本発明は、構造物の免震装置に係り、特に、地震の規模に応じた免震作用を行なわせることができるようにした免震装置に関する。problems]地震力によって大型構造物が破壊されるのを防止するために、従来、各種の免震装置が考えられている。挿され、構造物1の荷重を支持しなから免震作用を発揮するようtこ構成されている。これら免震装GtXは、具体的には第5図あるいは第6図に示すように構成されている。第5図に示すものは、基礎3の上面に支持台4を固定し、この支持台4と構造物1の下面との間に支持体5を介在させたもの・となっている。性材6の上、下端に固定された上、下端7,8とで構成されている。上端板7が構造物1の下面に、また下端板8が支持台4の上面にそれぞれ固定されている。第6図に示すものは、構造物1の下面にすべり阪9を固定し、このすべり仮9の下面に、その上面をすべり面とした上端板7が圧接するように支持体5を配置したものとなっている。造物1に伝わろうとする地震力を減少させるようにしている。有蘂動数を構造物自体の固有振動数と異ならせて23き、これによって共振現象の発生を避けるようlこしている。物1自体の変形量は小さく抑えられ、構造物1の耐震性を向上させることができる。1震力lこ対しては第5図に示した装置と全く1司じ動作を行なう。ある一定収上の大きな地震力が伝わった場合、つまり、構造物1とすべり仮9との間に加わる力がすべり仮9の摩擦力(すべり板9の静摩擦係数とすべり板9の1個当りにかかる重量との積)以上Cどなったとぎ、すべり仮9と上端板7との間lこすベリが生じ、このすべりと弾性材6の変形とによりて構造物1に伝わろうとする地震力を減少させるようにしている。擦係数と重力加速度との櫨以上には増′大しない。すべり現象によって、丁べり量と摩擦力との積に相当する振動エネルギが消費される。動の低減[ヒ壷と効果を発揮すること−どなる。振幅で振動する場合を考えると第7図に示すよう(こなる。図中■で示す部分が地震力が伝わった直後に支持体5が変形する状態を、■で示す部分i)1すべりの生じた状態を、■で示す部分が反対方向に支持体5が変形している状態ヲ示している。この図の線で囲まれた部分の面積が振動−周期当りに消費するエネルギとなる。震装置tこありては矢のような問題があった。度の免震効果が得られる。支持体5の上端部を構造物1に固定するとともに下端部・と基礎3に固定し、弾性材6の変形によるエネルギ吸収だけで免震効果8定渾させるようにしているので、原理上、地震エネルギの吸収に限度がある。揮させることができない。性材6が破壊する可能性がある。構造物のなかには、その破壊による環境等への影弄から、どのような大地震に遭遇しても構造物そのものが破壊されるのを防がなければならないものがある。environment.このような構造物についてはほとんど適用できない。地震tこ遭遇した場合でも構造物そのものの破壊を防止することができる。効果を発揮させなければならず、このように設定すると、第5図1こ示した装置と同様な問題が生じる。このため、丁へりが生じる地震力の大きさを比較的低く設定する必要がある。このように低く設定すると、強震程度でもすべりが生じることになる。造物1との間に残留変位が生じる。震は比較的発生頻度が高いので、このような地震に遭遇する都・尻、すべり[9と基#3との相対位置関係を元に戻す必要があり、大損りな復帰作業を行なわなければならない。したがって、構造物を含むシステム全体の稼#h率の低下や経済的な不利を免れ得ない。invention]本発明は、このような事情lこ謹みてなされたちので、その目的とするところは、原理上、どのような巨大地震に遭遇した場合でも対象とする構造物の破壊を防止できる機能をもち、しかも比較的@度の高い数10年〜数100年に1回程髪の小規模から中規模地震あるいは数100年〜数1000年に1回程度の大規模地震終了後でも上記構造物を含むシステム全系の速やかな運転再開に寄与できる構造物の免震装置を提供することにある。上下方向のみに弾性を有する柱状の第2の支持機構が設けられた構造物の免震装置である。上記構成であると第1の支持機構、第2の支持機構、及び摩擦板lこより、矢の様な免震効果を行わせる事ができる。effect.ここでは簡単のためlこ、4擦仮の段差面が中央部にある第1の段差面より半径方向、すなわち。is.外周方向lこ向うにつれ、摩擦板の固定部からの高さが次々と高くなるものとする。径方向に高くなる階段状の段差となる。direction.また、第2の支持機構の先端面は第1の段差面内にあり、たがいの相対する面の距離は接触しない場合はわずかなギャップがある様に調整される。other.ただし、このギャップは第1段差面と第2段差面との高さより小さいとする接触する場合はギャップはOとなり、かつ、接触面に圧縮力が生じる様に第2の支持機構の上下方向調整機構が調整される。第2の段差面の最外周までの距離をδ1.さらに、第nの段差面の最外周までの距離を3口とする。holes.いま、構造物の設置された場所において地震が発生した場合を考える。installed.(1)まず、最初lこ先端面と第1の段差面との間(こギャップを設けた場合について述べる。以内の範囲では第5図に示す免震装置と同様の免震効果を持ち第1の支持機構の弾性により地震エネルギーを第1の支持機構の変形エネルギに変換し、また、地震と構造物の共振をさける事により構造物の揺れ、すなわち地−力を減少する事ができる。物の揺れをおさえ、第1の支持機構の過大な変形量を抑え破損を防ぐ必要がある。端面は第2の段差面と接触する様になる。第1の段差面と第2の段差面との境をなだら力)な傾斜をつけるか、あるいは、先端面外周部になだらかな傾斜をつけておけば、第1の段差面から第2の段差面への先端面の移行はスムーズとなる。この時、先端面が第2の段差面に移行する時、第2の支持機構は上下方向に弾性を有しているので、先端面と第2の段差面とのレベル差の分だけ第2の支持機構は構造物の重量を受は圧縮され縮む事になる。これにより先端面と第2の段差面は第2の支持機構の縮小量と弾性量に比例した圧縮力P!を受ける事になる。この時、先端面と第2の段差面の間には圧縮力P、と摩擦係数μ!に比例した摩擦力を生じながらすべる事になる。この時摩擦力F!tP、xμ、であられされる。xμ,この摩擦力F、は先端面と第2の段差面が丁べり合う事により、構造物の振動エネルギを消散し、振動を抑制する様に動く。この様にして、摩擦力F!の振動エネルギの減衰力及び第1の支持機構の弾性力の両者の働きにより、構造物の揺れがより大きくなろうとするのを抑制し、第1の支持機構の過大な変形をおさえる。面は第3の段差面と接触する慮になる。Sの上下方向高さは、第3の段差面に移行する時に、第2の段差面の場合より、さらに縮みより大きな圧縮力を受ける事になる。この時、先端面と第2の段差面との間に生じる圧縮力P3.摩擦系数をμ、とすると生じる摩擦力F、は以下の様になる。follows.F、=P、xμ。・となるので、摩擦力は第2の段差面で生じた摩擦力より犬となる。面での振動の場合で述べた様に*振力F。surface.は構造物の振動エネルギをF、の場合よりさらに消赦し、振1llJをさらに抑制する様に働く。この様にして、摩擦力の働きlこより、前述よりより大きな地震力により構造物の揺れがより大きくなろうとするのを抑制し、また、第1の支持機構の過大な変形をおさえ、破壊するのを防ぐ。動を段階的に抑制して行き、過大な撮動を防ぐことができる。態で静止する可能性が大きい。不発明の装置によれば、以下の様にして簡単にもとにもどす事ができる。差面に生じている圧縮力を解除する事ができる。摩擦力は0となるので、第1の支持機構の復元力により、基礎と構造物との位置を元にもど丁事ができる。方向調整機構により、先端面の高さを調整する事により、免震装置本来の機能を発揮できる様に設定する事ができる。間およびコストを大幅に短縮Tる事ができ、対象とする構造物を含むシステムの財産保獲を達成し、さらlこ、いかなる、高地14地帯においても、安全に、稼動率を向上させる事ができる。areas.(2)次−こ、先端面と第1の段差面が接触し、圧縮力を生じている場合を考える。中規模地震で最も小さい地震シこより構造物に生じる力に設定する。地震より小さい場合、すなわち生じる構造物の地震力がFlより小さい場合には、!J擦力が先端面と摩擦板、すなわち、構造物と基礎とを固定する。構造物自体の機能は損われないので、構造物の機能は通常に稼動する。震力が10以上になると先端面と第1の段差面が丁べりはじめる。この時は、彎擦力F1はすべる事により振動エネルギを消散するので構造物の振動を抑制Tる様にはたらく。様の原理で抑制される。度、地震力の大きさにより段階的に、免震装置の効果の大きさを調節する事ができ、しかし、破壊的な巨大地震に対しても構造物あるいは免震装置の破損を防ぐ事ができる。invention]以下、本発明の詳細な説明する。置が据えつけられた基礎面を示す。持するとともに免震機能を発揮する免震装置が設けられている。構造物1の大きさによって複数設けられる。1.免震装置は大きく分けて、構造物1の下面と基礎面10との間に固定された第1の支持機構11と、構造物下面に固定された摩擦lfi、14と基礎面10に固定された第2の支持機構12からなりている。摩擦板14と第2の支持$AW12とは構造物と基礎にたがいtこ逆方向に固定しても良い。direction.摩擦板14の下面は摩擦板固定部からの高さが鐘も小さい、第1の段差面16.第1の段差面16の高さよりわずかに高くなった第2の段差面17及び、第2の段差面の高さよりわずかに高くなった第3の段差面18よりなる。配となる曲面状の摩擦面となっている。力を与える事のできる上下方向調整機l!13よりなっている。゚17.18の最短幅より小さくとられている。面17外周までの距離δt。17.第3の段差面18外局までの距離をδ、となる様にそれぞれが設置される。δ.また、先端面15と第1の段差面16は接触し、圧縮力P1がかかつているとする。3、圧縮力P1をかけない場合は先端面15をギャップが存在するitこ下げれば良い。擦力はF’1−P1xμ、である。震の最も小さい地震により構造物1に生じる地震力になる様P、を調整する事ができる。止せずに稼動させる事ができる。can.な8、どんな小さな地震に対しても最初から免震効果を持たせたい場合には圧縮力P、をO又は先端面15を第1の段差面16に接触させなければ良い。装置は第1の支持機構11の弾性により地震力をやわらげ、構造物に伝わる地震力を抑制し、揺れをおさえる。higher.第2図(a)に示す如く先端面15と第1の段差面16はすべりを生じ、免震装置は摩擦力F、と第1支持機購11が作用する様になる。振幅Jがδ1以内の場合は先端面15は第1段差面16の面内を丁べる。この時、摩擦力Fユは振動エネルギを消散し、構造物1の振動を抑制下るので、構造物1は大きな地震力を受け4)事なく破損を生じない。中で98まれた部分の面積が振動−周期あたりに消散する振動エネルギ量に相白する。consistent.地震が大規模地震程就となった時の様子を第2図(b)を用いて説明する。)構造物の揺れも抑える必要がある。この時、先端面15と42擦仮14とは地震力により相対変位が大きくなり、先端面15と第2段差面17に移行する。第1段差面16から第2段差面17の境の段差をスムーズlこ乗りこえることができる。縮され、ちぢむ事になり、ちぢんだ量及び弾性1こ比例した圧縮力が先端面15と第2段差面lこ生じる。この圧縮力は初期に与えた圧縮力P1より必ず大きくなるので、摩擦係数μ、がμmと等しいとすると、**力F!はF、−P、Xμ、となり、初期*振力F1より大となる。F1.この場合、摩擦力F、はすべりを生じる事により、振動エネルギをFlの場合以上に大きく消散し、相対変位が過大となる事を防ぎ、第1の支持機構の変形限界に近づくのを防ぎ、さらにまた、構造物の揺れを抑える事になる。suppressed.この時に免震装置に加わる水平方向の荷重Fと変位量δとの関係は振動が一定振幅とすると第3図(b)の様に2段階の履歴をえかくことになり、図中の囲まれた部分の面積が振動−周期あたりに消費する振動エネルギ脩となる。様の荷重Fと変位量δとの関係は第3図(e)の様にあられされる。3(e).−δzくδくδ1の範囲は図中に示す様に第1支持機!1111による復元力だけであり、1lIii端の囲まれた部分の面積が振動−周期あたりに消費する振動エネルギ量である。cycle.いずれの場合も、地震が2さまりた時点では、41擦力F、と第1の支持機構11の変形−こよる復元力の釣り合いのとれた状態で、たとえば、第2図(b)#こ示した状態で安定Tる可能性がある。fこ示す初期位置にもどす必要がある。第1の支持機構11のみの弾性の復元力fこより構造物1は初期の位置にもどる。置の機能を初期の状態に復帰でき、以後の地震発生に対し、同様の効果を得る事ができる。obtained.矢に、さらに、今まで(こ経験した墨がない巨大地震が発生した場合には構造物と基健との相対変位はδ8を越える可能性があり、この場曾、!@1の支持機構11の変位吸収能力限界となるため、変形量はできるだけ抑制し、スムーズに変位をとめる事のできるストッパの役割をばたず必要がある。smoothly.Cの時這第2図(C)に示すように第2の支持機構12の先端面15は第3段差面の領域に入る。持柱19は相対変位が大きくなるにしたがい王縮盪が大きくなるので、当然両面に生じる田縮力P、は増大する。このとき摩擦係数μmが第1.2段差面の場合と同じ場合摩擦力F、はFx−Pg(δ]×μ、となる。Ps(δ)は変位に依存する事を示している。急激に止まる場合の慣性力の影響を与える事かない。impact.この時に免iI装置生じる荷重Fと相対変位δとの関係は第3図(d)に示される。差面での履歴特性を示し、図中(こ示す囲まれた部分がエネルギ消散量を示す。dissipation.なお初期摩擦力を与えない場合には第3図(e)に示す荷重Fと変位量δの関係となる。3(e).以上の様に、本発明の免震装置は、地震の規模tこ応じた免震効果を発揮する事ができ、構造物の保護ばかりでなく免震装置の保護も同時に行う事ができる。1持つ形状ばかりでなく、様々な変形列が考えられる事は言うまでもない。第6図は従来の免11装置を説明するための例を示す断面図、第7図は第6図をこ示しだ獲直に加わる荷重とたわみ址との関係を示す図である。面の最短幅より小さく、先端面と摩擦板とが半径方向に相対的に変位した場合に摩擦板の少なくとも1つ以上の段差面と接触する様に固定面から先端面の高さを調整する機構を有し、かつ上下方向のみに弾性を有する柱状の第2の支持機構とを具備してなる事を特徴とする構造物の免震装置。(2)前記第2の支持機構の先端面の固定面からの高さは、互いの面が接触しない状態では摩擦板の少くとも1つ以上の段差面の第2の支持機構の固定面からの高さに比べ、等しいか又は高くなる様に調整される事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の構造物の免震装置。端面が摩擦板に接触した際に摩擦板と先端面との間に生じる圧縮力を調整し、かつ、圧縮力を維持する事ができる事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の構造物の免震装置。徴とする特許請求の範囲第1項記載の構造物の免震装置。