設計

時刻歴応答解析と告示免震で対応可能です。

1. 時刻歴応答解析

NS-SSBの割り付けから振動解析まで、4つのステップからなる設計フロー

STEP1 NS-SSBの割り付け

各支点の鉛直支持荷重(長期荷重時)に対して、それぞれのNS-SSBのスライダー直径を選定します。 個々のスライダーにおいては、面圧が基準面圧(60N/mm 2 )程度になるように設定することを推奨します 。 建物全体では、平均面圧が基準面圧(60N/mm 2 )以下となるようにします。
※軸力の大きい一部の箇所では70.5N/mm 2 (限界圧縮強度235N/mm 2 ×1/3×0.9)以下

STEP2 免震層の固有周期と水平変位量の設定

建物応答を推定し、免震層の周期(T=4.5s、6.0sの2 種類)及び水平変形量を設定します。

STEP3 地震応答解析により応答性状と選定したNS−SSBの照査

解析用履歴モデルはバイリニアモデルが使用できます。
最大応答せん断力、最大応答変位及び最大応答加速度が建物の要求性能を満たしているかを確認します。
基準摩擦係数をμ=0.043とし、製造ばらつき最大±0.01、その他、面圧、環境温度等による依存性を考慮してください。
速度依存性を考慮した履歴モデルをご利用いただくことで、解析結果がさらに精緻になります。
速度依存性を考慮した汎用振動解析プログラムとしては、DynamicPRO(ユニオンシステム(株))、SNAP((株)構造システム)、RESP-M/Ⅱ、RESP-D((株)構造計画研究所)が御利用いただけます。

STEP4 最大応答変位の照査

L2(極稀地震)時の最大応答変位がαδcを下回っていることを確認します。αは0.75を推奨します。

結果に応じて<STEP2>に戻る

2. 告示免震

①設計手法の簡略化(時刻歴応答解析が不要)
②確認申請+適合性判定にて申請可能
※自社開発の「告示設計プログラム」により装置選定、計算書作成を行うことができます。
 また、ソフトIsolarionProも適用できます。

NS-SSBを告示免震へ採用するメリット

"告示免震ルートの適用条件を容易にクリアできます"

条件① 接線周期(2.5秒以上※1) ⇒ 振り子の原理により、 4.5秒又は6.0秒へ長周期化
条件② 偏心率(0.03以下) ⇒ 重心と剛心が常に一致し、 偏心率は0
条件③ 減衰材せん断力分担率(0.03以上) ⇒ NS-SSBの 基準摩擦係数が0.043

NS-SSBと従来免震装置の設計比較

  NS-SSBの選定のみで容易 積層ゴム、すべり支承、ダンパー等の選定と配置に関する調整があり複雑
免震層の設計
(装置選定)
接線周期
2.5秒以上

  • 装置のすべり板の曲率半径で決まり 4.5秒又は6秒タイプ より選定

  • 建物重量、免震層の剛性に影響を受けるため荷重、装置選定による調整が必要
    Ex.すべり支承の併用
偏心率
0.03以下
  • 0
    重心と剛心は常に一致する
  • 支持荷重、剛性、変形量を考慮し、免震装置(支承、減衰機能)の選定、配置の調整が必要
せん断力分担率
0.03以上
  • 0.043 (基準摩擦係数)
    摩擦による減衰が確保できる
  • 減衰装置の調整が必要
総合評価
  • 条件を容易にクリアし、告示設計を適用しやすい
  • トライアンドエラーの検討が必要
    鉛直支持能力と水平変形能力を分離できないため、支持荷重、周期と変形のバランスをとる必要がある
その他
  • 設計限界固有周期が3.5~4.0秒程度となり、入力地震荷重算定時に地盤増幅率Gsを小さく納められることが多い
  • 上部構造のベースシア係数を比較的小さくなり、引抜き力が抑えられるため告示ルートが採用しやすい
  • 軽量建物の免震化が困難
  • ※1 小規模建物は周期2秒以上、層間変形角1/200以下

告示免震ルートの特徴

"大臣認定ルートに対して設計期間 3ヶ月+ α の短縮"

告示免震ルート適用上の留意点

適用条件(免震層の接線周期、減衰材せん断力分担率、偏心率等)を満足できる免震層の設計を行うこと。

  • ※1 構造計算が不要な「四号免震」では、耐久性等関係規定及び技術的基準(告示2009号第3~4)に従い確認申請を行う。
  • ※2 設計者の設計方針に基づく判断。 参考文献:「免震建築物の技術基準解説及び計算例とその解説」
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