JP2004197444A

JP2004197444A - 建築構造物の免震構造

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Publication number: JP2004197444A
Application number: JP2002368271A
Authority: JP
Inventors: Tomoyo Taniguchi; 朋代谷口
Original assignee: Tottori University NUC
Current assignee: Tottori University NUC
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP3760233B2

Abstract

【課題】振動エネルギー吸収能力と復元能力を確保でき、しかも、すべり支承部材が簡単な構造であり、構造物への固定も簡単で、コストダウンを図ることができる建築構造物の免震構造を提供することにある。
【解決手段】複数本の支柱３によって建築構造物の階層を構成し、高さ方向に複数の階層を構成した建築構造物において、前記各階層を支持する任意の支柱３の端部付近に、すべり支承部材５を介装し、該すべり支承部材５を介装した支柱３とすべり支承部材５を介装しない支柱３とを混在して配置したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、鉄骨や鉄筋コンクリートの建築構造物に作用する地震力を軽減し、建築構造物を地震災害から守る建築構造物の免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震から建築構造物を守る免震構造は、建築構造物の基礎地盤に復元能力とエネルギー吸収能力とを具備する免震装置を施工し、この免震装置に建築構造物を施工して基礎地盤と建築構造物を縁切りすることにより、免震構造とするのが一般的である。
【０００３】
この免震構造は、一般に横剛性に弱い材料あるいは横剛性に弱い構造として構造物全体の固有周期を長くし、地震動の主たる周期と離すことにより、地震に対して応答をしにくくしている。
【０００４】
例えば、基礎地盤側に固定される支承部材の上面の摺動面に結晶性樹脂からなる軟質被膜を被覆し、建築構造物側に固定される摺動部材の摺動面をポリテトラフルオロエチレンと溶融フッ素樹脂とポリエーテルサルホンからなる潤滑被膜により被覆し、前記軟質被膜と潤滑被膜とを接合した免震用支承装置も知られている（特許文献１参照。）。
【０００５】
また、鋼板に球面加工した球面板の間にすべり板を組み込んだ可動体を挿入した球面すべり支承装置も知られている。これは球面板のすべり板による荷重支持機能と球面の勾配による復元機能を併せ持っている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１２５４２号公報（特許請求の範囲及び図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１は、免震装置に建築構造物を施工して基礎地盤と建築構造物を縁切りする免震用支承装置は、大掛かりな施工となり、コストが嵩むという問題がある。
【０００８】
また、球面すべり支承装置は、鋼板に球面加工した球面板の間にすべり板を組み込んだ可動体を挿入した構造であり、構造的に複雑で、コストアップの原因となっている。
【０００９】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、建築構造物の各階層を支持する支柱に、すべり支承部材を介装し、該すべり支承部材を介装した支柱とすべり支承部材を介装しない支柱とを混在して配置し、すべり支承部材を介装した支柱によって振動エネルギー吸収能力を確保し、すべり支承部材を介装しない支柱によって復元能力を確保でき、簡単な構造で、振動エネルギー吸収能力と復元能力を確保できる建築構造物の免震構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を解決するために、請求項１は、複数本の支柱によって建築構造物の階層を構成し、高さ方向に複数の階層を構成した建築構造物において、前記各階層を支持する任意の支柱の端部付近に、すべり支承部材を介装し、該すべり支承部材を介装した支柱とすべり支承部材を介装しない支柱とを混在して配置したことを特徴とする建築構造物の免震構造にある。
【００１１】
請求項２は、請求項１の前記すべり支承部材を介装した支柱とすべり支承部材を介装しない支柱とを各階層で交互に配置し、前記すべり支承部材を介装した支柱同士は、高さ方向に隣り合う階層では隣接しない配置構造であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３は、請求項１の前記各階層におけるすべり支承部材を介装した支柱同士は隣接しない配置構造であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４は、請求項１の前記各階層におけるすべり支承部材を介装する支柱は、建築構造物の外壁を構成する支柱を除く支柱であり、かつ前記すべり支承部材を介装した支柱同士は隣接しない配置構造であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５は、請求項１の前記各階層におけるすべり支承部材を介装する支柱は、建築構造物の外壁を構成する支柱を除く支柱であり、かつ前記すべり支承部材を介装した支柱を有する階層は、高さ方向に隣り合う階層と隣接しないことを特徴とする。
【００１５】
請求項６は、請求項１〜５のいずれかに記載の前記すべり支承部材は、平板の表面にすべり面を有する２枚の板状体であり、この２枚の板状体のすべり面を互いに接合し、前記平板の背面は、上下に分断された支柱の上面及び下面に固定されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７は、請求項６のすべり支承部材のすべり面は、平板の片面に施された摩擦係数の小さい樹脂層であることを特徴とする。
【００１７】
前記構成によれば、地震が発生したとき、その振動エネルギーは支柱に介装されたすべり支承部材によって吸収され、すべり支承部材を介装していない支柱によって復元するため、建築構造物を基礎地盤と縁切りすることなく、免震される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図３は第１の実施形態を示し、図１は建築構造物としての３階建の低層ビルの概略的構成図、図２は図１のＡ部の縦断側面図、図３は図１のＡ部の分解斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、基礎地盤１には縁切りなしで低層ビル２が建設されている。低層ビル２は複数本の支柱３と各階層を区画する床スラブ４によって構成されている。各階層を支持する支柱３のうち任意の支柱３の端部付近、つまり床スラブ４の近傍にはすべり支承部材５が介装されている。
【００２１】
本実施形態においては、１階層を構成する支柱３ａ〜３ｄのうち、支柱３ａと３ｄにはすべり支承部材５が介装され、支柱３ｂと３ｃにはすべり支承部材５が介装されていない。２階層を構成する支柱３ａ’〜３ｄ’のうち、支柱３ｂ’と３ｃ’にはすべり支承部材５が介装され、支柱３ａ’と３ｄ’にはすべり支承部材５が介装されていない。
【００２２】
つまり、１階層を構成する支柱３のうち、すべり支承部材５を介装した支柱３の真上の２階層を構成する支柱３にはすべり支承部材５を介装せず、逆に１階層を構成する支柱３のうち、すべり支承部材５を介装しない支柱３の真上の２階層を構成する支柱３にすべり支承部材５を介装する配置構造である。従って、すべり支承部材５を介装した支柱３同士は、高さ方向に隣り合う階層では隣接しない配置構造であり、すべり支承部材５を介装した支柱３とすべり支承部材５を介装しない支柱３とを混在して配置している。
【００２３】
すべり支承部材５は、図２及び図３に示すように構成されている。すなわち、鋼板等の平板６の表面にすべり面７を有する２枚の板状体８であり、この２枚の板状体８のすべり面７を互いに接合した構造である。すべり面７は摩擦係数の小さい樹脂層、例えばテフロン（登録商標）層を施したものであり、平板６の背面には複数本のアンカーボルト９が突出して設けられている。
【００２４】
そして、上下に分断された支柱３の上端面１０及び下端面１１にはコンクリート１２にアンカーボルト９を埋設することにより固定されており、互いにすべり面７が横方向に滑り合うことができるように接合されている。
【００２５】
従って、地震が発生したとき、その振動エネルギーは支柱３に介装されたすべり支承部材５のすべり面７が横方向に滑ることによって振動エネルギーが吸収される。このすべり支承部材５自体には復元能力はないが、すべり支承部材５を介装していない支柱３の剛性によって復元するため、すべり支承部材５を介装した支柱３とすべり支承部材５を介装しない支柱３とを混在して配置することにより、免震構造の機能を発揮する。
【００２６】
また、すべり支承部材５を介装した支柱３とすべり支承部材５を介装しない支柱３を交互に配置することにより、各階層の見かけの横方向の剛性が１／２になると見なせることから、建築構造物の固有周期が長くなり、地震の主たる周期と離すことができる。
【００２７】
なお、図２及び図３において、支柱３に埋設されている鉄筋は省略している。また、すべり支承部材５を構成する平板６にアンカーボルト９を突設し、アンカーボルト９を支柱３に埋設して平板６を固定したが、支柱３に対する平板６の取付け構造は、接着剤、皿ねじ等の固定手段で固定してもよく、要はすべり面７に突起物が出ない固定構造であればよい。
【００２８】
図４及び図５は第２の実施形態を示し、図４（ａ）（ｂ）は建築構造物としての４階建の低層ビルの概略的構成図、図５（ａ）は図４（ａ）のＢ部の縦断側面図、図５（ｂ）は図４（ｂ）のＣ部の縦断側面図であり、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、基礎地盤１には縁切りなしで低層ビル２が建設されている。低層ビル２の１階層について説明すると、複数本の支柱３のうち、支柱３ｂと支柱３ｄの下端面と１階層の床スラブ４の上面との間にはすべり支承部材５が介装されている。また、２階層の支柱３ｃの下端面と床スラブ４との間にはすべり支承部材５が介装されている。本実施形態においては、１階層を構成する支柱３ａ〜３ｅのうち、支柱３ａと３ｅにはすべり支承部材５が介装されていない。
【００３０】
図４（ｂ）に示すように、基礎地盤１には縁切りなしで低層ビル２が建設されている。低層ビル２の１階層について説明すると、複数本の支柱３のうち、支柱３ｂと支柱３ｄの上端面と２階層の床スラブ４の下面との間にはすべり支承部材５が介装されている。また、２階層の支柱３ｃの上端面と３階層の床スラブ４の下面との間にはすべり支承部材５が介装されている。本実施形態においては、１階層を構成する支柱３ａ〜３ｅのうち、支柱３ａと３ｅにはすべり支承部材５が介装されていない。
【００３１】
従って、すべり支承部材５を介装した支柱３同士は、高さ方向に隣り合う階層では隣接しない配置構造であり、すべり支承部材５を介装した支柱３とすべり支承部材５を介装しない支柱３とを混在して配置している。
【００３２】
すべり支承部材５は、基本的には第１の実施形態と同じであるが、床スラブ４側に固定される平板６は支柱３に固定される平板６よりも面積が大きく形成されている。
【００３３】
従って、地震が発生したとき、その振動エネルギーは支柱３と床スラブ４との間に介装されたすべり支承部材５のすべり面７が横方向に滑ることによって振動エネルギーが吸収される。このすべり支承部材５自体には復元能力はないが、すべり支承部材５を介装していない支柱３の剛性によって復元するため、支柱３と床スラブ４との間にすべり支承部材５を介装した箇所と支柱３と床スラブ４との間にすべり支承部材５を介装しない箇所とを混在して配置することにより、免震構造の機能を発揮する。
【００３４】
図６は第３の実施形態を示し、図６（ａ）は建築構造物としてビルの１階層の概略的平面図、図６（ｂ）は同じく２階層の概略的平面図であり、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００３５】
前記第１と第２の実施形態においては、建築構造物の正面から見た場合の支柱３の間にすべり支承部材５を介装した場合とすべり支承部材５を介装しない支柱３について説明したが、建築構造物の奥行き方向に配置された支柱３に対するすべり支承部材５の配置構造を説明する。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、１階層は、外壁１３を構成する支柱１４を除いた支柱３にはＸＹ方向にすべり支承部材５を介装した支柱３Ａ（斜線で示す。）とすべり支承部材５を介装しない支柱３Ｂとが交互に配置されている。また、２階層は、外壁１３を構成する支柱１４を除いた支柱３にはＸＹ方向にすべり支承部材５を介装した支柱３Ａ’とすべり支承部材５を介装しない支柱３Ｂ’とが交互に配置されている。
【００３７】
そして、１階層において、すべり支承部材５を介装した支柱３Ａに対応する２階層の支柱３Ａ’にはすべり支承部材５を介装せず、１階層において、すべり支承部材５を介装しない支柱３Ｂに対応する２階層の支柱３Ｂ’にはすべり支承部材５を介装している。すなわち、すべり支承部材５を介装した支柱３Ａ，３Ｂ’同士は、高さ方向に隣り合う階層では隣接しない配置構造であり、すべり支承部材５を介装した支柱３Ａ，３Ｂ’とすべり支承部材５を介装しない支柱３Ｂ，３Ａ’とを混在して配置している。
【００３８】
なお、第３の実施形態においては、支柱３にすべり支承部材５を介装した場合について説明したが、第２の実施形態と同様に支柱３と床スラブ４との間にすべり支承部材５を介装する場合においても同様である。
【００３９】
図７は第４の実施形態を示し、図６（ａ）は建築構造物としてビルの１階層の概略的平面図、図６（ｂ）は同じく２階層の概略的平面図であり、第３の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、１階層は、外壁１３を構成する支柱１４を除いた集中的に複数本の支柱３にはＸＹ方向にすべり支承部材５を介装した支柱３Ａが配置されている。また、２階層は、外壁１３を構成する支柱１４を含む全ての支柱３Ｂにはすべり支承部材５を介装しない構造である。そして、１階層において振動エネルギーを吸収し、２階層に伝播する振動を減衰する構造である。
【００４１】
なお、前記各実施形態においては、鉄筋コンクリートのビルにおける支柱や支柱と床スラブとの間にすべり支承部材を介装した場合について説明したが、橋や塔の鉄骨構造物にも適用できる。また、すべり支承部材も、平面的なすべり面を有する構造であれば、固定する構造物の大きさによって適宜変更可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、建築構造物の各階層を支持する支柱に、すべり支承部材を介装し、該すべり支承部材を介装した支柱とすべり支承部材を介装しない支柱とを混在して配置し、すべり支承部材を介装した支柱によって振動エネルギー吸収能力を確保し、すべり支承部材を介装しない支柱によって復元能力を確保でき、振動エネルギー吸収能力と復元能力を確保できる。しかも、すべり支承部材が簡単な構造であり、構造物への固定も簡単で、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、３階建の低層ビルの概略的構成図。
【図２】同実施形態を示し、図１のＡ部の縦断側面図。
【図３】同実施形態を示し、図１のＡ部の分解斜視図。
【図４】この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）（ｂ）は４階建の低層ビルの概略的構成図。
【図５】同実施形態を示し、（ａ）は図４（ａ）のＢ部の縦断側面図、（ｂ）は図４（ｂ）のＣ部の縦断側面図。
【図６】この発明の第３の実施形態を示し、（ａ）は建築構造物としてビルの１階層の概略的平面図、（ｂ）は同じく２階層の概略的平面図。
【図７】この発明の第４の実施形態を示し、（ａ）は建築構造物としてビルの１階層の概略的平面図、（ｂ）は同じく２階層の概略的平面図。
【符号の説明】
３…支柱、４…床スラブ、５…すべり支承部材、６…平板、７…すべり面

Claims

複数本の支柱によって建築構造物の階層を構成し、高さ方向に複数の階層を構成した建築構造物において、
前記各階層を支持する任意の支柱の端部付近に、すべり支承部材を介装し、該すべり支承部材を介装した支柱とすべり支承部材を介装しない支柱とを混在して配置したことを特徴とする建築構造物の免震構造。
前記すべり支承部材を介装した支柱とすべり支承部材を介装しない支柱とを各階層で交互に配置し、前記すべり支承部材を介装した支柱同士は、高さ方向に隣り合う階層では隣接しない配置構造であることを特徴とする請求項１記載の建築構造物の免震構造。
前記各階層におけるすべり支承部材を介装した支柱同士は隣接しない配置構造であることを特徴とする請求項１記載の建築構造物の免震構造。
前記各階層におけるすべり支承部材を介装する支柱は、建築構造物の外壁を構成する支柱を除く支柱であり、かつ前記すべり支承部材を介装した支柱同士は隣接しない配置構造であることを特徴とする請求項１記載の建築構造物の免震構造。
前記各階層におけるすべり支承部材を介装する支柱は、建築構造物の外壁を構成する支柱を除く支柱であり、かつ前記すべり支承部材を介装した支柱を有する階層は、高さ方向に隣り合う階層と隣接しないことを特徴とする請求項１記載の建築構造物の免震構造。
前記すべり支承部材は、平板の表面にすべり面を有する２枚の板状体であり、この２枚の板状体のすべり面を互いに接合し、前記平板の背面は、上下に分断された支柱の上面及び下面に固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の建築構造物の免震構造。
すべり支承部材のすべり面は、平板の片面に施された摩擦係数の小さい樹脂層であることを特徴とする請求項６記載の建築構造物の免震構造。