JP2000064658A - 建物の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建物本体が軽量であっても、免震性能を十
分に発揮することのできる建物の免震構造を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】建物の免震構造４は、建物基礎上に設けら
れる基礎側部材４１と、建物本体３に設けられ、かつこ
の基礎側部材４１により支持される建物側部材４２とを
備え、この基礎側部材４１および建物側部材４２は、凹
部曲面４１３、４２１を有し、これらの凹部曲面４１
３、４２１の間に球状体４３が摺動可能に介在してい
る。建物側部材４２の凹部曲面４２１と基礎側部材４１
とが摺動可能に構成されているので、建物基礎２および
建物本体３を絶縁する免震構造４を構成することが可能
となるうえ、凹部曲面４２１の曲率等を設定すること
で、建物本体３の重量に影響されることなく所望の免震
性能を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物基礎とこの建
物基礎上に設置される建物本体との間に設けられる建物
の免震構造に関し、例えば、基礎上に設置される建物本
体が比較的軽量な住宅等の免震構造として採用すること
ができる。

【０００２】

【背景技術】従来より、建物基礎上に建物本体を設置す
る構造において、建物本体を建物基礎等の地盤構造に固
定せず、地盤構造と建物本体との間にアイソレータ等を
介装して絶縁することにより、地震エネルギを建物から
遮断する建物の免震構造が利用され、例えば、特開平６
−１５８９０９号に示されるような技術が知られてい
る。このような建物の免震構造に用いられるアイソレー
タとしては、従来より積層ゴムを採用するのが一般的で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな積層ゴムを備えた建物の免震構造を住宅等に採用す
ると、以下のような問題がある。すなわち、積層ゴムの
ゴムの強さは上に載せる荷重の大きさと比例関係にあ
り、一般に積層ゴムに作用する圧縮荷重が大きくなれ
ば、積層ゴムのバネとしての性質は柔らかくなり、圧縮
荷重が小さくなればバネとして硬くなるという性質があ
る。つまり、積層ゴムをアイソレータとする建物の免震
構造は、重量のある大きな建物の免震構造として好適で
あるが、住宅等の建物本体の重量が比較的軽量な建物の
免震構造としては、免震性能を十分に発揮することがで
きないという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、建物基礎とこの建物基礎
上に設置される建物本体との間に設けられる建物の免震
構造において、建物本体が軽量であっても、免震性能を
十分に発揮することのできる建物の免震構造を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る建物の免震
構造は、図面の符号を参照して説明すれば、建物基礎２
とこの建物基礎上に設置される建物本体３との間に設け
られる建物の免震構造４であって、前記建物基礎上に設
けられる基礎側部材４１と、前記建物本体に設けられ、
かつこの基礎側部材により支持される建物側部材４２と
を備え、前記建物側部材および前記基礎側部材のうち、
少なくともいずれか一方の部材４１、４２は、いずれか
他方の部材４１、４２側に向かって開口する凹部曲面４
１３、４２１を有し、前記いずれか他方の部材は、この
凹部曲面に対して摺動可能に構成されていることを特徴
とする。

【０００６】ここで、凹部曲面は、要するに免震構造上
の建物本体の位置エネルギを最小とする基底部分４１３
Ａ、４２１Ａと、この基底部分と連続し、かつ位置エネ
ルギが基底部分よりも大きくなる湾曲部分４１３Ｂ、４
２１Ｂとを備え、他方の部材がこの基底部分および湾曲
部分を摺動するように構成されていればよい。このよう
な凹部曲面には、例えば、球体表面に沿った球面状のも
のや、円柱の曲面に沿った円柱曲面状のものが含まれ
る。また、本発明に係る建物の免震構造では、凹部曲面
は１つのみならず、複数有していてもよい。尚、凹部曲
面が円柱曲面状に形成されている場合、位置エネルギが
変化するような摺動は、一方向に限られてしまうので、
凹部曲面を複数形成し、湾曲方向が互いに直交するよう
に配置すれば、任意の水平方向の動きに対応することが
可能となる。さらに、「摺動可能に構成する」とは、要
するに凹部曲面と他方の部材との間で摩擦力の少ない状
態で相対移動させることのできる構成をいい、例えば、
凹部曲面と他方の部材との間にボールベアリング等の軸
受構造を設けたり、基礎側部材と建物側部材との間に球
状体を介装することが考えられる。

【０００７】このような本発明によれば、基礎側部材お
よび建物側部材の少なくともいずれか一方の部材が凹部
曲面を有し、いずれか他方の部材が凹部曲面に対して摺
動可能に構成されているので、建物基礎および建物本体
を絶縁する免震構造を構成することが可能となるうえ、
凹部曲面の曲率等を設定することで、建物本体の重量に
影響されることなく所望の免震性能を確保することがで
き、住宅等の比較的軽量の建物の免震構造として好適で
ある。具体的には、地震により水平方向の力が建物基礎
に作用すると、他方の部材が凹部曲面に沿って摺動し、
建物基礎と建物本体とを絶縁して、建物本体に地震力が
作用することを防止できる。そして、地震による揺れが
止まると、建物本体の荷重により他方の部材との当接部
分が基底部分まで移動し、建物本体の支持を元の状態に
復元することが可能となる。

【０００８】以上において、上述した凹部曲面は、球面
状に形成されているのが好ましい。すなわち、凹部曲面
が球面状に形成されていれば、基底部分からいずれの方
向にも摺動できるので、１つの凹部曲面を形成するだけ
で建物の免震構造を構成することが可能となり、建物の
免震構造の簡素化が図られる。また、上述した凹部曲面
は建物側部材に形成され、この建物側部材は基礎側部材
との間に介装され、かつ凹部曲面と当接する球状体４３
を介して支持されているのが好ましい。すなわち、凹部
曲面と球状体とが当接し、球状体の回転により基礎側部
材および建物側部材が摺動可能となるので、ボールベア
リング等の軸受構造を用いる必要がなく、建物の免震構
造の複雑化を招くこともない。

【０００９】さらに、上述した建物の免震構造は、建物
側部材が基礎側部材から脱落することを防止する抜け止
め部材４４を備えているのが好ましい。すなわち、建物
の免震構造が抜け止め部材を備えているので、地震等に
より凹部曲面の範囲を超える動きが生じても、抜け止め
部材で規制することにより、建物側部材が基礎側部材か
ら脱落することを防止することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
面に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態に
係るユニット式建物１が示されている。このユニット式
建物１は、地盤構造上に形成されるコンクリート製の建
物基礎２と、この建物基礎２上に設置される建物本体３
とを含んで構成される。建物本体３は、建物基礎２上に
設置され、後述する免震構造４の建物側部材４２を備え
た免震建物ユニット３１と、この免震建物ユニット３１
上に配置される通常の建物ユニット３２とを含んで構成
される。

【００１１】前記免震建物ユニット３１は、図２に示す
ように、柱および梁を含むフレーム３１１を有し、この
フレーム３１１は、四隅に立設される柱３１２と、この
柱３１２の上端間、下端間を連結する上梁３１３、下梁
３１４とを含んで構成される。そして、フレーム３１１
の長辺側の一対の下梁３１４間には、複数本の床根太３
１５が架設され、複数本の床根太３１５上には、床面材
３１６が取り付けられている。また、フレーム３１１の
長辺側の一対の上梁３１３間には、複数の天井小梁３１
７が架設され、天井小梁３１７下には、天井面材３１８
が取り付けられている。尚、免震建物ユニット３１上に
配置される通常の建物ユニット３２も、この免震建物ユ
ニット３１と略同様の構造を有している。また、この免
震建物ユニット３１の各柱３１２の下端部分には、後述
する建物の免震構造４を構成する抜け止め部材４４を挿
通する孔３１９が形成されている。

【００１２】一方、建物基礎２は、不図示の割ぐり石上
に設置され、土中に埋設されるフーチング２１と、この
フーチング２１上に設けられ、上部が地面から露出する
布基礎部２２とを含んで構成され、この建物基礎２は、
地震等により地盤構造と一体的に挙動する。そして、こ
の布基礎部２２の上面には、前記免震建物ユニット３１
の柱３１２の配置に応じて、建物の免震構造４を構成す
る基礎側部材４１が設けられている。

【００１３】本実施形態の建物の免震構造４は、図３に
示すように、基礎側部材４１、建物側部材４２、球状体
４３、および抜け止め部材４４を備えている。基礎側部
材４１は、布基礎部２２と剛接合され、当該布基礎部２
２と一体的な挙動を示す部材であり、矩形状の鋼製のベ
ースプレート４１１、角形鋼製の立設部４１２、および
球面状の基礎側凹部曲面４１３を含んで構成される。こ
のため、ベースプレート４１１の矩形状の四隅近傍に
は、４つの貫通孔４１１Ａが形成されている。この４つ
の貫通孔４１１Ａには、布基礎部２２の上面に突設され
るアンカーボルト２３が挿通され、ナット２４によって
ベースプレート４１１は、布基礎部２２と緊結固定され
る。

【００１４】また、立設部４１２は、図３では図示を略
したが、その底部が溶接によりベースプレート４１１に
接合され、上述した免震建物ユニット３１の柱３１２の
内部に収納可能な角形断面を有するとともに、その側面
には、角形鋼の互いに対向する一対の側面に２つの円形
のルーズ孔４１２Ａが形成されている。基礎側凹部曲面
４１３は、上方に開口され、所定径の球体表面に沿った
球面状をなし、立設部４１２の水平断面中心と対応する
位置が最も低い基底部分４１３Ａとされ、その周囲が湾
曲部分４１３Ｂとされ、この湾曲部分４１３Ｂは、基底
部分４１３Ａよりも高くなっている。

【００１５】建物側部材４２は、建物本体３側に設けら
れる免震構造４を構成する部材であり、免震建物ユニッ
ト３１の角形鋼管からなる柱３１２の内部にスチフナ様
に接合固定される鋼製の板状体からなり、その下面に
は、下方に開口する球面状の建物側凹部曲面４２１が形
成されている。この建物側凹部曲面４２１は、柱３１２
の断面中心と対応する位置が基底部分４２１Ａとされ、
この基底部分４２１Ａの周囲が湾曲部分４２１Ｂとさ
れ、湾曲部分４２１Ｂは、基底部分４２１Ａよりも低く
なっている。

【００１６】鋼製の球状体４３は、基礎側部材４１およ
び建物側部材４２の間に介装され、その外周面が基礎側
凹部曲面４１３と、建物側凹部曲面４２１と当接し、基
礎側凹部曲面４１３および建物側凹部曲面４２１に対し
て回転可能となっている。すなわち、免震建物ユニット
３１を含む建物本体３は、球状体４３を介して基礎側部
材４１に支持され、球状体４３が基礎側部材４１および
建物側部材４３と回転可能となっているので、建物本体
３は、建物基礎２と絶縁されることとなる。

【００１７】抜け止め部材４４は、免震構造４を構成す
る基礎側部材４１から建物側部材４２および球状体４３
が脱落することを防止するための部材であり、両端に雄
ネジが形成されたネジ軸状部材４４１と、このネジ軸状
部材４４１の両端に螺合する一対のナット４４２とを含
んで構成される。このネジ軸状部材４４１は、上述した
免震建物ユニット３１の一対の孔３１９、および立設部
４１２に形成された一対のルーズ孔４１２Ａに挿通さ
れ、免震建物ユニット３１の柱３１２の外側で２つのナ
ット４４２により固定されている。尚、ルーズ孔４１２
Ａは、ネジ軸状部材４４１の軸径よりも大きく設定さ
れ、ルーズ孔４１２Ａで規定される範囲、および立設部
４１２と柱３１２との間の隙間の範囲で、免震建物ユニ
ット３１に対して基礎側部材４１が相対移動可能に構成
されている。

【００１８】次に、以上のような構成を有する建物の免
震構造４の動作を、図３に基づいて説明する。 図３において、建物基礎２に地震による水平力が作
用すると、建物基礎２とともに、免震構造４の基礎側部
材４１も水平方向に移動する。 基礎側部材４１の水平方向の移動に伴って、球状体
４３は、回転しながら基礎側凹部曲面４１３および建物
側凹部曲面４２１の基底部分４１３Ａ、４２１Ａから湾
曲部分４１３Ｂ、４２１Ｂに移動する。

【００１９】 地震による揺れが止まると、建物基礎
２の水平方向の移動の停止とともに、基礎側部材４１の
移動も停止する。すると、湾曲部分４１３Ｂ上にある球
状体４３は、自重および免震建物ユニット３１を含む建
物本体３の重量によって基礎側凹部曲面４１３の基底部
分４１３Ａに戻る。 同様に、球状体４３の建物側凹部曲面４２１の湾曲
部分４２１Ｂにおける当接位置も、建物本体３の重量に
よって基底部分４２１Ａに戻る。 尚、球状体４３の湾曲部分４１３Ｂ、４２１Ｂとの
当接位置は、基礎側凹部曲面４１３の湾曲部分４１３Ｂ
の上端、および建物側凹部曲面４２１の湾曲部分４２１
Ｂの下端までとされるが、上下方向の移動は、ルーズ孔
４１２Ａにより抜け止め部材４４の移動範囲が規制され
ているので、球状体４３が基礎側凹部曲面４１３および
建物側凹部曲面４２１から脱落することはない。

【００２０】前述のような本実施形態によれば、以下の
ような効果がある。すなわち、建物の免震構造４が基礎
側部材４１が基礎側凹部曲面４１３を、建物側部材４２
が建物側凹部曲面４２１を備え、球状体４３を介して両
者が摺動可能に構成されているので、これら凹部曲面４
１３、４２１の曲率等を設定することで建物本体３の重
量に影響されることなく所望の免震性能を確保でき、住
宅等の比較的軽量の建物の免震構造として好適である。

【００２１】また、建物基礎２および建物本体３が基礎
側部材４１、建物側部材４２、および球状体４３を含ん
で構成される免震構造４により絶縁されているので、地
震による水平方向の力が建物基礎２に作用しても、建物
本体３に地震力が作用することを防止できる。さらに、
免震構造４が凹部曲面４１３、４２１を備えているの
で、地震による揺れが止まると、湾曲部分４１３Ｂ、４
２１Ｂと球状体４３との当接位置が建物本体３の自重等
により基底部分４１３Ａ、４２１Ａまで戻り、建物本体
３の支持を元の状態に復元することができる。

【００２２】そして、前記凹部曲面４１３、４２１が球
面状に形成され、球状体４３がいずれの方向にも移動可
能に構成されているので、建物の免震構造４の簡素化を
図ることができる。また、建物側部材４２が抜け止め部
材４４を備えているので、地震等により凹部曲面の範囲
を超える動きが生じても、抜け止め部材４４で規制する
ことにより、建物側部材４２および球状体４３が基礎側
部材４１から脱落することを防止できる。

【００２３】さらに、通常のユニット式建物では、建物
基礎と建物本体は、布基礎部２２にシース管を埋設し、
このシース管に建物ユニット下面に設けられたアンカを
挿入して行われ、建物ユニットの設置時、アンカをシー
ス管に挿入するために位置決めを注意深く行わなければ
ならない。これに対して、前述のユニット式建物１で
は、建物基礎２と建物本体３との間に免震構造４が介在
し、この免震構造４が基礎側部材４１、建物側部材４
２、および球状体４３を含んで構成されているので、建
物基礎２上に免震建物ユニット３１を容易に設置するこ
とができ、現場工期の短縮が一層図られる。

【００２４】尚、本発明は、前述の実施形態に限定され
るものではなく、次に示すような変形をも含むものであ
る。前述の実施形態では、基礎側部材４１は、球状体４
３が移動する基礎側凹部曲面４１３を備えていたが、こ
れに限られない。すなわち、図４に示される建物の免震
構造２０４のように、基礎側部材２４１に転がり軸受部
２４３を設け、この転がり軸受部２４３により、球状体
４３を回転可能に支持するように構成してもよい。

【００２５】また、前記実施形態では、建物側部材４２
に形成される凹部曲面４２１は球面状であり、１つしか
形成されていないが、これに限られない。すなわち、建
物側部材を、基礎側部材と摺動可能に当接する円柱曲面
状の凹部曲面を有する第１の部材と、この第１の部材上
に配置され、かつ前記凹部曲面の摺動方向と直交する円
円柱曲面状の凹部曲面を有する第２の部材とを含み、各
凹部曲面に沿って転がり軸受を設けた構成としてもよ
い。さらに、前記実施形態では、本発明をユニット式建
物に採用していたが、これに限らず、通常の建築物に本
発明を採用してもよい。その他、本発明の実施の際の具
体的な構造および形状等は、本発明の目的を達成できる
範囲で他の構造等としてもよい。

【００２６】

【発明の効果】前述のような本発明によれば、基礎側部
材および建物側部材の少なくともいずれか一方の部材が
凹部曲面を有し、いずれか他方の部材が凹部曲面に対し
て摺動可能に構成されているので、凹部曲面の曲率等を
設定することで、建物本体の重量に影響されることなく
所望の免震性能を確保することができ、住宅等の比較的
軽量の建物の免震構造として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るユニット式建物を表す
概要斜視図である。

【図２】前記実施形態における建物ユニットおよび建物
基礎を表す斜視図である。

【図３】前記実施形態における建物の免震構造を表す断
面図である。

【図４】前記実施形態の変形となる建物の免震構造を表
す断面図である。

【符号の説明】

２ 建物基礎 ３ 建物本体 ４、２０４ 建物の免震構造 ４１ 基礎側部材 ４２ 建物側部材 ４３ 球状体 ４４ 抜け止め部材 ４１３、４２１ 凹部曲面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物基礎とこの建物基礎上に設置される建
   物本体との間に設けられる建物の免震構造であって、 前記建物基礎上に設けられる基礎側部材と、前記建物本
   体に設けられ、かつこの基礎側部材により支持される建
   物側部材とを備え、 前記建物側部材および前記基礎側部材のうち、少なくと
   もいずれか一方の部材は、いずれか他方の部材側に向か
   って開口する凹部曲面を有し、 前記いずれか他方の部材は、この凹部曲面に対して摺動
   可能に構成されていることを特徴とする建物の免震構
   造。
2. 【請求項２】請求項１に記載の建物の免震構造におい
   て、 前記凹部曲面は、所定径の球体表面に沿った球面状に形
   成されていることを特徴とする建物の免震構造。
3. 【請求項３】請求項２に記載の建物の免震構造におい
   て、 前記凹部曲面は前記建物側部材に形成され、 前記建物側部材は、前記基礎側部材との間に介装され、
   かつ前記凹部曲面と当接する球状体を介して支持されて
   いることを特徴とする建物の免震構造。
4. 【請求項４】請求項３に記載の建物の免震構造におい
   て、 前記基礎側部材は前記球状体を受ける凹部曲面を有し、
   この凹部曲面は、所定径の球体表面に沿った球面状に形
   成されていることを特徴とする建物の免震構造。
5. 【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれかに記載の建
   物の免震構造において、 前記建物側部材が前記基礎側部材から脱落することを防
   止する抜け止め部材を備えていることを特徴とする建物
   の免震構造。