JP2003155838A - 建築物の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、設計が容易で、耐震性能に優れた
建築物の免震構造を提供する。 【解決手段】 アイソレーター６は、建築物１の上部構
造１ｂを支持する機能と、上部構造１ｂと下部構造１ａ
との水平挙動を絶縁し、長周期化する機能とを有するこ
とを目的に設けるもので、滑り支承を用いている。この
アイソレーター６は、下部構造１ａを構成する免震ピッ
ト３の床版コンクリート４上に複数配置され、その上部
に柱８が立設されて建築物１の上部構造１ｂが形成され
る。ダンパー７は、地下外壁５の内周面と、上部構造１
ｂの壁面とを連結するように水平に設けられ、上部構造
１ｂの各壁面の側端部に各々設けられる。地震時に、建
築物１のアイソレーター６により生じる水平挙動に対
し、減衰機構及び復元機構とを機能させることを目的に
設けるもので、復元力を付加したダンパーを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設計が容易で、耐
震性能に優れた建築物の免震構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築物の免震構造は、図４に示す
ように、建築物１の下部構造１ａと上部構造１ｂ（図４
（ａ）参照）の間、もしくは建築物１の中間階の柱８の
頭部に免震装置１３（図４（ｂ）参照）が設けられ、該
免震装置１３が建築物１について、その重量を支持する
と同時に、長周期化させるアイソレーターとしての機能
と、振動エネルギーを吸収し減衰、復元させる復元機能
付きダンパーとしての機能の両者を満たしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造では、免震装置１３が前記建築物１の支持機構及び地
震時における長周期化機構と、建築物１の地震時におけ
る水平挙動の減衰機構及び復元機構とを混合して有して
いるため、これら建築物の設計が煩雑となっていた。

【０００４】上記事情に鑑み、本発明は、設計が容易
で、耐震性能に優れた建築物の免震構造を提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の建築物の
免震構造は、地盤を所定深さまで掘削し、その内周面に
地下外壁を設けた免震ピット内に構築された建築物の免
震構造であって、前記免震ピットの上面に設けられた滑
り支承よりなるアイソレーターと、前記地下外壁の側面
と、前記建築物の壁面との間を連結するように、水平方
向に取り付けられたダンパーと、より構成されることを
特徴としている。

【０００６】請求項２記載の建築物の免震構造は、前記
アイソレーターが、前記ダンパーの取付け高さより下方
で、前記建築物の中間階の柱頭部に設けられることを特
徴としている。

【０００７】請求項３記載の建築物の免震構造は、中空
部を有するチューブ状建築物と、剛に該建築物の中空部
に立設されるコア構造物と、よりなる構造物の免震構造
において、前記チューブ状建築物の基礎構造と、上部構
造との間に設けられた滑り支承よりなるアイソレーター
と、前記チューブ状建築物の壁面と前記コア構造物の壁
面との間を連結するように、水平方向に取り付けられた
ダンパーと、より構成されることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る建築物１の免
震構造について、図１から図３を用いて詳述する。建築
物１の免震構造は、前記建築物１の支持機構及び地震時
における長周期化機構として機能するアイソレーター６
と、建築物１の地震時における水平挙動の減衰機構及び
復元機構として機能するダンパー７とを異なる位置に設
け、完全に分離させた構造を示すものである。

【０００９】（本発明の第１の実施の形態）図１（ａ）
に、建築物１の免震構造が、該建築物１の下部構造１ａ
と上部構造１ｂとの間に設けられたアイソレーター６
と、前記上部構造１ｂの壁面と前記免震ピット３を構成
する地下外壁５との間に水平に設けられたダンパー７に
より構成されている事例を示す。

【００１０】免震構造を有する前記建築物１は、下部構
造１ａと、上部構造１ｂと、より構成される。該下部構
造１ａは、建築物１の支持するために地盤中に設けられ
た基礎構造２と、該基礎構造２の上部に設けられた免震
ピット３より構成されるものである。また、上部構造１
ｂは、建築物１の基礎構造２の上部に設けられる居住空
間を有する建築物本体より構成されるものである。

【００１１】前記免震ピット３は、地盤が所望の深さま
で掘削され、その床面に床版コンクリート４が打設され
るとともに、外回りに土圧を受けるために地下外壁５が
設けられることにより形成されるもので、その下部には
前記建築物１の基礎構造２が設けられている。また、前
記免震ピット３の面積は、前記建築物１における上部構
造１ｂの面積と比較して大きく構築されており、上部構
造１ｂの壁面と免震ピット３の地下外壁５との間には空
間が設けられて、地震により上部構造１ｂが水平方向に
移動した場合にも地下外壁５に接触しない構造となって
いる。このような免震ピット３は、その内部に設けられ
る前記アイソレーター６やダンパー７等の点検や補修等
を目的として設けられるスペースである。

【００１２】ここで用いられる前記アイソレーター６
は、前記建築物１の上部構造１ｂを支持する機能と、上
部構造１ｂと下部構造１ａとの水平挙動を絶縁し、長周
期化する機能とを有することを目的に設けるもので、滑
り支承を用いている。該滑り支承は、鋼板６ａと滑り材
６ｂとより構成されるもので、一般に鋼板６ａにはステ
ンレス板、滑り材６ｂにはテフロン樹脂（登録商標）が
用いられている。下部構造１ａに取り付けられる前記鋼
板６ａの面上に、上部構造１ｂに取り付けられる前記滑
り材６ｂが、面同士で接して滑るように配置され、その
滑りにより上部構造１ｂにかかる地震力を受け流してエ
ネルギーを吸収しようとするものである。

【００１３】なお、前記アイソレーター６は、これにこ
だわるものではなく、前記建築物１の上部構造１ｂを支
持する機能と、上部構造１ｂと下部構造１ａとの水平挙
動を絶縁し、長周期化する機能とのみを有するものであ
れば、何れのアイソレーターを用いてもよい。

【００１４】このような前記アイソレーター６は、下部
構造１ａを構成する免震ピット３の床版コンクリート４
上に複数配置され、その上部に柱８が立設されて前記建
築物１の上部構造１ｂが形成される。

【００１５】また、前記ダンパー７は、前記免震ピット
３の地下外壁５の内側面と、前記上部構造１ｂの壁面と
を連結するように水平に取り付けられるものである。こ
れらは、地震時において、建築物１の前記アイソレータ
ー６により生じる水平挙動に対して、減衰機構及び復元
機構とを機能させることを目的に設けるもので、復元力
を付加した鋼材ダンパーを用いている。該鋼材ダンパー
は、鋼材のねばり強さを利用したもので、比較的安価に
製作できるものである。

【００１６】なお、前記ダンパー７は、水平に取り付け
られても、上述する機能を有するものであれば、これに
こだわるものでなく、他形状の鋼材ダンパーや、その他
何れのダンパーを用いてもよい。

【００１７】このような前記ダンパー７は、前記地下外
壁５の内周面と、前記上部構造１ｂの壁面とを連結する
ように水平に設けられ、図１（ｃ）に示すように上部構
造１ｂの各壁面の側端部に各々設けられている。

【００１８】（本発明の第２の実施の形態）図１（ｂ）
に、建築物１の免震構造が、該建築物１の上部構造１ｂ
における中間階に設けられたアイソレーター６と、前記
上部構造１ｂの壁面と地下外壁５との間に水平に設けら
れたダンパー７により構成されている事例を示す。

【００１９】前記ダンパー７は、本発明の第１の実施の
形態に用いられたものと同様のものが用いられており、
設置位置についても第１の実施の形態と同様に、前記地
下外壁５の内側面と、前記上部構造１ｂの壁面とを連結
するように水平に設けられ、図１（ｃ）に示すように上
部構造１ｂの各壁面の側端部に各々設けられている。

【００２０】前記アイソレーター６は、本発明の第１の
実施の形態に用いられたものと同様のものが用いられて
おり、先に設けた前記ダンパー７より低い位置で、前記
上部構造１ｂの中間階における前記柱８の頭部に取り付
けられており、この層が中間免震層１０として機能する
こととなる。

【００２１】（本発明の第３の実施の形態）図２に、チ
ューブ状建築物１１の免震構造が、該チューブ状建築物
１１の下部構造１ａと上部構造１１ｂとの間に設けられ
たアイソレーター６と、前記上部構造１１ｂの内壁面と
コア構造物１２との間に水平に設けられたダンパー７に
より構成されている事例を示す。

【００２２】図２（ａ）に示すように、前記チューブ状
建築物１１は、上部構造１１ｂが中央部に空洞部を有す
るチューブ状の建築物で、この中央部には、剛に構築さ
れたコア構造物１２が形成されている。該コア構造物１
２は、前記チューブ状建築物１１の下部構造１１ａを構
成する免震ピット３の床版コンクリート４上に免震装置
等を介することなく直に構築されるものである。

【００２３】前記アイソレーター６は、下部構造１１ａ
を構成する免震ピット３の床版コンクリート４上に複数
配置され、その上部に柱８が立設されて前記チューブ状
建築物１１の上部構造１１ｂが形成されている。

【００２４】前記ダンパー７は、前記上部構造１１ｂの
階層における前記柱８の頭部近傍で内壁面側と、前記コ
ア構造物１２の壁面とを連結するように複数の層に各々
水平に設けられている。これらは、図２（ｂ）に示すよ
うに、上部構造１１ｂの各壁面の側端部に各々設けられ
ている。

【００２５】なお、実施の形態では、前記上部構造１１
ｂの２層に各々ダンパー７を設けたが、これにこだわる
ものではなく、適宜必要に応じて複数層に設けてもよ
い。また、第２の実施の形態では、前記チューブ状建築
物１１とその中央部に配されたコア構造物１２との間に
前記ダンパー７を水平に設ける構造としたが、これにこ
だわるものではなく、建築物１の壁面と、コア構造物１
２の壁面との間にダンパー７を配することが可能な構成
であれば、建築物１の外形及びコア構造物１２の配置は
何れのものでもよい。

【００２６】図３（ａ）から（ｃ）にその事例を示す
と、前記建築物１の対角位置にコア構造物１２を配した
もの、前記建築物１の両側面に２つのコア構造物１２を
配したもの、前記建築物１の一方の側面にコア構造物１
２を配したもの、等が挙げられる。

【００２７】上述する構成によれば、前記建築物１、ま
たは前記チューブ状建築物１１の支持機構及び地震時に
おける長周期化機構として機能するアイソレーター６
と、建築物１、またはチューブ状建築物１１の地震時に
おける水平挙動の減衰機構及び復元機構として機能する
ダンパー７とを異なる位置に設け、完全に分離させた構
造としたことから、前記柱８の軸力と前記ダンパー７と
の相関がなくなり、上部構造１ｂ、１１ｂの形状等、設
計に係る自由度を持たせることが可能となるが可能とな
る。

【００２８】前記建築物１に中間免震層１０を設けた場
合では、従来のように中間免震層１０に、前記アイソレ
ーター６と、前記ダンパー７の両者の機能を有する免震
装置１３を設けると、該中間免震層１０の上下の柱８に
は、スウェイ現象により生じる軸力偏心による曲げと、
前記ダンパー７による曲げを受けることとなるが、中間
免震層１０には前記アイソレーター６の機能のみを設け
ているため、スウェイ現象より生じる軸力偏心による曲
げのみが生じ、前記柱８の曲げ負担を小さくすることが
可能となる。

【００２９】前記建築物１の最下層よりも上方に前記ダ
ンパー７が設けられるため、前記建築物１、及びチュー
ブ状建築物１１の上部構造１ｂ、１１ｂに作用する転倒
モーメントを減少することが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】請求項１記載の建築物の免震構造によれ
ば、地盤を所定深さまで掘削し、その内周面に地下外壁
を設けた免震ピット内に構築された建築物の免震構造で
あって、前記免震ピットの上面に設けられた滑り支承よ
りなるアイソレーターと、前記地下外壁の側面と、前記
建築物の壁面との間を連結するように、水平方向に取り
付けられたダンパーと、より構成されることから、建築
物の柱の軸力とダンパーとの相関がなくなり、設計の自
由度を向上させることが可能となる。また、建築物の最
下層よりも上方にダンパーが設けられるため、建築物の
上部構造に作用する転倒モーメントを減少することが可
能となる。

【００３１】請求項２記載の建築物の免震構造によれ
ば、前記アイソレーターが、前記ダンパーの取付け高さ
より下方で、前記建築物の中間階の柱頭部に設けられる
ことから、該中間免震層の上下の柱には、スウェイによ
る軸力偏心による曲げのみが生じ、建築物の柱の曲げ負
担を小さくすることが可能となる。また、建築物の最下
層よりも上方にダンパーが設けられるため、建築物の上
部構造に作用する転倒モーメントを減少することが可能
となる。

【００３２】請求項３記載の建築物の免震構造によれ
ば、中空部を有するチューブ状建築物と、該建築物の中
空部に剛に立設されたコア構造物と、よりなる構造物の
免震構造において、前記チューブ状建築物の基礎構造
と、上部構造との間に設けられた滑り支承よりなるアイ
ソレーターと、前記チューブ状建築物の壁面と前記コア
構造物の壁面との間を連結するように、水平方向に取り
付けられたダンパーと、より構成されることから、チュ
ーブ状建築物の柱の軸力とダンパーとの相関がなくな
り、設計の自由度を向上させることが可能となる。ま
た、チューブ状建築物の最下層よりも上方にダンパーが
設けられるため、建築物の上部構造に作用する転倒モー
メントを減少することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る建築物の免震構造の第１、第２
の実施の形態の概略を示す図である。

【図２】 本発明に係る建築物の免震構造の第３の実施
の形態の概略を示す図である。

【図３】 本発明に係る建築物の免震構造の第３の実施
の形態の他事例の概略を示す図である。

【図４】 従来の建築物の免震構造の概略を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 建築物 １ａ 下部構造 １ｂ 上部構造 ２ 基礎構造 ３ 免震ピット ４ 床版コンクリート ５ 地下外壁 ６ アイソレーター ６ａ 鋼板 ６ｂ 滑り材 ７ ダンパー ８ 柱 ９ 空間 １０ 中間免震層 １１ チューブ状建築物 １１ａ 基礎構造 １１ｂ 上部構造 １２ コア構造物 １３ 免震装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤を所定深さまで掘削し、その内周面
   に地下外壁を設けた免震ピット内に構築された建築物の
   免震構造であって、 前記免震ピットの上面に設けられた滑り支承よりなるア
   イソレーターと、 前記地下外壁の側面と、前記建築物の壁面との間を連結
   するように、水平方向に取り付けられたダンパーと、よ
   り構成されることを特徴とする建築物の免震構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の建築物の免震構造におい
   て、 前記アイソレーターが、前記ダンパーの取付け高さより
   下方で、前記建築物の中間階の柱頭部に設けられること
   を特徴とする建築物の免震構造。
3. 【請求項３】 中空部を有するチューブ状建築物と、該
   建築物の中空部に剛に立設されるコア構造物と、よりな
   る構造物の免震構造において、 前記チューブ状建築物の基礎構造と、上部構造との間に
   設けられた滑り支承よりなるアイソレーターと、 前記チューブ状建築物の壁面と前記コア構造物の壁面と
   の間を連結するように、水平方向に取り付けられたダン
   パーと、より構成されることを特徴とする建築物の免震
   構造。