JP2000345738A - 建物間衝突緩衝方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接建物同士の接触或いは衝突による双方の
建物の損傷、倒壊等を防止すること。 【解決手段】 地震等の際に、隣接する２つの建物Ｋ
２、Ｋ３間に生じる衝突を緩衝するため、建物Ｋ２、Ｋ
３のいずれか低い方の建物Ｋ３の衝突の可能性のある位
置に衝突エネルギーを吸収する衝突緩衝装置１０を取り
付けた。建物Ｋ２、Ｋ３が衝突する際に衝突荷重により
鋼管１１が塑性変形し、これにより衝突エネルギーが吸
収され、建物Ｋ２、Ｋ３の損傷、倒壊の危険性を低減さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震等による隣接
建物間の接触、衝突によって建物が損傷したり倒壊した
りするのを防止するための、隣接建物間での衝突緩衝方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市商業地区などの多くにおいて、規
模、構造種別（ＲＣ、ＳＲＣ、Ｓ造等）、高さ、建設時
期の異なった建物が狭い隙間を隔てて密集建物群を形成
しているが、これらの建物間の安全性については従来特
に対策が施されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの建物
が地震などの天災に遭遇した場合、隣接建物同士のそれ
ぞれが接触或いは衝突し、複数の建物が損傷や倒壊、場
合によっては将棋倒し的な大規模倒壊を引き起こす虞れ
がある。特に、建物群に塔状建物（ペンシルビル）が多
数連続して存在する場合等に大規模倒壊が発生し易い。

【０００４】本発明の目的は、このような隣接建物同士
の接触或いは衝突による双方の建物の損傷や倒壊及び建
物群の大規模倒壊を防止するための建物間衝突緩衝方法
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、地震等により生じる建物間の衝突
を緩衝するための方法であって、隣接する２つの建物の
いずれか低い方の建物の衝突の可能性のある位置に衝突
エネルギーを吸収する衝突緩衝装置を取り付けるように
した方法が提案される。

【０００６】衝突緩衝装置は、低い方の建物に個別に隣
接建物と切り離して取り付けてもよいが、建物群として
連結して取り付けてもよい。隣接建物同士の接触或いは
衝突は、地震時の基礎部の回転、移動や、建物の大変形
を伴う揺れ、或いは地震後の地盤の不同沈下等による建
物の傾斜（寄り掛かり）で起こることが知られている
が、上記方法によって地震時及び地震後の建物の損傷及
び倒壊、崩壊の危険性を著しく低減することができる。

【０００７】衝突緩衝装置は、衝突力を吸収することが
出来る力学的特性をもつデバイスであればどの様なもの
でも良く、塑性変形によるエネルギー吸収型、塑性変形
と摩擦によるエネルギー吸収型、エア又はオイルの流体
動的抵抗によるエネルギー吸収型などの衝突緩衝装置を
適宜に用いることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例につき詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明の方法による建物間衝突緩
衝が行われる密集建物群の配置図であり、図１に示した
密集建物群Ｋは、図２に示されるように、建物Ｋ１〜Ｋ
７が狭い間隔を隔てて建てられている。

【００１０】図３に示すように、地震等が生じた場合、
一般に、建物ＫＸ、ＫＹ、ＫＺはそれぞれ点線で示され
るように変形し、隣接する２つの建物のうち低い方の建
物の一部が高い方の建物の側壁部に衝突する。図３にお
いて、接触、衝突が発生する虞の高い箇所が★印で示さ
れている。

【００１１】したがって、図１に示したように密接して
建てられている建物Ｋ１〜Ｋ７において、隣接する建物
間で地震等のために接触、衝突が生じ建物の損傷や倒壊
が発生するのを防止するため、図２に符号Ａ〜Ｆで示さ
れる各箇所には、隣接建物間のいずれか低い方の建物の
衝突の可能性のある高さ位置に衝突エネルギーを吸収す
るための衝突緩衝装置１０がそれぞれ取り付けられてい
る。

【００１２】図４には、図２に示した衝突緩衝装置１０
が拡大して詳細に示されている。衝突緩衝装置１０は、
例えば建物Ｋ３の上方角部付近に取り付けられる塑性変
形による衝突エネルギー吸収型の装置であり、既存の建
物である建物Ｋ３の外壁面Ｋ３ａに取り付けられてい
る。

【００１３】本実施の形態では、衝突緩衝装置１０は建
物Ｋ３の奥行方向に延びるようにして配設された鋼管１
１を主体に構成されたものであり、鋼管１１は、取付用
シンチアンカー１２によって外壁面Ｋ３ａに固定された
ベースプレート１３に、スタッドボルト１４により図４
に示される如くして固定されている。

【００１４】この衝突緩衝装置１０は、衝突の可能性の
ある高さ位置に通常の地震程度の揺れでは隣接する建物
Ｋ２と接触しない距離を離して設置される。

【００１５】したがって、隣接の建物Ｋ２或いは当該建
物Ｋ３のいづれかが想定外の大地震で大変形して振動し
た場合、建物Ｋ２の外壁は建物Ｋ３の外壁等に直接衝突
することなしに、衝突緩衝装置１０の鋼管１１に当る。
これにより、鋼管１１が図４中に二点鎖線で示される如
く塑性変形することにより衝突を受けた側の衝突エネル
ギーの相当量が吸収され、衝突を受けた側に入力される
水平外力は小さくて済むため、当該建物の大損傷、崩壊
の危険が防止される。

【００１６】また、衝突する側の建物も衝突により衝突
エネルギーが吸収され、相手側の建物に水平荷重を負担
させた分応答剪断力が減少するため、建物の損傷、崩壊
の危険が防止される。

【００１７】地震後の隣接建物或いは当該建物の何れか
の傾斜（寄り掛かり）に対しても、受ける側の建物への
入力荷重が小さくて済むため、建物の損傷、崩壊の危険
が防止される。

【００１８】図４には、衝突緩衝装置１０を塑性変形に
よるエネルギー吸収型の構成の一例として示したが、衝
突緩衝装置１０はこの構成に限定されるものではなく、
衝突力を吸収することができる力学的特性をもつデバイ
スであればどのようなものでもよい。

【００１９】図５には塑性変形によるエネルギー吸収型
の他の構成例が示されている。図５に示した衝突緩衝装
置２０は、鋼管１１に代えて、空洞孔２２付の高減衰ゴ
ム２１を用いた点でのみ衝突緩衝装置１０と異なってい
る。したがって、図５の各部のうち図４の各部と対応す
る部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略す
る。衝突緩衝装置２０は、衝突荷重を受けると高減衰ゴ
ム２１が図中二点鎖線で示されるように変形し、衝突エ
ネルギーを吸収する。衝突緩衝装置２０の場合には、高
減衰ゴム２１に対する荷重が取り除かれればその形状が
実線で示される元の形状に戻るので、再度の衝突にも同
様のエネルギー吸収効果を発揮できるという利点を有し
ている。

【００２０】図６には、塑性変形によるエネルギー吸収
型のさらに他の構成例が示されている。図６に示した衝
突緩衝装置３０は、鋼管１１に代えて、Ｈ鋼３１に極低
降伏点Ｈ鋼３２を図示の如く取付け、極低降伏点Ｈ鋼３
２の衝突予定部分にゴムパット３３を取り付けた構成で
ある。したがって、図６の各部のうち図４の各部と対応
する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略す
る。衝突緩衝装置３０は、建物間の衝突エネルギーを極
低降伏点Ｈ鋼３２を二点鎖線で示すように変形させて吸
収しようとする構成である。

【００２１】図７は、塑性変形によるエネルギー吸収型
の別の構成の例である。衝突緩衝装置４０は、鉛入り積
層ゴム４１の上下にＨ鋼４２、４３を図示如く取り付
け、下側のＨ鋼４３をベースプレート１３に固定し、上
側のＨ鋼４２をゴムパット４４を介して隣接する建物に
対向させる構成となっている。したがって、図７の各部
のうち図４の各部と対応する部分には同一の符号を付し
てそれらの説明を省略する。この構成では、建物同志の
接触、衝突により生じる衝突荷重は上側のＨ鋼４２で受
けられ、これにより鉛入積層ゴム４１が図中二点鎖線で
示されるように変形して衝突エネルギーを吸収するよう
になっている。

【００２２】図８は、塑性変形によるエネルギー吸収型
のさらに別の構成例である。衝突緩衝装置５０は、手摺
型鋼管を使用した例であり、ベースプレート１３に対し
て建物Ｋ３の奥行方向に間隔をあけて支持用の鋼管５１
を複数取り付け、鋼管１１に相当する鋼管５２を鋼管５
１によって支持、固定した構成である。したがって、図
８の各部のうち図４の各部と対応する部分には同一の符
号を付してそれらの説明を省略する。衝突緩衝装置５０
によれば、衝突荷重を受けた場合、鋼管５１及び鋼管５
２がそれぞれ図中二点鎖線で示されるように変形する。
したがって、大きな衝突エネルギーを良好に吸収でき
る。

【００２３】図９には、塑性変形と摩擦によるエネルギ
ー吸収型の衝突緩衝装置６０が示されている。衝突緩衝
装置６０は、複数板の板ばね６１を積層し、帯板６２で
ところどころを緊結したものであり、衝突緩衝装置６０
の一対の長孔６０Ａ、６０Ａには取付用のシンチアンカ
ー１２が通され、隣接する建物Ｋ２にむけて凸となるよ
う全体にたるみを持たせて建物Ｋ３に取り付けられてい
る。

【００２４】したがって、衝突緩衝装置６０によれば、
衝突荷重がかかった場合、衝突緩衝装置６０自身が図中
二点鎖線で示されるように変形し、この塑性変形で衝突
エネルギーを吸収する。これに加え、衝突緩衝装置６０
は上述のように複合板ばねを形成しており、衝突時に板
ばね６１間で摩擦力が生じ、この摩擦力によっても衝突
エネルギーが吸収される。

【００２５】図１０は、エア又はオイルの流体動的抵抗
によるエネルギー吸収型の衝突緩衝装置の一例である。
衝突緩衝装置７０は、ベースプレート１３に沿って固定
され建物Ｋ３の奥行方向に連続体と成っているゴムチュ
ーブ７１を有し、ゴムチューブ７１内には蓄圧タンク７
２から配管７３を介して高圧空気が供給され、常時定圧
管理がなされている。ゴムチューブ７１には、また、絞
りノズル付の圧力逃し弁７４が設けられている。

【００２６】衝突緩衝装置７０は、以上のように構成さ
れているので、衝突によりゴムチューブ７１が変形して
その内部圧力が増大すると、この圧力上昇に応答して圧
力逃し弁７４が作動し、ゴムチューブ７１内のエアが急
激に排気される。この排気の際の空気抵抗によりエネル
ギーが消費され、衝突荷重が低減される。

【００２７】図１１には、コイルばねとオイルダンバー
とを使用して衝突によるエネルギーを吸収するように構
成された衝突緩衝装置８０が示されている。衝突緩衝装
置８０は、ベースプレート１３に固定されたシリンダー
８１にピストン８２がＯリング８３を用いて油密に嵌合
しており、シリンダー８１とピストン８２によって形成
されたシリンダ空間８４内にはオイル８５とコイルばね
８６とが収納されている。

【００２８】シリンダー８１に隣接してオイルタンク８
７が設けられており、シリンダー８１に形成されている
オイル逃し孔８１Ａによってシリンダ空間８４とオイル
タンク８７とが連通している。符号８７Ａで示されるの
はオイルタンク８７内のエアを逃すためのエア逃し孔で
ある。

【００２９】衝突緩衝装置８０は以上のように構成され
ているので、ピストン８２の先端に設けられたゴムパッ
ド８８が隣接する建物（図示せず）にあたってピストン
８２に衝突荷重がかかると、衝突エネルギーは、コイル
ばね８６が縮むときの抵抗と、オイル８５及びオイルタ
ンク８７内の空気の排出抵抗とによる相乗効果で、衝突
緩衝装置８０において吸収され、衝突荷重が低減され
る。

【００３０】上記実施の形態では、いずれも、隣接する
２つの建物間において、いずれか一方の建物に衝突緩衝
装置を単独に設けた場合の例について説明した。しか
し、衝突緩衝装置は隣接する建物から受ける衝突力を個
々の建物で防禦する方法に用いるほか、建物群を共同で
一体的に防禦するように用いることもできる。すなわ
ち、隣接する建物同士を頭繋ぎする方法が可能であり、
隣接建物間に衝突緩衝装置を介装して連結することも有
効な方法である。

【００３１】図１２には、図７に示した衝突緩衝装置４
０を用いて建物Ｋ２、Ｋ３を頭繋ぎにした場合の連結状
態が示されている。ここでは、衝突緩衝装置４０を図７
に示したようにして建物Ｋ３に固定すると共に、上側Ｈ
鋼４２の先端部４２Ａを、建物Ｋ２にベースプレート９
１によって固定されている連結固定金具９０に連結し、
これにより建物Ｋ２、Ｋ３間に衝突緩衝装置４０を連結
したものである。

【００３２】連結固定金具９０は、ベースプレート９１
に固定されている一対のブラケット９２、９３に、軸９
４を用いて鋼板９５を水平面内で回動自在になるよう取
り付けたものであり、鋼板９５が上側Ｈ鋼４２の先端部
４２Ａに溶接等の手段により固着されている。

【００３３】図１２では、建物Ｋ２、Ｋ３間に於ける衝
突緩衝装置の連結について図示したが、他の建物間につ
いても同様にして衝突緩衝装置を連結することができ
る。

【００３４】建物の構造種別や振動特性（固有周期、減
衰）及び保有水平耐力など異なった個々の建物が緩衝装
置で連結され、建物の連成系となるために、地震時の応
答挙動は複雑になるが、連成系全体としての動的減衰力
は大きくなり、系全体としての応答せん断力を低減す
る。この結果、個々の建物の応答せん断力も建物単独の
場合に比べて減少され、建物間の衝突或いは将棋倒し的
大崩壊の危険を有効に防止できる。

【００３５】なお、図１３に示すように、建物Ｋ３への
衝突緩衝装置４０の取り付け位置は、建物Ｋ３の屋上の
床面Ｋ３ｂであってもよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、上述の如く、隣接建物
或いは当該建物のいづれかが想定外の大地震で大変形振
動し衝突した場合、緩衝装置があることの効果により、
受けた側の衝突エネルギーの相当量が吸収され、受けた
側に入力される水平外力は小さくて済むため、当該建物
の大損傷、崩壊の危険が防止される。また、衝突する側
の建物も衝突により衝突エネルギーが吸収され、相手側
の建物に水平荷重を負担させた分、応答せん断力が減少
するため、建物の損傷、崩壊の危険は防止される。

【００３７】地震後の隣接建物或いは当該建物の何れか
の傾斜（寄り掛かり）に対しても、受ける側の建物へ入
力荷重が小さくて済むため、建物の損傷、崩壊の危険が
防止される。

【００３８】また衝突緩衝装置によって建物同志を頭繋
ぎする方法によれば、建物の構造種別や振動特性（固有
周期、減衰）及び保有水平耐力など異なった個々の建物
が緩衝装置で連結され、建物の連成系となるために、地
震時の応答挙動は複雑になるが、連成系全体としての動
的減衰力は大きくなり、系全体としての応答せん断力を
低減する。この結果、個々の建物の応答せん断力も建物
単独の場合に比べて減少され、建物間の衝突或いは将棋
倒し的大崩壊の危険は防止される。

【００３９】本発明の方法は、いずれにしても、既存の
建物に対して大掛かりな耐震補強工事やレトロフィット
免震装置工事を必要とせずに適用し、道路の使用期間も
短く、塵埃、騒音等の近隣対策も簡単で済み、営業休止
等の必要もないから、極めて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法による建物間衝突緩衝が行われる
密集建物群の配置図。

【図２】図１に示した密集建物群の立面図。

【図３】地震等による密集建物の変形、衝突の様子を説
明するための説明図。

【図４】図２に示されている塑性変形によるエネルギー
吸収型の衝突緩衝装置を拡大して詳細に示す側面図。

【図５】塑性変形によるエネルギー吸収型の衝突緩衝装
置の他の構成例を示す側面図。

【図６】塑性変形によるエネルギー吸収型の衝突緩衝装
置のさらに他の構成例を示す側面図。

【図７】塑性変形によるエネルギー吸収型の衝突緩衝装
置の別の構成例を示す側面図。

【図８】塑性変形によるエネルギー吸収型の衝突緩衝装
置のさらに別の構成例を示す側面図。

【図９】塑性変形と摩擦によるエネルギー吸収型の衝突
緩衝装置の構成例を示す側面図。

【図１０】エア又はオイルの流体動的抵抗によるエネル
ギー吸収型の衝突緩衝装置の構成例を示す断面図。

【図１１】コイルばねとオイルダンパーとを使用して衝
突に因るエネルギーを吸収するように構成された衝突緩
衝装置の構成例を示す断面図。

【図１２】隣接建物間に図７に示した衝突緩衝装置を設
けた構成を説明するための説明図。

【図１３】図１２に示す構成の変形例を説明するための
説明図。

【符号の説明】

１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０ 衝
突緩衝装置 １１ 鋼管 １２ シンチアンカー １３ ベースプレート Ｋ 密集建物群 Ｋ１〜Ｋ７ 建物 Ｋ３ａ 外壁面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地震等により生じる建物間の衝突を緩衝
   するための方法であって、隣接する２つの建物のいずれ
   か低い方の建物の衝突の可能性のある位置に衝突エネル
   ギーを吸収する衝突緩衝装置を取り付けるようにしたこ
   とを特徴とする建物間衝突緩衝方法。