国土交通大臣認定番号(免震材料) MVBR-0047
1. 構造と特徴

鉛プラグ入り積層ゴム(LRI)は、天然ゴムを主材料としたゴム板と薄い鋼板を交互に積み重ね、加硫接着した積層ゴムの中心部に鉛プラグを圧入した免震支承です。

免震支承として必要な荷重支持機能、復元機能、減衰機能、トリガー機能(一定以下の外力では動かない機能)を併せ持つ一体型支承で、外部ダンパーを必要とせずに免震構造が成立します。

図1 丸型フランジLRI構造

図1 丸型フランジLRI構造

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2. 基本特性

鉛プラグ入り積層ゴムの水平特性は図2のようなバイリニアループを示し、基本特性は以下の式で表されます。

・一次剛性 K1=(20〜25)•K2
・二次剛性 K2=αG•A/Tr
・切片荷重 Qd=σp・Ap
  規定ひずみ 100%
  基準面圧 9.8N/mm2
  G :せん断弾性率
  A :ゴム断面積
  Tr :ゴム層総厚さ
  Ap :鉛断面積
  α :補正係数
  σp :鉛のせん断応力

図2 水平復元力特性図

図2 水平復元力特性図

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3. ひずみ、温度依存性

3.1 ひずみ依存式

二次剛性(K2)、切片荷重(Qd)のひずみ依存性は以下の式によって表されます。

K2(γ)= 0.778•γ–0.5•K2(1) (γ<0.5)
  (1.00−0.167•Ln(γ))•K2(1) (0.5≦γ)
Qd(γ)= (0.59+0.081•Ln(γ))•Qd(1) (γ<0.02)
  (1.22+0.242•Ln(γ))Qd(1) (0.02≦γ<0.2)
  (1.00+0.101•Ln(γ))•Qd(1) (0.2≦γ<1.0)
  (1.00+0.001•Ln(γ))•Qd(1) (1.0≦γ)
  γ :任意ひずみ
  K2(1) :100%ひずみ時の二次剛性
  Qd(1) :100%ひずみ時の切片荷重

3.2 温度依存式

等価剛性(Kep)、等価減衰定数(Heq)はゴムのと鉛の性質に従い温度の上昇によって低下し、温度依存性は以下の式によって表されます。

Keq(t)= (-0.004278•t+1.086)•Keq(20)
Heq(t)= (-0.002944•t+1.059)•Heq(20)
  t :任意温度(℃)
  Keq(20) :20℃時の等価剛性
  Heq(20) :20℃時の等価減衰定数
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4. 限界特性

水平変形限界におけるせん断ひずみγと水平反力Qの関係を図4に、鉛直圧縮限界におけるせん断ひずみγと限界強度σの関係を図5に示します。

図4 限界性能の荷重履歴

図4 限界性能の荷重履歴

図5 圧縮限界強度

図5 圧縮限界強度

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5. 製品仕様とサイズ

鉛プラグ入り積層ゴムの製品寸法は、直径(呼び径)600mm~1500mmまであり、ゴムせん断弾性率、1層のゴム厚、ゴム層数、鉛プラグ径をパラメーターとして組み合わせることで、設計条件に沿った最適な仕様設定が可能です。原則としてゴム層数は1層単位、鉛径は10mm単位で変更できます。(表1参照、一部例外あり)

■形式記号の例

 LRI − 800  G4.0 − T6.0 − 186 − 90

〈種別〉〈外径(呼び径)〉〈ゴム弾性率〉〈1層のゴム厚〉〈ゴム総厚〉 〈鉛径〉

表1 形状寸法の範囲

呼び径(mm) 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
被覆ゴム外径(mm) 648 749 851 952 1054 1156 1257 1359 1440 1550
ゴムせん断弾性率
G(N/mm2
0.34, 0.39, 0.59 0.34, 0.39, 0.44, 0.49, 0.59 0.39, 0.44
0.49, 0.59
1層のゴム厚
(mm)×層数
4.0 27〜42 32〜46 40〜45              
5.0     38〜40              
6.0 19〜28 22〜32 24〜37 27〜42 30〜46 33〜50 36〜54 40 40  
7.0         29〜36 29〜42 31〜47 33〜44    
8.0   21〜25 18〜28 20〜32 23〜34 25〜38 27〜42 29〜45 31〜46 33〜50
一次形状係数 19.2〜47.3
二次形状係数 3.6〜5.7
鉛プラグ径(mm) 80〜120 90〜150 70〜210 150〜270 160〜280 180〜300 200〜320 220〜340 260〜360 270〜400

免震装置設計諸元

各免震装置の設計諸元をダウンロードいただけます。各装置名をクリックすると別ウインドウ(タブ)でPDFが表示されます。

  • LRI 鉛プラグ入り積層ゴム
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6. 使用例

免震装置の代表格としてオフィスビル、マンション、病院等多方面で使用されています。

RC造基礎上の設置例   中間階(1階柱上)の設置例    
RC造基礎上の設置例   中間階(1階柱上)の設置例    
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7. 製造工場

LRIは米国で豊富な実績を持つDIS社(Dynamic Isolation Systems)の工場で製造し、全数性能検査を経て合格品が出荷・納入されます。

DIS社工場   検査・ストックヤード    
DIS社工場   検査・ストックヤード    
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