JP2006207299A - 建築物及び建築物の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 荷重の負担性能が低い構造物に対しても懸架させることができる建築物及びその施工方法を提供する。
【解決手段】 構造物１の下方空間を利用する建築物５は、構造物１の柱部３に取り付けられると共に支持部３１Ａを有するブラケット３１と、ブラケット３１の支持部３１Ａに固定された免震部材３２と、免震部材３２を介してブラケット３１に支持されると共に地面７０から離間して配された懸架体１０と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、構造物の下方空間を利用する建築物及びその施工方法に関する。

既存の構造物の底面とその構造物を支える柱とによって形成される下方空間（例えば、高架橋下）を利用する建築物の施工方法として、建築物全体を吊材により構造物の下に吊り下げる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６９９９３号

上記特許文献１に記載の方法を適用する場合、構造物には、建築物全体によって加えられる荷重を負担する余力が必要とされる。しかしながら、吊り下げる対象は床部や下梁を含む建築物全体であるため、構造物が有する荷重の負担性能（すなわち、構造物の耐力）よりも懸架させる建築物の重量が大きい場合には、この方法を採用することができないという問題があった。

そこで本発明は、荷重の負担性能が低い構造物に対しても懸架させることができる建築物及びその施工方法の提供を目的とする。

本発明による建築物は、構造物の柱部に取り付けられると共に支持部を有するブラケットと、上記ブラケットの支持部に固定された免震部材と、上記免震部材を介して上記ブラケットに支持されると共に地面から離間して配された懸架体と、を備える。

本発明によれば、構造物はブラケット及び免震部材を介して地面から離間して配された建築物の懸架体のみを支持するため、建築物の床部や下梁を構造物に支持させない構成が可能となり構造物が支持する荷重を減らすことができる。したがって、荷重の負担性能（耐力）が低い構造物に対しても、新たな建築物を施工することが可能となり既存の構造物の下方空間を有効に活用することができる。

また、本発明の建築物において、上記懸架体は、上記免震部材を介して上記ブラケットに支持される屋根部と、ヒンジ部を介して上記屋根部に対して揺動自在に支持される骨組部と、を備えるようにしても良い。このように構成することで、地面からの振動は、建築物の骨組部に対して直接入力されずに、構造物の柱部を伝わり免震部材を介して懸架体の屋根部に入力される。また、建築物の骨組部は、ヒンジ部により屋根部に対して揺動自在に支持されているため、建築物を構成する各要素の変位が一定範囲で許容される。したがって、建築物の免震性を向上させ、構造物から伝わる揺れを和らげることができる。

さらに、本発明の建築物において、上記懸架体は、上記骨組部に取付けられた壁部を備え、隣接する上記壁部間の隙間を埋めるように設けられた伸縮部材によって連結されていてもよい。このように構成することで、地震などの振動が構造物に加わった際にも一定範囲で各壁材の変位を許容しつつ、壁部間の隙間を塞ぐことができる。

また、上記建築物は、地面上に立設された自立壁を備え、上記懸架体は、上記免震部材を介して上記ブラケットに支持されると共に上記自立壁から離間している屋根部を備えるようにしても良い。このように構成することで、構造物が支持する荷重をさらに減らすことができる。

さらに、上記建築物は、上記屋根部と上記自立壁とを連結する伸縮部材と、を備えるようにしても良い。このように構成することで、地震などの振動が構造物に加わった際にも一定範囲で各壁部の変位を許容しつつ、懸架体と側壁部との間の隙間を塞ぐことができる。

なお、本発明は、上記のように建築物の発明として記述できる他に、建築物の施工方法の発明としても記述することができる。これはカテゴリーが異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用・効果を奏する。

本発明によれば、荷重の負担性能が低い構造物に対しても建築物を懸架することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１から図４は、本発明の第１実施形態にかかる建築物の構成を示す図である。図１は、構造物の例として鉄道用高架橋を取り上げ、高架橋１の下方に形成される空間を利用して建築物５を施工する場合の概念図を示している。また、図２は、構造物の柱部にブラケットが取り付けられた状態を示す平面図である。

図１に示されるように、構造物（鉄道用高架橋）１は高架部２と、高架部２を支持する柱部３と、地中に打設され、柱部３をつなぐ地中梁４と、を備えている。

構造物１の下方空間を利用して施工される建築物５は、構造物１の柱部３に支持される懸架体１０と、建築物の床を構成する床部２０と、懸架体１０を構造物１の柱部３に支持させるために柱部３の上部に取り付けられた張出部３０とを備えている。

張出部３０は、構造物１の柱部３に取り付けられると共に支持部３１Ａを有するブラケット３１と、支持部３１Ａの上に固定された免震部材３２（詳細は後述）と、を備えている。

懸架体１０は、免震部材３２を介してブラケット３１に支持され、地面７０に対して固定されずに離間して配されている。懸架体１０は、梁部１１と、屋根部１２と、ヒンジ部１３と、骨組部１４と、壁部１５と、を備えている。梁部１１は、構造物１の高架部２の長手方向に沿って伸び、複数の免震部材３２に対して固定され、懸架体１０の荷重を各ブラケット３１へ伝えている（図２参照）。屋根部１２は、建築物５の屋根として梁部１１の上に固定されると共に、構造物１の高架部２の長手方向に沿って設けられている。

図３は、床部２０及び懸架体１０の屋根部１２に対する骨組部１４の取り付けを説明するための図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、ヒンジ部１３は、屋根部１２の横方向端部に設けられており、骨組部１４を屋根部１２に対して揺動自在に支持している。骨組部１４の下端には、後述する床部２０の支軸部材２２の棒部２２Ａが挿入される溝部１４Ａが設けられている。また、壁部１５は、骨組部１４に渡すように取り付けられている。

なお、図１から図３では、骨組部１４の外面に壁部１５を取付けた場合を示しており、骨組部１４は吊り柱として構成されているが、骨組部１４が壁部１５に埋め込まれた態様としても良い。また、梁部１１は高架部２の長手方向に沿って伸びる場合を示しているが、高架部２の幅方向やトラスのように斜めに渡すことによって梁部１１を複数の免震部材３２に固定させても良い。

床部２０は、建築物５の床を構成する置き床２１と、置き床２１の凹部２１Ａに取り付けられた支持部材２２とを備えている。図３（ａ）及び（ｂ）に示されるように、支軸部材２２は棒部２２Ａと球部２２Ｂとを備え、球部２２Ｂを支点として回動できるように凹部２１Ａに取り付けられている。一方、支軸部材２２の棒部２２Ａは骨組部１４の溝部１４Ａに挿入されることで、骨組部１４が凹部２１Ａから外れて揺動することを防止する。

ここで、支軸部材２２の棒部２２Ａは骨組部１４の溝部１４Ａに挿入されるに過ぎないため、懸架体１０の荷重は、張出部３０を介して、構造物１の柱部３によって支持される。したがって、構造物１の柱部３は、ブラケット３１と免震部材３２とを備える張出部３０を介して懸架体１０を支持するが、懸架体１０に固定されていない床部２０や下梁（図示せず）の荷重を支持しない。したがって、構造物１が支持する荷重を減らすことができるため、荷重の負担性能（耐力）が低い構造物に対しても建築物５を施工することができる。

さらに、特許文献１に開示される構造のように、地盤（もしくは地面）に免震部材（変位制御ダンパー）を設けることなく、建築物５の免震性を向上させ、外部から建築物５に加わる振動（高架橋を走行する鉄道車両の振動や地震の揺れ）を減衰させることができる。施工方法としても、特許文献１の方法と比べて、本発明の方法は非常に容易である。

なお、図１において、建築物５の幅は、構造物１の下方空間を利用する範囲であれば良く、特に限定されない。具体的には、構造物１の柱部３に固定した張出部３０が懸架体１０を支持できる範囲であれば良く、懸架体１０の幅に応じて、梁部１１の形状を図１に示すＨ型鋼以外の形状に変更する、又は張出部３０の大きさ若しくは形状を変更するといった変形例も本願発明の範囲である。

図４は、柱部２に対して固定されたブラケット３１を示す図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示されるブラケット３１は、４つの水平材３１Ｂから構成されている。水平材３１Ｂは、構造物１の柱部３に対して図示しないボルト等で固定されており、隣接する他の水平材３１Ｂとはボルト３１Ｃで固定されている。４つの水平部材３１Ｂによって構成されるブラケット３１の四隅は、免震部材３２を固定するための支持部３１Ａとなる。免震部材３２の上面には、懸架体１０の梁部１１が固定される。

次に免震部材３２の具体例について説明する。

図５は、免震部材３２の例としての積層ゴムを利用した場合を示す図である。図５（ａ）に示される積層ゴム８１は、鋼板８１Ａとゴム８１Ｂとから構成される層を複数積み重ねることで構成され、層の中心部には支承機能と減衰機能を併せ持つ鉛製のプラグ８１Ｃが挿入されている。ゴム８１Ｂの外周には、被覆ゴム８１Ｄが取付けられており、積層ゴムの層方向両端には、取付け板８１Ｅが取り付けられている。また、取付け板８１Ｅには、梁部１１及びブラケット３１へ取り付けるためのボルト穴８１Ｆが設けられている。このような構成とすることで、上部の荷重を支えることができる。また、水平方向にはゴムの小さい剛性と変形追従能力により、固有周期を長くし（式１参照）、鉛直方向には鋼板と重ね合わせることによって得られる高い剛性により、外部から入力される揺れに起因する建築物５の居住性を向上させることができる。
Ｔ＝２π・ｍ^1/2／Ｋ ・・・（式１）
Ｔは周期、ｍは質量、Ｋは水平剛性であり、Ｋが小さいほどＴは大きくなり、居住性悪化を防止する効果が大きくなる。

なお、積層ゴムとしては、図５（ｂ）に示すように、鋼板８１Ａとプラグ８１Ｃと被覆ゴム８１Ｄとを取り除き、支承機能のみを有する構成（積層ゴム８２）としても良い。

図６は、免震部材３２の他の例としての曲面すべり支承構造９１を利用した場合を示す図である。曲面すべり支承構造９１は、球面板９１Ｂと、可動子９１Ｄとを備えている。球面板９１Ｂは、摺動に好適な特殊コートが施された曲面である摺動面９１Ａを備えている。また、可動子９１Ｄは、摺動面９１Ａを摺動するように設けられた摺動材（滑り材）９１Ｃを備えている。

曲面すべり支承は、振り子の原理を応用した免震部材であり、振り子の動きを再現することで固有周期を調整する。振り子の周期は式２で表すことができる。
Ｔ＝２πＬ^1/2／ｇ ・・・（式１）
Ｔは周期、Ｌは振り子の糸の長さ、ｇは重力加速度（9.8m/s²）であり、変数はＬのみとなる。

本発明の曲面滑り支承において、摺動面９１Ａは、周期が３〜４秒程度になるような曲面とすることが好ましい。また、適度な摩擦係数を摺動面９１Ａに付与することで、曲面滑り支承は摩擦力による減衰機能も併せ持つ。

このような特徴を備えた曲面すべり支承構造９１を免震部材に適用することで、高架橋を走行する電車による振動や地震による震動などが構造物に加わった際に、図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、可動子９１Ｄが摺動面９１Ａを摺動することで建築物５に加わる揺れを低減することができる。したがって、積層ゴムの場合と同様に、外部から入力される揺れに起因する建築物５の居住性を向上させることができる。

図７は、本発明の第１実施形態にかかる建築物５の概略を示す斜視図であり、懸架体１０の壁部１５の端部を接続する伸縮部材１８を説明するための図である。伸縮部材１８は、隣接する壁部１５間の隙間を埋めるように設けられ、壁部１５を連結するように構成されている。このように構成することで、地震などの振動が構造物に加わった際にも一定範囲で各壁材の変位を許容しつつ、壁部間の隙間を塞ぐことができる。なお、揺れに対して建築物５全体が一体的に動くようにするためには、伸縮部材１８は、図７に示されるように建築物５の角部に用いることが好ましい。

図８は、本発明の第２実施形態にかかる建築物の構成を示す概念図であり、鉄道用高架橋において、高架橋１の下方に形成される空間を利用して建築物１０５を施工する場合を示している。図８に示されるように、本発明の第１実施形態と同様に構造物（鉄道用高架橋）１は高架部２と、高架部２を支持する柱部３と、地中に打設されると共に柱部３が立設される基礎部４と、を備えている。構造物１の下方空間を利用して施工される建築物１０５は、構造物１の柱部３に支持される懸架体１１０と、建築物の床を構成する床部１２０と、懸架体１１０を構造物１の柱部３に支持させるために柱部２の上部に取り付けられた張出部３０と、建築物の側壁を構成する側壁部１４０と、を備えている。

本実施形態に係る張出部３０は、第１実施形態と同様に構造物１の柱部３に取り付けられると共に支持部３１Ａを有するブラケット３１と、支持部３１Ａの上に固定された免震部材３２（例えば、前述の積層ゴムや曲面すべり支承構造）と、を備えている。

懸架体１１０は、免震部材３２を介してブラケット３１に支持され、地面７０に対して固定されずに離間して配されている。懸架体１１０は、梁部１１と、屋根部１１２と、屋根部１１２の外縁に設けられた外縁部１１３を備えているが、第１実施形態と異なり、ヒンジ部、骨組部及び壁部を備えていない。そのため、第２実施形態に係る懸架体１１０により構造物１の柱部３に加わる荷重は、第１実施形態に係る懸架体１０よりも小さくすることができる。

梁部１１は、構造物の高架部１の長手方向に沿って伸び、複数の免震部材３２に対して固定され（図２参照）、懸架体１１０の荷重を各ブラケット３１へ伝えている。屋根部１１２は、建築物１０５の屋根として梁部１１の上に固定されると共に、構造物１の高架部２の長手方向に沿って設けられている。外縁部１１３は、屋根部１１２の外縁に設けられ、外部からの雨や埃が建築物内部に侵入することを低減する。

側壁部１４０は、地中に打設された側壁基礎部１４１と、一端が側壁基礎部１４１に固定されることで地面７０に対して立設された自立柱１４２と、複数の自立柱１４２に渡すように取り付けられた側壁１４３とを備えている。

また、図８に示されるように、側壁１４３の屋根部１１２側の端部１４３Ａと屋根部１１２の下面１１２Ａとの間に形成される隙間を埋めつつ、屋根部１１２と側壁１４３とを連結する伸縮部材１５１を設けても良い。このように構成することで、地震などの振動が構造物に加わった際にも一定範囲で自立柱１４２に対する懸架体１１０の変位を許容しつつ、懸架体と壁部との間の隙間を塞ぐことができる。

なお、本実施形態では、本発明の建築物を施工する場所として、鉄道用高架橋の下方空間を利用する場合を例にとって説明したが、鉄道用高架橋以外にも種々の構造物の下方空間に対して、本発明を適用することができる。例えば、自動車用高架橋の下方空間を利用しても良い。

本発明の第１実施形態にかかる建築物の構成を示す概念図である。 構造物の柱部それぞれにブラケットが取り付けられた状態を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、床部及び懸架体の屋根部に対する骨組部の取り付けを説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）は、柱部２に対して固定されたブラケット３１を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、免震部材の例としての積層ゴムを利用した場合を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、免震部材の他の例としての曲面すべり支承構造を利用した場合を示す図である。 本発明の第１実施形態にかかる建築物の概略を示す斜視図であり、懸架体の壁部の端部を接続する伸縮部材を説明するための図である。 本発明の第２実施形態にかかる建築物の構成を示す概念図である。

符号の説明

１…構造物、２…高架部、３…柱部、４…基礎部、５，１０５…建築物、１０，１１０…懸架体、１１…梁部、１２，１１２…屋根部、１３…ヒンジ部、１４…骨組部、１４Ａ…溝部、１５…壁部、１８，１１８…伸縮部材、２０，１２０床部、２１…置き床、２１Ａ…凹部、２２…支軸部材、２２Ａ…棒部、２２Ｂ…球部、３０…張出部、３１…ブラケット、３１Ａ…支持部、３１Ｂ…水平材、３１Ｃ…ボルト、３２…免震部材、７０…地面、８１…積層ゴム、８１Ａ…鋼板、８１Ｂ…ゴム、８１Ｃ…プラグ、８１Ｄ…被覆ゴム、８１Ｅ…取付け板、８１Ｆ…ボルト穴、９１… 曲面すべり支承構造、９１Ａ…摺動面、９１Ｂ…球面板、９１Ｃ…摺動材（滑り材）、９１Ｄ…可動子、１１３…外縁部、１４０…側壁部、１４１…側壁基礎部、１４２…自立柱、１４３…側壁

Claims (6)

1. 構造物の柱部に取り付けられると共に支持部を有するブラケットと、
   前記ブラケットの支持部に固定された免震部材と、
   前記免震部材を介して前記ブラケットに支持されると共に地面から離間して配された懸架体と、を備える構造物の下方空間を利用する建築物。
2. 前記懸架体は、前記免震部材を介して前記ブラケットに支持される屋根部と、ヒンジ部を介して前記屋根部に対して揺動自在に支持される骨組部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の構造物の下方空間を利用する建築物。
3. 前記懸架体は、さらに前記骨組部に取り付けられた壁部を備え、隣接する前記壁部間の隙間を埋めるように設けられた伸縮部材によって連結されていることを特徴とする請求項２に記載の構造物の下方空間を利用する建築物。
4. 前記建築物は、地面上に立設された自立壁を備え、
   前記懸架体は、前記免震部材を介して前記ブラケットに支持されると共に前記自立壁から離間している屋根部を備えることを特徴とする請求項１に記載の構造物の下方空間を利用する建築物。
5. 前記建築物は、さらに、前記屋根部と前記自立壁とを連結する伸縮部材と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の構造物の下方空間を利用する建築物。
6. 地面から離間して配された懸架体と、支持部を有するブラケットと、免震部材とを備える建築物を、高架部と前記高架部を支持する柱部とを備える構造物の下方空間に施工する建築物の施工方法であって、
   前記ブラケットを前記構造物の柱部に取り付ける工程と、
   前記支持部に固定された前記免震部材を介して、前記ブラケットに前記懸架体を支持させる工程と、を備える構造物の下方空間に施工する建築物の施工方法。

Images