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JP7679966B2 - Displacement limiting device - Google Patents
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Description

この発明は、変位制限装置に関し、より詳細には、例えば免震装置が設置された建物に過大な変位が発生して建物が損傷するのを防止するための装置に関する。 This invention relates to a displacement limiting device, and more specifically, to a device for preventing damage to a building, for example, in which a seismic isolation device is installed, due to excessive displacement occurring therein.

建物と基礎との間に免震装置が設置された免震建物が知られている。免震装置は積層ゴム支承などからなり、建物の荷重を支持するとともに、地震時にはせん断変形することにより建物への地震力の伝達を軽減している。 Seismically isolated buildings are known in which seismic isolation devices are installed between the building and its foundation. Seismic isolation devices consist of laminated rubber bearings and other components, and support the load of the building while reducing the transmission of seismic forces to the building by undergoing shear deformation during an earthquake.

しかしながら、レベル2を超える想定外の地震動により、免震装置に過大な変形が生じるおそれがある。また、免震装置が長周期地震動により繰返し変形を受けることにより、その性能が劣化して、免震建物の応答変位が過大になることが懸念される。応答変位が過大になると、免震建物が建物周囲の擁壁に衝突し、その衝撃力で建物が大きく揺れる、建物が損傷するなどの危険性がある。 However, unexpected earthquake motion exceeding level 2 may cause excessive deformation in the seismic isolation device. In addition, repeated deformation caused by long-period earthquake motion may cause the performance of the seismic isolation device to deteriorate, raising concerns that the response displacement of the seismic isolated building may become excessive. If the response displacement becomes excessive, the seismic isolated building may collide with the retaining walls surrounding the building, causing the building to shake violently due to the impact force, and causing damage to the building.

上記のような現象に対処する方法の1つとして、従来、建物と擁壁との間にゴムを設置し、衝撃を低減するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、この緩衝ゴム設置による方法は、衝撃を和らげることはできるが、建物への衝撃を無くすことはできないため、建物の大きな揺れ等の影響を完全に回避することができない。 One method known in the art for dealing with the above phenomenon is to install rubber between the building and the retaining wall to reduce the impact (see, for example, Patent Document 1). However, while this method of installing cushioning rubber can cushion the impact, it cannot eliminate the impact on the building, and therefore cannot completely avoid the effects of large shaking of the building, etc.

また、建物と擁壁との間のクリアランスは施工誤差も含まれるためコントロールしにくく、衝突したときの応答を精度よく検証することが困難である。さらに、緩衝ゴムは振動エネルギーの吸収作用はあるものの、大きな減衰効果を期待することはできない。 In addition, the clearance between the building and the retaining wall is difficult to control due to construction errors, making it difficult to accurately verify the response during a collision. Furthermore, although shock-absorbing rubber can absorb vibration energy, it cannot be expected to provide a significant damping effect.

特開2016-199910号公報JP 2016-199910 A

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、例えば免震建物に付随して設置されることにより、免震装置の過大変形による建物と擁壁との衝突を回避することができて、建物の大きな揺れや損傷を防止することができ、さらには振動エネルギーを大きく減衰させることができる、変位制限装置を提供することにある。
The present invention has been made based on the above technical background, and has the following objectives.
The object of the present invention is to provide a displacement limiting device that can be installed, for example, in conjunction with a seismically isolated building, thereby avoiding collision between the building and a retaining wall due to excessive deformation of the seismic isolation device, thereby preventing large shaking and damage to the building, and further significantly attenuating vibration energy.

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、互いに対向する面を持つ2つの構造物に生じる、前記面に平行な方向の相対変位を制限する装置であって、
前記面にほぼ平行に配置され、一方の前記構造物の前記面に一方の端部が連結された筒状体と、
前記面にほぼ平行に配置され、他方の前記構造物の前記面に一方の端部が連結されたロッドとを備え、
前記筒状体の両端部には、該筒状体の軸線に対して直角であって軸線方向に移動自在に、外周に複数の突起を有する可動端板が設けられ、この可動端板は前記筒状体の両端部に周方向に間隔を置いて設けられた、該筒状体の軸線方向に延びる複数の切欠き溝に前記突起が嵌め込まれることにより、案内されて移動自在となっており、
前記ロッドの他方の端部は前記筒状体の他方の端部の前記可動端板を軸線方向に移動自在に貫通して、前記筒状体の内方に挿入され、
前記ロッドの前記他方の端部には、前記筒状体の内周を軸線方向に摺動自在であって前記可動端板を移動させるヘッドが設けられ、
前記可動端板の前記突起と前記筒状体の外周中間部との間に該筒状体の軸線方向に延びる、低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部材が設けられていることを特徴とする変位制限装置にある。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the present invention provides a device for limiting relative displacement occurring between two structures having opposing surfaces in a direction parallel to the surfaces, comprising:
A cylindrical body disposed substantially parallel to the surface, one end of which is connected to the surface of one of the structures;
a rod disposed substantially parallel to the surface and having one end connected to the surface of the other structure;
A movable end plate having a plurality of protrusions on its outer periphery is provided at both ends of the cylindrical body so as to be movable in the axial direction perpendicular to the axis of the cylindrical body, and the movable end plate is guided and movable by fitting the protrusions into a plurality of notched grooves which are provided at intervals in the circumferential direction at both ends of the cylindrical body and extend in the axial direction of the cylindrical body,
the other end of the rod is inserted into the inside of the cylindrical body by passing through the movable end plate at the other end of the cylindrical body so as to be freely movable in the axial direction;
a head that is slidable along an inner periphery of the cylindrical body in an axial direction and moves the movable end plate is provided at the other end of the rod;
The displacement limiting device is characterized in that an energy absorbing member made of low yield point steel is provided between the protrusion of the movable end plate and the outer circumferential middle portion of the cylindrical body, extending in the axial direction of the cylindrical body.

上記変位制限装置において、前記ヘッドには、前記ロッドの移動によって該ヘッドが前記可動端板に衝突すると、弾性変形する緩衝ばねが内蔵されている構成を採用することができる。 In the above-mentioned displacement limiting device , a configuration can be adopted in which the head has a built-in buffer spring that elastically deforms when the head collides with the movable end plate due to movement of the rod.

前記ヘッドは、前記ロッドの前記他方の端部外周であって前記筒状体の内周を軸線方向に摺動自在に配置された筒状部と、前記筒状部の両端部に設けられ、前記ロッドの前記他方の端部が軸線方向に移動自在な孔を有する端板と、前記両端板間における前記ロッド外周に設けられた環状突起とを備え、
前記緩衝ばねは前記各端板と前記環状突起との間に設けられている構成を採用することができる。
the head includes a cylindrical portion disposed on the outer periphery of the other end of the rod and slidably disposed on the inner periphery of the cylindrical body in the axial direction, end plates provided on both ends of the cylindrical portion and having a hole through which the other end of the rod can move in the axial direction, and an annular protrusion provided on the outer periphery of the rod between the end plates,
The buffer spring may be provided between each of the end plates and the annular projection.

また、前記緩衝ばねは、前記ロッドを取り囲んで配置された皿ばねからなる構成を採用することができる。 The buffer spring may also be configured as a disc spring arranged to surround the rod.

また、前記2つの構造物は、免震建物における建物及び基礎である構成を採用することができる。さらに、前記2つの構造物は、中間層に免震層が位置する免震建物における、前記免震層を挟む上部構造及び下部構造である構成を採用することができる。 The two structures may be configured as the building and foundation of a seismically isolated building. Furthermore, the two structures may be configured as the upper structure and lower structure sandwiching the seismic isolation layer in a seismically isolated building in which the seismic isolation layer is located in the middle layer.

この発明によれば、例えば免震建物に設置されることにより、免震装置の過大な変形が抑止されるので、建物と擁壁との衝突を回避することができて、建物の大きな揺れや損傷を防止することができ、さらには振動エネルギーを大きく減衰させることができる。 According to this invention, when installed in a seismically isolated building, for example, excessive deformation of the seismic isolation device is suppressed, so collisions between the building and the retaining wall can be avoided, large shaking and damage to the building can be prevented, and vibration energy can be significantly attenuated.

免震建物の概略を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing an outline of a seismically isolated building. この発明による変位制限装置の実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は軸線方向の断面図である。1A and 1B show an embodiment of a displacement limiting device according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 図2(a)のA矢視による断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line A in FIG. 2( a ). 図2(a)のB矢視による断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line B in FIG. 2( a ). 図2(a)のC矢視による断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line C in FIG. 可動端板を示す斜視図である。FIG. エネルギー吸収部材の保持部材を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a holding member for the energy absorbing member. エネルギー吸収部材を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an energy absorbing member. 変位制限装置の短縮作動状態を示す軸線方向断面図であり、(a)は緩衝ばねが作動している状態、(b)は緩衝ばねに引き続きエネルギー吸収部材が作動している状態である。5A and 5B are axial cross-sectional views showing the contraction operation state of the displacement limiting device, in which (a) shows a state in which the buffer spring is in operation, and (b) shows a state in which the energy absorbing member is in operation following the buffer spring. 変位制限装置の伸長作動状態を示す軸線方向断面図であり、(a)は緩衝ばねが作動している状態、(b)は緩衝ばねに引き続きエネルギー吸収部材が作動している状態である。5A and 5B are axial cross-sectional views showing the extension operation state of the displacement limiting device, in which (a) shows a state in which the buffer spring is in operation, and (b) shows a state in which the energy absorbing member is in operation following the buffer spring.

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図1は、免震建物の概略を示す正面図である。周囲に擁壁12が形成された基礎11と建物10との間には複数の免震装置13が設置され、建物10の荷重はこれらの免震装置13によって支持されている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1 is a front view showing an outline of a seismically isolated building. A number of seismic isolation devices 13 are installed between a foundation 11, which is surrounded by a retaining wall 12, and a building 10, and the load of the building 10 is supported by these seismic isolation devices 13.

免震装置13は例えばゴム層と鋼板とを交互に積層して形成される周知の積層ゴム支承で構成される。地震時には積層ゴム支承が水平方向にせん断変形することにより、振動が建物に伝達するのを軽減する。建物10と擁壁12との間には、地震時における建物10の水平変位を許容するために所要の大きさのクリアランスが設けられている。 The seismic isolation device 13 is composed of a well-known laminated rubber bearing formed, for example, by alternately laminating rubber layers and steel plates. During an earthquake, the laminated rubber bearing undergoes horizontal shear deformation, reducing the transmission of vibrations to the building. A clearance of a required size is provided between the building 10 and the retaining wall 12 to allow for horizontal displacement of the building 10 during an earthquake.

免震装置13が長周期地震動により繰返し変形を受けると、その性能が劣化して建物10の応答変位が過大になるおそれがある。変位制限装置14は、地震時における建物10の過大な変位すなわち免震装置13の過大な変位を抑止するためのものであり、建物10と基礎11との間に設置されている。 If the seismic isolation device 13 is subjected to repeated deformation due to long-period seismic motion, its performance may deteriorate, causing the response displacement of the building 10 to become excessive. The displacement limiting device 14 is installed between the building 10 and the foundation 11 to prevent excessive displacement of the building 10 during an earthquake, i.e., excessive displacement of the seismic isolation device 13.

図2は、変位制限装置14を示し、(a)は平面図、(b)は軸線方向断面図である。図3、図4及び図5は、それぞれ図2(a)のA矢視、B矢視及びC矢視による断面図である。 Figure 2 shows the displacement limiting device 14, where (a) is a plan view and (b) is an axial cross-sectional view. Figures 3, 4, and 5 are cross-sectional views taken along the lines A, B, and C of Figure 2(a), respectively.

変位制限装置14は、2つの構造物である建物10と基礎11との互いに対向する面にほぼ平行に配置される筒状体15と、ロッド16とを備える。筒状体15の一方の端部にはピン18によって連結された1対のクレビス17a、17bが設けられている。一方のクレビス17aの連結板19は、筒状体15の一方の端面に固定されている。他方のクレビス17bの連結板20は、建物10に固定されている。 The displacement restriction device 14 comprises a cylindrical body 15 arranged approximately parallel to the opposing surfaces of two structures, the building 10 and the foundation 11, and a rod 16. One end of the cylindrical body 15 is provided with a pair of clevises 17a, 17b connected by a pin 18. The connecting plate 19 of one clevis 17a is fixed to one end face of the cylindrical body 15. The connecting plate 20 of the other clevis 17b is fixed to the building 10.

同様に、ロッド16の一方の端部にはピン22によって連結された1対のクレビス21a、21bが設けられている。一方のクレビス21aはロッド16の一方の端部にねじにより固定されている。他方のクレビス21bの連結板23は基礎11に固定されている。 Similarly, one end of the rod 16 is provided with a pair of clevises 21a, 21b connected by a pin 22. One of the clevises, 21a, is fixed to one end of the rod 16 by a screw. The connecting plate 23 of the other clevis, 21b, is fixed to the foundation 11.

筒状体15の両端部には可動端板24a、24bが配置されている。可動端板24a、24bは、図6に示すように、筒状体15の内径にほぼ等しい円板部25の外周に周方向に間隔を置いて複数(実施形態では3つ)の突起26が形成されている。一方、筒状体15の両端部には、周方向に間隔を置いて筒状体15の軸線方向に延びる、突起26に対応した数の切欠き溝27が形成されている。 Movable end plates 24a, 24b are disposed at both ends of the cylindrical body 15. As shown in Fig. 6, the movable end plates 24a, 24b have a plurality of (three in this embodiment) protrusions 26 formed at intervals in the circumferential direction on the outer periphery of a disk portion 25 having a diameter substantially equal to the inner diameter of the cylindrical body 15. Meanwhile, notched grooves 27 are formed at both ends of the cylindrical body 15, the number of which corresponds to the number of the protrusions 26, and extend in the axial direction of the cylindrical body 15 at intervals in the circumferential direction.

そして、可動端板24a、24bの複数の突起26は、筒状体15の切欠き溝27に嵌め込まれている。これにより、可動端板24a、24bは筒状体15の軸線に対して直角に配置され、また突起26が切欠き溝27に案内されて軸線方向に移動自在となっている。 The multiple protrusions 26 of the movable end plates 24a, 24b are fitted into the notched grooves 27 of the cylindrical body 15. This positions the movable end plates 24a, 24b perpendicular to the axis of the cylindrical body 15, and the protrusions 26 are guided by the notched grooves 27, allowing them to move freely in the axial direction.

図6に示すように、筒状体15の他方の端部側の可動端板24bには、孔50(仮想線で示されている)が設けられている。ロッド16の他方の端部は、この孔50を介して可動端板24bを軸線方向に移動自在に貫通し、筒状体15の内方に挿入されている。このロッド16の他方の端部には、筒状体15の内周を軸線方向に摺動自在なヘッド28が設けられている。ヘッド28の詳細については後述する。 As shown in FIG. 6, a hole 50 (shown in phantom lines) is provided in the movable end plate 24b on the other end side of the cylindrical body 15. The other end of the rod 16 passes through the movable end plate 24b via this hole 50 so as to be freely movable in the axial direction, and is inserted into the inside of the cylindrical body 15. A head 28 is provided on the other end of the rod 16, which is freely slidable in the axial direction on the inner circumference of the cylindrical body 15. Details of the head 28 will be described later.

可動端板24a、24bと、筒状体15の外周中間部との間には周方向に間隔を置いて軸線方向に延びる複数(実施形態では各端板につき3つ)のエネルギー吸収部材29が設けられている。可動端板24a、24bにそれぞれ取り付けられる複数のエネルギー吸収部材は、長さ設定が容易になるように筒状体15の周方向に交互に配置されている。 A plurality of energy absorbing members 29 (three per end plate in this embodiment) are provided between the movable end plates 24a, 24b and the outer periphery of the cylindrical body 15, extending in the axial direction at circumferential intervals. The plurality of energy absorbing members attached to the movable end plates 24a, 24b are alternately arranged in the circumferential direction of the cylindrical body 15 to facilitate setting the length.

エネルギー吸収部材29は、所定の長さ、幅及び厚みを有する低降伏点鋼からなっている。エネルギー吸収部材29は、図8に示すように、両端部に拡幅部30a、30bが設けられ、拡幅部30a、30bから中間部に移行する部分はR加工40が施されている。可動端板24a、24bに取り付けられるのが拡幅部30a側の端部であり、筒状体15に取り付けられるのが拡幅部30b側の端部である。 The energy absorbing member 29 is made of low yield point steel with a predetermined length, width and thickness. As shown in FIG. 8, the energy absorbing member 29 has widened sections 30a, 30b at both ends, and the transitional portion from the widened sections 30a, 30b to the middle section is rounded 40. The end on the widened section 30a side is attached to the movable end plates 24a, 24b, and the end on the widened section 30b side is attached to the cylindrical body 15.

このエネルギー吸収部材29の一方の端部を可動端板24a、24bに取り付けるために、可動端板24a、24bの突起26の先端部には凹溝31が設けられている。この凹溝31の両壁にはエネルギー吸収部材29のR加工40に対応した形状のR加工41が施されている。 In order to attach one end of this energy absorbing member 29 to the movable end plates 24a, 24b, a groove 31 is provided at the tip of the protrusion 26 of the movable end plates 24a, 24b. Both walls of this groove 31 are provided with R processing 41 that corresponds to the R processing 40 of the energy absorbing member 29.

エネルギー吸収部材29の一方の端部は、拡幅部30aが凹溝31から突出した状態で、凹溝31に保持される。そして、凹溝31を覆うように押さえ板32が配置され、この押さえ板32はボルト33により突起26に固定されている。図6の符号34は、ボルト33の取付孔を示している。 One end of the energy absorbing member 29 is held in the groove 31 with the widened portion 30a protruding from the groove 31. A pressing plate 32 is arranged to cover the groove 31, and the pressing plate 32 is fixed to the protrusion 26 by a bolt 33. Reference numeral 34 in FIG. 6 indicates a mounting hole for the bolt 33.

エネルギー吸収部材29の他方の端部は、図7に示す保持部材35を介して筒状部材15に取り付けられる。保持部材35は、可動端板24a、24bの突起26と同様の凹溝36を有し、ボルト37により筒状体15に固定されている。この凹溝36にも両壁にエネルギー吸収部材29のR加工40に対応した形状のR加工44が施されている。図7の符号38はボルト37の取付孔を示している。 The other end of the energy absorbing member 29 is attached to the tubular member 15 via a retaining member 35 shown in FIG. 7. The retaining member 35 has a groove 36 similar to the projections 26 of the movable end plates 24a, 24b, and is fixed to the tubular body 15 by a bolt 37. This groove 36 also has a rounded edge 44 on both walls that corresponds to the rounded edge 40 of the energy absorbing member 29. Reference numeral 38 in FIG. 7 indicates the mounting hole for the bolt 37.

エネルギー吸収部材29の他方の端部は、拡幅部30bが凹溝36から突出した状態で、凹溝36に保持される。そして、凹溝36を覆うように押さえ板39が配置され、この押さえ板39はボルト42により保持部材35に固定されている。図7の符号43は、ボルト42の取付孔を示している。 The other end of the energy absorbing member 29 is held in the groove 36 with the widened portion 30b protruding from the groove 36. A pressing plate 39 is disposed to cover the groove 36, and the pressing plate 39 is fixed to the holding member 35 by a bolt 42. The reference numeral 43 in FIG. 7 indicates the mounting hole for the bolt 42.

ロッド16の他方の端部に設けられたヘッド28は、ロッド16の外周にあって筒状体15の内周を軸線方向に摺動自在に配置された筒状部45を有している。筒状部45の外周にはその円滑な摺動を図るために、四フッ化エチレン樹脂等からなるすべり材が設けられている。このようなすべり材は、可動端板24bの孔50の内周にも設けられている。筒状部45の両端部には端板46a、46bが固定されている。端板46a、46bにはロッド16の他方の端部を軸線方向に移動自在に受け入れる孔47a、47bが設けられている。 The head 28 provided at the other end of the rod 16 has a cylindrical portion 45 arranged on the outer periphery of the rod 16 and slidably in the axial direction on the inner periphery of the cylindrical body 15. A sliding material made of polytetrafluoroethylene resin or the like is provided on the outer periphery of the cylindrical portion 45 to ensure smooth sliding. Such a sliding material is also provided on the inner periphery of the hole 50 of the movable end plate 24b. End plates 46a, 46b are fixed to both ends of the cylindrical portion 45. The end plates 46a, 46b are provided with holes 47a, 47b that receive the other end of the rod 16 movably in the axial direction.

両端板46a、46b間におけるロッド16の外周には環状の突起48が設けられている。この環状突起48の両側すなわち環状突起48と端板46a、46bとの間には、緩衝ばねを構成する複数の皿ばね49a、49bがロッド16を取り囲んで配置されている。この皿ばね49a、49bが配置された状態で、ロッド16はその先端面が筒状部45の軸線方向内方側に所定距離dだけ引っ込んだ位置にあるように位置決めされている。この距離dは、皿ばね49aを圧縮させるためのロッド16の筒状部45に対する変位しろである。 A ring-shaped protrusion 48 is provided on the outer periphery of the rod 16 between the end plates 46a, 46b. A number of disc springs 49a, 49b constituting a buffer spring are arranged on both sides of the ring-shaped protrusion 48, i.e., between the ring-shaped protrusion 48 and the end plates 46a, 46b, surrounding the rod 16. With the disc springs 49a, 49b in place, the rod 16 is positioned so that its tip surface is recessed a predetermined distance d inward in the axial direction of the cylindrical portion 45. This distance d is the displacement allowance of the rod 16 relative to the cylindrical portion 45 in order to compress the disc springs 49a.

次に、上記変位制限装置14の作用について説明する。図2は、建物10に地震等による変位が生じていない中立時の状態を示し、中立時にはヘッド28は可動端板24a、24b間の中央、すなわちヘッド28の先端面と可動端板24aとの間の距離s及びヘッド28の後端面と可動端板24bとの間の距離sがほぼ等しくなる位置にある。 Next, the operation of the displacement limiting device 14 will be explained. Figure 2 shows the building 10 in a neutral state where no displacement due to an earthquake or the like has occurred. In the neutral state, the head 28 is in the center between the movable end plates 24a and 24b, i.e., in a position where the distance s between the tip surface of the head 28 and the movable end plate 24a and the distance s between the rear end surface of the head 28 and the movable end plate 24b are approximately equal.

地震等による建物10の変位すなわち免震装置13の変位が距離s以内であれば、変位制限装置14は伸縮はするものの、皿ばね49a、49bやエネルギー吸収部材29には変位は生じない。なお、変位制限装置14の伸縮とは、ロッド16が筒状体15から引き出される伸長及びロッド16が筒状体15内に引き込まれる短縮を意味する。 If the displacement of the building 10 due to an earthquake or the like, i.e., the displacement of the seismic isolation device 13, is within distance s, the displacement limiting device 14 will expand and contract, but no displacement will occur in the disc springs 49a, 49b or the energy absorbing member 29. Note that the expansion and contraction of the displacement limiting device 14 refers to the extension of the rod 16 being pulled out of the cylindrical body 15 and the shortening of the rod 16 being pulled into the cylindrical body 15.

ここで、免震装置13の変位が距離sを越える地震等が発生すると、変位制限装置14は図9及び図10に示すように作動する。図9は変位制限装置14の短縮時の状態を示し、短縮時にはヘッド28の端板46aが可動端板24aに衝突し、まずロッド16が筒状部45に対して距離dの範囲で変位する。これにより、皿ばね49aが圧縮されて、衝撃が緩和される(図9(a)の状態)。 When an earthquake or the like occurs that causes the displacement of the seismic isolation device 13 to exceed distance s, the displacement limiting device 14 operates as shown in Figures 9 and 10. Figure 9 shows the state of the displacement limiting device 14 when it is contracted. When it is contracted, the end plate 46a of the head 28 collides with the movable end plate 24a, and the rod 16 is first displaced within a range of distance d relative to the cylindrical portion 45. This causes the disc spring 49a to compress, mitigating the impact (state in Figure 9(a)).

そして、皿ばね49aの変形が圧縮限界(図示の実施形態ではロッド16の筒状体45に対する変位が距離dに達したとき)に達すると、ヘッド28は可動端板24aを押圧して切欠き溝27に沿って移動させようとする。しかしながら、可動端板24aにはエネルギー吸収部材29が連結されているので、エネルギー吸収部材29は可動端板24aの移動に対抗し、ロッド16の変位すなわち免震装置13の変位を拘束する。 When the deformation of the disc spring 49a reaches the compression limit (in the illustrated embodiment, when the displacement of the rod 16 relative to the cylindrical body 45 reaches the distance d), the head 28 presses the movable end plate 24a to move it along the notch groove 27. However, since the energy absorbing member 29 is connected to the movable end plate 24a, the energy absorbing member 29 opposes the movement of the movable end plate 24a and restricts the displacement of the rod 16, i.e., the displacement of the seismic isolation device 13.

その一方、エネルギー吸収部材29は低降伏点鋼からなるので、可動端板24aからの引張力により容易に降伏して延びを生じ、可動端板24aの移動を許容する(図9(b)の状態)。これにより、建物10に加わる地震等による振動エネルギーを減衰させることができる。 On the other hand, since the energy absorbing member 29 is made of low-yield-point steel, it easily yields and elongates due to the tensile force from the movable end plate 24a, allowing the movable end plate 24a to move (state shown in FIG. 9(b)). This allows the vibration energy caused by earthquakes or the like applied to the building 10 to be attenuated.

図10は変位制限装置14の伸長時の状態を示し、伸長時にはヘッド28の端板46bが可動端板24bに衝突し、まずロッド16が筒状部45に対して変位する。これにより、皿ばね49bが圧縮されて、衝撃が緩和される(図10(a)の状態)。 Figure 10 shows the state of the displacement limiting device 14 when it is extended. During extension, the end plate 46b of the head 28 collides with the movable end plate 24b, and the rod 16 is first displaced relative to the cylindrical portion 45. This causes the disc spring 49b to compress, mitigating the impact (state in Figure 10(a)).

そして、皿ばね49bの変形が圧縮限界に達すると、ヘッド28は可動端板24bを押圧して切欠き溝27に沿って移動させようとする。しかしながら、可動端板24bには可動端板24aと同様にエネルギー吸収部材29が連結されているので、エネルギー吸収部材29は可動端板24bの移動に対抗し、ロッド16の変位すなわち免震装置13の変位を拘束する。 When the deformation of the disc spring 49b reaches its compression limit, the head 28 presses the movable end plate 24b, causing it to move along the notch groove 27. However, because the energy absorbing member 29 is connected to the movable end plate 24b in the same way as the movable end plate 24a, the energy absorbing member 29 opposes the movement of the movable end plate 24b and restricts the displacement of the rod 16, i.e., the displacement of the seismic isolation device 13.

可動端板24bに連結されたエネルギー吸収部材29も、可動端板24aに連結されたものと同様に低降伏点鋼からなるので、可動端板24bからの引張力によって容易に降伏して延びを生じ、可動端板24bの移動を許容する(図10(b)の状態)。これにより、建物10に加わる地震等による振動エネルギーを減衰させることができる。すなわち、変位制限装置14は、その伸縮作動時の双方において免震装置13の変位を拘束し、また建物10に加わる振動エネルギーを減衰させることができる。 The energy absorbing member 29 connected to the movable end plate 24b is also made of low yield point steel, just like the one connected to the movable end plate 24a, so it easily yields and elongates due to the tensile force from the movable end plate 24b, allowing the movable end plate 24b to move (state shown in Figure 10(b)). This allows the vibration energy caused by earthquakes, etc., applied to the building 10 to be attenuated. In other words, the displacement limiting device 14 can restrain the displacement of the seismic isolation device 13 during both its extension and contraction operations, and can also attenuate the vibration energy applied to the building 10.

上記実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
(1) 変位制限装置は、免震装置の変位が所定値を越えるとエネルギー吸収部材が作動して変位を拘束するので、免震装置の過大な変形が抑止され、建物と擁壁との衝突を回避することができて、建物の大きな揺れや損傷を防止することができる。 (2) エネルギー吸収部材は低降伏点鋼からなるので、建物に加わる振動エネルギーを大きく減衰させることができる。
According to the above embodiment, the following advantageous effects can be obtained.
(1) When the displacement of the seismic isolation device exceeds a specified value, the energy absorbing member activates to restrict the displacement, preventing excessive deformation of the seismic isolation device and preventing collisions between the building and the retaining wall, thereby preventing large shaking and damage to the building. (2) Since the energy absorbing member is made of low-yield-point steel, it can significantly attenuate the vibration energy applied to the building.

(3) 可動端板に衝突してエネルギー吸収部材を作動させるロッド端部のヘッドに、緩衝ばねを内蔵させたので、ヘッドが可動端板に衝突するときの衝撃を緩和することができる。 (3) A shock absorbing spring is built into the head at the end of the rod, which collides with the movable end plate to activate the energy absorbing member, so that the impact when the head collides with the movable end plate can be reduced.

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では、変位制限装置の筒状体を建物にロッドを基礎にそれぞれ連結したが、これとは逆に筒状体を基礎にロッドを建物にそれぞれ連結してもよい。また、変位制限装置は、中間層に免震層が位置する建物において免震層を挟む上部構造と下部構造との間に設置することもできる。この発明による変位制限装置は、免震建物に適用するに限らず、互いに対向する面を持つ2つの構造物間に生じる相対変位を制限するためであれば、他の用途にも適用できる。 The above embodiment is merely illustrative, and the invention can take various forms. For example, in the above embodiment, the cylindrical body of the displacement limiting device is connected to the building and the rod is connected to the foundation, but the cylindrical body may be connected to the foundation and the rod to the building. The displacement limiting device can also be installed between the upper structure and lower structure that sandwich the seismic isolation layer in a building where the seismic isolation layer is located in the middle layer. The displacement limiting device of this invention is not limited to application to seismic isolated buildings, and can be used for other purposes as long as it is used to limit the relative displacement that occurs between two structures that have opposing surfaces.

10:建物
11:基礎
12:擁壁
13:免震装置(積層ゴム支承)
14:変位制限装置
15:筒状体
16:ロッド
24a、24b:可動端板
26:突起
27:切欠き溝
28:ヘッド
29:エネルギー吸収部材
10: Building 11: Foundation 12: Retaining wall 13: Seismic isolation device (laminated rubber bearing)
14: Displacement limiting device 15: Cylindrical body 16: Rod 24a, 24b: Movable end plate 26: Protrusion 27: Notch groove 28: Head 29: Energy absorbing member

Claims (6)

互いに対向する面を持つ2つの構造物に生じる、前記面に平行な方向の相対変位を制限する装置であって、
前記面にほぼ平行に配置され、一方の前記構造物の前記面に一方の端部が連結された筒状体と、
前記面にほぼ平行に配置され、他方の前記構造物の前記面に一方の端部が連結されたロッドとを備え、
前記筒状体の両端部には、該筒状体の軸線に対して直角であって軸線方向に移動自在に、外周に複数の突起を有する可動端板が設けられ、この可動端板は前記筒状体の両端部に周方向に間隔を置いて設けられた、該筒状体の軸線方向に延びる複数の切欠き溝に前記突起が嵌め込まれることにより、案内されて移動自在となっており、
前記ロッドの他方の端部は前記筒状体の他方の端部の前記可動端板を軸線方向に移動自在に貫通して、前記筒状体の内方に挿入され、
前記ロッドの前記他方の端部には、前記筒状体の内周を軸線方向に摺動自在であって前記可動端板を移動させるヘッドが設けられ、
前記可動端板の前記突起と前記筒状体の外周中間部との間に該筒状体の軸線方向に延びる、低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部材が設けられていることを特徴とする変位制限装置。
A device for limiting relative displacement between two structures having opposing surfaces in a direction parallel to the surfaces, comprising:
A cylindrical body disposed substantially parallel to the surface, one end of which is connected to the surface of one of the structures;
a rod disposed substantially parallel to the surface and having one end connected to the surface of the other structure;
A movable end plate having a plurality of protrusions on its outer periphery is provided at both ends of the cylindrical body so as to be movable in the axial direction perpendicular to the axis of the cylindrical body, and the movable end plate is guided and movable by fitting the protrusions into a plurality of notched grooves which are provided at intervals in the circumferential direction at both ends of the cylindrical body and extend in the axial direction of the cylindrical body,
the other end of the rod is inserted into the inside of the cylindrical body by passing through the movable end plate at the other end of the cylindrical body so as to be freely movable in the axial direction;
a head that is slidable along an inner periphery of the cylindrical body in an axial direction and moves the movable end plate is provided at the other end of the rod;
A displacement limiting device characterized in that an energy absorbing member made of low yield point steel is provided between the protrusion of the movable end plate and the outer circumferential middle portion of the cylindrical body, extending in the axial direction of the cylindrical body.
前記ヘッドには、前記ロッドの移動によって該ヘッドが前記可動端板に衝突すると、弾性変形する緩衝ばねが内蔵されていることを特徴とする請求項1記載の変位制限装置。 The displacement limiting device according to claim 1, characterized in that the head has a built-in buffer spring that elastically deforms when the head collides with the movable end plate due to the movement of the rod. 前記ヘッドは、前記ロッドの前記他方の端部外周であって前記筒状体の内周を軸線方向に摺動自在に配置された筒状部と、前記筒状部の両端部に設けられ、前記ロッドの前記他方の端部が軸線方向に移動自在な孔を有する端板と、前記両端板間における前記ロッド外周に設けられた環状突起とを備え、
前記緩衝ばねは前記各端板と前記環状突起との間に設けられていることを特徴とする請求項2記載の変位制限装置。
the head includes a cylindrical portion disposed on the outer periphery of the other end of the rod and slidably disposed on the inner periphery of the cylindrical body in the axial direction, end plates provided on both ends of the cylindrical portion and having a hole through which the other end of the rod can move in the axial direction, and an annular protrusion provided on the outer periphery of the rod between the end plates,
3. The displacement limiting device according to claim 2, wherein said buffer springs are provided between each of said end plates and said annular projection.
前記緩衝ばねは、前記ロッドを取り囲んで配置された皿ばねからなることを特徴とする請求項3記載の変位制限装置。 The displacement limiting device according to claim 3, characterized in that the buffer spring is a disc spring arranged around the rod. 前記2つの構造物は、免震建物における建物及び基礎であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1記載の変位制限装置。 A displacement limiting device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the two structures are a building and a foundation in a seismically isolated building. 前記2つの構造物は、中間層に免震層が位置する免震建物における、前記免震層を挟む上部構造及び下部構造であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1記載の変位制限装置。 The displacement limiting device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the two structures are an upper structure and a lower structure that sandwich a seismic isolation layer in a seismic isolation building in which the seismic isolation layer is located in the middle layer.
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