を設けているため、上部構造2が、図7Aの壁部41との衝突位置(α1の中央付近)より、壁部41の中央に近い位置(α2)で壁部41(緩衝材20)と衝突することになる。これにより上部構造2と壁部41(緩衝材20)との衝突によるエネルギーが背後地盤50に逸散されやすくなる。 In the seismic isolation structure of the present embodiment, since the cushioning material 20 is provided on the wall portion 41 as shown in FIG. 7B, the upper structure 2 is located from the collision position with the wall portion 41 in FIG. 7A (near the center of α1). , It will collide with the wall portion 41 (cushioning material 20) at a position (α2) near the center of the wall portion 41. As a result, the energy due to the collision between the superstructure 2 and the wall portion 41 (cushioning material 20) is likely to be dissipated to the back ground 50.

なお、質点系モデル以外にも、例えば、自由度の大きい3次元FEMを用いた解析などを行ってもよい。 In addition to the mass point system model, for example, analysis using a three-dimensional FEM having a large degree of freedom may be performed.

そして、この解析結果又は以下のエネルギー評価式(13)により構造設計時に定めた設計目標(耐震性能)を満足できるかを判断する(S107:健全性確認ステップに相当)。 Then, it is determined whether or not the design target (seismic performance) set at the time of structural design can be satisfied by this analysis result or the following energy evaluation formula (13) (S107: corresponding to the soundness confirmation step).

R<ED ・・・(13)
式(13)において、ERは、衝突後の上部構造2の残余エネルギー量であり、衝突エネルギー量をEB、壁部41の吸収エネルギー量をEW、背後地盤50の吸収エネルギー量をESとしたとき
R=EB-EW-ES ・・・(14)
である。
ER < ED ... (13)
In the formula (13), ER is the residual energy amount of the superstructure 2 after the collision, the collision energy amount is EB , the absorbed energy amount of the wall portion 41 is EW , and the absorbed energy amount of the back ground 50 is E. When S is set E R = E B -E W -E S ... (14)
Is.

また、EDは、設計時の上部構造2の許容エネルギー量である。
Dを上部構造2の各部材(各層)の変位-荷重関係に置換することで、部材の断面算定や層間変形等を評価する。
Further, ED is the allowable energy amount of the superstructure 2 at the time of design.
By substituting ED with the displacement-load relationship of each member (each layer) of the superstructure 2, the cross-sectional calculation of the member, the interlayer deformation, and the like are evaluated.

設計目標を満足していないと判断した場合(S107でNO)、ステップS102に戻り、緩衝材20の設計の見直しを行う。設計目標を満足していると判断した場合(S107でYES)、免震構造の設計を終了する。 If it is determined that the design target is not satisfied (NO in S107), the process returns to step S102 and the design of the cushioning material 20 is reviewed. If it is determined that the design target is satisfied (YES in S107), the design of the seismic isolation structure is completed.

なお、本実施形態では、上部構造2と壁部41(緩衝材20)との衝突を考慮した免震構造の設計について説明したが、他の壁部(壁部42、壁部43、壁部44)についても同様である。 In this embodiment, the design of the seismic isolation structure in consideration of the collision between the superstructure 2 and the wall portion 41 (cushioning material 20) has been described, but other wall portions (wall portion 42, wall portion 43, wall portion) have been described. The same applies to 44).

===その他の実施形態について===
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
=== About other embodiments ===
The above embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not for limiting the interpretation of the present invention. It goes without saying that the present invention can be modified and improved without departing from the spirit thereof, and the present invention includes an equivalent thereof. In particular, even the embodiments described below are included in the present invention.

前述の実施形態では、免震装置10は積層ゴムタイプの免震装置であったが、これには限られない。例えば、滑り支承や転がり支承の免震装置であってもよい。また、免震層にダンパー等の減衰装置を設置してもよい。 In the above-described embodiment, the seismic isolation device 10 is a laminated rubber type seismic isolation device, but the seismic isolation device 10 is not limited to this. For example, it may be a seismic isolation device for sliding bearings or rolling bearings. Further, a damping device such as a damper may be installed on the seismic isolation layer.

また、前述の実施形態では、緩衝材20の材質及び形状(b、d、h)を設定した後、緩衝材20の設置位置を設定していたが、この順序が逆でもよい。つまり、緩衝材20の位置を設定した後、緩衝材20の材質及び形状を設定してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the material and shape (b, d, h) of the cushioning material 20 are set, and then the installation position of the cushioning material 20 is set, but the order may be reversed. That is, after setting the position of the cushioning material 20, the material and shape of the cushioning material 20 may be set.

また、前述の実施形態では、緩衝材20の形状は直方体であったが、これには限られず、他の形状(例えば円柱形状)であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the shape of the cushioning material 20 is a rectangular parallelepiped, but the shape is not limited to this, and other shapes (for example, a cylindrical shape) may be used.

また、前述の実施形態では、擁壁40の外側(例えば壁部41の側面41B側)は背後地盤50であったが、地盤でなくてもよい。ただし、擁壁40の外側を高減衰性能の材料や改良地盤とすれば、より衝突エネルギーを逸散させることができる。 Further, in the above-described embodiment, the outside of the retaining wall 40 (for example, the side surface 41B side of the wall portion 41) is the back ground 50, but it does not have to be the ground. However, if the outside of the retaining wall 40 is made of a material having high damping performance or improved ground, the collision energy can be dissipated more.

2 上部構造、
2A,2B,2C,2D 外面、
4 下部構造、
10 免震装置(免震機構)、
11 上フランジ板、
12 積層ゴム、12a 鋼板、12b ゴム層、
13 下フランジ板、
20 緩衝材、
40 擁壁、
41,42,43,44 壁部、
41A 側面、41B 側面、
50 背後地盤(地盤)
2 Superstructure,
2A, 2B, 2C, 2D outer surface,
4 Substructure,
10 Seismic isolation device (seismic isolation mechanism),
11 Upper flange plate,
12 laminated rubber, 12a steel plate, 12b rubber layer,
13 Lower flange plate,
20 cushioning material,
40 retaining wall,
41, 42, 43, 44 wall,
41A side, 41B side,
50 Back ground (ground)

Claims (8)

鉛直方向及び第1水平方向に沿った外面を有する上部構造と、
前記上部構造よりも下方の下部構造であって、前記上部構造の前記外面から前記第1水平方向と直交する第2水平方向に所定距離を隔てて前記外面と平行に立設された壁部を有する下部構造と、
前記上部構造と前記下部構造との間に設けられた免震機構と、
を備える免震構造において、前記上部構造の前記外面と対向する前記壁部の側面に緩衝材を設ける免震構造の設計方法であって、
極大地震動での地震応答解析により、前記下部構造に対する前記上部構造の前記第1水平方向への第1変形量、前記第2水平方向への第2変形量、及び、水平面における回転角度を算出する算出ステップと、
前記緩衝材の材質及び3次元形状を仮設定する緩衝材設定ステップと、
前記上部構造が前記第1変形量、前記第2変形量、及び、前記回転角度変位する場合に、前記外面が前記壁部と前記緩衝材とに同時に接触するときの前記緩衝材の前記第1水平方向の第1位置を求める第1位置算出ステップと、
前記緩衝材を前記第1位置よりも前記壁部の前記第1水平方向の端部に近づけて、前記極大地震動が発生しても前記上部構造が前記緩衝材の変形により前記壁部に衝突しないことを確認する確認ステップと、
前記上部構造が前記壁部に衝突しないと確認された第2位置に、前記仮設定された材質、形状の前記緩衝材を設置する緩衝材設計ステップと、
を有することを特徴とする免震構造の設計方法。
A superstructure with outer surfaces along the vertical and first horizontal directions,
A wall portion that is a lower structure below the superstructure and is erected in parallel with the outer surface at a predetermined distance in a second horizontal direction orthogonal to the first horizontal direction from the outer surface of the superstructure. With the substructure it has,
A seismic isolation mechanism provided between the superstructure and the substructure,
A method for designing a seismic isolation structure in which a cushioning material is provided on the side surface of the wall portion facing the outer surface of the superstructure.
By seismic response analysis at the maximum seismic motion, the first deformation amount of the superstructure with respect to the substructure in the first horizontal direction, the second deformation amount in the second horizontal direction, and the rotation angle in the horizontal plane are calculated. Calculation steps and
The cushioning material setting step for temporarily setting the material and the three-dimensional shape of the cushioning material, and
When the superstructure is displaced by the first deformation amount, the second deformation amount, and the rotation angle, the first of the cushioning material when the outer surface comes into contact with the wall portion and the cushioning material at the same time. The first position calculation step for finding the first position in the horizontal direction, and
The cushioning material is brought closer to the first horizontal end of the wall portion than the first position, and even if the maximum seismic motion occurs, the upper structure does not collide with the wall portion due to the deformation of the cushioning material. Confirmation steps to confirm that, and
A cushioning material design step for installing the cushioning material having the temporarily set material and shape at a second position where it is confirmed that the superstructure does not collide with the wall portion.
A method of designing a seismic isolation structure characterized by having.
請求項1に記載の免震構造の設計方法であって、
前記第2位置は、前記第1位置のときの前記上部構造の前記外面と前記壁部との接触位置よりも前記壁部の前記第1水平方向の中央に近い、
ことを特徴とする免震構造の設計方法
The method for designing a seismic isolation structure according to claim 1.
The second position is closer to the center of the wall portion in the first horizontal direction than the contact position between the outer surface of the superstructure and the wall portion at the time of the first position.
How to design a seismic isolation structure
請求項1又は請求項2に記載の免震構造の設計方法であって、
前記回転角度と前記緩衝材の水平剛性との関係が予め求められており、
前記上部構造が前記壁部に衝突しないことの確認は、前記回転角度に対応する前記緩衝材の前記水平剛性に基づいて行なう、
ことを特徴とする免震構造の設計方法。
The method for designing a seismic isolation structure according to claim 1 or 2.
The relationship between the rotation angle and the horizontal rigidity of the cushioning material has been obtained in advance.
Confirmation that the superstructure does not collide with the wall portion is performed based on the horizontal rigidity of the cushioning material corresponding to the rotation angle.
A method of designing a seismic isolation structure.
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の免震構造の設計方法であって、
前記確認ステップで前記上部構造が前記壁部に衝突しないことを確認できなかった場合、前記緩衝材の材質、形状を見直す、
ことを特徴とする免震構造の設計方法。
The method for designing a seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 3.
If it cannot be confirmed in the confirmation step that the superstructure does not collide with the wall portion, the material and shape of the cushioning material are reviewed.
A method of designing a seismic isolation structure.
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の免震構造の設計方法であって、
前記確認ステップで前記上部構造が前記壁部に衝突しないことを確認できなかった場合、前記緩衝材の位置を見直す、
ことを特徴とする免震構造の設計方法。
The method for designing a seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 3.
If it cannot be confirmed in the confirmation step that the superstructure does not collide with the wall portion, the position of the cushioning material is reviewed.
A method of designing a seismic isolation structure.
請求項1乃至請求項5の何れかに記載の免震構造の設計方法であって、
前記緩衝材設計ステップよりも前に、前記所定距離と前記緩衝材の前記第2水平方向の厚さとの差分が、前記免震機構の設計限界変位より大きいことを確認する設計確認ステップをさらに有する、
ことを特徴とする免震構造の設計方法。
The method for designing a seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 5.
Prior to the cushioning material design step, there is further a design confirmation step for confirming that the difference between the predetermined distance and the thickness of the cushioning material in the second horizontal direction is larger than the design limit displacement of the seismic isolation mechanism. ,
A method of designing a seismic isolation structure.
請求項1乃至請求項6の何れかに記載の免震構造の設計方法であって、
前記壁部の前記側面と反対側の面は地盤と接している、
ことを特徴とする免震構造の設計方法。
The method for designing a seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 6.
The surface of the wall portion opposite to the side surface is in contact with the ground.
A method of designing a seismic isolation structure.
請求項1乃至請求項7の何れかに記載の免震構造の設計方法であって、
設計時の前記上部構造の許容エネルギーが、衝突後の前記上部構造の残余エネルギーよりも大きいことを確認する健全性確認ステップ、
をさらに有することを特徴とする免震構造の設計方法。
The method for designing a seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 7.
The sanity confirmation step, which confirms that the allowable energy of the superstructure at the time of design is larger than the residual energy of the superstructure after the collision.
A method of designing a seismic isolation structure, which is characterized by having a seismic isolation structure.
JP2018050575A 2018-03-19 2018-03-19 How to design a seismic isolation structure Active JP7035670B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018050575A JP7035670B2 (en) 2018-03-19 2018-03-19 How to design a seismic isolation structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018050575A JP7035670B2 (en) 2018-03-19 2018-03-19 How to design a seismic isolation structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019163593A JP2019163593A (en) 2019-09-26
JP7035670B2 true JP7035670B2 (en) 2022-03-15

Family

ID=68064313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018050575A Active JP7035670B2 (en) 2018-03-19 2018-03-19 How to design a seismic isolation structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7035670B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014077229A (en) 2012-09-21 2014-05-01 Sumitomo Rubber Ind Ltd Base-isolated building
JP2017082433A (en) 2015-10-26 2017-05-18 株式会社大林組 Seismic isolated structure design method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02125231U (en) * 1989-03-27 1990-10-16

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014077229A (en) 2012-09-21 2014-05-01 Sumitomo Rubber Ind Ltd Base-isolated building
JP2017082433A (en) 2015-10-26 2017-05-18 株式会社大林組 Seismic isolated structure design method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019163593A (en) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011501049A (en) Seismic isolation device for structure, construction method of the device, and seismic isolation member
Lee et al. Seismic retrofit of structures using steel honeycomb dampers
JP2011501050A (en) Seismic isolation structure
KR101840022B1 (en) Vibration control damper system using concrete filled three-dimensional truss structure
JP2013047433A (en) Structure vibration control and base isolation method
JP7035670B2 (en) How to design a seismic isolation structure
JP2020008153A (en) Vibration isolation structure
JP7456871B2 (en) Seismic isolation structures, buildings, and movement control devices
JP7182443B2 (en) Buffers, seismically isolated buildings and buildings
JP2017115576A (en) Buckling restraint brace
WO2013051702A1 (en) Seismic isolation support device for traveling crane
JP6196065B2 (en) Buckling restraint brace
JP7455682B2 (en) Buffer structure and buffer material
JP6277234B2 (en) Damping device and building
JP6828328B2 (en) Seismic isolation structure
JP2001227191A (en) Damping apparatus
JP5088617B2 (en) Vibration reduction mechanism
Kim et al. Experimental study on the bidirectional behavior of a lead-rubber bearing
JP5326763B2 (en) Seismic isolation members and seismic isolation layers
JP7851183B2 (en) Seismic isolation structure
CN103266680B (en) A kind of Seismic Isolation of Isolation Layer variation rigidity stop
JP2020193672A (en) Base isolation structure and design method for base isolation structure
Hong et al. Three‐dimensional vibration control of high‐tech facilities against earthquakes and microvibration using hybrid platform
US20260049644A1 (en) Vibration absorbing apparatus for a semiconductor manufacturing apparatus
JP7546478B2 (en) Earthquake-resistant reinforcement structures and structures

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7035670

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150