特許 6984056 免震支承構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6984056

(24)【登録日】2021年11月26日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】免震支承構造

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/02 20060101AFI20211206BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20211206BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/02 L

   E04H9/02 331E

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2021-37113(P2021-37113)

(22)【出願日】2021年3月9日

(65)【公開番号】特開2021-121754(P2021-121754A)

(43)【公開日】2021年8月26日

【審査請求日】2021年3月11日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306022513

【氏名又は名称】日鉄エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】酒井 快典

(72)【発明者】

【氏名】山口 路夫

【審査官】 児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】 中国特許出願公開第１０８１７９８１７（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３０６９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０２０−１４８２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０８０４９３０８（ＣＮ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１７４５５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国実用新案第２０１８３５２２５（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０１Ｄ １／００−２４／００

Ｅ０４Ｈ ９／００− ９／１６

Ｆ１６Ｆ １５／００−１５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面滑り装置の上に、球面滑り装置が可動自在に載置されている滑り免震装置が、上部構造体と下部構造体の間に配設され、
前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記球面滑り装置において、前記上沓及び／又は前記下沓には、前記スライダーの脱落防止用のストッパーリングが取り付けられており、
レベル２地震動の水平荷重が作用した際には、前記球面滑り装置の構成部材のみが可動し、
前記レベル２地震動よりも大きな水平荷重が作用した際には、前記球面滑り装置の構成部材の可動に加えて、前記ストッパーリングにスライダーが当接することなく前記平面滑り装置に対して前記球面滑り装置が可動することを特徴とする、免震支承構造。

【請求項2】

平面滑り装置の上に、球面滑り装置が可動自在に載置されている滑り免震装置が、上部構造体と下部構造体の間に配設され、
前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記球面滑り装置において、前記上沓及び／又は前記下沓には、前記スライダーの脱落防止用のストッパーリングが取り付けられており、
レベル２地震動の水平荷重が作用した際には、前記球面滑り装置の構成部材のみが可動し、
前記レベル２地震動よりも大きな水平荷重が作用した際には、前記球面滑り装置の構成部材の可動に加えて、前記ストッパーリングにスライダーが当接する前に前記平面滑り装置に対して前記球面滑り装置が可動を開始することを特徴とする、免震支承構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、免震支承構造に関する。

【背景技術】

【0002】

建物の上部構造体（例えば上部架構）と下部構造体（例えば基礎）の間の免震層に免震装置を設置して免震支承構造とし、地震時の振動を免震支承構造にて減衰もしくは吸収することにより、地震力を上部構造体に可及的に伝達させない免震建物が建設されている。免震支承構造は、上部構造体の例えば柱の直下に配設される免震装置により形成されるのが一般的であり、この免震装置には、積層ゴム一体型の免震装置や、球面滑り装置や平面滑り装置等の滑り免震装置などがある。上記する免震装置は、地震による建物振動の振動態様を水平方向に長周期化させ、建物に作用する地震力を低減することを目的としている。

【0003】

上記する免震装置の中で球面滑り装置を適用する場合、従来は、他の免震装置を併用せずに、球面滑り装置のみを単体で用いて免震支承構造を形成することが一般的である。そのため、復元力特性の調整に際して、両面滑り免震装置（所謂ダブルペンデュラム方式の球面滑り装置）では、上沓及び下沓の滑り面の曲率やスライダーの上下の滑り面の曲率、さらには摩擦係数を調整することにより、剛塑性のバイリニアを調整している。さらに、トリリニアの復元力特性とする際には、上下に外側上沓及び外側下沓を配置し、これら外側上沓及び外側下沓の間に、内側上沓及び内側下沓とスライダーを配置した、所謂トリプルペンデュラム方式の球面滑り装置を適用しているが、トリプルペンデュラム方式の免震装置は構造が複雑になるといった課題を有している。

【0004】

ところで、免震建物の設計においては、稀に起きる（５０年に一度程度）レベル１地震動に加えて、極めて稀に起きる（５００年に一度程度）レベル２地震動を想定内の地震動である設計地震動とし、当該設計地震動に対する制震性能を備えた免震建物となるように設計が行われるのが一般的である。しかしながら、近年の設計では、想定外の最大級の地震である、レベル２地震動よりも規模の大きな極大地震動をレベル３地震動とし、レベル３地震動に対する制震性能を備えるような設計が行われる場合がある。ただし、レベル３地震動を建物設計に適用することに関しては各種基準に明確な規定はなく、レベル３地震動までを想定して建物の設計を行った場合は、費用対効果の観点から過度な設計となる傾向にあり、供用期間中に実際には遭遇しないであろう規模の地震に対応した過大設計に基づく建物となることから、想定地震動にレベル３地震動を含めるか否かに関しては、設計者や建設される建物の重要度等により様々に相違し得る。

【0005】

いずれにせよ、レベル２地震動を対象（想定地震動）として免震建物の設計をした場合は、当該建物がレベル３地震動に対応するのは一般に困難となり、一方で、レベル３地震動を対象として免震建物を設計した場合は、当該免震建物がレベル２地震動の規模の地震動に対して制震構造というよりは耐震構造（建物の強度で地震動に対抗できるように設計された構造）のような挙動を呈することになる。そして、このように耐震構造の挙動を呈することにより、免震構造が支持する上部構造体への入力地震動が大きくなり、この入力地震動に抗する構造の上部構造体の設計が余儀なくされることになる。

【0006】

上記するレベル３地震動に対して、仮に球面滑り装置のみで対応しようとすると、平面寸法が過大な球面滑り装置とする必要があり、このように球面滑り装置の平面寸法を大きくすることにより、球面滑り装置を構成するスライダーの径と高さの比率が大きくなることに依拠して、スライダーの径を大径にする必要が生じる。

【0007】

以上のことから、球面滑り装置の規模を大きくすることなく、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮できる、滑り免震装置とこの滑り免震装置を備えた免震支承構造の開発が望まれている。

【0008】

ここで、特許文献１には、上部構造に固定され、かつ下部構造に対して滑り支承（滑り板）を介して滑り可能に支持された積層ゴムと、積層ゴムとの間にクリアランスを確保した状態で積層ゴムの外側に同軸状態で配置されて上部構造に固定された変形拘束用鋼管とを備える、免震装置が提案されている。ここで、積層ゴムの水平方向のせん断変形が線形変形限界点に達した時点で変形拘束用鋼管が積層ゴムに当接してそれ以上のせん断変形を拘束するようにクリアランスが設定され、その時点で積層ゴムが下部構造に対して滑り始めるように滑り支承の摩擦係数が設定される。また、積層ゴムと変形拘束用鋼管との間に減衰装置が介装され、減衰装置を介して積層ゴムの過大変形が防止されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１１−９９４６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１に記載の免震装置は、平面滑り装置と積層ゴム装置が直列に配設された構成ゆえに、例えば風荷重等の比較的小さな水平荷重が作用した際に積層ゴム装置が可動することになり、従って小さな水平荷重に対しても可動するといった課題を有している。

【0011】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、球面滑り装置の規模を大きくすることなく、風荷重等の小さな水平荷重に対して可動することなく、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮することのできる、免震支承構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

前記目的を達成すべく、本発明による滑り免震装置の一態様は、
平面滑り装置の上に、球面滑り装置が可動自在に載置されていることを特徴とする。

【0013】

本態様によれば、平面滑り装置の上に、球面滑り装置が可動自在（スライド自在）に載置されていることにより、例えば、レベル２地震動の規模の地震動に対しては球面滑り装置の制震性能が発揮され、レベル２地震動を超えてレベル３地震動までの規模の地震動に対しては、平面滑り装置の上を球面滑り装置が可動することによる（すなわち、滑り免震装置による）制震性能が発揮される。このことにより、球面滑り装置の規模を大きくすることなく、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮することが可能になる。また、風荷重等の水平荷重に対しては球面滑り装置が可動しないように当該球面滑り装置の摩擦係数が設定されることにより、風荷重等の比較的小さな水平荷重に対して滑り免震装置の可動を抑止もしくは抑制することができる。

【0014】

また、本発明による滑り免震装置の他の態様において、
前記平面滑り装置は、平板と、該平板の上面に取り付けられている滑り板とを有し、
前記球面滑り装置は、上沓及び下沓と、これらの間を摺動するスライダーとを有し、
前記滑り板の上に前記下沓が可動自在に載置されていることを特徴とする。

【0015】

本態様によれば、一般的な構成の平面滑り装置に対して同様に一般的な構成の球面滑り装置を載置することにより形成されることから、製作コストの上昇を抑制しながら、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮できる滑り免震装置となる。ここで、滑り板は、例えばステンレス鋼等により形成できる。

【0016】

また、本発明による滑り免震装置の他の態様は、
前記下沓の下面に滑り材が取り付けられていることを特徴とする。

【0017】

本態様によれば、球面滑り装置を構成する下沓の下面に滑り材が取り付けられていることにより、平面滑り装置に対する球面滑り装置の高面圧下における良好な摺動性を保証することが可能になる。ここで、滑り材には、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene、ポリテトラフルオロエチレン）を素材とする滑り材が適用できる。

【0018】

また、本発明による免震支承構造の一態様は、
上部構造体と下部構造体の間に、前記滑り免震装置が配設されていることを特徴とする。

【0019】

本態様によれば、上部構造体と下部構造体の間に本発明の滑り免震装置が配設されていることにより、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮できる免震建物を形成することができる。ここで、本態様の免震支承構造を備える免震建物には、低層から超高層までのビルやマンション等の他、橋梁等も含まれる。

【0020】

また、本発明による免震支承構造の他の態様において、
レベル２地震動の水平荷重が作用した際には、前記球面滑り装置の構成部材のみが可動し、
前記レベル２地震動よりも大きな水平荷重が作用した際には、前記球面滑り装置の構成部材の可動に加えて、前記平面滑り装置に対して前記球面滑り装置が可動するように、該球面滑り装置の摩擦係数μ１と二次剛性Ｋ２、該球面滑り装置と前記平面滑り装置の間の摩擦係数μ２が設定されていることを特徴とする。

【0021】

本態様によれば、レベル２地震動の水平荷重に対しては球面滑り装置の構成部材が可動し、レベル２地震動よりも大きな水平荷重（例えばレベル３地震動の水平荷重）に対しては平面滑り装置が可動する（平面滑り装置の上を球面滑り装置が可動する）ことにより、地震動の規模に応じて機能する可動部位が明確になり、免震支承構造の設計（滑り免震装置の設計）が可及的に容易になる。ここで、「球面滑り装置の構成部材が可動」とは、球面滑り装置を構成する下沓に対するスライダーの可動、スライダーに対する上沓の可動等が挙げられる。

【0022】

球面滑り装置の摩擦係数μ１は、下沓とスライダー、及びスライダーと上沓との摩擦係数であり、この摩擦係数μ１は、例えば想定される風荷重では球面滑り装置が可動しない摩擦係数に設定される。一方、球面滑り装置の二次剛性Ｋ２は降伏後の剛性であり、球面滑り装置と平面滑り装置の間の摩擦係数μ２と摩擦係数μ１の差分値と、摩擦係数μ２に対応する変位量δ１との比により設定される。球面滑り装置の各構成部材が摩擦係数μ２に相当する変位量δ１まで変形した後、例えば、摩擦係数μ２を維持したまま所定の変位量δ２（δ２＞δ１）まで球面滑り装置が平面滑り装置の上を可動する。

【0023】

また、本発明による免震支承構造の他の態様は、
前記球面滑り装置において、前記上沓及び／又は前記下沓には、前記スライダーの脱落防止用のストッパーリングが取り付けられており、
前記摩擦係数μ２と、前記滑り免震装置に作用する前記上部構造体の鉛直荷重Ｎの積が、前記ストッパーリングの破断耐力より小さな値となるように該摩擦係数μ２が設定されていることを特徴とする。

【0024】

本態様によれば、摩擦係数μ２と滑り免震装置に作用する上部構造体の鉛直荷重Ｎの積が、ストッパーリングの破断耐力より小さな値となるように摩擦係数μ２が設定されていることにより、球面滑り装置を構成するスライダーがストッパーリングまで変位してストッパーリングにてそれ以上の相対変位を抑止された状態で、平面滑り装置の上を球面滑り装置が可動する際に、ストッパーリングが破断してスライダーや上沓が下沓から脱落することを防止できる。そのため、球面滑り装置の構成部材の可動と、それに続く平面滑り装置上における球面滑り装置の可動といった、地震動の規模に応じた段階的な可動を保証することができる。

【発明の効果】

【0025】

以上の説明から理解できるように、本発明の免震支承構造によれば、球面滑り装置の規模を大きくすることなく、風荷重等の小さな水平荷重に対して可動することなく、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造を備えた免震建物の一例の側面図である。

【図2】図１のII部の拡大図であって、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造の常時における縦断面図である。

【図3】実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造のレベル２地震時における縦断面図である。

【図4】実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造のレベル３地震時における縦断面図である。

【図5】実施形態に係る滑り免震装置の変位−摩擦係数グラフの一例である。

【図6】実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造のレベル３地震時における縦断面図である。

【図7】実施形態に係る滑り免震装置の変位−摩擦係数グラフの他の例である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

【0028】

［実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造、及び免震建物］
図１乃至図７を参照して、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造について、これらを備えた免震建物とともに説明する。ここで、図１は、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造を備えた免震建物の一例の側面図であり、図２は、図１のII部の拡大図であって、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造の常時における縦断面図である。また、図３は、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造のレベル２地震時における縦断面図であり、図４は、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造のレベル３地震時における縦断面図である。さらに、図５は、実施形態に係る滑り免震装置の変位−摩擦係数グラフの一例である。

【0029】

図示例の免震建物８０は、地盤Ｇを掘削することにより形成される免震ピット６０（下部構造体の一例）を地表面下に備え、免震ピット６０と上部構造体７０の間の免震層６５に、平面滑り装置２０の上に球面滑り装置１０が載置された、異種装置による直列型の滑り免震装置５０を備えている建物であり、下部構造体６０と上部構造体７０の間に滑り免震装置５０が配設されることにより、免震支承構造９０が形成されている。

【0030】

免震ピット６０は、鉄筋コンクリート製のピット底盤６１と、ピット底盤６１に連続して周囲の地盤Ｇの土圧や土水圧に抗する擁壁６２とを有する。ピット底盤６１の上面には下方フーチング６３（下部構造体の一例）が上方に突設されており、下方フーチング６３の上面に滑り免震装置５０に載置されている。擁壁６２と端部の滑り免震装置５０との間には、例えば大地震の際に滑り免震装置５０を介して上部架構７５と擁壁６２が衝突しない程度の隙間Ｓが設けられている。

【0031】

免震支承構造９０を形成する滑り免震装置５０は、平面滑り装置２０と、平面滑り装置２０の上に可動自在（スライド自在）に載置されている球面滑り装置１０とを有する。球面滑り装置１０の上面には、上部架構７５の下端に設けられている鉄筋コンクリート製の上部基礎体７１が配設されている。上部基礎体７１は、格子状に配設された地中梁７２と、格子状の各地中梁７２の格点に設けられている上方フーチング７３（上部構造体の一例）とを有し、球面滑り装置１０の上面に上部基礎体７１が配設されている。ここで、上部架構７５は、Ｓ造（鉄骨造）、ＲＣ造（鉄筋コンクリート造）、ＳＲＣ造（鉄骨鉄筋コンクリート造）のいずれであってもよい。

【0032】

上方フーチング７３の直上には上部架構７５を構成する柱７６が立設しており、柱７６を直接支持する上方フーチング７３の直下に球面滑り装置１０が配設されている。

【0033】

ここで、滑り免震装置５０を形成する球面滑り装置１０の構成について説明する。

【0034】

図２に詳細に示すように、球面滑り装置１０は、上沓１１と、下沓１３と、上沓１１及び下沓１３の間で摺動するスライダー１８とを有する。上沓１１と下沓１３はいずれも、平面視矩形（長方形もしくは正方形）の板材であり、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）等から形成されている。上沓１１の下面と下沓１３の上面にはそれぞれ、曲率を有する滑り面１２、１４が設けられており、この滑り面１２，１４には、ステンレス製の滑り板（図示せず）が固定されている。また、上沓１１と下沓１３には、滑り板の外周において、スライダー１８の脱落を防止するための平面視環状のストッパーリング１５が固定されている。

【0035】

また、下沓１３の下面には、ＰＴＦＥを素材とする滑り材１６が取り付けられている。

【0036】

一方、スライダー１８は、曲率を有する上下の滑り面１９を備え、略円柱状を呈している。また、スライダー１８は、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）等から形成され、面圧６０Ｎ／ｍｍ２（６０ＭＰａ）程度の耐荷強度を有している。

【0037】

スライダー１８の上下の滑り面１９には、少なくともＰＴＦＥを素材とする摩擦材（図示せず）が取り付けられている。摩擦材は二重織物により形成され、二重織物は、ＰＴＦＥ繊維と、ＰＴＦＥ繊維よりも引張強度の高い繊維（高強度繊維）とにより形成される。ここで、「ＰＴＦＥ繊維よりも引張強度の高い繊維」としては、ナイロン６・６、ナイロン６、ナイロン４・６などのポリアミドやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルやパラアラミドなどの繊維を挙げることができる。また、メタアラミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ガラス、カーボン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ＬＣＰ、ポリイミド、ＰＥＥＫなどの繊維を挙げることができる。また、さらに、熱融着繊維や綿、ウールなどの繊維を適用してもよい。その中でも、耐薬品性、耐加水分解性に優れ、引張強度の極めて高いＰＰＳ繊維が望ましい。尚、少なくともＰＴＦＥを素材とする摩擦材としては、二重織物以外のＰＴＦＥ繊維を含む織物でもよく、また、ＰＴＦＥのみを素材とする摩擦材、ＰＴＦＥと他の樹脂の複合素材からなる摩擦材、ＰＴＦＥを素材とする摩擦材と他の樹脂を素材とする摩擦材との積層構造の摩擦材などであってもよい。

【0038】

次に、滑り免震装置５０を形成する平面滑り装置２０の構成について説明する。

【0039】

図２に詳細に示すように、平面滑り装置２０は、平板２１と、平板２１の上面に取り付けられている滑り板２２とを有する。平板２１は、上沓１１等と同様に平面視矩形で平面寸法が球面滑り装置１０よりも大きな板材であり、溶接鋼材用圧延鋼材（ＳＭ４９０Ａ、Ｂ、Ｃ、もしくはＳＮ４９０Ｂ、Ｃ、もしくはＳ４５Ｃ）等から形成されている。一方、滑り板２２はステンレス鋼等により形成されている。

【0040】

滑り免震装置５０では、平面滑り装置２０を形成する滑り板２２の上に、球面滑り装置１０の下面に取り付けられている滑り材１６が載置されている。上部構造体７０の重量のうち、一つの免震支承構造９０が分担する鉛直荷重Ｎが、上方フーチング７３を介して球面滑り装置１０に載荷されるが、鉛直荷重Ｎにより、例えば６０Ｎ／ｍｍ^２（６０ＭＰａ）程度の高面圧が球面滑り装置１０と平面滑り装置２０の間に作用した状態で、地震時の水平荷重を受けた場合でも、滑り板２２と滑り材１６が相互に当接していることにより、平面滑り装置２０に対する球面滑り装置１０のスムーズな可動（スライド）が保証される。

【0041】

免震支承構造９０は、所定のレベル２地震動に加えて、レベル２地震動よりも規模の大きな所定のレベル３地震動に対しても十分な制震性能を発揮できるように設計されており、各地震動に対して、滑り免震装置５０を構成する球面滑り装置１０と平面滑り装置２０が段階的に可動するように構成されている。

【0042】

図３に示すように、所定のレベル２地震動による水平荷重Ｈ１が免震支承構造９０に作用した際には、球面滑り装置１０の構成部材のみが可動するように構成されている。ここで、図５に示すように、球面滑り装置１０の構成部材である、上沓１１とスライダー１８の間、及びスライダー１８と下沓１３の間の摩擦係数（すなわち、球面滑り装置１０の摩擦係数）はμ１であり、二次剛性はＫ２であり、変位量δ１にて摩擦係数はμ２（μ２＞μ１）となる。

【0043】

ここで、摩擦係数μ１は、風荷重等の比較的小さな水平荷重に対しては球面滑り装置１０が可動しないように設定されている。さらに、滑り免震装置５０においては、変位量δ１までは球面滑り装置１０の構成部材のみが可動するように構成され、変位量δ１に相当する摩擦係数μ２となった段階で、平面滑り装置２０の上を球面滑り装置１０が変位量δ２（δ２＞δ１）まで可動（スライド）するように、平面滑り装置２０と球面滑り装置１０との間の摩擦係数μ２が設定されている。尚、図２には、変位量δ１，δ２を示しており、下沓１３もしくは上沓１１の一端までのスライダー１８の変位量がδ１／２となり、平面滑り装置２０の一端までの球面滑り装置１０の変位量がδ２となる。

【0044】

図３に戻り、所定のレベル２地震動による水平荷重Ｈ１が免震支承構造９０に作用した際に、平面滑り装置２０上における下沓１３の可動は抑止された状態で、下沓１３上をスライダー１８がＸ１方向に可動し、スライダー１８上を上部構造体７３を支持する上沓１１がＸ２方向に可動する。

【0045】

このように、所定のレベル２地震動による水平荷重Ｈ１に対しては、球面滑り装置１０のみが機能してレベル２地震動の振動を免震支承構造９０にて減衰もしくは吸収する。

【0046】

一方、図４に示すように、レベル２地震動よりも規模の大きな所定のレベル３地震動による水平荷重Ｈ２が免震支承構造９０に作用した際には、図３を参照して説明したように球面滑り装置１０の構成部材が可動し、それに続いて、平面滑り装置２０上を球面滑り装置１０がＸ３方向に可動（スライド）することにより、球面滑り装置１０と平面滑り装置２０の双方が機能してレベル３地震動の振動を免震支承構造９０にて減衰もしくは吸収する。

【0047】

図５に示す、μ１，μ２，Ｋ２，δ１、Ｎの関係をまとめると、μ１×Ｎ＋Ｋ２×δ１＜μ２×Ｎなる関係式が成立し、この関係式を満足するように、各摩擦係数（と各変位量、二次剛性）が設定される。

【0048】

このように、レベル２地震動の規模の地震動に対しては球面滑り装置１０の制震性能が発揮され、レベル２地震動を超えてレベル３地震動までの規模の地震動に対しては、平面滑り装置２０の上を球面滑り装置１０が可動することによる制震性能が発揮されることにより、球面滑り装置１０の規模を大きくすることなく、レベル２地震動とレベル３地震動の双方に対して十分な制震性能を発揮することが可能になる。また、風荷重等の水平荷重に対しては球面滑り装置１０が可動しないように球面滑り装置１０の摩擦係数μ１が設定されることにより、風荷重等の比較的小さな水平荷重に対して滑り免震装置５０の可動を抑止することができる。

【0049】

以上、図３と図４を参照して説明する形態では、球面滑り装置１０の可動に際して、スライダー１８が上沓１１と下沓１３の備えるストッパーリング１５まで可動しないケースとして説明した。これに対して、以下、図６及び図７を参照して、スライダー１８が上沓１１と下沓１３の備えるストッパーリング１５まで可動するケースについて説明する。ここで、図６は、実施形態に係る滑り免震装置と免震支承構造のレベル３地震時における縦断面図であり、図７は、実施形態に係る滑り免震装置の変位−摩擦係数グラフの他の例である。

【0050】

図６は、レベル３地震動による水平荷重Ｈ２が免震支承構造９０に作用し、球面滑り装置１０の構成部材が可動し、それに続いて、平面滑り装置２０上を球面滑り装置１０がＸ３方向に可動している状態を示している。この球面滑り装置１０の構成部材の可動において、スライダー１８は下沓１３のストッパーリング１５まで可動し、上沓１１はそのストッパーリング１５がスライダー１８と当接するまで可動している。そして、スライダー１８により、上沓１１と下沓１３の備えるそれぞれのストッパーリング１５はせん断力Ｑを受けている。

【0051】

ここで、図７に示すように、球面滑り装置１０の構成部材である、上沓１１とスライダー１８の間、及びスライダー１８と下沓１３の間の摩擦係数はμ１であり、二次剛性はＫ２であるが、平面滑り装置２０と球面滑り装置１０との間の摩擦係数は、図５と異なり、摩擦係数μ２よりもΔμだけ大きな摩擦係数μ２（μ２'＞μ２）に設定されている。

【0052】

この摩擦係数μ２'は、摩擦係数μ２'と滑り免震装置５０に作用する上部構造体７０の鉛直荷重Ｎの積が、ストッパーリング１５の破断耐力Ｓよりも小さな値となるように設定されており、μ１，μ２，μ２'、Ｋ２，δ１，Ｎ、Ｓの関係をまとめると、μ１×Ｎ＋Ｋ２×δ１＜μ２×Ｎ＜Ｓなる関係式が成立し、この関係式を満足するように、各摩擦係数（と各変位量、二次剛性）が設定される。

【0053】

このように、摩擦係数μ２と滑り免震装置５０に作用する上部構造体７０の鉛直荷重Ｎの積が、ストッパーリングの破断耐力Ｓよりも小さな値となるように摩擦係数μ２'が設定されていることにより、球面滑り装置１０を構成するスライダー１８がストッパーリング１５まで変位してストッパーリング１５にてそれ以上の相対変位を抑止された状態で、平面滑り装置２０の上を球面滑り装置１０が可動する際に、ストッパーリング１５が破断してスライダー１８や上沓１１が下沓１３から脱落することを防止できる。そのため、球面滑り装置１０の構成部材の可動と、それに続く平面滑り装置２０上における球面滑り装置１０の可動といった、地震動の規模に応じた段階的な可動が保証される。

【0054】

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0055】

１０：球面滑り装置
１１：上沓
１２：滑り面
１３：下沓
１４：滑り面
１５：ストッパーリング
１６：滑り材
１８：スライダー
１９：滑り面
２０：平面滑り装置
２１：平板
２２：滑り板
５０：滑り免震装置
６０：免震ピット（下部構造体）
６１：ピット底盤
６２：擁壁
６３：下方フーチング（下部構造体）
６５：免震層
７０：上部構造体
７１：上部基礎体
７２：地中梁
７３：上方フーチング（上部構造体）
７５：上部架構
７６：柱
８０：免震建物
９０：免震支承構造
Ｇ：地盤
Ｓ：隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】