JP2003313883A - 免震装置及び免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡素化した構造で、地震による建物の揺れを低
減できる免震装置及び免震構造を提供すること。 【解決手段】建物の揺れを低減する免震装置１であっ
て、建物５側に装備する凹面２１を有する受け穴部２
と、弾性特性を有する支持棒体３と、からなり、前記支
持棒体と前記受け穴部との係合により建物を支持するこ
とを特徴とするものである。ここで、前記支持棒体を弾
性材からなる芯材３１と、該芯材に挿入して設置する環
状の皿ばね３２とで構成することができる。また、前記
芯材と前記皿ばねの間に緩衝材３３を配置することもで
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、一戸建て住宅など
小規模の建物の地震時における揺れを抑える免震装置及
び免震構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、地震に対する関心が高まる中で、
一戸建て住宅などの低層建築物においても耐震性能が著
しく向上してきている。しかし、建物の揺れを抑える免
震構造は、高層ビルや重要施設などでは適用されている
ものの、一般の一戸建て住宅などの低層建築物にはほと
んど実施されていないのが現状である。建物の剛性を上
げることで地震による建物の崩壊が減少しても、建物の
揺れを減少させることができなければ、家具の転倒、立
つことができないことによる避難の遅れ、消火の遅れに
よる火災の発生などの災害をなくすことができない。一
方、高層建築物に適用されている免震装置には、大きく
分けてゴム方式とベアリング方式の二つの方式がある。
これらの方式では、建物の基礎と建築物の床組みの間に
免震装置を設置する。また、建築物の揺れを防止すると
ともに、杭の破損を防止する技術として、建物の基礎と
杭の間に免震装置を配置する発明が、特開平９−１５８
２１１号、特開平９−１１１７７４号等に開示されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の免震装
置及び免震構造にあっては、次のような問題点がある。 ＜イ＞高層建築物に適用されている免震装置をそのまま
低層建築物に適用すると、コストが高くなるため、需要
に合わない。 ＜ロ＞高層建築物などに適用される免震装置は、油圧ダ
ンパーを組み込むなど複雑な構造である場合が多い。ま
た、積層ゴムなどの材料費が高価である。 ＜ハ＞建物の基礎と建物の架台の間に免震装置を設置す
る場合は、免震装置を設置するための基礎と、免震装置
に建物を載せるための架台を別々に構築しなければなら
ず、コストが高くなる。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を解
決するためになされたもので、簡素化した構造で、地震
による建物の揺れを低減できる免震装置及び免震構造を
提供することを目的とする。また、杭や地盤改良体と組
み合わせることによって、支持機能と揺れの減衰機能を
兼ね備えた免震構造を提供することを目的とする。さら
に、少ない費用で施工できる免震装置及び免震構造を提
供することを目的とする。本発明は、これらの目的の少
なくとも一つを達成するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の免震装置は、建物の揺れを低減す
る免震装置であって、建物側に装備する凹面を有する受
け穴部と、弾性特性を有する支持棒体と、からなり、前
記支持棒体と前記受け穴部との係合により建物を支持す
ることを特徴とするものである。ここで、前記支持棒体
を弾性材からなる芯材と、該芯材に挿入して設置する環
状の皿ばねとで構成することができる。皿ばねは複数枚
使用し、枚数を増減させることで容易にばねの強さを調
整することができる。また、前記芯材と前記皿ばねの間
に緩衝材を配置することもできる。

【０００６】そして、本発明の免震構造は、上記したい
ずれかの免震装置を取り付けた免震構造であって、前記
受け穴部を建物の基礎に設け、前記支持棒体を杭頭に設
置したことを特徴とするものである。杭頭に直接、免震
装置を取り付けることで、構造を単純化でき、施工費用
を低減することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【０００８】＜イ＞免震装置 本発明の免震装置１は、受け穴部２と、支持棒体３で構
成する。受け穴部２は、例えば建物５の基礎５１の下面
に設け、支持棒体３は杭４の頭部に設置する。免震装置
１は、地震時の建物５の揺れを低減するために配置する
装置である。例えば、震度６程度の地震が発生した場合
に、建物５の揺れを震度４程度に減衰させるような機能
を免震装置１に持たせる。ここで、震度６程度の地震と
は、立っていることが困難な状態で、家具などが移動し
たり、転倒したりする強い地震である。これに対して震
度４程度の地震とは、眠っている人が目を覚まし、棚に
ある食器類が音を立てる程度の地震である。このように
地震時の建物５の揺れを低減することで、地震による災
害の発生を低減することができる。

【０００９】＜ロ＞受け穴部 受け穴部２は、建物側に装備する凹面２１を有する部位
である。凹面２１は、中央部付近を窪みの頂点とする曲
面又は多角面である。曲面は、球面であっても、一方向
にのみ曲率を有する曲面であってもよい。また、受け穴
部２は、截頭円錐状の筒の頭部に凹面２１を備えた形状
であっても（図２参照）、凹面２１だけでドーム状に形
成した形状であってもよい。受け穴部２は、建物５の基
礎５１などを構築する際に、受け穴部２の形状を有する
型枠を設置することで形成することができる。受け穴部
２は、鋼板、ステンレス板、強化プラスチック、高分子
樹脂材料等で形成することができる。また、基礎５１を
構築した後に型枠を外すことで、受け穴部２を基礎５１
を構成するコンクリートで形成することもできる。

【００１０】＜ハ＞支持棒体 支持棒体３は、弾性特性を有し、建物５を支持する棒体
である。例えば地震によって地盤が左右に震動した場
合、支持棒体３は受け穴部２の内部で左右に振動する。
支持棒体３は、例えば弾性材からなる芯材３１と、芯材
３１に挿入して設置する環状の皿ばね３２と、芯材３１
と皿ばね３２の間に配置する緩衝材３３で構成する（図
３参照）。芯材３１には、例えばスプリング鋼、鋼材、
特殊合金（高強度合金、制振合金等）、チタン、ＰＣ鋼
棒、ゴム系材料、高分子樹脂材料などを棒状に成形した
ものが使用できる。皿ばね３２は、円環状又は中央に穴
を設けた多角形状の板材である。皿ばね３２は中央に向
けて隆起又は陥没した立体的形状を有し、荷重を加える
ことによって平らに近づく。皿ばね３２は、複数枚を重
ねて使用する。載荷する荷重の大きさによって、使用す
る枚数を調節できるので、ばねの強さの調整が容易であ
る。なお、皿ばね３２の代わりにコイルばね等を使用す
ることもできる。緩衝材３３は、皿ばね３２の中央に設
けた穴と芯材３１の隙間を埋めるように配置する。例え
ば円筒状の緩衝材３３が使用できる。緩衝材３３には、
高分子樹脂材料、ウレタンゴム、ゴム系材料などが使用
できる。なお、皿ばね３２と芯材３１の間に隙間がない
場合は、緩衝材３３を配置しなくてもよい。また、支持
棒体３は、スプリング鋼、鋼材、特殊合金、ゴム系材
料、高分子樹脂材料などの単一の材料によって構成して
もよい。

【００１１】支持棒体３は、鋼板などの台座３５に固定
する。例えば、芯材３１の下部にねじ溝を刻み、台座３
５の穴から突出した芯材３１をナットなどで固定する
（図２参照）。

【００１２】

【実施例】＜イ＞免震装置の設置 建物５を建設する地盤に杭４などの支持構造体を打設す
る。杭４は、例えば直径１６５ｍｍ程度の鋼管杭を、１
坪に１本程度の割合で打設する。杭４の材質、直径及び
打設数は、建設地盤の地耐力、建物５の大きさなどによ
って任意に設定することができる。また、杭４に代えて
地盤改良をおこなったり、柱状の改良体を構築したりし
てもよい。なお、沈下の心配のない地盤においては、支
持棒体３を設置するためのベースを構築するだけでもよ
い。杭４の頭部には、支持棒体３を取り付けた台座３５
を溶接などで固定する。支持棒体３は弾性特性を有し、
皿ばね３２の枚数の増減などで容易にばねの強さを調整
できるため、隣接する杭４の頭部の高さが施工誤差など
により多少上下しても、誤差を吸収することができる。

【００１３】杭４の上方には建物５の基礎５１を構築す
る。まず、支持棒体３に受け穴部２を構成する型枠を設
置する。受け穴部２と台座３５の間には、シール材６な
どを配置して異物の侵入を防ぐ。受け穴部２の周囲に
は、コンクリートを打設して基礎５１を構築する。本発
明においては、杭頭部に支持棒体３を取り付け、免震装
置１の受け部材を建物５の基礎５１に直接、装備するた
め、免震構造を簡素化することができる。

【００１４】＜ロ＞地震時の挙動 免震装置１は、例えば震度６程度の強い地震時にのみ作
動するように設定しておく。また、強風や微震程度では
建物５が揺れないように、公知のストッパーや強い震動
によって解除される公知の解除機能付きロックなどを設
置しておくこともできる。強い地震によって地盤が震動
すると、支持棒体３が受け穴部２内で相対的に変位した
り、振動したりする。この相対的な支持棒体３の移動に
よって、地盤の揺れが減衰して建物５に伝達される。す
なわち、受け穴部２の凹面２１と支持棒体３の頭部３４
の滑動により、地震時の初期エネルギーを吸収すること
ができる。また、地震によって大きな振幅を伴う震動が
発生し、頭部３４が受け穴部２の側面に当たったとき
に、芯材３１が曲げ抵抗を起こすことで側面に当たると
きの衝撃が緩和される。これらの結果、強い地震が起こ
った場合でも、建物５の揺れを抑えることができる。

【００１５】また、皿ばね３２の組み合わせを組替える
ことにより、上下の衝撃に対しても皿ばね３２の弾力抵
抗が働くことが期待できるので、直下型地震のエネルギ
ーに対してもその衝撃を緩和することができる。

【００１６】地震の揺れが収まると、支持棒体３は凹面
２１の形状に沿って中央部に自然に戻っていく。この結
果、建物５を元の位置に復元することができる。また、
免震装置１を杭４の頭部に設置することで、地震時に建
物５によって発生する過大な水平力が杭頭部にそのまま
作用するのを避けることができる。この結果、地震によ
る杭４の破損を防ぐことができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の免震装置及び免震構造は以上説
明したようになるから次のような効果を得ることができ
る。 ＜イ＞支持棒体と前記受け穴部との係合により建物を支
持する簡単な構造である。このため、容易に設置するこ
とができ、施工費用も削減できる。 ＜ロ＞杭頭部に免震装置を設置した場合、支持機能と揺
れの減衰機能を兼ね備えた免震構造とすることができ
る。この結果、少ない費用で建物の機能を大幅に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震構造の実施例の説明図。

【図２】免震装置の実施例の説明図。

【図３】支持棒体の実施例の説明図。

【符号の説明】

１・・・免震装置 ２・・・受け穴部 ３・・・支持棒体 ３１・・芯材 ３２・・皿ばね ３３・・緩衝材 ４・・・杭 ５・・・建物 ５１・・基礎

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山次夫 東京都港区海岸３−９−15 株式会社コス モスモア内 (72)発明者 小池浩 東京都町田市南大谷976番地５ 株式会社 あけぼの産業内 (72)発明者 水谷羊介 東京都新宿区西新宿６丁目22番１号 兼松 日産農林株式会社内 Ｆターム(参考） 2D046 DA14 3J048 AA01 AC06 BA05 BC05 BC07 BD01 DA01 EA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物の揺れを低減する免震装置であって、 建物側に装備する凹面を有する受け穴部と、 弾性特性を有する支持棒体と、からなり、 前記支持棒体と前記受け穴部との係合により建物を支持
   することを特徴とする、免震装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の免震装置において、 前記支持棒体を弾性材からなる芯材と、該芯材に挿入し
   て設置する環状の皿ばねとで構成することを特徴とす
   る、 免震装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の免震装置において、 前記芯材と前記皿ばねの間に緩衝材を配置したことを特
   徴とする、 免震装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の免震装
   置を取り付けた免震構造であって、 前記受け穴部を建物の基礎に設け、前記支持棒体を杭頭
   に設置したことを特徴とする、 免震構造。