JP7206543B2

JP7206543B2 - 残留変形修正装置

Info

Publication number: JP7206543B2
Application number: JP2019029667A
Authority: JP
Inventors: 章典烏; 公彦菅谷
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2039-02-21
Also published as: JP2020133292A

Description

本発明は、免震装置の残留変形を解消する装置に関する。

従来、下部基礎に設けられたジャッキでコーン状部材を押し上げ、コーン状部材の尖り部を上部躯体に設けられた受け部材の円錐状凹部に押し入れて、地震時に上部建物に生じた残留変位を解消する定位置復帰装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－３８７６４号公報

このような定位置復帰装置を用いて上部建物を定位置に復帰することで、免震装置に生じた残留変形を解消することも可能であるが、コーン状部及び受け部材の位置関係を正確に定めて予め設置しておく必要がある。

このため、コーン状部及び受け部材の位置関係がずれていると、免震装置に生じた残留変形を解消することができないという問題があった。

本発明は、免震装置に生じた残留変形を解消することを可能とする残留変形修正装置を提供することを目的とする。

態様１は、下部構造体の上面に設けられた下部台座と上部構造体の下面に設けられた上部台座との間に取り付けられた免震装置に用いられ、前記下部構造体の上面に載置され前記下部台座を反力受け部とする枠体と、前記枠体から起立した楔受け部材と、前記上部台座の側面と前記楔受け部材の間に嵌められた楔部材と、前記楔部材を上方へ押し上げるジャッキと、を有する残留変形修正装置である。

すなわち、下部構造体の上面に枠体を載置し、下部台座を反力受け部とする。枠体から起立した楔受け部材と上部台座の側面との間に楔部材を配置し、楔部材をジャッキで押し上げる。これにより、免震装置で支持された上部構造体を定位置へ押し戻すことによって、免震装置に生じた残留変形を解消することができる。

態様２は、前記枠体は、前記下部構造体にアンカーで固定されている態様１に記載の残留変形修正装置である。

すなわち、反力が大きい場合、下部構造体に打設した後施工アンカーに枠体を固定することで、反力を下部構造体に直接的に伝達することができる。

本態様によれば、免震装置に生じた残留変形を解消することが可能となる。

本実施形態に係る残留変形修正装置を示す側面図である。図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。図１の要部を示す拡大図である。枠体の接合部分を示す説明図である。

以下、本実施形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施形態に係る残留変形修正装置１０を示す図であり、残留変形修正装置１０は、建物１２を定位置へ移動させ、建物１２を支持する免震装置１４に生じた残留変形を解消する装置である。

（建物）
すなわち、建物１２の上部躯体を構成する上部構造体１６には、フーチング１８が設けられており、フーチング１８の側面１８Ａからは、基礎梁２０が延びている。フーチング１８の下面１８Ｂには、上部台座２２が設けられている。

ここで、本実施形態では、フーチング１８の下面１８Ｂに上部台座２２が設けられている場合について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、フーチング１８の一部が上部台座２２を構成してもよい。

建物１２の基礎躯体を構成する下部構造体２４の上面２４Ａには、図２にも示すように、平面視で矩形状の下部台座２６が設けられており、下部台座２６は、図１に示したように、上部台座２２と対向する位置に配置されている。

（免震装置）
免震装置１４は、下部構造体２４に設けられた下部台座２６と上部構造体１６に設けられた上部台座２２との間に取り付けられている。

この免震装置１４は、下部フランジ１４Ａと、下部フランジ１４Ａ上に積層された免震ゴム１４Ｂと、免震ゴム１４Ｂの上部に設けられた上部フランジ１４Ｃとを備えている。免震装置１４の下部フランジ１４Ａは、下部構造体２４の下部台座２６に固定されており、上部フランジ１４Ｃは、上部構造体１６の上部台座２２に固定されている。

（残留変形修正装置）
残留変形修正装置１０は、下部構造体２４の上面２４Ａに載置され下部台座２６を反力受け部とする枠体３０と、枠体３０から上部台座２２の側面２２Ａに向かって斜めに起立した楔受け部材３２とを備えている。また、残留変形修正装置１０は、上部台座２２の側面２２Ａと楔受け部材３２との間に嵌められた楔部材３４と、楔部材３４を上方へ押し上げるジャッキ３６とを備えている。

［枠体］
枠体３０は、図２に示したように、第一部材３８と、第一部材３８の一端部より延出した第二部材４０と、第一部材３８の他端部より延出した第三部材４２とを備えており、枠体３０は、下部台座２６を取り囲むようにコ字状に形成されている。

枠体３０の第一部材３８は、下部台座２６の一方Ｘ１側の一側面２６Ａと対向して配置されており、枠体３０の第一部材３８の端部より延出した第二部材４０及び第三部材４２は、下部台座２６より他方Ｘ２側へ延出している。第二部材４０の先端部と第三部材４２の先端部とは、第一連結部材４４で連結されている。

この枠体３０には、図１に示したように、アンカー４６が設けられており、アンカー４６は、下部構造体２４に打設されている。これにより、枠体３０は、下部構造体２４にアンカー４６で固定されている。なお、枠体３０と下部台座２６との強度が十分に大きい場合アンカー４６は不要である。

第一連結部材４４の両端部には、矩形筒状の楔受け部材３２が斜めに立設されている。楔受け部材３２の下部は、第一連結部材４４に固定され、各楔受け部材３２の上端部は、フーチング１８の側面１８Ａに達している。

ここで、本実施形態では、楔受け部材３２を矩形筒状の部材で構成する場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。例えば、楔受け部材３２を、Ｈ形鋼やＩ形鋼で構成してもよい。

各楔受け部材３２の一方Ｘ１側の側面は、上方へ向かうに従って免震装置１４の上部台座２２側へ傾斜した傾斜面３２Ａを構成しており、傾斜面３２Ａは、図３に示すように、鉛直線４８に対して、キャンバー角θを成している。

図２に示したように、枠体３０の第二部材４０と第三部材４２とは、第一連結部材４４より一方Ｘ１側の部位が、第二連結部材５０で連結されており、第二連結部材５０の両端部には、ジャッキ３６が配置されている。このジャッキ３６と第二連結部材５０とは切り離されており、ジャッキ３６の一方Ｘ１及び他方Ｘ２側への移動が許容される。

これにより、後述するジャッキ３６のロッド３６Ｂに楔部材３４が固定されている場合であっても、楔部材３４の移動に応じてジャッキ３６の移動を許容できる。

枠体３０の第一部材３８、第二部材４０、第三部材４２、第一連結部材４４、及び第二連結部材５０は、一例としてＨ形鋼で構成されている。

図４は、第一部材３８、第二部材４０、第三部材４２、第一連結部材４４、及び第二連結部材５０の接合部５４を示す拡大図である。接合部５４では、突き合わされたＨ形鋼のウエブ５２Ａ及びフランジ５２Ｂに沿って接合板５６が配置されており、接合板５６は、ハイテンションボルト５８によって各Ｈ形鋼のウエブ５２Ａ及びフランジ５２Ｂに締結されている。

なお、本実施形態では、接合板５６をハイテンションボルト５８で締結する場合について説明するが、これに限定されるものではない。例えば、接合板５６を普通のボルトで締結しても良い。

第一部材３８の一部を構成するＨ形鋼と第二部材４０の一部を構成するＨ形鋼とは溶接で接合されており、Ｌ字状のフレームが形成されている。第一部材３８の一部を構成するＨ形鋼と第三部材４２の一部を構成するＨ形鋼とは溶接で接合されており、Ｌ字状のフレームが形成されている。

第二部材４０の一部を構成するＨ形鋼と第一連結部材４４の一部を構成するＨ形鋼及び第二連結部材５０の一部を構成するＨ形鋼とは溶接で接合されており、Ｆ字状のフレームが形成されている。第一連結部材４４の第二部材４０側の端部には、楔受け部材３２が溶接で接合されている。

第三部材４２の一部を構成するＨ形鋼と第一連結部材４４の一部を構成するＨ形鋼及び第二連結部材５０の一部を構成するＨ形鋼とは溶接で接合されており、Ｆ字状のフレームが形成されている。第一連結部材４４の第三部材４２側の端部には、楔受け部材３２が溶接で接合されている。

このように、枠体３０の第一部材３８、第二部材４０、第三部材４２、第一連結部材４４、及び第二連結部材５０が複数のＬ字状又はＦ字状のフレームで構成されている。このため、上部構造体１６と下部構造体２４との間への搬入が容易となり、下部台座２６の周囲に配置することができる。

［ジャッキ］
ジャッキ３６は、図１に示したように、第二連結部材５０上に配置されたジャッキ本体３６Ａと、ジャッキ本体３６Ａより後退可能に延出したロッド３６Ｂとを備えている。ジャッキ本体３６Ａより延出したロッド３６Ｂの先端には、楔部材３４が支持されており、楔部材３４は、上部台座２２の側面２２Ａと楔受け部材３２の傾斜面３２Ａとの間に配置されている。

このジャッキ３６のロッド３６Ｂと楔部材３４とは切り離されており、楔部材３４の一方Ｘ１及び他方Ｘ２側への移動を許容する。

［楔部材］
楔部材３４は、図３に示したように、ジャッキ３６で支持される底面３４Ａと、上部台座２２の側面２２Ａに対向する一側面３４Ｂと、楔受け部材３２の傾斜面３２Ａに対向する他側面３４Ｃとを有する。

楔部材３４の一側面３４Ｂは、底面３４Ａに対して略直交方向に延在しており、楔部材３４の他側面３４Ｃは、底面３４Ａに対して傾斜している。これにより、楔部材３４の厚み寸法は、先端へ向かうに従って薄くなっており、楔部材３４の一側面３４Ｂと他側面３４Ｃとが成す角度αは、前述したキャンバー角θと略同角度に設定されている。

＜残留変形の修正＞
次に、免震装置１４に生じた残留変形を修正する手順について説明する。

図１及び図２に示したように、一例として地震の発生により免震装置１４が他方Ｘ２側へ変形した際には、その変形方向と逆側の一方Ｘ１側に第一部材３８を配置して枠体３０を組み立てる。第二連結部材５０の両端部にジャッキ３６をセットする。

そして、ジャッキ３６のロッド３６Ｂ上に楔部材３４をセットして、楔部材３４を上部台座２２の側面２２Ａと楔受け部材３２の傾斜面３２Ａとの間に配置する。このとき、図３に示したように、楔部材３４の一側面３４Ｂを上部構造体１６の上部台座２２側に配置するとともに、傾斜した他側面３４Ｃを楔受け部材３２側に配置する。

次に、残留変形修正装置１０のジャッキ３６によって楔部材３４を押し上げ、楔部材３４を上部台座２２の側面２２Ａと楔受け部材３２の傾斜面３２Ａとの間に挿入する。

このとき、楔受け部材３２には、楔部材３４から他方Ｘ２側へ向けた力が加えられる。しかし、楔受け部材３２を支持する枠体３０に作用する反力Ｒは、下部台座２６が受け、他方Ｘ２側への移動が抑制される。

また、本実施形態では、枠体３０が下部構造体２４に打設されたアンカー４６によって固定されており、枠体３０の他方Ｘ２側への移動がさらに抑制される。

これにより、楔受け部材３２の他方Ｘ２側への移動が抑制されるので、楔部材３４には、楔受け部材３２の傾斜面３２Ａに沿って移動する際に一方Ｘ１側へ向けた横力Ｈが作用する。この横力Ｈによって、楔部材３４は、上部台座２２を一方Ｘ１側へ押し戻し、免震装置１４の免震ゴム１４Ｂに生じた残留変形を解消する。

このとき、楔部材３４の一側面３４Ｂと他側面３４Ｃとが成す角度αは、楔受け部材３２の傾斜面３２Ａのキャンバー角θと略同角度に設定されている。このため、楔部材３４の一側面３４Ｂと上部台座２２の側面２２Ａ、及び楔部材３４の他側面３４Ｃと楔受け部材３２の傾斜面３２Ａが全面で接触するため局部的な応力が発生しない。

また、楔部材３４が上部台座２２を一方Ｘ１側へ押し戻す横力Ｈは、ジャッキ３６からのジャッキ力Ｐで押し上げられた楔部材３４が楔受け部材３２から受ける反力によって生ずる。このため、小さなジャッキ力Ｐで大きな横力Ｈを発揮することができる。

また、この横力Ｈは、楔部材３４の角度α及び楔受け部材３２のキャンバー角θによって調整することが可能である。

（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態の作用を説明する。

下部構造体２４の上面２４Ａに枠体３０を載置し、下部台座２６を反力受け部とする。枠体３０に起立した楔受け部材３２と上部台座２２の側面２２Ａとの間に楔部材３４を配置し、楔部材３４をジャッキ３６で押し上げる。これにより、免震装置１４で支持された上部構造体１６を定位置へ押し戻すことによって、免震装置１４に生じた残留変形を解消することができる。

したがって、定位置復帰装置を備えない場合であっても、免震装置１４に生じた残留変形を解消することが可能となる。

また、本実施形態では、免震装置１４の下部台座２６を抱きかかえるように枠体３０を配置した。このため、楔部材３４から受ける水平反力を効率的に下部台座２６に伝達することができる。

さらに、反力の大きさは、楔部材３４の角度α及び楔受け部材３２のキャンバー角θで調整することができる。このため、既存躯体の耐力やジャッキ台数、必要な横力Ｈに合わせた計画が可能となる。

加えて、楔部材３４及び楔受け部材３２の楔効果によって、小型のジャッキ３６を用いても、大きな横力Ｈを得ることができる。

また、枠体３０は、ハイテンションボルト５８で接合される複数の鋼材で構成されており、小分けして上部構造体１６の下部空間へ搬入することができる。これにより、設置場所の自由度を高めることができる。

そして、楔部材３４が受ける反力が大きい場合、下部構造体２４に打設したアンカー４６に枠体３０を固定することで、その反力を下部構造体２４に伝達することができる。

なお、本実施形態では、楔受け部材３２を傾斜した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上部台座２２の側面２２Ａを斜めに形成すれば、楔受け部材３２を直立させてもよい。

１０残留変形修正装置
１４免震装置
１６上部構造体
２２上部台座
２２Ａ側面
２４下部構造体
２４Ａ上面
２６下部台座
２６Ａ一側面
３０枠体
３２楔受け部材
３２Ａ傾斜面
３４楔部材
３６ジャッキ
４６アンカー

Claims

下部構造体の上面に設けられた下部台座と上部構造体の下面に設けられた上部台座との間に取り付けられた免震装置に用いられ、
前記下部構造体の上面に載置され前記下部台座を反力受け部とする枠体と、
前記枠体から起立した楔受け部材と、
前記上部台座の側面と前記楔受け部材の間に嵌められた楔部材と、
前記楔部材を上方へ押し上げるジャッキと、
を有する残留変形修正装置。
前記枠体は、前記下部構造体にアンカーで固定されている請求項１に記載の残留変形修正装置。