JP2010024617A

JP2010024617A - 免震装置の耐火被覆構造

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Publication number: JP2010024617A
Application number: JP2008183418A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nakada; 信治中田
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2028-07-15
Also published as: JP5356743B2

Abstract

【課題】本発明は、必要最小限度の材料と手間で効率よく免震装置の耐火被覆を構成することができる免震装置の耐火被覆構造を提供することを目的とするものである。
【解決手段】すべり支承１２のフランジ１２ａ下面におけるすべり材保持片１２ｂの周囲にはすべり支承１２すべりを覆うようにドーナツ状の熱膨張耐火材１９が接着されている。熱膨張耐火材１９は平常時にすべり板１３と接触しないように厚みが設定されている。柱３の耐火被覆はすべり支承１２のフランジ１２ａ側面下端部に到達するように構成されている。熱膨張耐火材１９は、地震時に上部構造体Ｃが相対的に変位した際には上部構造体Ｃの変位に追従して変位し、変位が収束するとともに当初の位置に復帰する。そして、火災時には、熱膨張耐火材１９は熱によって膨張しすべり材１２ｃ及びすべり板１３の上面のうち上部構造体の荷重が伝達されるすべり支承１２下部の領域を火炎から効率よく保護することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、すべり材とすべり板とを有するすべり支承型の免震装置の耐火被覆構造に関するものである。

一般にすべり支承型の免震装置は、すべり材がすべり板の上面を滑らかに摺動するように摩擦抵抗の小さな樹脂や金属で構成されている。免震装置を備えた免震建物を法令で定められた耐火建築物とする場合、この免震装置にも建物の構造体と同等の耐火性能が求められるので、耐火性を有する材料で被覆する必要がある。

免震建物は、地震時にはすべり材とすべり板との接触部分以外は非接触状態が維持されながらも、火災時には樹脂部分や金属部分が耐火材料で隙間なく被覆される必要がある。このような条件を満たす技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の免震装置によれば、支持柱の上部に珪酸カルシウム成形板等の耐火断熱成形体を取り付けて耐火被覆を構成し、耐火被覆と上部躯体との隙間に熱を受けて発泡する発泡型耐火断熱性材料の薄膜体を配置することによって、地震時には免震機能が発揮され、火災時には火炎の影響を受けない免震装置とすることが可能である。

特許第４０４７９１５号公報

しかしながら、この技術では、発泡型耐火断熱性材料をすべり板の周囲に沿って配置する必要があり、挙動範囲の大きなすべり支承型の免震装置に適用した場合、施工に手間がかかるという問題があった。また、すべり板全体を覆う耐火被覆についても、下地となる鉄骨フレームを含め複雑に材料を組み合わせて構成する必要があり、施工に手間がかかるという問題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決し、必要最小限度の材料と手間で効率よく免震装置の耐火被覆を構成することができる免震装置の耐火被覆構造を提供することを目的とするものである。

上記従来技術の課題を解決する為の本発明に係る免震装置の耐火被覆構造の第１の構成は、下部構造体に取り付けられるすべり板と上部構造体に前記すべり板の上面を摺動するように取り付けられる樹脂製あるいは金属製のすべり材とを有するすべり支承型の免震装置において、前記すべり材の周囲に火災時に膨張して前記すべり材を被覆する熱膨張耐火材を前記すべり板と非接触状態を保って取り付けたことを特徴とする。

本発明に係る免震装置の耐火被覆構造の第２の構成は、前記第１の構成において、前記すべり板は樹脂製あるいは金属製であり、その上面のうち前記熱膨張耐火材で囲まれた領域外の曝露領域をシート状もしくはマット状の耐火材で覆ったことを特徴とする。

本発明に係る免震装置の耐火被覆構造の第１の構成によれば、建物の上部構造体の荷重を免震装置より下方の下部構造体に伝達するための樹脂製あるいは金属製のすべり材の周囲にすべり板と非接触状態を保って熱膨張耐火材を取り付けたので、地震時の摺動に影響を与えることなく火災時にはすべり材を効率よく被覆することができる。

本発明に係る免震装置の耐火被覆構造の第２の構成によれば、樹脂製あるいは金属製のすべり板の上面のうち熱膨張耐火材で囲まれた領域は火災時に熱膨張耐火材で被覆され、また、熱膨張耐火材で囲まれた領域以外の曝露領域はシート状もしくはマット状の耐火材を載置することで被覆される。このように、という簡単な作業ですべり板上面の全面的な耐火被覆を行うことができ施工の手間を削減することができる。しかも、すべり板の上面に塵埃が堆積することも防止することができ免震装置の初期の性能を維持することができる。

本発明に係る免震構造の最も好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１は本発明に係る免震構造を適用した免震建物の斜視図、図２は免震建物のうち主に下部構造体の断面図、図３は免震装置まわりの構成を示す図、図４は免震プレートまわりの構成を示す図、図５は免震装置を構成するすべり支承とすべり板に施された耐火被覆構造の構成を示す図である。

先ず、図１を参照して免震建物Ａの全体構成を説明する。免震建物Ａは３層の住宅であり、１階は玄関、ホール及び階段室以外は外部空間であるピロティであり、２、３階に居室が構成されている。また構造種別としては、下部構造体Ｂを構成する基礎１及び円柱（１階柱）２が鉄筋コンクリート造、上部構造体Ｃを構成する２階及び３階の柱３、大梁４ａ〜４ｃからなる架構が鉄骨造であり、妻方向１スパン、桁行き方向２スパンで構成されている。

次に、図１及び図２を参照して下部構造体Ｂの構成について説明する。下部構造体Ｂは、ベタ基礎形式の基礎１を有し、基礎１から円柱２が立ち上がっている。円柱２の柱脚部２ｂは基礎梁１aと耐圧盤１ｂにより剛に固定されているが、柱頭部２ａは梁で連結されておらず、円柱２は片持ち状態で突出している。円柱２の直径は上部構造体Ｃから作用する荷重に基づき７００ｍｍに設定されている。なお、１ｃはピロティの床を構成する土間コンクリートである。

次に、図１〜図３を参照して上部構造体Ｃの構成について説明する。上部構造体Ｃにおいて、柱３は１５０ｍｍ角のシームレス（水平断面内に継目を持たない）角形鋼管で構成されており、平面的に円柱２と同じ位置に配置されている。柱３の側面の所定の位置にはボルト孔が穿設され後述する大梁４ａ〜４ｃが接合される梁接合部３ａが形成されており、柱３の下端部には後述するすべり支承１２が柱３と一体で形成されている。

隣接する柱３どうしを連結する大梁４ａ〜４ｃはＨ形鋼からなる。Ｈ形鋼の両端には柱３の梁接合部３ａに形成されたボルト孔に対応する位置にボルト孔が穿設された接合プレート４ａ１〜４ｃ１が溶接されている。そして、梁接合部３ａにメタルタッチされ高力ボルトで剛接合されている。

柱３の梁接合部３ａのうち大梁４ａ〜４ｃが接合されていない建物の外側方向の梁接合部３ａには、大梁４ａ〜４ｃと同一断面のＨ形鋼からなる片持ち梁５ａ〜５ｃが配置され、これらの片持ち梁５ａ〜５ｃの一端に大梁４ａ〜４ｃの接合プレート４ａ１〜４ｃ１と同様に構成された接合プレート５ａ１〜５ｃ１が溶接されている。そして、梁接合部３ａにメタルタッチされ高力ボルトで剛接合されている。片持ち梁５ａ〜５ｃの先端側には大梁４ａ〜４ｃと同一断面のＨ形鋼からなる鼻先梁６ａ〜６ｃが取り付けられている。

鼻先梁６ａ〜６ｃのフランジには外壁パネルの支持と位置決めの為の金物（不図示）が取り付けられ、該金物によってＡＬＣパネルからなる外壁パネル７が固定され外壁８が構成されている。また、対向する大梁４ａ〜４ｃの間にはＨ形鋼からなる小梁（不図示）が適宜架け渡された上で、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネルからなる床パネル９が前記各種梁の上フランジに載置されて床１０が構成されている。

上記片持ち梁５ａ〜５ｃや鼻先梁６ａ〜６ｃによって上部構造体Ｃの床１０は柱３よりもせり出した状態となり、後述する免震プレートＥや免震装置Ｄは床面の領域内に配置される。

また、免震建物Ａを耐火建築物とする為に、上部構造体を構成する柱３や前記各種梁４、５、６等の鉄骨部材の、ＡＬＣパネルからなる床パネル９や外壁パネル７で覆われない部位には所定の耐火性を有するロックウール、繊維混入珪酸カルシウム耐火被覆板、石膏ボート、マット状耐火被覆材等にて耐火被覆が施される（不図示）。

次に、図２、図３を参照して免震装置Ｄの構成について説明する。本実施例で使用される免震装置Ｄはすべり支承型であり、支持機能を有するすべり支承１２とすべり板１３、復元機能を有する復元ゴム１４、減衰機能を有するオイルダンパー１５で構成されている。

次に、図４を参照して免震プレートＥの構成について説明する。免震プレートＥは免震装置Ｄを載置あるいは固定する為の部材である。材質は表面に防錆塗装が施された鋼製である。なお、防錆塗装にかえて溶融亜鉛めっき等の防錆処理を施したものでもよい。形状は、外径１３７０ｍｍ、厚さ２９ｍｍの円盤状であり、上面にはすべり支承１２の移動範囲を規制する環状の突起部１１が溶接されて突起部１１の内部の面がすべり板載置部１６となっている。すべり板載置部１６の直径は、上部構造体Ｃに求められる免震効果から算定された相対的な最大変位に基づき８９０ｍｍに設定されており、また、上部構造体Ｃが最大限変位した際にも上部構造体Ｃからの鉛直荷重が免震プレートＥに対し圧縮力のみが作用し曲げが作用しないように設定されている。

突起部１１よりも外側の周縁部１７には復元ゴム１４、オイルダンパー１５をボルト固定する為のボルト孔１７ａが形成されている。このボルト孔１７ａは等間隔で４個所（９０度間隔）穿設されており、夫々対応する機能部材（復元ゴム１４あるいはオイルダンパー１５）のボルト孔に対応させて４個、６個の孔が穿設されている。

免震プレートＥのすべり板載置部１６及び円柱２との接触面以外の部分は吹き付けされたロックウールからなる湿式耐火被覆材１８にて被覆されている。

次に、図５を参照して免震装置Ｄを構成するすべり支承１２とすべり板１３、及びそれらに施された耐火被覆の詳細な構成について説明する。すべり支承１２は、円盤状のフランジ１２ａの下面中央の凹部にフランジ１２ａよりも小径の円盤状のすべり材保持片１２ｂを嵌め込んで固定し、更にすべり材保持片１２ｂ下面中央の凹部にすべり材保持片１２ｂよりも更に小径の円盤状のすべり材１２ｃを、その下端がすべり材保持片１２ｂの下面よりも突出するように嵌め込んで構成されている。そして、１階の大梁４ａの下フランジよりも下方に突出した柱３の下端部に溶接された円形の接合プレート３ｂの下面にボルト接合されている。すべり板１３は八角形の板状であり、免震プレートＥの突起部１１に頂点がほぼ内接するように、すべり板載置部１６に載置、固定されている。すべり支承１２及びすべり板１３は地震時に滑らかに変位するために表面にフッ素樹脂コーティングがなされている。

すべり支承１２のフランジ１２ａ下面におけるすべり材保持片１２ｂの周囲にはすべり支承１２すべりを覆うようにドーナツ状の熱膨張耐火材１９が接着されている。熱膨張耐火材１９は平常時にすべり板１３と接触しないように厚みが設定されている。柱３の耐火被覆はすべり支承１２のフランジ１２ａ側面下端部に到達するように構成されている。

本実施例のドーナツ状の熱膨張耐火材１９は、ブチルゴム、水添石油樹脂、ポリブデン、ポリ燐酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、熱膨張性黒鉛、炭酸カルシウムを、ニーダーを用いて溶解混錬して得られた樹脂組成物を、カレンダー成形によって、アルミ箔とガラスクロスからなる積層シートを積層させながらシート状に成形したもの（商品名：フィブロック、積水化学工業株式会社製）である。そして、２００度以上に熱せられた際に体積が２０倍以上に膨張するように設定されている。

熱膨張耐火材１９は、地震時に上部構造体Ｃが相対的に変位した際には上部構造体Ｃの変位に追従して変位し、変位が収束するとともに当初の位置に復帰する。そして、火災時には、熱膨張耐火材１９は熱によって膨張しすべり材１２ｃ及びすべり板１３の上面のうち上部構造体の荷重が伝達されるすべり支承１２下部の領域を火炎から効率よく保護することができる。

なお、熱膨張耐火材１９は、上記のようにフランジ１２ａの下面以外に、柱３下端の接合プレート３ｂもしくはフランジ１２ａの側端面に巻きつけるように接着してもよい。

すべり板１３の上面のうち、すべり支承１２下部の熱膨張耐火材１９で覆われた領域以外の曝露領域にはシート状の耐火材２０が載置されている。耐火材２０は、上記熱膨張耐火材１９と同一の材料で構成されており、平常時はすべり板１３上面に塵埃が堆積することを防止し、火災時には、すべり板１３上面を火炎から保護する。耐火材２０は、加工が容易ですべり板１３の上面に載置するだけであるので施工に手間を要しない。また、軽量かつ柔軟性を有するので地震時には容易に移動あるいは変形し上部構造体Ｃの変位（すべり支承の摺動）に影響を与えることがない。なお、地震時の上部構造体Ｃの変位によって位置ずれが生じる可能性があるが、すべり板１３上面に載置しているだけであるので容易に所定の位置に復帰させることができる。

耐火材２０としてはこのような所定の温度で熱膨張するシート状の材料に限らず、マット状のロックウールからなる耐火被覆材（商品名：マキベエ、ニチアス株式会社製等）などを適用することができ、同様の作用効果を発揮することができる。

本発明は、中間階における免震装置に限らず、一般的な地盤面付近に設けられる免震装置にも適用することが可能である。

本発明に係る免震構造を適用した免震建物の斜視図である。免震建物の主に下部構造体の断面図である。免震装置まわりの構成を示す図である。免震プレートまわりの構成を示す図である。免震装置を構成するすべり支承とすべり板に施された耐火被覆構造の構成を示す図である。

符号の説明

Ａ…免震建物
Ｂ…下部構造体
Ｃ…上部構造体
Ｄ…免震装置
Ｅ…免震プレート
１…基礎
１ａ…基礎梁
１ｂ…耐圧盤
１ｃ…土間コンクリート
２…円柱（１階柱）
２ａ…柱頭部
３…柱
３ａ…梁接合部
３ｂ…接合プレート
４ａ〜４ｃ…大梁
４ａ１〜４ｃ１…接合プレート
５ａ〜５ｃ…片持ち梁
５ａ１〜５ｃ１…接合プレート
６ａ〜６ｃ…鼻先梁
７…外壁パネル
８…外壁
９…床パネル
１０…床
１１…突起部
１２…すべり支承
１２ａ…フランジ
１２ｂ…すべり材保持片
１２ｃ…すべり材
１３…すべり板
１４…復元ゴム
１５…オイルダンパー
１６…受け板載置部
１７…周縁部
１７ａ…ボルト孔
１８…湿式耐火被覆材
１９…熱膨張耐火材
２０…耐火材

Claims

下部構造体に取り付けられるすべり板と上部構造体に前記すべり板の上面を摺動するように取り付けられる樹脂製あるいは金属製のすべり材とを有するすべり支承型の免震装置において、
前記すべり材の周囲に火災時に膨張して前記すべり材を被覆する熱膨張耐火材を前記すべり板と非接触状態を保って取り付けたことを特徴とする免震装置の耐火被覆構造。
前記すべり板は樹脂製あるいは金属製であり、その上面のうち前記熱膨張耐火材で覆われた領域以外の曝露領域をシート状もしくはマット状の耐火材で覆ったことを特徴とする請求項１に記載した免震装置の耐火被覆構造。