JP2006037546A - Seismically isolated structure of building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地震時、建物に伝達する衝撃を緩和するための免震構造に関するものである。 The present invention relates to a seismic isolation structure for mitigating an impact transmitted to a building during an earthquake.
日本国は地震大国と言われるほどに地震が毎年頻発しており、特に1995年に起こった阪神淡路大震災では、耐震性に乏しい建物が数多く倒壊して多くの犠牲者が出た。そして、震災における建物の倒壊原因の大きな要因の一つとして、地盤と建物との震動が共振し、振幅が飛躍的に拡大するものがあった。そこで前記のような地震対策として、例えば従来は、建物と地盤とを切り離し、その間の空間にバネ材等の緩衝部材を複数箇所に介在するとともに、当該各バネの伸縮によって地震の揺れに伴う衝撃を吸収するもの等があった。
建物への地震時の衝撃の緩和を図る方法の模索は、建設業界では古くから着手されており、過去に数多の工法が発表されている。しかしながら建物の施工に際して免震構造を導入する場合、在来の工法に比して大変な手間とコストがかかるために、その採用は敬遠されがちであった。このことから、構造が簡単で製造コストが安価であり、効率的で且つ確実な免震を期待できる工法の登場が待たれている。 Searching for ways to mitigate the impact of buildings on earthquakes has long been underway in the construction industry, and many methods have been announced in the past. However, when building seismic isolation structures for building construction, the adoption of the seismic isolation structure tends to be avoided because it requires much labor and cost compared to conventional construction methods. For this reason, the advent of a construction method that is simple in structure and low in manufacturing cost and that can expect an efficient and reliable seismic isolation is awaited.
本発明は、簡単な構造で且つ製造コストが安価であり、しかも、地震の揺れに伴う建物への衝撃の伝達を飛躍的に緩和できる免震構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a seismic isolation structure that has a simple structure and is inexpensive to manufacture, and that can dramatically reduce the transmission of an impact to a building caused by an earthquake.
本発明のうち請求項1記載の発明は、建物を支える支持板と地盤に支持される基礎板との間に移動体を介在してなり、前記支持板の底面側には上支持体を、また基礎板の天面側には前記上支持体の相対向する箇所に下支持体を各々設けており、前記上支持体には上ガイドを、また下支持体には下ガイドをそれぞれ有し、前記移動体は、基体の上側に左右一対の車輪を、下側に前後一対の車輪を各々配設しており、さらに移動体の上側の車輪は前記上ガイドに沿って前後方向に走行可能であると共に、前記一対の車輪の走行軌道面の対向位置に窪みを形成し、また下側の車輪は前記下ガイドに沿って前後方向に走行可能であると共に、前記一対の車輪の走行軌道面の対向位置に窪みを形成していることを特徴とする。
Invention of
ここで前後左右とは、建物の一側面を基準にそれぞれ方向を定めたものである。また窪みは少なくとも車輪の走行軌道面の対向位置にのみ形成してあればよいが、例えば、個々の車輪に対応して溝状に形成したものや、あるいは一対の車輪間に挟むように中央が盛り上がる畦状に形成してもよい。また車輪は、少なくとも移動体の基体の上側の前後に一枚ずつ、また下側の左右に一枚ずつ各々配設しておれば、上下の各ガイドから計4点で支持されるために、支持板と基礎板との間に介在した移動体が倒れることがない。また前記車輪を、例えば基体に軸支した金属板等を介して一箇所あたり二枚、三枚と並列しても移動体による上下各ガイドにおける走行時の安定感が増すために問題はない。さらに基体は、車輪の配設が可能であり、且つ建物の重量に対する耐久性を兼ね備えるものであればよく、具体的には金属製ブロック体やコンクリート製円柱体等が使用される。 Here, front, rear, left, and right are directions determined based on one side of a building. In addition, the depression only needs to be formed at least at the position opposite to the running track surface of the wheel.For example, the depression is formed in a groove shape corresponding to each wheel, or the center is sandwiched between a pair of wheels. You may form in the shape of a rising bowl. In addition, if the wheels are arranged at least one on the front and back of the base of the moving body, and one on each of the left and right on the lower side, the wheels are supported at a total of four points from the upper and lower guides. The moving body interposed between the support plate and the base plate does not fall down. In addition, there is no problem because even when the wheels are juxtaposed with two or three wheels per place via a metal plate or the like that is pivotally supported on the base body, a sense of stability at the time of traveling in the upper and lower guides by the moving body is increased. Further, the base body only needs to be capable of disposing wheels and have durability against the weight of the building. Specifically, a metal block body, a concrete cylinder body, or the like is used.
以上のように形成すると、地盤とともに揺れる基礎板の動きに対して移動体は、下ガイドの窪みに沿って前後又は左右に走行する一方、移動体の上に支持される基礎板は、基礎板の走行方向と異なる方向(例えば、基礎板が前後方向に走行すれば左右方向)に走行することで、地震時には、移動体を介在した支持板及び基礎板の各々の異なる方向への動きによる前後左右方向に組み合わされた例えば円、スクエア、トライアングル等の多彩なパターンの揺動を行い、建物への衝撃の伝達を緩和するものとなる。 When formed as described above, the moving body travels back and forth or right and left along the depression of the lower guide with respect to the movement of the foundation plate that swings with the ground, while the foundation plate supported on the moving body is the foundation plate. By moving in a direction different from the travel direction of the base plate (for example, left and right if the base plate travels in the front-rear direction), in the event of an earthquake, the support plate and the base plate with the moving body are moved back and forth due to movement in different directions. Various patterns such as circles, squares, and triangles combined in the left-right direction are swung to alleviate the transmission of impact to the building.
また本発明のうちの請求項2のように、前記走行軌道面は、谷折り状又は山なり状に勾配を設けているので、地震時、支持板と基礎板とが前後左右方向に揺れた際に、移動体の各車輪が一旦上下の各ガイドの走行軌道面の窪みに設けた勾配に沿って登る(下る)ように走行した後、地震が収束した後は平時の初期位置に戻るような作用が働くことになる。
Further, as in
ここで勾配の角度については特に限定するものではないが、あまりにも急勾配であれば移動体の走行を妨げて十分に機能しないため、例えば約5°〜15°程度の緩やかな勾配とすることが望ましい。また上下の各ガイドには、移動体が平時において不用意に走行することを防ぐために、各車輪の一部が僅かに嵌まり込む程度の深さの窪みを走行軌道面に設けたり、あるいは車輪のガイドへの接地点を平坦な状態とし、この接地点の近傍から勾配をつける等の対策を施すことが望ましい。 Here, the angle of the gradient is not particularly limited, but if it is too steep, it does not function sufficiently because it prevents the moving body from running, so for example, a gentle gradient of about 5 ° to 15 ° should be used. Is desirable. In addition, the upper and lower guides are provided with depressions on the running track surface that are deep enough to fit a part of each wheel in order to prevent the moving body from inadvertently traveling during normal times. It is desirable to take measures such as making the contact point to the guide flat with a gradient from the vicinity of the contact point.
さらに本発明のうちの請求項3のように、建物と支持板との間、又は上下に分割した2枚の各支持板の間には、緩衝部材を介在していることで、地震発生時に縦揺れを伴った場合に、緩衝部材が地盤から突き上げるような衝撃を受け止め、建物への衝撃の伝達を小さくできる。
Further, as in
緩衝部材は、地震時における縦揺れの発生の際に、地盤から建物に突き上げるような衝撃を緩衝でき、しかも本免震構造の機能を損なわないものであればよいから、例えばエアクッションやコイルバネ、ゴム塊等が挙げられる。 The shock absorbing member may be any member that can buffer the impact that pushes up from the ground to the building in the event of pitching during an earthquake, and that does not impair the function of the seismic isolation structure. Examples include rubber lumps.
本発明のうち請求項1記載の発明によれば、移動体が建物を支える支持板を前後(左右)に、地盤に支持される基礎板上を左右(前後)に各々が交差する方向に、揺動するように促せることから、地震発生時の衝撃を各板による前後左右に組み合わせられた多彩な揺動パターンによって緩和でき、結果、建物の致命的な倒壊を防ぎ、しかも構造が簡単であるから、安価な製造コストで建物に免震機能を付与できる。
According to the invention described in
また請求項2記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて地震時の衝撃を緩衝した後、上下各ガイドの走行軌道面の窪みに設けた勾配により、移動体が平時の定位置に自然に戻ることができる。 According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, after the shock at the time of the earthquake is buffered, the moving body is fixed at the normal position by the gradient provided in the depression of the running track surface of each of the upper and lower guides. You can go back to nature.
本発明のうち請求項3記載の発明によれば、請求項1及び2記載の効果に加えて、地震時に発生した縦揺れに伴う衝撃に対しても緩和を促す作用を付与できる。
According to invention of
本発明の建物の免震構造の具体的な構成について、各図面に基づいて以下に説明する。 A specific configuration of the seismic isolation structure for a building according to the present invention will be described below based on the drawings.
本免震構造は図1と図2に示すように、建物Kを支える支持板1と、地盤Gに支持される基礎板2と、支持板1と基礎板2の間に介在する移動体3とから構成するものであり、地震時、この移動体3が支持板1に対して左右方向に、また基礎板2に対しては前後方向にそれぞれ動くように形成してあり、これにより、建物Kへの衝撃の緩和を図るものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the seismic isolation structure includes a
さらに本発明の建物の免震構造の機能部分について、図3と図4に基づいて以下に詳細に説明する。
まず支持板1の底面側には、左右に延長したブロック状をなす上支持体4を備える一方、基礎板2の天面側における前記上支持体4との対応箇所には、同じくブロック状をなす下支持体5を備えている。そして上支持体4の下端面と下支持体5の上端面側には、断面凹溝状のガイド溝6a,6a,6b,6bをそれぞれ設けており、各ガイド溝6a,6a,6b,6bの走行軌道面14a,14bは中央が平坦であると共に、この平坦な箇所Fの前後あるいは左右にはそれぞれ勾配R,Rを設けている。さらに前記各ガイド溝6a,6a,6b,6bの走行軌道面14a,14bには後述で詳しく説明するが、移動体3に備えた上段及び下段の各々の車輪7a,7bが走行することとなる。またガイド溝6a,6a,6b,6bの走行軌道面14a,14bに平坦な箇所Fを設け、この箇所Fの前後あるいは左右の勾配R,Rの傾斜開始地点を、平坦な箇所Fに位置した車輪7a,7a,7b,7bの接触箇所に近づけていることで、上下の各ガイド溝6a,6a,6b,6bの走行軌道面14a,14bにおける車輪7a,7a,7b,7bの転がりをある程度規制し、平時における建物Kの不要な揺れを止めている。
尚、符号13はストッパーであり、各車輪7a,7a,7b,7bの上下の各ガイド溝6a,6a,6b,6bからの抜け出しを防いでいる。
Furthermore, the functional part of the seismic isolation structure for buildings according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.
First, the bottom surface side of the
次に移動体3は、その基体9がブロック状をなしており、この基体9の上段の相対向する前後の各側面には、シャフト10aにより回転可能に軸支した方形の金属板8aの外側面において、並列に軸支された2枚の車輪7a,7aを備える一方、基体9の下段の相対向する左右の各側面には、前述した上段側と同様、シャフト10bにより回転可能に軸支した方形の金属板8bの外側面において、並列に軸支された2枚の車輪7b,7bを備えている。
Next, the
また前記移動体3の支持板1と基礎板2との間での動きを以下に説明すると、上段の車輪7a,7aは図5(a)(b)(c)に示すように、上支持体4の上ガイド溝6a,6aに沿って左右方向に走行する。一方の下段の車輪7b,7bは図6(a)(b)(c)に示すように、下支持体5のガイド溝6b,6bの走行軌道面14bに沿って前後方向に移動する。更に詳しくは、上下の各ガイド溝6a,6a,6b,6bの走行軌道面14a,14bに沿って上段及び下段の各車輪7a,7a,7b,7bが走行して勾配の箇所R,Rに差し掛かった場合、この勾配R,Rに対して移動体3の基体9に軸支された上段及び下段の各金属板8a,8bがシャフト10a,10bを中心にそれぞれ回転し、該移動体3は垂直に起立した状態を保ったまま、上下の各ガイド溝6a,6a,6b,6bの走行軌道面14a,14bに沿って走行することになる。そして前述のように勾配R,Rを設けることで、支持板1と基礎板2とが移動体3を介して揺り篭のような軌道をとり、具体的に前後方向あるいは左右方向に複雑に組み合わさった横揺れを起こし、建物Kへの衝撃の伝達を飛躍的に軽減することとなる。また本免震構造の全体的な動きについては図7と図8(イ)(ロ)(ハ)(ニ)に示すようになり、この場合でも支持板1の左右方向の動きと基礎板2の前後方向の動きとが組み合わさり、建物Kを前後左右に自在に円運動させるように作用することがわかる。
The movement of the moving
図9(a)(b)は、本免震構造の他の態様を示すものである。
具体的には支持板を上下に2枚設け、各支持板1a,1b間には、例えば飛行機や自動車に使用されるゴムタイヤのような態様をなすエアクッション11を介在したものである。このようにすると地震時、横方向に加えて縦方向の揺れに対して建物Kに加わる地盤Gからの衝撃を、前記エアクッション11の弾力によって受け止める形となる。また図10(a)(b)は、前述したエアクッション11に代えてコイルバネ12を適用したものである。このコイルバネ12についても前記エアクッション11同様、地震時における縦方向の揺れに対して有効となり、移動体3の支持板1a,1b及び基礎板2における前後左右方向への揺動に加え、地震時に想定されるあらゆる方向からの衝撃の伝達に対し、建物Kへの免震効果を発揮できる。
FIGS. 9A and 9B show another aspect of the seismic isolation structure.
Specifically, two support plates are provided on the upper and lower sides, and an
1,1a,1b 支持板
2 基礎板
3 移動体
4 上支持体
5 下支持体
6a 上ガイド溝(窪み)
6b 下ガイド溝(窪み)
7a,7b 車輪
9 基体
11 エアクッション(緩衝部材)
12 コイルバネ(緩衝部材)
14a,14b 走行軌道面
G 地盤
K 建物
R 勾配
1, 1a,
6b Lower guide groove (dent)
7a, 7b Wheel 9
12 Coil spring (buffer member)
14a, 14b Running track surface G Ground K Building R Gradient
Claims (3)
前記支持板(1,1a,1b)の底面側には上支持体(4,4)を、また基礎板(2)の天面側には前記上支持体(4,4)の相対向する箇所に下支持体(5,5)を各々設けており、
前記上支持体(4,4)には上ガイドを、また下支持体(5,5)には下ガイドをそれぞれ有し、
前記移動体(3)は、基体(9)の上側に左右一対の車輪(7a,7a)を、下側に前後一対の車輪(7b,7b)を各々配設しており、さらに移動体(3)の上側の車輪(7a,7a)は前記上ガイドに沿って前後方向に走行可能であると共に、前記一対の車輪(7a,7a)の走行軌道面(14a)の対向位置に窪み(6a,6a)を形成し、また下側の車輪(7b,7b)は前記下ガイドに沿って前後方向に走行可能であると共に、前記一対の車輪(7b,7b)の走行軌道面(14b)の対向位置に窪み(6b,6b)を形成していることを特徴とする建物の免震構造。 A movable body (3) is interposed between the support plate (1, 1a, 1b) supporting the building (K) and the base plate (2) supported by the ground (G),
The upper support (4, 4) is opposed to the bottom surface of the support plate (1, 1a, 1b), and the upper support (4, 4) is opposed to the top surface of the base plate (2). The lower support (5, 5) is provided at each location,
The upper support (4, 4) has an upper guide, and the lower support (5, 5) has a lower guide,
The movable body (3) has a pair of left and right wheels (7a, 7a) on the upper side of the base body (9), and a pair of front and rear wheels (7b, 7b) on the lower side. 3) The upper wheels (7a, 7a) of the pair of wheels (7a, 7a) can travel in the front-rear direction along the upper guide, and are recessed (6a) at a position opposite to the traveling track surface (14a) of the pair of wheels (7a, 7a). , 6a), and the lower wheels (7b, 7b) can travel in the front-rear direction along the lower guide, and the traveling raceway surface (14b) of the pair of wheels (7b, 7b). A seismic isolation structure for a building, wherein depressions (6b, 6b) are formed at opposing positions.
A buffer member (11, 12) is interposed between the building (K) and the support plate (1) or between the support plates (1a, 1b) divided in the vertical direction. Item 1. A seismic isolation structure for a building.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101308933B1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-09-23 | 주식회사 나인티시스템 | Roller bearing type seismic isolator |
JP2014015989A (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Tokkyokiki Corp | Base isolation structure, base isolation floor structure and clean room including the same |
JP5497235B1 (en) * | 2013-09-04 | 2014-05-21 | ヤクモ株式会社 | Seismic isolation device |
KR101825471B1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-02-05 | 찰스 인철 위 | Structure for water and land-based versatile house able to move |
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2004
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