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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-12
(45)【発行日】2022-09-21
(54)【発明の名称】免震用鋼材ダンパー及び免震構造
(51)【国際特許分類】
F16F 15/06 20060101AFI20220913BHJP
F16F 15/02 20060101ALI20220913BHJP
F16F 7/12 20060101ALI20220913BHJP
E04H 9/02 20060101ALI20220913BHJP
【ＦＩ】
F16F15/06 A
F16F15/02 Z
F16F7/12
F16F15/02 L
E04H9/02 351
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2022514628
(86)(22)【出願日】2021-10-18
(86)【国際出願番号】 JP2021038444
【審査請求日】2022-03-03
(31)【優先権主張番号】P 2020197379
(32)【優先日】2020-11-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(73)【特許権者】
【識別番号】591205536
【氏名又は名称】ＪＦＥシビル株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000001258
【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100116012
【弁理士】
【氏名又は名称】宮坂 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】畑中 祐紀
(72)【発明者】
【氏名】桑原 進
(72)【発明者】
【氏名】戸張 涼太
(72)【発明者】
【氏名】吉永 光寿
(72)【発明者】
【氏名】宮川 和明
(72)【発明者】
【氏名】森岡 宙光
(72)【発明者】
【氏名】木下 智裕
【審査官】杉山 豊博
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０４１６９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－２７８２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２０６９８７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｆ １５／０６
Ｆ１６Ｆ １５／０２
Ｆ１６Ｆ ７／１２
Ｅ０４Ｈ ９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
構造物の下部と基礎との間に設置される免震用鋼材ダンパーであって、前記構造物の下部に固定される上部基板と、
前記上部基板に対して平面視で同一位置となるように前記基礎に固定される下部基板と、
前記上部基板及び下部基板に固定され、平面視において十字方向に延在する４枚の免震板と、を備え、
前記４枚の免震板は、長尺鋼板を曲げ加工した部材であり、互いに平行な上部固定部及び下部固定部と、前記上部固定部及び下部固定部から離れるに従い近接する上部傾斜部及び下部傾斜部と、前記上部傾斜部及び下部傾斜部に連結する連結部と、を備えた部材であり、
前記４枚の免震板は、互いの前記上部固定部が重ならない位置で前記上部基板に固定され、互いの前記下部固定部が重ならない位置で前記下部基板に固定されており、
前記上部固定部を前記上部基板と上部添接板とで挟み込み、前記上部基板及び前記上部添接板を締結手段で締め付けることで、前記上部固定部が前記上部基板に固定されており、
前記下部固定部を前記下部基板と下部添接板とで挟み込み、前記下部基板及び前記下部添接板を締結手段で締め付けることで、前記下部固定部が前記下部基板に固定されることを特徴とする免震用鋼材ダンパー。
【請求項2】
前記免震板は、前記上部固定部及び前記下部固定部の間の曲げ高さをＨ、前記上部固定部及び前記下部固定部の長手方向の寸法をＤ、前記上部傾斜部及び前記下部傾斜部の長手方向の寸法をＬとすると、10mm ≦ Ｄ ≦ 450mmであり、且つ、（Ｄ＋Ｌ） ≦ Ｈ × １．７
の関係を有することを特徴とする請求項１記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項3】
４枚の前記上部添接板が、前記４枚の免震板の隣接する前記上部固定部同士を跨いで配置され、前記上部固定部の端部を前記上部基板及び前記上部添接板で挟み込んでおり、４枚の前記下部添接板が、前記４枚の免震板の隣接する前記下部固定部同士を跨いで配置され、前記下部固定部の端部を前記下部基板及び前記下部添接板で挟み込んでいることを特徴とする請求項１又は２記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項4】
前記上部傾斜部は、前記上部固定部から前記連結部の上部まで所定の傾斜角度を付けて直線状に延在して連結し、前記下部傾斜部は、前記下部固定部から前記連結部の下部まで前記上部傾斜部と同一の傾斜角度を付けて直線状に延在して連結していることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項5】
前記傾斜角度をθとすると、５．２°≦ θ ≦１５．３°に設定されていることを特徴とする請求項４記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項6】
構造物の下部と基礎との間に設置される免震用鋼材ダンパーであって、前記構造物の下部に固定される上部基板と、
前記上部基板に対して平面視で同一位置となるように前記基礎に固定される下部基板と、
前記上部基板及び下部基板に固定され、平面視において十字方向に延在している２組の免震板と、を備え、
前記２組の免震板は、上下に分割した上部分割鋼板及び下部分割鋼板を備えており、
前記上部分割鋼板は、長手方向中央部に設けた上部固定部と、上部固定部の長手方向両端から斜め下方に曲げ加工した一対の上部傾斜部と、前記一対の上部傾斜部の端部から下方に曲げ加工した上部連結部とを備え、
前記下部分割鋼板は、長手方向中央部に設けた下部固定部と、下部固定部の長手方向両端から斜め上方に曲げ加工した一対の下部傾斜部と、前記一対の下部傾斜部の端部から上方に曲げ加工した下部連結部とを備え、
前記上部分割鋼板の前記上部連結部と前記下部分割鋼板の前記下部連結部とを接続することで、前記免震板が形成され、
前記２組の免震板は、互いの前記上部固定部及び前記下部固定部を直交配置して重ね合わせ、前記上部固定部が前記上部基板に固定され、前記下部固定部が前記下部基板に固定されていることを特徴とする免震用鋼材ダンパー。
【請求項7】
前記構造物の下部と前記上部基板との間に、所定高さに設定した上部治具が固定され、前記基礎と前記下部基板との間に、所定高さに設定した下部治具が固定されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項8】
前記上部基板にスタッドボルトが一体に形成されており、鉄筋コンクリート製の前記構造物の内部に前記スタッドボルトが埋め込まれた状態で前記上部基板が前記構造物に固定されているとともに、前記下部基板にスタッドボルトが一体に形成されており、鉄筋コンクリート製の前記基礎の内部に前記スタッドボルトが埋め込まれた状態で前記下部基板が前記基礎に固定されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項9】
前記上部傾斜部及び前記下部傾斜部は、前記上部固定部及び前記下部固定部から離間するに従い、幅方向寸法が徐々に減少していることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパー。
【請求項10】
請求項１から請求項９の何れか１項に記載の免震用鋼材ダンパーと、構造物の下部と基礎との間に設置され、地震動が発生すると前記構造物の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動する免震装置と、を備えていることを特徴とする免震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造物下部と基礎との間に設置されて地震動などの外力によるエネルギーを吸収する免震用鋼材ダンパー及び免震構造に関する。
【背景技術】
【0002】
超高層ビルなどの建築構造物や大型の土木構造物は、構造物下部と基礎との間に免震構造を設置することで大規模な地震動に対して安全性を高めている。
免震構造は、免震装置と、免震ダンパーとを備えており、大規模な地震動が発生すると、免震装置が構造物の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動するとともに、免震ダンパーが地震動のエネルギーを吸収することで、地震動のエネルギーが直接構造物に伝わらないようにしている。
免震構造は、免震装置と、免震ダンパーとを備えており、大規模な地震動が発生すると、免震装置が構造物の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動するとともに、免震ダンパーが地震動のエネルギーを吸収することで、地震動のエネルギーが直接構造物に伝わらないようにしている。
【0003】
免震ダンパーとして、構造物下部に設けた上部構造体に固定される上部基板と、基礎上に設けた下部構造体に固定される下部基板と、上部基板及び下部基板との間に設置され、平面視十字状に配置した４枚の免震板で構成した免震用鋼材ダンパーが知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１の４枚の免震板は、長尺鋼板を曲げ加工により形成した同一形状の部材であり、互いに平行に形成した上部固定部及び下部固定部と、上部固定部及び下部固定部から離れるに従い近接する一対の傾斜部と、一対の傾斜部の近接した位置に連結する連結部と、を備えた部材である。なお、４枚の免震板を、第１～第４免震板と称する。
特許文献１の４枚の免震板は、長尺鋼板を曲げ加工により形成した同一形状の部材であり、互いに平行に形成した上部固定部及び下部固定部と、上部固定部及び下部固定部から離れるに従い近接する一対の傾斜部と、一対の傾斜部の近接した位置に連結する連結部と、を備えた部材である。なお、４枚の免震板を、第１～第４免震板と称する。
【0004】
そして、平面視で同一直線に配置した第１及び第２免震板の一対の上部固定部及び一対の下部固定部を突き合わせて配置し、第１及び第２免震板に対して平面視で直交する方向に配置した第３及び第４免震板の一対の上部固定部及び一対の下部固定部を、第１及び第２免震板の一対の上部固定部及び一対の下部固定部に対して平面視略矩形の重なり部分を設けて突き合わせて配置し、第１～第４免震板の上部固定部の重なり部分を上部基板に固定し、第１～第４免震板の下部固定部の重なり部分を下部基板に固定することで、上部基板及び下部基板との間に、第１～第４免震板が平面視十字状に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０２０－４１６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
大規模な地震動の発生時には、上部構造体と下部構造体との間に400mm～600mm程度の大きな相対変位が生じるので、特許文献１の免震用鋼材ダンパーを構成する４枚の免震板（第１～第４免震板）には大きな相対変位に追随する変形能が要求される。
ここで、一般の鋼板曲げ機械を使用して特許文献１の免震板を製作する場合、400mm～600mm程度の変形能を有する免震板を製作するのは難しい。
すなわち、特許文献１の免震用鋼材ダンパーは、４枚の免震板の上部固定部の重なり部分が上部基板に固定されており、４枚の免震板の下部固定部の重なり部分が下部基板に固定されているので、免震板の上部固定部及び下部固定部の長尺方向の寸法は、少なくとも300mm程度が必要となる。また、大きな相対変位に追随する変形能を確保するために、免震板の傾斜部の長手方向の寸法を400mm～600mm程度に設定することが要求される。
ここで、一般の鋼板曲げ機械を使用して特許文献１の免震板を製作する場合、400mm～600mm程度の変形能を有する免震板を製作するのは難しい。
すなわち、特許文献１の免震用鋼材ダンパーは、４枚の免震板の上部固定部の重なり部分が上部基板に固定されており、４枚の免震板の下部固定部の重なり部分が下部基板に固定されているので、免震板の上部固定部及び下部固定部の長尺方向の寸法は、少なくとも300mm程度が必要となる。また、大きな相対変位に追随する変形能を確保するために、免震板の傾斜部の長手方向の寸法を400mm～600mm程度に設定することが要求される。
【0007】
一般的な鋼板曲げ機械は、鋼板の曲げ高さを500mm程度とすると、曲げ深さは700mmが限界である。この一般的な鋼板曲げ機械を使用して免震板の曲げ加工を行う場合、上部固定部（或いは下部固定部）の長手方向の寸法と傾斜部の長手方向の寸法を足したものが、一般の鋼板曲げ機械の曲げ深さとなるが、上部固定部（或いは下部固定部）の長手方向の寸法が300mm程度なので、傾斜部の長手方向の寸法は400mm（700－300）程度以下に制限される。
したがって、一般の鋼板曲げ機械を使用して免震板の曲げ加工を行う場合、傾斜部の長手方向の寸法を400mm～600mm程度まで長く設定することができないので、大規模な地震動発生時のエネルギーを吸収する免震板を製作するのは難しい。
したがって、一般の鋼板曲げ機械を使用して免震板の曲げ加工を行う場合、傾斜部の長手方向の寸法を400mm～600mm程度まで長く設定することができないので、大規模な地震動発生時のエネルギーを吸収する免震板を製作するのは難しい。
【0008】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、大規模な地震動の発生時に構造物と基礎との間に生じる大きな相対変位に対して必要な変形能を有して地震動のエネルギーを吸収することができる免震用鋼材ダンパーを提供することにある。また、地震動のエネルギーを直接構造物に伝わらないようにすることができる免震構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る免震用鋼材ダンパーは、構造物の下部と基礎との間に設置される免震用鋼材ダンパーであって、構造物の下部に固定される上部基板と、上部基板に対して平面視で同一位置となるように基礎に固定される下部基板と、上部基板及び下部基板に固定され、平面視において十字方向に延在する４枚の免震板と、を備え、４枚の免震板は、長尺鋼板を曲げ加工した部材であり、互いに平行な上部固定部及び下部固定部と、上部固定部及び下部固定部から離れるに従い近接する上部傾斜部及び下部傾斜部と、上部傾斜部及び下部傾斜部に連結する連結部と、を備えた部材であり、４枚の免震板は、互いの上部固定部が重ならない位置で上部基板に固定され、互いの下部固定部が重ならない位置で下部基板に固定されている。
【0010】
また、本発明の一態様に係る免震構造は、上述した免震用鋼材ダンパーと、構造物の下部と基礎との間に設置され、地震動が発生すると構造物の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動する免震装置と、を備えている。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る免震用鋼材ダンパーによると、大規模な地震動の発生時に構造物と基礎との間に生じる大きな相対変位に対して、必要な変形能を有して地震動のエネルギーを吸収することができる。
また、本発明に係る免震構造によると、地震動のエネルギーを直接構造物に伝わらないようにすることができる。
また、本発明に係る免震構造によると、地震動のエネルギーを直接構造物に伝わらないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係る免震構造を示す図である。
【図2】本発明に係る第１実施形態の免震用鋼材ダンパーを示す斜視図である。
【図3】本発明に係る第１実施形態の免震用鋼材ダンパーを構成する鋼板を折り曲げて形成した免震板を示す図である。
【図4】本発明に係る第１実施形態の免震用鋼材ダンパーの要部を示す鉛直方向の断面図である。
【図7】本発明に係る第２実施形態の免震用鋼材ダンパーを示す鉛直方向の断面図である。
【図8】本発明に係る第３実施形態の免震用鋼材ダンパーの要部を示す鉛直方向の断面図である。
【図11】本発明に係る第４実施形態の免震用鋼材ダンパーを示す斜視図である。
【図12】第４実施形態の免震用鋼材ダンパーの要部を示す鉛直方向の断面図である。
【図15】本発明に係る第５実施形態の免震板のＦＥＭ解析モデルを示す斜視図である。
【図16】第５実施形態の免震板のＦＥＭ解析モデルの所定部位の寸法形状を示す図である。
【図17】第５実施形態において傾斜角度が異なる複数種類の免震板のＦＥＭ解析モデルを示す側面図である。
【図18】第５実施形態における傾斜角度が異なる複数種類の免震板のＦＥＭ解析モデルの相当塑性歪を示した図である。
【図19】第５実施形態における傾斜角度が異なる複数種類の免震板のＦＥＭ解析モデルの変位と載荷荷重の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0014】
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0015】
［第１実施形態］
図１は、超高層ビルなどの建築構造物や大型の土木構造物などの構造物１と基礎２との間に設置された免震構造３を示している。
免震構造３は、構造物１の下部に設けたダンパー用上部構造体４と基礎２上に設けたダンパー用下部構造体５との間に設置した第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６と、ダンパー用上部構造体４に隣接して構造物１の下部に設けた装置用上部構造体７とダンパー用下部構造体５に隣接して基礎２上に設けた装置用下部構造体８との間に設置した免震装置９と、を備えている。図１では１組の免震構造３しか示していないが、構造物１と基礎２との間には複数組設置されている。なお、ダンパー用上部構造体４、ダンパー用下部構造体５、装置用上部構造体７及び装置用下部構造体８は、鉄筋コンクリート製である。
図１は、超高層ビルなどの建築構造物や大型の土木構造物などの構造物１と基礎２との間に設置された免震構造３を示している。
免震構造３は、構造物１の下部に設けたダンパー用上部構造体４と基礎２上に設けたダンパー用下部構造体５との間に設置した第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６と、ダンパー用上部構造体４に隣接して構造物１の下部に設けた装置用上部構造体７とダンパー用下部構造体５に隣接して基礎２上に設けた装置用下部構造体８との間に設置した免震装置９と、を備えている。図１では１組の免震構造３しか示していないが、構造物１と基礎２との間には複数組設置されている。なお、ダンパー用上部構造体４、ダンパー用下部構造体５、装置用上部構造体７及び装置用下部構造体８は、鉄筋コンクリート製である。
【0016】
図２は、第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６を示すものであり、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２（図１参照）を介して固定されている上部基板１０と、上部基板１０に対して平面視において同一位置となるようにダンパー用下部構造体５に下部治具１３（図１参照）を介して固定されている下部基板１１と、上部基板１０及び下部基板１１に固定され、平面視において互いに直交する十字方向に延在している４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、で構成されている。
【0017】
免震板１５ａは、長尺な矩形鋼板を曲げ加工して形成した部材であり、図３（ａ）に示すように、上部基板１０に固定される平板形状の上部固定部１６ａと、上部固定部１６ａに対して長手方向の寸法を同一にして平行に延在し、下部基板１１に固定される平板形状の下部固定部１７ａと、上部固定部１６ａ及び下部固定部１７ａから離間するに従い近接するように同一の傾斜角度θで延在する平板形状の上部傾斜部１８ａ及び下部傾斜部１９ａと、上部傾斜部１８ａ及び下部傾斜部１９ａの間に連続する連結部２０ａと、を備えている。
【0018】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、上部固定部１６ａには、複数のボルト貫通穴が形成されている。下部固定部１７ａにも、複数のボルト貫通穴が形成されている。そして、図３（ｂ）に示すように、免震板１５ａの上部傾斜部１８ａは、上部固定部１６ａから連結部２０ａに向うに従い幅寸法Ｍが徐々に減少して形成されており、下部傾斜部１９ａも、下部固定部１７ａから連結部２０ａに向うに従い幅寸法が徐々に減少している。
また、他の３枚の免震板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄも、上述した免震板１５ａと同一形状の部材であり、免震板１５ａを構成する部位と同一構成の部位は、符号を同一として添え字を「ａ」の替わりに「ｂ、ｃ、ｄ」として示す。
また、他の３枚の免震板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄも、上述した免震板１５ａと同一形状の部材であり、免震板１５ａを構成する部位と同一構成の部位は、符号を同一として添え字を「ａ」の替わりに「ｂ、ｃ、ｄ」として示す。
【0019】
ここで、免震板１５ａの実寸は、図３（ａ）に示すように、上部固定部１６ａ及び下部固定部１７ａの間の距離（曲げ高さ）Ｈが500mmであり、上部固定部１６ａ（下部固定部１７ａ）の長手方向の寸法Ｄが50mmであり、上部傾斜部１８ａ（下部傾斜部１９ａ）の長手方向の寸法Ｌが650mmである。また、他の３枚の免震板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄも、免震板１５ａと同一寸法で形成されている。
【0020】
上部基板１０をダンパー用上部構造体４に固定している上部治具１２は、図４に示すように、ダンパー用上部構造体４の下面に当接するアンカープレート１２ａと、上部基板１０に当接する上部基板側プレート１２ｂと、アンカープレート１２ａ及び上部基板側プレート１２ｂの間に直交して溶接で固定されているリブ板１２ｃと、を備えている。なお、図４では、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄのうち、互いに平面視で直線上に対向している免震板１５ａ，１５ｂのみを示している。
アンカープレート１２ａには複数の貫通穴が形成されており、ダンパー用上部構造体４の下面から突出する複数のアンカーボルト１２ｄを貫通穴に通過させて下面から突出させてナット１２ｅでねじ込むことで、アンカープレート１２ａがダンパー用上部構造体４にボルト固定されている。
アンカープレート１２ａには複数の貫通穴が形成されており、ダンパー用上部構造体４の下面から突出する複数のアンカーボルト１２ｄを貫通穴に通過させて下面から突出させてナット１２ｅでねじ込むことで、アンカープレート１２ａがダンパー用上部構造体４にボルト固定されている。
【0021】
上部基板側プレート１２ｂは上部基板１０より小面積の矩形板であり、上部基板１０の上面中央に上部基板側プレート１２ｂを当接し、上部基板１０の上面全周に上部基板側プレート１２ｂと重なり合わない部分を設けている。また、上部基板１０の下面中央に、上部基板側プレート１２ｂと略同一形状の第１添接板１２ｆを当接し、上部基板１０の下面全周に第１添接板１２ｆと重なり合わない部分を設けている。そして、図４及び図５に示すように、上部基板側プレート１２ｂ、上部基板１０及び第１添接板１２ｆの重なり合う部分に形成した複数の貫通穴に連結ボルト１２ｇを挿通してナット１２ｈをねじ込むことで、上部基板１０が上部基板側プレート１２ｂにボルト固定されている。
【0022】
下部基板１１をダンパー用下部構造体５に固定している下部治具１３は、図４に示すように、ダンパー用下部構造体５の上面に当接するアンカープレート１３ａと、下部基板１１に当接する下部基板側プレート１３ｂと、アンカープレート１３ａ及び下部基板側プレート１３ｂの間に直交して溶接で固定されているリブ板１３ｃと、を備えている。
また、ダンパー用下部構造体５の上面から突出する複数のアンカーボルト１３ｄを下部基板側プレート１３ｂに形成した貫通穴に通過させて上面から突出させてナット１３ｅでねじ込むことで、アンカープレート１３ａがダンパー用下部構造体５にボルト固定されている。
また、ダンパー用下部構造体５の上面から突出する複数のアンカーボルト１３ｄを下部基板側プレート１３ｂに形成した貫通穴に通過させて上面から突出させてナット１３ｅでねじ込むことで、アンカープレート１３ａがダンパー用下部構造体５にボルト固定されている。
【0023】
そして、下部基板側プレート１３ｂは下部基板１１より小面積の矩形板であり、下部基板１１の上面中央に下部基板側プレート１３ｂを当接し、下部基板１１の下面全周に下部基板側プレート１３ｂと重なり合わない部分を設けている。また、下部基板１１の上面中央に、下部基板側プレート１３ｂと略同一形状の第２添接板１３ｆを当接し、下部基板１１の上面全周に第２添接板１３ｆと重なり合わない部分を設けている。そして、図４及び図６に示すように、下部基板側プレート１３ｂ、下部基板１１及び第２添接板１３ｆの重なり合う部分に形成した複数の貫通穴に連結ボルト１３ｇを挿通してナット１３ｈをねじ込むことで、下部基板１１が下部基板側プレート１３ｂにボルト固定されている。
【0024】
ここで、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との上下間隔は、免震用鋼材ダンパー６の設置場所ごとに異なる。このため、リブ板１２ｃの高さが異なる複数種類の上部治具１２と、リブ板１３ｃの高さが異なる複数種類の下部治具１３が用意されており、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との上下間隔に対応した所定の上部治具１２及び下部治具１３を選択して配置することで、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に、上部治具１２及び下部治具１３を介して免震用鋼材ダンパー６が設置されている。
【0025】
そして、２枚の免震板１５ａ，１５ｂは、図５及び図６に示すように、水平方向に延在する仮想直線Ｋ１上に上部傾斜部１８ａ，１８ｂ、下部傾斜部１９ａ，１９ｂが延在して配置されており、他の２枚の免震板１５ｃ，１５ｄも、水平面上で仮想直線Ｋ１に対して直交する仮想直線Ｋ２上に上部傾斜部１８ｃ，１８ｄ、下部傾斜部１９ｃ，１９ｄが延在して配置されている。
【0026】
２枚の免震板１５ａ，１５ｂの上部固定部１６ａ，１６ｂは、図５に示すように、仮想直線Ｋ１上の上部基板１０の上部基板側プレート１２ｂ及び第１添接板１２ｆに重なり合わない部分の下面に当接し、他の２枚の免震板１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ｃ，１６ｄも、仮想直線Ｋ２上の上部基板１０の上部基板側プレート１２ｂ及び第２添接板１３ｆに重なり合わない部分の下面に当接している。そして、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの各々の下面に、長方形状の第３添接板２１を当接し、これらの部材に形成した貫通穴に連結ボルト２２を挿通してナット２３をねじ込む。これにより、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、互いに重なり合わずに、上部基板１０及び第３添接板２１に挟まれた状態でボルト固定される。
【0027】
また、２枚の免震板１５ａ，１５ｂの下部固定部１７ａ，１７ｂは、図６に示すように、仮想直線Ｋ１上の下部基板１１の下部基板側プレート１３ｂ及び第２添接板１３ｆに重なり合わない部分の上面に当接し、他の２枚の免震板１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ｃ，１７ｄも、仮想直線Ｋ２上の下部基板１１の下部基板側プレート１３ｂ及び第２添接板１３ｆに重なり合わない部分の上面に当接している。そして、下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの各々の上面に、長方形状の第３添接板２４を当接し、これらの部材に形成した貫通穴に連結ボルト２５を挿通してナット２６をねじ込む。これにより、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、互いに重なり合わずに、上部基板１０にボルト固定されている。
【0028】
次に、第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６及び免震構造３の作用効果について説明する。
上記構成の免震構造３は、地震動が発生すると、免震装置９が構造物１の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動する。免震用鋼材ダンパー６の４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが平面視において十字方向に配置されているので、地震動が水平面内のいずれの方向に作用しても、各免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、連結部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが、せん断方向変形と曲げ方向変形の両方の変形を行うことで地震動のエネルギーを吸収し、地震動のエネルギーを直接構造物１に伝わらないようにすることができる。
上記構成の免震構造３は、地震動が発生すると、免震装置９が構造物１の鉛直荷重を支持しながら水平方向に移動する。免震用鋼材ダンパー６の４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが平面視において十字方向に配置されているので、地震動が水平面内のいずれの方向に作用しても、各免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ、連結部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが、せん断方向変形と曲げ方向変形の両方の変形を行うことで地震動のエネルギーを吸収し、地震動のエネルギーを直接構造物１に伝わらないようにすることができる。
【0029】
また、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、上部基板１０及び４枚の第３添接板２１に厚さ方向から挟み込まれた状態で連結ボルト２２及びナット２３により強固に締付け固定され、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、下部基板１１及び４枚の第３添接板２４に厚さ方向から挟み込まれた状態で連結ボルト２５及びナット２６で強固に締付け固定されている。これにより、地震動のエネルギーが伝達されたときの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの塑性変形が防止されるので、免震用鋼材ダンパー６の地震動エネルギーの吸収能が低下するのを防止することができる。
【0030】
また、免震板１５ａの上部傾斜部１８ａは、上部固定部１６ａから連結部２０ａに向うに従い幅寸法Ｍが徐々に減少し、下部傾斜部１９ａも、下部固定部１７ａから連結部２０ａに向うに従い幅寸法が徐々に減少する構造とされていることから、免震板１５ａにねじれが発生しても地震動のエネルギー吸収を効率よく行うことができる。また、他の３枚の免震板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄも、免震板１５ａと同一構造なので、ねじれの発生による地震動のエネルギー吸収を効率よく行うことができる。
そして、大規模な地震動が発生すると、構造物１と基礎２との間には、400mm～600mm程度の大きな相対変位が生じる。
そして、大規模な地震動が発生すると、構造物１と基礎２との間には、400mm～600mm程度の大きな相対変位が生じる。
【0031】
第１実施形態の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ及び下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの長手方向の寸法Ｌ（図３（ａ）参照）が700mmに設定されており、構造物１と基礎２との間の大きな相対変位（400mm～600mm程度）に必要な変形能（700mm）を有しているので、地震動のエネルギーを十分に吸収することができる。
また、第１実施形態の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、一般の鋼板曲げ機械を使用して製造することができる。ここで、一般の鋼板曲げ機械とは、鋼板の曲げ高さが500mm程度であると、曲げ深さが、最大850mm程度が限界の装置である。
また、第１実施形態の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄは、一般の鋼板曲げ機械を使用して製造することができる。ここで、一般の鋼板曲げ機械とは、鋼板の曲げ高さが500mm程度であると、曲げ深さが、最大850mm程度が限界の装置である。
【0032】
免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを製造するときの最大の曲げ深さは、曲げ高さＨを500mmに設定すると、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６（下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）の長手方向の寸法Ｄ（図３（ａ）参照）と、上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）の長手方向の寸法Ｌとを足した寸法（Ｄ＋Ｌ）である。
【0033】
上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ（下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）の長手方向の寸法Ｄは、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが互いに重なり合わずに上部基板１０にボルト固定され、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄも互いに重なり合わずに下部基板１１にボルト固定されているだけであり、ボルト固定に必要な短い寸法（Ｄ＝150mm）で足りる。
このように、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ（下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）の長手方向の寸法Ｄ（＝150mm）と、上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）の長手方向の寸法Ｌ（＝700mm）とを足した寸法（Ｄ＋Ｌ＝150mm＋700mm）が、一般の鋼板曲げ機械の曲げ深さの限界値（850mm）に一致する。
このように、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ（下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）の長手方向の寸法Ｄ（＝150mm）と、上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）の長手方向の寸法Ｌ（＝700mm）とを足した寸法（Ｄ＋Ｌ＝150mm＋700mm）が、一般の鋼板曲げ機械の曲げ深さの限界値（850mm）に一致する。
【0034】
ここで、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ（下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）の長手方向の寸法Ｄと、上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）の長手方向の寸法Ｌとを足した寸法（Ｄ＋Ｌ）は、上部固定部１６ａ及び下部固定部１７ａの間の曲げ高さＨとの関係を、
（Ｄ＋Ｌ） ≦ Ｈ × １．７
とすることで、一般の鋼板曲げ機械を使用して４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを容易に製造することができる。
（Ｄ＋Ｌ） ≦ Ｈ × １．７
とすることで、一般の鋼板曲げ機械を使用して４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを容易に製造することができる。
【0035】
また、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが、互いに重なり合わずに上部基板１０に溶接で固定され、下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄが、互いに重なり合わずに上部基板１０に溶接で固定される場合には、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ（下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）の長手方向の寸法Ｄは10mm程度で済む（Ｄ≧10mm)。
【0036】
一方、変形能400mm～600mmを確保するために最小限必要な上部傾斜部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ（下部傾斜部１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ）の長手方向の寸法Ｌは400mmであり、このときＤ＝850mm－400mm＝450mmとすることができる。このため、Ｄの範囲は、10mm ≦ Ｄ ≦ 450mmとなる。
したがって、第１実施形態の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを、10mm ≦ Ｄ ≦ 450mmとし、且つ、（Ｄ＋Ｌ） ≦ Ｈ × １．７の関係を有する形状とすることで、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを一般の鋼板曲げ機械を使用して容易に製造することができるので、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの部品価格、免震用鋼材ダンパー６の製造コストを抑制することができる。
したがって、第１実施形態の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを、10mm ≦ Ｄ ≦ 450mmとし、且つ、（Ｄ＋Ｌ） ≦ Ｈ × １．７の関係を有する形状とすることで、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを一般の鋼板曲げ機械を使用して容易に製造することができるので、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの部品価格、免震用鋼材ダンパー６の製造コストを抑制することができる。
【0037】
さらに、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との上下間隔は、免震用鋼材ダンパー６の設置場所ごとに異なるので、第１実施形態では、リブ板１２ｃの高さが異なる複数種類の上部治具１２と、リブ板１３ｃの高さが異なる複数種類の下部治具１３を用意し、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との上下間隔に対応した所定の上部治具１２及び下部治具１３を選択して配置している。したがって、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に設置した免震用鋼材ダンパー６には地震動による構造物１と基礎２との間の相対変位が確実に伝達され、多量の地震動のエネルギーを吸収することができる。
【0038】
［第２実施形態］
次に、図７は、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に設置した第２実施形態の免震用鋼材ダンパー６を示すものである。本実施形態の免震用鋼材ダンパー６も、第１実施形態と同様に平面視において十字方向に延在している４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、で構成されているが、図７では、互いに平面視で直線上に対向している免震板１５ａ，１５ｂのみを示している。
本実施形態の上部基板１０の上面には、複数のスタッドボルト３０が突出して固定されており、下部基板１１の下面にも、複数のスタッドボルト３１が突出して固定されている。
次に、図７は、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に設置した第２実施形態の免震用鋼材ダンパー６を示すものである。本実施形態の免震用鋼材ダンパー６も、第１実施形態と同様に平面視において十字方向に延在している４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、で構成されているが、図７では、互いに平面視で直線上に対向している免震板１５ａ，１５ｂのみを示している。
本実施形態の上部基板１０の上面には、複数のスタッドボルト３０が突出して固定されており、下部基板１１の下面にも、複数のスタッドボルト３１が突出して固定されている。
【0039】
そして、鉄筋コンクリート製のダンパー用上部構造体４を形成する際に、上部基板１０のスタッドボルト３０がコンクリートに埋め込まれることで、ダンパー用上部構造体４の下面に上部基板１０が一体化される。
また、鉄筋コンクリート製のダンパー用下部構造体５を形成する際に、下部基板１１のスタッドボルト３１がコンクリートに埋め込まれることで、ダンパー用下部構造体５の上面に下部基板１１が一体化される。
そして、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、互いに重なり合わずに上部基板１０にボルト固定されている。また、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄも、互いに重なり合わずに上部基板１０にボルト固定されている。
また、鉄筋コンクリート製のダンパー用下部構造体５を形成する際に、下部基板１１のスタッドボルト３１がコンクリートに埋め込まれることで、ダンパー用下部構造体５の上面に下部基板１１が一体化される。
そして、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、互いに重なり合わずに上部基板１０にボルト固定されている。また、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄも、互いに重なり合わずに上部基板１０にボルト固定されている。
【0040】
第２実施形態の免震用鋼材ダンパー６の作用効果について説明する。
本実施形態のダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に設置した免震用鋼材ダンパー６によると、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との上下間隔が狭い場合、上部治具１２及び下部治具１３使用せずに、免震用鋼材ダンパー６をダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に確実に設置することができ、地震動による構造物１と基礎２との間の相対変位が確実に伝達され、多量の地震動のエネルギーを吸収することができる。
本実施形態のダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に設置した免震用鋼材ダンパー６によると、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、ダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との上下間隔が狭い場合、上部治具１２及び下部治具１３使用せずに、免震用鋼材ダンパー６をダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に確実に設置することができ、地震動による構造物１と基礎２との間の相対変位が確実に伝達され、多量の地震動のエネルギーを吸収することができる。
【0041】
［第３実施形態］
次に、図８から図１０は、第３実施形態の免震用鋼材ダンパー３２を示すものである。本実施形態は、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２を介して免震用鋼材ダンパー３２の上部基板１０が固定され、上部基板１０に対して平面視において同一位置となるようにダンパー用下部構造体５に下部治具１３を介して免震用鋼材ダンパー３２の下部基板１１が固定され、上部基板１０及び下部基板１１に固定された第１及び第２免震板３２ａ，３２ｂが平面視において十字方向に延在して配置されている。
次に、図８から図１０は、第３実施形態の免震用鋼材ダンパー３２を示すものである。本実施形態は、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２を介して免震用鋼材ダンパー３２の上部基板１０が固定され、上部基板１０に対して平面視において同一位置となるようにダンパー用下部構造体５に下部治具１３を介して免震用鋼材ダンパー３２の下部基板１１が固定され、上部基板１０及び下部基板１１に固定された第１及び第２免震板３２ａ，３２ｂが平面視において十字方向に延在して配置されている。
【0042】
第１免震板３２ａは、図８に示すように、上部分割鋼板３３ａと下部分割鋼板３４ａとを備えている。上部分割鋼板３３ａは、長手方向中央部に設けた上部固定部３５ａと、上部固定部３５ａの長手方向両端から斜め下方に曲げ加工した一対の上部傾斜部３６ａ，３７ａと、これら一対の上部傾斜部３６ａ，３７ａの端部から下方に曲げ加工した上部連結部３８ａ，３９ａと、を備えている。また、下部分割鋼板３４ａは、長手方向中央部に設けた下部固定部４０ａと、下部固定部４０ａの長手方向両端から斜め下方に曲げ加工した一対の下部傾斜部４１ａ，４２ａと、これら一対の下部傾斜部４１ａ，４２ａの端部から上方に曲げ加工した下部連結部４３ａ，４４ａと、を備えている。
【0043】
上部分割鋼板３３ａと下部分割鋼板３４ａは、上部連結部３８ａ，３９ａ及び下部連結部４３ａ，４４ａが連結されることで一体化されている。すなわち、図８に示すように、上部連結部３８ａ，３９ａ及び下部連結部４３ａ，４４ａを突き合わせた状態で、突き合わせた部分を第４及び第５添接板４５，４６で挟み、第４及び第５添接板４５，４６に連結ボルト４７を挿通してナット４８でねじ込むことで、上部分割鋼板３３ａ及び下部分割鋼板３４ａが一体化されて第１免震板３２ａが形成される。第１免震板３２ａの一対の上部傾斜部３６ａ，３７ａ及び一対の下部傾斜部４１ａ，４２ａは、上部固定部３５ａ及び下部固定部４０ａから離間するに従い、幅寸法Ｍが徐々に減少する形状を有している。
【0044】
一方、第２免震板３２ｂも、図９及び図１０に示すように、上部分割鋼板３３ｂと下部分割鋼板３４ｂとを備えている。上部分割鋼板３３ｂは、長手方向中央部に設けた上部固定部３５ｂと、上部固定部３５ｂの長手方向両端から斜め下方に曲げ加工した一対の上部傾斜部３６ｂ，３７ｂと、これら一対の上部傾斜部３６ｂ，３７ｂの端部から下方に曲げ加工した上部連結部３８ｂ，３９ｂと、を備えている。また、下部分割鋼板３４ｂは、長手方向中央部に設けた下部固定部４０ｂと、下部固定部４０ｂの長手方向両端から斜め下方に曲げ加工した一対の下部傾斜部４１ｂ，４２ｂと、これら一対の下部傾斜部４１ｂ，４２ｂの端部から上方に曲げ加工した下部連結部４３ｂ，４４ｂと、を備えている。
【0045】
そして、上部連結部３８ｂ，３９ｂ及び下部連結部４３ｂ，４４ｂを突き合わせた状態で、図９及び図１０に示すように、突き合わせた部分を第４及び第５添接板４５，４６で挟み、第４及び第５添接板４５，４６と上部連結部３８ｂ，３９ｂ及び下部連結部４３ｂ，４４ｂに形成した貫通穴に連結ボルト４７を挿通してナット４８でねじ込むことで、上部分割鋼板３３ｂ及び下部分割鋼板３４ｂが一体化されて第２免震板３２ｂが形成される。第２免震板３２ｂの一対の上部傾斜部３６ｂ，３７ｂ及び一対の下部傾斜部４１ｂ，４２ｂは、上部固定部３５ｂ及び下部固定部４０ｂから離間するに従い、幅寸法Ｍが徐々に減少する形状を有している。
【0046】
ここで、第１免震板３２ａの上部連結部３８ａ，３９ａ及び下部連結部４３ａ，４４ａは、第４及び第５添接板４５，４６で挟みこみ連結ボルト４７を挿通してナット４８でねじ込んで固定され、第２免震板３２ｂの上部連結部３８ｂ，３９ｂ及び下部連結部４３ｂ，４４ｂも、第４及び第５添接板４５，４６で挟みこみ連結ボルト４７を挿通してナット４８でねじ込んで固定しているが、第１免震板３２ａの上部連結部３８ａ，３９ａ及び下部連結部４３ａ，４４ａを溶接で固定し、第２免震板３２ｂの上部連結部３８ｂ，３９ｂ及び下部連結部４３ｂ，４４ｂを溶接で固定してもよい。
【0047】
上記構成の第１及び第２免震板３２ａ，３２ｂは、互いが平面視において十字方向に延在するように配置して上部固定部３５ａ，３５ｂ同士と、下部固定部４０ａ，４０ｂ同士を重ね合わせる。
そして、上部治具１２の上部基板側プレート１２ｂの下部に、重ね合わせた上部固定部３５ａ，３５ｂを配置し、上部固定部３５ａ，３５ｂの下部に上部基板１０を配置し、上部基板側プレート１２ｂ、上部固定部３５ａ，３５ｂ及び上部基板１０に形成した貫通穴に連結ボルト１２ｇを挿通してナット１２ｈでねじ込むことで、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２を介して免震ダンパー３２の上部基板１０が固定される。
そして、上部治具１２の上部基板側プレート１２ｂの下部に、重ね合わせた上部固定部３５ａ，３５ｂを配置し、上部固定部３５ａ，３５ｂの下部に上部基板１０を配置し、上部基板側プレート１２ｂ、上部固定部３５ａ，３５ｂ及び上部基板１０に形成した貫通穴に連結ボルト１２ｇを挿通してナット１２ｈでねじ込むことで、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２を介して免震ダンパー３２の上部基板１０が固定される。
【0048】
また、下部治具１３の下部基板側プレート１３ｂの上部に、重ね合わせた下部固定部４０ａ，４０ｂを配置し、下部固定部４０ａ，４０ｂの上部に下部基板１１を配置し、下部基板側プレート１３ｂ、下部固定部４０ａ，４０ｂ及び下部基板１１に形成した貫通穴に連結ボルト１３ｇを挿通してナット１３ｈでねじ込むことで、ダンパー用下部構造体５に下部治具１３を介して免震ダンパー３２の下部基板１１が固定される。
【0049】
次に、第３実施形態の免震ダンパー３２の作用効果について説明する。
本実施形態の免震ダンパー３２の第１及び第２免震板３２ａ，３２ｂは平面視において十字方向に配置されているので、地震動が水平面内のいずれの方向に作用しても、上部傾斜部３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ、下部傾斜部４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂが、せん断方向変形と曲げ方向変形の両方の変形を行うことで地震動のエネルギーを吸収する。
また、上部傾斜部３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ、下部傾斜部４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂは、上部固定部３５ａ，３５ｂ及び下部固定部４０ａ，４０ｂから離間するに従い幅寸法Ｍが徐々に減少する構造とされていることから、ねじれが発生しても地震動のエネルギー吸収を効率よく行うことができる。
本実施形態の免震ダンパー３２の第１及び第２免震板３２ａ，３２ｂは平面視において十字方向に配置されているので、地震動が水平面内のいずれの方向に作用しても、上部傾斜部３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ、下部傾斜部４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂが、せん断方向変形と曲げ方向変形の両方の変形を行うことで地震動のエネルギーを吸収する。
また、上部傾斜部３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ、下部傾斜部４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂは、上部固定部３５ａ，３５ｂ及び下部固定部４０ａ，４０ｂから離間するに従い幅寸法Ｍが徐々に減少する構造とされていることから、ねじれが発生しても地震動のエネルギー吸収を効率よく行うことができる。
【0050】
また、第１免震板３２ａは、長手方向の両端部に曲げ深さが浅い上部連結部３８ａ，３９ａを形成した上部分割鋼板３３ａと、長手方向の両端部に曲げ深さが浅い下部連結部４３ａ，４４ａを形成した下部分割鋼板３４ａとで構成されているので、上部傾斜部３６ａ，３７ａ及び下部傾斜部４１ａ，４２ａの長手方向の寸法を大きく設定することができる。また、第２免震板３２ｂも、長手方向の両端部に曲げ深さが浅い上部連結部３８ｂ，３９ｂを形成した上部分割鋼板３３ｂと、長手方向の両端部に曲げ深さが浅い下部連結部４３ｂ，４４ｂを形成した下部分割鋼板３４ｂとで構成されているので、上部傾斜部３６ｂ，３７ｂ及び下部傾斜部４１ｂ，４２ｂの長手方向の寸法を大きく設定することができる。これにより、本実施形態の免震ダンパー３２は、構造物１と基礎２との間の大きな相対変位（400mm～600mm程度）に必要な変形能を有することができるので、地震動のエネルギーを十分に吸収することができる。
【0051】
［第４実施形態］
次に、図１１から図１４は、第４実施形態の免震用鋼材ダンパー６を示すものである。
本実施形態の免震用鋼材ダンパー６は、図１１及び図１２に示すように、第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６と同様に、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２を介して固定されている上部基板１０と、上部基板１０に対して平面視において同一位置となるようにダンパー用下部構造体５に下部治具１３を介して固定されている下部基板１１と、上部基板１０及び下部基板１１に固定され、平面視において互いに直交する十字方向に延在している４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、で構成されている。
次に、図１１から図１４は、第４実施形態の免震用鋼材ダンパー６を示すものである。
本実施形態の免震用鋼材ダンパー６は、図１１及び図１２に示すように、第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６と同様に、ダンパー用上部構造体４に上部治具１２を介して固定されている上部基板１０と、上部基板１０に対して平面視において同一位置となるようにダンパー用下部構造体５に下部治具１３を介して固定されている下部基板１１と、上部基板１０及び下部基板１１に固定され、平面視において互いに直交する十字方向に延在している４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、で構成されている。
【0052】
本実施形態の免震用鋼材ダンパー６が、第１実施形態の免震用鋼材ダンパー６に対して異なる構成は、図１３に示すように、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの隣接する上部固定部１６ａ，１６ｃと、隣接する上部固定部１６ｂ，１６ｃと、隣接する上部固定部１６ｂ，１６ｄと、隣接する上部固定部１６ａ，１６ｄとの間を跨いでそれらの下面に当接する第３添接板５１が配置されている。そして、第３添接板５１に形成した貫通穴に連結ボルト２２を挿通してナット２３をねじ込むことで、図１２に示すように、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、互いに重なり合わずに上部基板１０にボルト固定されている。
【0053】
また、図１４に示すように、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの隣接する下部固定部１７ａ，１７ｄと、隣接する下部固定部１７ｂ，１７ｄと、隣接する下部固定部１７ｂ，１７ｃと、隣接する下部固定部１７ａ，１７ｃとの間を跨いでそれらの上面に当接する第３添接板５２が配置されている。そして、第３添接板５２に形成した貫通穴に連結ボルト２５を挿通してナット２６をねじ込むことで、図１２に示すように、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、互いに重なり合わずに下部基板１１にボルト固定されている。
【0054】
本実施形態のダンパー用上部構造体４とダンパー用下部構造体５との間に設置した免震用鋼材ダンパー６によると、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、上部基板１０及び４枚の第３添接板５１に厚さ方向から挟み込まれた状態で連結ボルト２２及びナット２３により強固に締付け固定され、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄも、下部基板１１及び４枚の第３添接板５２に厚さ方向から挟み込まれた状態で連結ボルト２５及びナット２６で強固に締付け固定されている。
【0055】
そして、４枚の第３点添接板５１の各々は、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの隣接する一対の上部固定部１６ａ，１６ｃと、隣接する一対の上部固定部１６ｂ，１６ｃと、隣接する一対の上部固定部１６ｂ，１６ｄと、隣接する一対の上部固定部１６ａ，１６ｄとに跨がって配置されている。これにより、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの端部も含む上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ全体が拘束され、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの局部的な塑性変形を抑止することができる。また、上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの局部的な変形が抑制されることで、連結ボルト２２の応力集中も防止することができる。また、４枚の第３点添接板５１の各々も、免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの隣接する一対の下部固定部１７ａ，１７ｄと、隣接する一対の下部固定部１７ｂ，１７ｄと、隣接する一対の下部固定部１７ｂ，１７ｃと、隣接する一対の上部固定部１７ａ，１７ｃとに跨がって配置されている。これにより、下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの端部を含む下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ全体が拘束され、下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの局部的な塑性変形を抑止することができるとともに、ボルト２５の応力集中も防止することができる。
【0056】
したがって、本実施形態の免震用鋼材ダンパー６も、地震動のエネルギーが伝達されたときの上部固定部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ及び下部固定部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄの局部的な塑性変形が確実に抑止され、地震動エネルギーの吸収能が低下するのを防止することができる。
【0057】
［第５実施形態］
次に、図１５から図１９で示す第５実施形態は、第１、第２及び第４実施形態の免震用鋼材ダンパー６で使用されている４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの適切な傾斜角度θの範囲を設定したものである。
本実施形態は、図１５に示す免震板のＦＥＭ解析モデル１５を使用している。図１５の免震板のＦＥＭ解析モデル１５は、図３（ａ）で示した免震板１５ａに対応した構造であり、上部固定部１６が免震板１５ａの上部固定部１６ａに対応し、下部固定部１７が免震板１５ａの下部固定部１７ａに対応し、上部傾斜部１８及び下部傾斜部１９が免震板１５ａの上部傾斜部１８ａ及び下部傾斜部１９ａに対応し、連結部２０が免震板１５ａの連結部２０ａに対応している。また、図１５の免震板のＦＥＭ解析モデル１５は、他の免震板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにも対応した構造である。
次に、図１５から図１９で示す第５実施形態は、第１、第２及び第４実施形態の免震用鋼材ダンパー６で使用されている４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの適切な傾斜角度θの範囲を設定したものである。
本実施形態は、図１５に示す免震板のＦＥＭ解析モデル１５を使用している。図１５の免震板のＦＥＭ解析モデル１５は、図３（ａ）で示した免震板１５ａに対応した構造であり、上部固定部１６が免震板１５ａの上部固定部１６ａに対応し、下部固定部１７が免震板１５ａの下部固定部１７ａに対応し、上部傾斜部１８及び下部傾斜部１９が免震板１５ａの上部傾斜部１８ａ及び下部傾斜部１９ａに対応し、連結部２０が免震板１５ａの連結部２０ａに対応している。また、図１５の免震板のＦＥＭ解析モデル１５は、他の免震板１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにも対応した構造である。
【0058】
ＦＥＭ解析モデル１５は、図１６に示す寸法形状の上部固定部１６，下部固定部１７，上部傾斜部１８，下部傾斜部１９及び連結部２０を有している。そして、図１７（ａ）～（ｇ）に示すように、傾斜角度θが異なる複数種類のＦＥＭ解析モデル（モデルＭ１～モデルＭ７）を有している。
図１７（ａ）は、傾斜角度θが０°の比較例としてのモデルＭ１を示しており、図１７（ｂ）～（ｇ）は、傾斜角度が２．６°～１９．７°に設定したモデルＭ２～モデルＭ７を示している。なお、図１６、図１７（ｂ）～（ｇ）で示した形状寸法の単位は（mm）である。
そして、モデルＭ１～Ｍ７の下部固定部１７を固定状態とし、上部固定部１６の長手方向に沿う方向（載荷方向）に載荷荷重をかけ、上部固定部１６を載荷方向に400mmまで変位させることで上部傾斜部１８及び連結部２０の相当塑性歪を確認した。
図１７（ａ）は、傾斜角度θが０°の比較例としてのモデルＭ１を示しており、図１７（ｂ）～（ｇ）は、傾斜角度が２．６°～１９．７°に設定したモデルＭ２～モデルＭ７を示している。なお、図１６、図１７（ｂ）～（ｇ）で示した形状寸法の単位は（mm）である。
そして、モデルＭ１～Ｍ７の下部固定部１７を固定状態とし、上部固定部１６の長手方向に沿う方向（載荷方向）に載荷荷重をかけ、上部固定部１６を載荷方向に400mmまで変位させることで上部傾斜部１８及び連結部２０の相当塑性歪を確認した。
【0059】
図１８は、傾斜角度θを横軸にとり、相当塑性歪を縦軸にとり、モデルＭ１～モデルＭ７の上部傾斜部１８及び連結部２０の相当塑性歪の最大値をプロットした図である。モデルＭ１（θ＝０°）及びモデルＭ２（θ＝２．６°）の場合、連結部２０の相当塑性歪が上部傾斜部１８に比べて著しく小さいので、塑性変形による地震動エネルギーの吸収能を発揮することができない。また、モデルＭ６（θ＝１７．７°）及びモデルＭ７（θ＝１９．７°）の場合、相当塑性歪が著しく増大し、地震時の繰り返し荷重に対する疲労耐久性が不足するおそれがある。一方、モデルＭ３（θ＝５．２°）、モデルＭ４（θ＝１０．３°）及びモデルＭ５（θ＝１５．３°）の場合には、上部傾斜部１８と連結部２０の相当塑性歪が比較的均等であり、ＦＥＭ解析モデル１５全体が均等に塑性変形する。
【0060】
また、図１９は、載荷方向の変位を横軸に取り、載荷荷重を縦軸にとり、モデルＭ１～モデルＭ７の変位に伴う載荷荷重の変化を示した図である。この図から傾斜角度θが大きいほど載荷荷重が大きくなることがわかる。そして、モデルＭ６（θ＝１７．７°）及びモデルＭ７（θ＝１９．７°）の場合、変位の初期に載荷荷重のピークが表れ、変位が大きくなるにつれて急激に載荷荷重が低下するため、変位が大きくなった場合のエネルギー吸収能が急激に低下し、免震ダンパーとしての性能が十分ではない。
【0061】
このように、モデルＭ３（θ＝５．２°）、モデルＭ４（θ＝１０．３°）及びモデルＭ５（θ＝１５．３°）の場合には、上部傾斜部１８と連結部２０の相当塑性歪が比較的均等であり、変位の初期のピークから終期にかけて載荷荷重の急激な低下が発生しないことから、最適な傾斜角度θは、５．２°≦ θ ≦１５．３°であることがわかる。
したがって、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの傾斜角度θは、５．２°≦ θ ≦１５．３°の範囲に設定することで、地震動エネルギーの吸収能を十分に発揮した免震用鋼材ダンパー６を提供することができる。
したがって、４枚の免震板１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの傾斜角度θは、５．２°≦ θ ≦１５．３°の範囲に設定することで、地震動エネルギーの吸収能を十分に発揮した免震用鋼材ダンパー６を提供することができる。
【符号の説明】
【0062】
１ 構造物
２ 基礎
３ 免震構造
４ ダンパー用上部構造体（構造物の下部）
５ ダンパー用下部構造体（基礎）
６ 免震用鋼材ダンパー
７ 装置用上部構造体
８ 装置用下部構造体
９ 免震装置
１０ 上部基板
１１ 下部基板
１２ 上部治具
１２ａ アンカープレート
１２ｂ 上部基板側プレート
１２ｃ リブ板
１２ｄ アンカーボルト
１２ｅ ナット
１２ｆ 第１添接板
１２ｇ 連結ボルト
１２ｈ ナット
１３ 下部治具
１３ａ アンカープレート
１３ｂ 下部基板側プレート
１３ｃ リブ板
１３ｄ アンカーボルト
１３ｅ ナット
１３ｆ 第２添接板
１３ｇ 連結ボルト
１３ｈ ナット
１５ 免震板のＦＥＭ解析モデル
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 免震板
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 上部固定部
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 下部固定部
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 上部傾斜部
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 下部傾斜部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 連結部
２１ 第３添接板（上部添接板）
２４ 第３添接板（下部添接板）
２２ 連結ボルト（締結手段）
２３ ナット（締結手段）
２５ 連結ボルト（締結手段）
２６ ナット（締結手段）
３０ スタッドボルト
３１ スタッドボルト
３２ 免震用鋼材ダンパー
３２ａ 第１免震板
３２ｂ 第２免震板
３３ａ，３３ｂ 上部分割鋼板
３４ａ，３４ｂ 下部分割鋼板
３５ａ，３５ｂ 上部固定部
３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ 上部傾斜部
３８ａ，３９ａ，３８ｂ，３９ｂ 上部連結部
４０ａ，４０ｂ 下部固定部
４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ 下部傾斜部
４３ａ，４４ａ，４３ｂ，４４ｂ 下部連結部
４５ 第４添接板
４６ 第５添接板
４７ 連結ボルト
４８ ナット
５１ 第３添接板（上部添接板）
５２ 第３添接板（下部添接板）
Ｄ 免震板の上部固定部（下部固定部）の長手方向の寸法
Ｌ 免震板の上部傾斜部（下部傾斜部）の長手方向の寸法
Ｈ 免震板の曲げ高さ
θ 傾斜角度
２ 基礎
３ 免震構造
４ ダンパー用上部構造体（構造物の下部）
５ ダンパー用下部構造体（基礎）
６ 免震用鋼材ダンパー
７ 装置用上部構造体
８ 装置用下部構造体
９ 免震装置
１０ 上部基板
１１ 下部基板
１２ 上部治具
１２ａ アンカープレート
１２ｂ 上部基板側プレート
１２ｃ リブ板
１２ｄ アンカーボルト
１２ｅ ナット
１２ｆ 第１添接板
１２ｇ 連結ボルト
１２ｈ ナット
１３ 下部治具
１３ａ アンカープレート
１３ｂ 下部基板側プレート
１３ｃ リブ板
１３ｄ アンカーボルト
１３ｅ ナット
１３ｆ 第２添接板
１３ｇ 連結ボルト
１３ｈ ナット
１５ 免震板のＦＥＭ解析モデル
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 免震板
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 上部固定部
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 下部固定部
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 上部傾斜部
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 下部傾斜部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 連結部
２１ 第３添接板（上部添接板）
２４ 第３添接板（下部添接板）
２２ 連結ボルト（締結手段）
２３ ナット（締結手段）
２５ 連結ボルト（締結手段）
２６ ナット（締結手段）
３０ スタッドボルト
３１ スタッドボルト
３２ 免震用鋼材ダンパー
３２ａ 第１免震板
３２ｂ 第２免震板
３３ａ，３３ｂ 上部分割鋼板
３４ａ，３４ｂ 下部分割鋼板
３５ａ，３５ｂ 上部固定部
３６ａ，３７ａ，３６ｂ，３７ｂ 上部傾斜部
３８ａ，３９ａ，３８ｂ，３９ｂ 上部連結部
４０ａ，４０ｂ 下部固定部
４１ａ，４２ａ，４１ｂ，４２ｂ 下部傾斜部
４３ａ，４４ａ，４３ｂ，４４ｂ 下部連結部
４５ 第４添接板
４６ 第５添接板
４７ 連結ボルト
４８ ナット
５１ 第３添接板（上部添接板）
５２ 第３添接板（下部添接板）
Ｄ 免震板の上部固定部（下部固定部）の長手方向の寸法
Ｌ 免震板の上部傾斜部（下部傾斜部）の長手方向の寸法
Ｈ 免震板の曲げ高さ
θ 傾斜角度
【要約】
構造物（１）の下部に固定される上部基板（１０）と、上部基板に対して平面視で同一位置となるように基礎（２）に固定される下部基板（１１）と、上部基板及び下部基板に固定され、平面視で十字方向に延在する４枚の免震板（１５ａ）～（１５ｄ）を備えている。免震板は、長尺鋼板を曲げ加工した部材であり、互いに平行な上部固定部（１６ａ）及び下部固定部（１７ａ）と、上部固定部及び下部固定部から離れるに従い近接する上部傾斜部（１８ａ）及び下部傾斜部（１９ａ）と、上部傾斜部及び下部傾斜部に連結する連結部（２０ａ）と、を備えた略Ｕ字形状の部材である。４枚の免震板は、互いの上部固定部が重ならない位置で上部基板に固定され、互いの下部固定部が重ならない位置で下部基板に固定されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】