JP2004019356A

JP2004019356A - 免震システム

Info

Publication number: JP2004019356A
Application number: JP2002178694A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kawada; 川田　耕市; Tsutomu Suriki; 摺木　勉; Naoki Kato; 加藤　直樹
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2002-06-19
Publication date: 2004-01-22
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: JP3759074B2

Abstract

【課題】設置スペースを縮小化することができ、施工精度の向上、工事費の低減を行い得、しかも長期間安定した免震性能を維持し得る免震システムを提供する。
【解決手段】基礎部１に立設される支柱１４の上端にすべり材１６を配設し、基礎部１の上方に設置される軽量構造物２の最下層にすべり板１１を配設した免震システムである。
かかる免震システムにおいて、すべり板１１の上面に、リブを立設した補強体２５を固設すると共に、補強体に、軽量構造物２の最下層の横架材２８を直接取付けるようにしたものである。
補強体は、すべり板１１の外縁内に設けられた枠体と、前記枠体の内側に交差して設けられたリブとを備えている。
支柱１４の上部とすべり材１６との間に、中心部にボールベアリングを配設している。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、戸建て住宅等の軽量構造物に使用される免震システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
軽量構造物用免震システムには、地盤、床面等の基礎部と戸建て住宅等の軽量構造物との間に、同軽量構造物の剛性に比べて遙かに低い水平剛性を有する免震部材が使用されている。この種の免震部材としては、すべり始めてからの剛性がほぼゼロのすべり支承と、積層ゴム又は防振ゴムからなり、すべり支承を原点復元させる機能を有する復元ゴムとを組み合わせて設置した免震システムがある。当該免震システムには、戸建て住宅等の軽量構造物のほぼ全荷重をすべり支承で支承するようにして復元ゴムには殆ど荷重をかけないようにするものと、すべり支承と復元ゴムの両方に荷重支承機能を持たせるようにするものがある。
【０００３】
すべり支承には、すべり材の一面に、ゴム状弾性体と金属板を交互に積層した積層ゴムを直列に配してなる弾性すべり支承と、すべり材のみ又は薄いゴム状弾性体を直列に配してなる剛すべり支承がある。いずれのすべり支承も、地盤等の基礎部と戸建て住宅等の軽量構造物とに、互いに摺動可能に設けられたすべり板及びすべり材を備えている。特殊な用途でない戸建て住宅等の軽量構造物には、積層ゴム部のない剛すべり支承の方が経済的にも適している。
【０００４】
なお、すべり材としては古くから四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられているが、近年、ＰＴＦＥよりも高強度で摩耗性に優れ、経済的なナイロン等のポリアミド系樹脂が用いられるようになった。すべり板はステンレス鋼板やフッ素樹脂等がコーティングされたステンレス鋼板が用いられている。
【０００５】
免震システムは、通常時にはすべり材が戸建て住宅等の軽量構造物の荷重を支え、地震時にはすべり材がすべり板上を摺動し、動摩擦係数により発生した水平力（鉛直荷重×動摩擦係数）により地震エネルギーを熱エネルギーとして吸収する。地震時に水平移動した同軽量構造物は復元ゴムによってほぼ原点（通常時の構造物位置）に復帰される。
【０００６】
すべり材は静止摩擦係数を超えた水平力が加わるとすべり板上を摺動する。すべり始めてからのすべり支承の剛性は、ほぼゼロになるため、復元ゴムの剛性を任意に設定することで免震層の長周期化が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
規模の小さい軽量構造物では、敷地も狭く免震構造物の地震動に対する応答変位及び余裕空間を確保するのが難しい。
【０００８】
例えば、すべり板が基礎部に設置され、すべり材が支柱（束材）を介して軽量構造物の最下層に固設された通常タイプのすべり支承の場合は、余裕空間が確保できずに同すべり支承の近傍に不作為に、基礎立上り部分のような突出物体が配置されていると、軽量構造物が地震動に対する応答変位をしたときにすべり支承が当該突出物体に衝突するおそれがあり、軽量構造物の水平移動の妨げになることがある。
【０００９】
上記通常タイプのすべり支承は、すべり板の滑り面が常時上向きで、しかもすべり板が基礎面と殆ど同じレベルに設置されていることから、すべり板のメンテナンスとして、日射等による損傷劣化と、暴風雨、漏水等の浸水及び動物の巣、糞尿、塵埃等による性能低下とを防止する措置を講ずる必要があった。
【００１０】
また、すべり支承を用いた免震構造は、従来、すべり板とすべり材とをそれぞれ基礎部及び構造物の最下層に別々に取り付けるようにしているが、この取り付けには、高度の精度が要求され、作業が困難である。
【００１１】
免震構造を用いた木造戸建て住宅等は、最下層の横架材（土台）と免震部材の間に、鉄筋コンクリート造等の床板を用いて、その床板及び基礎部間にそれぞれ免震部材が取り付けられていたが、木造在来工法による戸建住宅と比較して、鉄筋コンクリート造り等の床板工事が加わり工事期間が長くなり、工事コストも増加する。
一方、免震構造を用いた木造戸建て住宅であって、鉄筋コンクリート造等の床板を用いない場合は、横架材のたわみが、１／２５０程度発生するが、このたわみに、従来のすべり支承では対応できないという課題があった。
【００１２】
本発明は、かかる点に着目してなされたもので、設置スペースを縮小化することができ、施工精度の向上、工事費の低減を行い得、しかも長期間安定した免震性能を維持し得る免震システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の目的を達成するため、次の構成を採用する。
〈構成１〉
基礎部に立設される支柱の上端にすべり材を配設してなるすべり支承本体と、上記基礎部の上方に設置される軽量構造物の最下層に固設され、上記すべり材に摺動自在に当接されるすべり板とを備えた免震システムにおいて、上記すべり板の上面に、リブを立設した補強体を固設し、上記補強体に、上記軽量構造物の最下層の横架材を直接取付けられるようにしたことを特徴とする免震システム。
【００１４】
〈構成２〉
構成１記載の免震システムにおいて、上記補強体は、複数枚の板部材が多角形に組立てられて上記すべり板の上面に固着された枠体と、上記枠体の内側に交差して設けられたリブとを備えたことを特徴とする免震システム。
【００１５】
〈構成３〉
構成１又は２に記載の免震システムにおいて、上記支柱の上部と上記すべり材との間に、中心部にボールベアリングを介して重ねられた少なくとも２枚の板部材を配設したことを特徴とする免震システム。
【００１６】
〈構成４〉
構成１〜３のいずれか１項記載の免震システムにおいて、前記すべり支承本体と、前記補強体を固設したすべり板とを、所定の組立て状態で仮止め材により仮結束したことを特徴とする免震システム。
【００１７】
以下、本発明の免震システムにおける実施の形態例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の概要を示す図であり、図２は同実施例で使用する剛すべり支承を示し、図３は図１に示した構成部品の一部を分解して示す斜視図である。
【００１８】
これらの図において、符号１は地盤上に鉄筋コンクリートにより構成された基礎部、２は基礎部１の上方に建設される木造戸建て住宅等の軽量構造物をそれぞれ示している。基礎部１の外縁部に、上方に突出する基礎立上り部分３が設けられている。
本発明の免震システムは、基礎部１に設置されるすべり支承本体１０と、軽量構造物２の最下層に固設されるすべり板１１とを備えている。
【００１９】
図２にすべり支承本体１０の要部を示している。すべり支承本体１０は、上、下端にフランジ１２、１３を有する支柱（束材）１４と、板状のホルダ１５に固設されたすべり材１６と、支柱１４の上フランジ１２の上に配置された中間板部材１８と、上フランジ１２と中間板部材１８との各対向面の中心部にそれぞれ設けられた半球状の凹部間に配設されたボールベアリング（鋼球）１９と、中間板部材１８及びホルダ１５との間に配設された傾き吸収材、緩衝材としてのゴム弾性シート２０とから構成されている。
【００２０】
支柱１４は、すべり材１６の取付位置（高さ）を基礎立上り部分３より高くなるように調整するもので、２枚の板部材を横断面十字形に交差させてなるものである。
支柱１４の上フランジ１２とホルダ１５とは中間板部材１８を介装した状態で４本のボルト２１によりスプリングワッシャ１７を介して連結されている。この連結状態を維持できる範囲内で、中間板部材１８は上フランジに対してボールベアリング１９を介して傾動可能であり、またホルダ１５は中間板部材１８に対してゴム弾性シート２０を介して上下動可能であるようにされている。
【００２１】
すべり材１６は四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、ナイロン等のポリアミド系樹脂等を主剤として円柱形に成型されている。すべり板１１はステンレス鋼板やフッ素樹脂等がコーティングされたステンレス鋼板が用いられている。
ホルダ１５及び支柱１４の上フランジ１２等は、すべり支承の性能を変えない適度な機械的強度を有する寸法とされる。
【００２２】
なお、支柱１４の上フランジ１２と中間板部材１８との間には、ボールベアリング１９に代えて、図４に示すように、適宜厚さのゴム弾性シート２２を介在させるようにしてもよい。なお、図４に示したものは、図２に示した構成とボールベアリング１９を設けた箇所を除けば同じであるので、図２と同一符号を付して他の構成の説明を省略する。
【００２３】
図３に軽量構造物２の最下層に固設されるすべり板１１を示している。すべり板１１の上面には、複数のリブ２４を立設した補強体２５が固設されている。補強体２５は、４枚の板部材を、すべり板１１の外縁の内側に収まる大きさの四辺形に組立てた枠体と、この枠体の内側に、複数の板部材を放射状に交差して設けたリブ２４とから構成され、すべり板１１の上面に、溶接等により一体に固着されている。
【００２４】
基礎部１と戸建て住宅等の軽量構造物２との間に、すべり支承本体１０とすべり板１１を設置する際、すべり支承本体１０と補強体２５付きすべり板１１とは、所定の組立て状態でロープ等の仮止め材２７により仮止めされて工場から現場まで運搬され、そのまま基礎部１の所定位置に配置され、その後、仮止め材２７が除去される。次に、補強体２５の枠体に、軽量構造物２の最下層の横架材２８を直接、取付ボルト２９により取付けるようにする。横架材２８は木製の集積材で構成されてもよい。
【００２５】
こうして固定された横架材２８の上に、軽量構造物２の構造用合板及び仕上げ材等３０等が設けられる。構造用合板及び仕上げ材等３０の下部には必要に応じて既存の断熱材３１が配設される。
上記実施例は上述したように構成され、通常時は軽量構造物２の荷重を支承し、地震時にはすべり材１６がすべり板１１の滑り面を摺動する。
【００２６】
本発明は、戸建て木造住宅だけでなく同様の軽量構造物に適用することができ、以下の効果をもたらす。
本発明は、すべり支承のすべり板１１を軽量構造物２の最下層に取り付けることにより、すべり板１１の滑り面が常時下向きとなることから、すべり支承の日射等による損傷劣化、暴風雨、漏水等の浸水及び動物の巣、糞尿、塵等による性能低下等が解消され、すべり板１１のメンテナンスの措置を講ずる必要がなく、耐久性が向上する。
【００２７】
すべり材１６とすべり板１１との滑り面を、軽量構造物２の基礎に用いられている基礎立上り部分３より上位に位置させたことにより、図１に示すように、基礎立上り部分３とすべり板１１をラップさせることができ、少なくともこのラップ部分だけ、上記した従来の免震構造に比べて免震システムの設置スペースを小さくすることが可能である。しかも地震時にすべり支承と基礎立上り部分３との衝突を回避することができる。
【００２８】
すべり板１１は、補強体２５によりリブ補強された構造としたことにより、上部荷重を受けるのに十分な剛性を有しており、軽量構造物２の最下層との間に鉄筋コンクリート製の床板を設けずに、木製の横架材２８を直接ボルト２９等で取り付けることが可能である。
【００２９】
また、軽量構造物２の最下層にコンクリート製の床板を用いないことから、上部構造の撤去、取付が容易であり、軸力の変動に対しても余裕がある。よって、将来、建替え等の改造工事が発生した場合でも再利用が可能である。
【００３０】
すべり支承本体１０とすべり板１１とが工場にて仮止め材２７により一体として組立て製作されて運搬され、工事現場で基礎部１分に取り付けられることにより、作業者の質にかかわず施工精度が著しく向上し、また、その後、構造物の建設時に仮止め材２７を取り外すことにより、工事中、構造物が安定し、工事中の安全性が向上する。
【００３１】
すべり支承本体１０は、図２に示すように２枚の板部材（支柱１４の上フランジ１２と中間板部材１８）間にボールベアリング１９を挿置したことで、軽量構造物２の最下層の木材の種類、乾燥状態、使用される箇所等により、ねじれ、亀裂等の変形、あるいは長期間におけるクリープ、たわみ等の変形が発生しても、このような変形等に対して追従することができる。また傾き吸収用のゴム弾性シート２０が配されているため、地震時のすべり板１１に発生する不規則な回転に対しても追従することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、すべり支承が横架材のたわみに追従可能であり、すべり板上面にリブ補強を設けたことにより、直接、すべり板に横架材を取り付けことができる。また、工場においてすべり板とすべり支承本体とを仮止め材を用いて一時的に一体化し、この一体化の状態で運搬及び現場での据付を行うことにより、施工の合理化、施工精度の向上、工事コストの低減をもたらし、しかも長期間にわたって安定した免震性能を発揮するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる免震システムの一実施例を示す概略図である。
【図２】同実施例において使用するすべり支承本体の主要部を示す図で、（ａ）は一部縦断正面図、（ｂ）は底面図である。
【図３】図１に示した構成部品の一部を展開して示す斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す一部縦断正面図である。
【符号の説明】
１　基礎部
２　軽量構造物
３　基礎立上り部分
１０　すべり支承本体
１１　すべり板
１２、１３　フランジ
１４　支柱（束材）
１５　ホルダ　　１６　すべり材
１８　中間板部材
１９　ボールベアリング
２０、２２　ゴム弾性シート
２４　リブ
２５　補強体
２７　仮止め材
２８　横架材

Claims

基礎部に立設される支柱の上端にすべり材を配設してなるすべり支承本体と、前記基礎部の上方に設置される軽量構造物の最下層に固設され、前記すべり材に摺動自在に当接されるすべり板とを備えた免震システムにおいて、
前記すべり板の上面に、リブを立設した補強体を固設し、前記補強体に、前記軽量構造物の最下層の横架材を直接取付けられるようにしたことを特徴とする免震システム。
請求項１記載の免震システムにおいて、
前記補強体は、複数枚の板部材が多角形に組立てられて前記すべり板の上面に固着された枠体と、前記枠体の内側に交差して設けられたリブとを備えたことを特徴とする免震システム。
請求項１又は２に記載の免震システムにおいて、
前記支柱の上部と前記すべり材との間に、中心部にボールベアリングを介して重ねられた少なくとも２枚の板部材を配設したことを特徴とする免震システム。
請求項１〜３のいずれか１項記載の免震システムにおいて、
前記すべり支承本体と、前記補強体を固設したすべり板とを、所定の組立て状態で仮止め材により仮結束したことを特徴とする免震システム。