JP2004197444A - 建築構造物の免震構造 - Google Patents
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Abstract
【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
【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 (7)
- 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。
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