JP2011052432A - 柱免震装置接合構造、及び該柱免震装置接合構造を備える免震構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】免震装置と柱との接合部における鉛直荷重の伝達性能を向上することを目的とする。
【解決手段】柱１４が免震装置１２によって支持されている。この柱１４の少なくとも下部は筒体４０で構成されている。筒体４０の下端に設けられたベースプレート４４は、免震装置１２の上部プレート１８に接合されており、この状態で筒体４０にコンクリート４２が充填される。この結果、ベースプレート４４に形成された貫通孔４４Ａにコンクリート４２が流れ込み、コンクリート４２の充填圧、及びコンクリート４２の重量等の押圧力Ｆによって貫通孔４４Ａを塞ぐ薄板４６が上部プレート１８に圧接され、薄板４６と上部プレート１８とが密着する。
【選択図】図３

Description

本発明は、柱免震装置接合構造、及び該柱免震装置接合構造を備える免震構造物に関する。

図１４には、特許文献１に開示された免震装置と柱脚との接合構造２０２が示されている。この接合構造２０２は、積層ゴム２０４の上部フランジ２０６と、鉄骨筒状の連結体２０８（免震装置連結体本体）の下端に接合されたベースプレート２１０とをボルト２１２及びナット２１４で接合している。連結体２０８は鉄骨柱２１６と鉄骨梁２１８との仕口部２２０から下方へ延びており、仕口部２２０から積層ゴム２０４へ鉛直荷重を伝達する構成となっている。このように、特許文献１の接合構造は、フーチングのような鉄筋コンクリート造の固定部に積層ゴム２０４を固定する構成でないため、コンクリートの打設作業が不要となり、施工性が向上する。

しかしながら、特許文献１の接合構造２０２は、以下のような問題がある。即ち、連結体２０８と積層ゴム２０４との接合部には、連結体２０８から積層ゴム２０４へ鉛直荷重を確実に伝達可能な性能が求められるため、ベースプレート２１０の板厚や、連結体２０８を補強するリブ２２２が増加する。また、ベースプレート２１０と上部フランジ２０６との密着性が悪い場合、十分な応力伝達を確保することができない。従って、ベースプレート２１０の上部フランジ２０６との接触面を機械加工等によって精度良く加工し、ベースプレート２１０と上部フランジ２０６との密着性を確保する必要があるため、ベースプレート２１０の製作コストが増大する。このような問題は、積層ゴム２０４に限らず、滑り支承についても同様に発生する。特に、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、一般的な積層ゴム２２４では、地震時に積層ゴム２２４がせん断変形（水平変形）すると、積層されたゴム同士の重なり合う部分が減少し、鉛直荷重Ｎに対して有効に抵抗する有効受圧面Ｓ（斜線部）が減少する。この結果、積層ゴム２２４の上部フランジ２２８に接合されるベースプレート（不図示）に局所的に大きな応力度が発生したり、偏在応力度が発生したりする。従って、前述したベースプレートの強度や、上部フランジとの密着性の問題が顕著となる。なお、符号２３０は、積層ゴム２２４に発生する応力度分布である。

特開２００２−３７１７２３号公報

本発明は、上記の事実を考慮し、免震装置と柱との接合部における鉛直荷重の伝達性能を向上することを目的とする。

請求項１に記載の柱免震装置接合構造は、少なくとも柱の下部を構成すると共に、内部に充填材が充填される筒体と、前記筒体の下端に設けられると共に、該筒体の内部に通じる貫通孔が形成されたベースプレートと、前記柱を支持すると共に、前記ベースプレートが接合される上部プレートを有する免震装置と、を備えている。

上記の構成によれば、柱が免震装置によって支持されている。この柱の少なくとも下部は筒体で構成されている。筒体の下端に設けられたベースプレートは、免震装置の上部プレートに接合されており、この状態で筒体に充填材が充填される。この結果、ベースプレートに形成された貫通孔に充填材が流れ込み、充填材の充填圧、及び充填材の重量によって上部プレートが押圧される。この充填材を介して、柱の鉛直荷重の一部又は全部が上部プレートへ伝達される。

ここで、筒体に充填材を充填したことにより、柱の鉛直荷重が分散されて上部プレートへ伝達されるため、ベースプレートに発生する局所応力度、偏在応力度が低減される。従って、ベースプレートに求められる性能（剛性、耐力）が低減され、ベースプレートの板厚や補強を減らすことができる。

また、ベースプレートの貫通孔に流れ込む充填材を介して、柱の鉛直荷重が上部プレートへ伝達される。従って、従来の接合構造２０２（図１４参照）のように、ベースプレート２１０の上部フランジ２０６との接触面を機械加工等によって精度良く加工し、ベースプレート２１０と上部フランジ２０６との密着性を確保する必要がない。従って、ベースプレートの製作コストを低減することができる。なお、ここで言う柱とは、柱と当該柱に接合される梁との接合部（仕口部）を含む概念である。

請求項２に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１に記載の柱免震装置接合構造において、前記貫通孔に流れ込む前記充填材と前記上部プレートとの界面に、前記充填材と前記上部プレートとの付着を抑制する付着抑制手段が設けられている。

上記の構成によれば、付着抑制手段によって、貫通孔に流れ込む充填材と上部プレートとの付着が抑制されるため、免震装置の交換作業が容易となる。

請求項３に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１又は請求項２に記載の柱免震装置接合構造において、前記柱には、水平部材が接合された仕口部が設けられ、前記筒体には、少なくとも前記柱の最下端側の前記仕口部まで前記充填材が充填されている。

上記の構成によれば、筒体には、少なくとも柱の最下端側の仕口部まで充填材が充填されている。このように応力集中部である仕口部に充填材を充填することにより、当該仕口部の剛性、耐力が増大するため、水平部材から柱へ伝達される応力の伝達効率が向上する。また、仕口部に伝達された水平部材の応力は、充填材を介して免震装置へ分散されて伝達される。従って、水平部材から免震措置へ伝達される応力の伝達効率が向上する。

請求項４に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造において、前記付着抑制手段が、前記充填材によって前記上部プレートに密着される薄板又はシート材、若しくは前記上部プレートの表面に塗布される剥離材である。

上記の構成によれば、付着抑制手段が、薄板又はシート材、若しくは剥離剤とされている。薄板又はシート材は、充填材の充填圧及び充填材の重量によって上部プレートに密着するため、当該薄板又はシート材と上部プレートとの間の応力伝達を良好に保ちつつ、充填材と上部プレートとの付着を抑制することができる。また、薄板として薄鋼板を用いることにより、溶接等によって簡単にベースプレートに仮止めできるため、施工性が向上する。一方、剥離剤は、上部プレートの上面に塗布するだけで良いため、施工性に優れると共に、単純な構成で上部プレートと充填材との付着を抑制することができる。

請求項５に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１〜４の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造において、前記筒体には、該筒体の側壁が、下方へ向かって外側へ傾斜する傾斜部が設けられている。

上記の構成によれば、筒体には傾斜部が設けられている。傾斜部では、筒体の側壁が、下方へ向かって外側へ傾斜している。即ち、傾斜部が設けられた筒体の水平断面積は、当該筒体の下端に向かって徐々に大きくなっている。従って、柱の鉛直荷重が分散されて上部プレートへ伝達される。よって、傾斜部を設けない場合と比較して、ベースプレートに発生する応力度が小さくなり、当該ベースプレートに求められる性能が低減されるため、ベースプレートの板厚や補強を減らすことができる。また、柱の水平断面積が大きくなるため、傾斜部を設けない場合と比較して、ベースプレートに形成される貫通孔を大きくすることができる。即ち、筒体に充填されたコンクリートによって上部プレートを押圧する面積を大きくすることができる。更に、筒体に充填される充填材の容量が増えるため、コンクリートによる上部プレートの押圧力が増加する。従って、柱から免震装置へ伝達される鉛直荷重の伝達効率が向上する。

請求項６に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１〜５の何れか１項に記載された柱免震装置接合構造において、前記充填材が、コンクリートであり、前記筒体が、前記コンクリートが充填される角形鋼管、又は丸形鋼管である。

上記の構成によれば、筒体が角形鋼管又は丸形鋼管とされており、これらの角形鋼管又は丸形鋼管には充填材としてのコンクリートが充填されている。即ち、少なくとも柱の下部が、いわゆるＣＦＴ（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｉｌｌｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅ）造となっている。一般的にＣＦＴ造の柱は、コンクリートによって角形鋼管等のせん断座屈、曲げ座屈が抑制されるため、Ｓ造の柱と比較して靭性が向上する。また、角形鋼管等によってコンクリートが拘束されるため、柱の剛性、耐力が向上する。更に、コンクリートによって角形鋼管等の内部の気密性が高まるため、角形鋼管等の内壁の腐食が抑制される。更にまた、コンクリートの熱容量が角形鋼管等に加算されるため、柱の耐火性が向上する。

請求項７に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１〜６の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造において、前記柱の上部は、該柱の下部を構成する前記筒体に軸力を伝達する形鋼部材で構成されている。

上記の構成によれば、柱の上部が形鋼部材で構成されており、この形鋼部材から柱の下部を構成する筒体に軸力が伝達される。このように、筒体は柱の下部にのみ設けることができる。

請求項８に記載の柱免震装置接合構造は、請求項１〜７の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造において、平面視にて、前記貫通孔の中心が、前記柱及び前記免震装置の中心に位置している。

上記の構成によれば、貫通孔の中心が、前記柱及び免震装置の中心に位置している。従って、柱の中心から免震装置の中心へ鉛直荷重が伝達されるため、鉛直荷重に対して免震装置が効率的に抵抗可能となり、免震装置に所定の免震性能を発揮させることができる。また、免震装置に発生する偏在応力度が低減されるため、免震装置の長寿命化を図ることができる。

請求項９に記載の免震構造物は、免震装置が固定される下部構造体と、前記下部構造体の上方に構築される上部構造体と、前記上部構造体を構成すると共に、前記免震装置によって支持され、該免震装置に前記上部構造体からの鉛直荷重を伝達する柱と、前記免震装置と前記柱とに適用された請求項１〜８の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造と、を備えている。

上記の構成によれば、上部構造体からの鉛直荷重が、柱を介して免震装置へ伝達される。これらの柱及び免震装置には、請求項１〜８の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造が適用されている。これにより、柱の鉛直荷重が分散されて上部プレートへ伝達されるため、ベースプレートに発生する局所応力度、偏在応力度が低減される。従って、ベースプレートの板厚や補強を減らすことができる。

また、ベースプレートに形成された貫通孔に流れ込む充填材を介して、柱の鉛直荷重が上部プレートに伝達されるため、ベースプレートの上部プレートとの接触面に求められる加工精度（上部プレートとの密着精度）が低減される。従って、ベースプレートの製作コストを削減することができる。よって、経済性に優れた免震構造物を構築することができる。

請求項１０に記載の免震構造物は、請求項９に記載の免震構造物において、前記免震装置が、前記上部構造体と前記下部構造体との間に設けられた中間免震層又は基礎免震層に配置されている。

上記の構成によれば、免震装置が、中間免震層又は基礎免震層に設置されている。即ち、免震構造物の構造に応じて、中間免震層又は基礎免震層に免震装置を設けることができる。従って、設計自由度が向上された免震構造物を構築することができる。

本発明は、上記の構成としたので、免震装置と柱との接合部における鉛直荷重の伝達性能を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る柱免震装置接合構造が適用された柱及び免震装置を示す、立面図である。 図１の１−１線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る柱と免震装置との接合部を示す、図１の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る柱免震装置接合構造を示す、立面図である。 図４の４−４線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る柱の変形例を示す、立面図である。 図６の６−６線断面図である。 本発明の第１実施形態に係る柱免震装置接合構造の変形例を示す、図３に相当する図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係るベースプレートと上部プレートとの施工方法を示す、説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係るベースプレートと上部プレートとの施工方法を示す、説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第１、第２実施形態に係る筒体の変形例を示す、斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る柱免震装置接合構造の変形例が適用された柱と免震装置を示す、立面図である。 中間免震層に設けられた免震装置を示す、立面図である。 従来技術が適用された柱と免震装置を示す、立面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、一般的な積層ゴムの応力状態を示す、説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

先ず、第１実施形態について説明する。

図１〜図３には、第１実施形態に係る柱免震装置接合構造が適用された免震装置１２及び柱１４を備える免震構造物１０が示されている。免震構造物１０は、コンクリート造の基礎（下部構造体）２２と、当該基礎２２の上方に構築された上部構造体２４とを備えている。これらの基礎２２と上部構造体２４との間に形成された基礎免震層には、免震装置１２が設けられている。免震装置１２は、鋼板と板状の弾性体とが交互に積層された積層ゴム１６と、当該積層ゴム１６の上部に設けられた上部プレート１８と、積層ゴム１６の下部に設けられた下部プレート２０とを備えている。免震装置１２の下部プレート２０に形成された貫通孔（不図示）には、基礎２２に埋設されたアンカーボルト２６が貫通されており、このアンカーボルト２６及びナット２８により、下部プレート２０が基礎２２に固定されている。

免震装置１２の上には、上部構造体２４を構成する柱１４が立てられている。柱１４には、上部構造体２４の最下階を構成する梁（水平部材）３０が接合される仕口部１４Ａが設けられている。仕口部１４Ａには、外ダイア形式のダイアフラム３４及びガセットプレート３６が設けられており、当該仕口部１４Ａに梁３０の端部が接合されている。梁３０はＨ形鋼からなり、その端部がダイアフラム３４に溶接されると共に、ガセットプレート３６に高力ボルト３８及びナット（不図示）で摩擦接合され、柱１４との間で応力（せん断力、曲げモーメント等）を伝達可能に接合されている。なお、柱１４と梁３０との接合には、従来公知の種々の接合構造を採用することができる。

柱１４は、角形鋼管からなる筒体４０の内部に、コンクリート４２を充填して構成されたＣＦＴ造とされている。筒体４０の下端には、ベースプレート４４が設けられている。鋼製のベースプレート４４は溶接等で筒体４０に接合されており、その中央部に貫通孔４４Ａ（図２参照）が形成されている。貫通孔４４Ａは、平面視にて筒体４０内に収まるように形成されており、筒体４０の内部に通じている。この貫通孔４４Ａの大きさを増減することにより、後述する薄板４６と上部プレート１８との密着面積が調整される。また、ベースプレート４４と筒体４０とは、ベースプレート４４の上面に立設された補強リブ４８によって補強されている。なお、補強リブ４８は必要に応じて適宜設ければ良い。

図３に示されるように、ベースプレート４４の下面には薄板（付着抑制手段）４６が設けられており、当該薄板４６を介してベースプレート４４が免震装置１２の上部プレート１８の上に載置されている。薄板４６は、ベースプレート４４及び上部プレート１８と平面形状、大きさが同一又は略同一とされており、貫通孔４４Ａに流れ込んだコンクリート４２が当該貫通孔４４Ａから漏れ出し、上部プレート１８に付着しないように貫通孔４４Ａを塞いでいる。また、薄板４６はベースプレート４４よりも薄く、筒体４０にコンクリート４２が充填されたときに、貫通孔４４Ａに流れ込むコンクリート４２の充填圧及びコンクリート４２の重量によって上部プレート１８に密着するように、その板厚、面外剛性等が設計されている。即ち、上部プレート１８に密着された薄板４６を介して、柱１４の鉛直荷重が上部プレート１８へ均等に分散して伝達されるように、薄板４６が設計されている。

なお、貫通孔４４Ａの中心は、柱１４及び免震装置１２の中心に位置している。即ち、柱１４は、その材軸が免震装置１２の中心軸に一致するように配置されており、これらの柱１４の材軸及び免震装置の中心軸に貫通孔４４Ａの中心が一致するように、ベースプレート４４が配置されている。これにより、柱１４の鉛直荷重が、当該柱１４の中心から免震装置１２の中心へ伝達されるようになっている。なお、貫通孔４４Ａの中心が、柱１４及び免震装置１２の中心に位置していることが望ましいが、これに限定されず、貫通孔４４Ａの中心が、柱１４及び免震装置１２の中心から外れていても良い。

ベースプレート４４と上部プレート１８とは、応力伝達手段としてのボルト５０及びナット５２によって接合されており、柱１４と免震装置１２との間で応力（せん断力、曲げモーメント）等が伝達可能となっている。なお、応力伝達手段としては、ボルト５０、ナット５２に替えて、せん断ピン、ＰＣ鋼材、シアキー、溶接等を用いることができる。

次に、第１実施形態の作用について説明する。

上部構造体２４を構成する柱１４は、基礎２２に固定された免震装置１２によって支持されている。即ち、柱１４から免震装置１２へ鉛直荷重が伝達される。柱１４を構成する筒体４０の下端に設けられたベースプレート４４と、免震装置１２を構成する上部プレート１８との間には薄板４６が設けられ、これらのベースプレート４４、薄板４６、及び上部プレート１８は、ボルト５０及びナット５２で接合されている。この状態で、筒体４０の内部にコンクリート４２が充填される。この結果、ベースプレート４４に形成された貫通孔４４Ａにコンクリート４２に流れ込み、当該コンクリート４２の充填圧及びコンクリート４２の重量等の押圧力Ｆ（図３参照）によって薄板４６が上部プレート１８に圧接され、薄板４６が上部プレート１８に密着する。

ここで、筒体４０にコンクリート４２を充填したことにより、当該コンクリート４２を介して柱１４の鉛直荷重の一部又は全部が、上部プレート１８、積層ゴム１６へ伝達される。従って、柱１４の鉛直荷重が分散されて上部プレート１８、積層ゴム１６へ伝達されるため、筒体４０にコンクリート４２を充填しない場合と比較して、ベースプレート４４に発生する局所応力度、及び偏在応力度が減少する。よって、ベースプレート４４に求められる性能（剛性、耐力等）が低減されるため、ベースプレート４４の板厚や、ベースプレート４４と筒体４０とを補強する補強リブ４８を減らすことができる。

また、筒体４０に充填されるコンクリート４２の充填圧、及びコンクリート４２の重量等の押圧力Ｆによって、鉛直荷重の伝達経路である薄板４６と上部プレート１８の密着性が確保される。従って、薄板４６と上部プレート１８との間の鉛直荷重の伝達効率が向上する。ここで、従来の接合構造２０２（図１４参照）では、ベースプレート２１０と上部フランジ２０６との密着性を確保するために、ベースプレート２１０の上部フランジ２０６との接触面を機械加工等によって精度良く加工する必要があるが、本実施形態ではこのような機械加工をベースプレート４４に施す必要がない。従って、ベースプレート４４の製作コストを削減することができる。更に、貫通孔４４Ａは薄板４６によって塞がれているため、当該貫通孔４４Ａに流れ込むコンクリート４２と上部プレート１８との付着が抑制される。従って、免震装置１２の交換作業が容易となり、免震装置１２のメンテナンス性が向上する。

また、貫通孔４４Ａの中心が、柱１４及び免震装置１２の中心に位置している。即ち、柱１４の材軸と免震装置１２の中心軸が一致すると共に、これらの柱１４の材軸及び免震装置１２の中心軸に貫通孔４４Ａの中心が一致している。従って、柱１４の鉛直荷重が、柱１４の中心から免震装置１２の中心へ伝達されるため、柱１４の鉛直荷重に対して免震装置１２が効率的に抵抗する。従って、免震装置１２に所定の免震性能を発揮させることができる。また、免震装置１２の上部プレート１８に発生する偏在応力度が低減されるため、免震装置１２の長寿命化を図ることができる。

更に、鉛直荷重の伝達経路である薄板４６と上部プレート１８との密着部（密着面積）は、ベースプレート４４に形成する貫通孔４４Ａの大きさによって調整される。従って、単純な構成で、安定した鉛直荷重の伝達経路を設けることができる。なお、筒体４０に発生するせん断力、曲げモーメント等の応力は、ベースプレート４４から応力伝達手段としてのボルト５０を介して上部プレート１８へ伝達される。従って、ベースプレート４４は、貫通孔４４Ａによる薄板４６と上部プレート１８との密着面積に加えて、筒体４０に発生するせん断力、曲げモーメント等の応力を上部プレート１８に伝達可能な強度（断面積）を備えるように設計される。

なお、本実施形態では、筒体４０とベースプレート４４との溶接部（溶接代）として、また、筒体４０からベースプレート４４へ伝達される軸力の伝達経路（筒体４０の側壁から４５度方向へ広がる伝達経路）を確保するために、筒体４０の内側に僅かにベースプレート４４を残しているが、これに限定されない。薄板４６と上部プレート１８との密着面積を大きくする場合には、筒体４０の内側に残すベースプレート４４を省略し、筒体４０の外周に沿って貫通孔４４Ａを形成することも可能である。また、貫通孔４４Ａの形状は、四角形に限らず、多角形や、円形、楕円形でも良い。

また、筒体４０には、当該筒体４０の頂部までコンクリート４２が充填されており、梁３０が接合される柱１４の仕口部１４Ａにも、コンクリート４２が充填されている。即ち、少なくとも柱１４の最下端側の仕口部１４Ａまでコンクリート４２が充填されている。従って、コンクリート４２によって、応力集中部である仕口部１４Ａの剛性、耐力が増強されるため、梁３０から柱１４へ伝達される応力（せん断力、曲げモーメント等）の伝達効率が向上する。また、仕口部１４Ａに伝達された梁３０の応力は、コンクリート４２を介して、上部プレート１８、積層ゴム１６へ分散されて伝達される。従って、梁３０から免震装置１２へ伝達される応力の伝達効率が向上する。

なお、筒体４０には、前述のように薄板４６を上部プレート１８に密着させるのに十分なコンクリート４２が充填されていれば良い。即ち、筒体４０には、必ずしも柱１４の最下端側にある仕口部１４Ａまでコンクリート４２を充填する必要はないが、当該仕口部１４Ａまでコンクリート４２を充填するにより、前述したように梁３０から免震装置１２へ伝達される応力の伝達効率を向上することができる。また、本実施形態では、柱１４の仕口部１４Ａに梁３０が接合されているが、梁３０に替えて上部構造体２４の最下階を構成する床スラブ等を接合しても良い。この場合、柱１４と床スラブとの仕口部までコンクリート４２を充填するにより、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、上部構造体２４に鉄筋コンクリート造のフーチング等を設けて免震装置１２を固定する構成ではないため、免震装置１２の上に柱１４を直接立てることができ、筒体４０にコンクリート４２を充填するという単純な施工作業で免震装置１２と柱１４とを接合することができる。よって、施工性が向上すると共に、工期の短縮化を図ることができる。

更に、柱１４は、筒体４０の内部にコンクリート４２を充填したＣＦＴ造とされている。従って、コンクリート４２によって筒体４０の座屈、曲げ座屈が抑制されるため、一般的なＳ造の柱と比較して柱１４の靭性が向上する。また、筒体４０によってコンクリート４２が拘束されるため、柱１４の剛性、耐力が向上する。更に、コンクリート４２によって筒体４０の内部の気密性が高まるため、筒体の内壁の腐食が抑制される。更にまた、コンクリート４２の熱容量が筒体４０に加算されるため、柱１４の耐火性が向上する。

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図４には、第２実施形態に係る柱免震装置接合構造が適用された柱６２と免震装置１２が示されている。柱６２は、筒体６４の内部にコンクリート４２を充填して構成されたＣＦＴ造とされている。筒体６４は、その側面が鉛直又は略鉛直とされた角形鋼管からなる鉛直部６４Ａ、６４Ｂと、これらの鉛直部６４Ａ、６４Ｂの間に設けられた傾斜部６４Ｃと、を接合して構成されている。鉛直部６４Ａ、６４Ｂと傾斜部６４Ｃとはダイアフラム６６、６８を介して接合されている。これらのダイアフラム６６、６８及び傾斜部６４Ｃの側壁には、Ｈ形鋼からなる梁７０の端部が溶接接合されている。即ち、柱６２の仕口部６２Ａに、傾斜部６４Ｃが設けられている。なお、ダイアフラム６６、６８は、いわゆる通しダイア形式とされており、各ダイアフラム６６、６８の中央部にコンクリート４２を通すための貫通孔６６Ａ、６８Ａが形成されている。

傾斜部６４Ｃを構成する各側壁は、鉛直部６４Ａの下端から下方へ向かって外側へ傾斜し、鉛直部６４Ｂの上端まで延びている。即ち、傾斜部６４Ｃでは、柱６２の水平断面積が下方へ向かって徐々に大きくなっている。これにより、平面視にて柱６２の下部が積層ゴム１６をほぼ包含するようになっている（図５参照）。

次に、第２実施形態の作用について説明する。

柱６２を構成する筒体６４には、傾斜部６４Ｃが設けられている。この傾斜部６４Ｃによって、柱６２の水平断面積が、下方へ向かって徐々に大きくされている。従って、柱６２の鉛直荷重が分散されて上部プレート１８へ伝達される（図４において矢印Ｘ）。よって、傾斜部６４Ｃを設けない場合と比較して、ベースプレート４４に発生する応力度が小さくなり、ベースプレート４４に求められる性能（剛性、耐力等）が低減されるため、ベースプレート４４の板厚や、ベースプレート４４と筒体４０とを補強する補強リブ４８を減らすことができる。また、柱６２の水平断面積が大きくなるため、ベースプレート４４に形成する貫通孔４４Ａを大きくすることができる。即ち、薄板４６と上部プレート１８との密着面積を大きくすることが可能となる。更に、傾斜部６４Ｃを設けたことにより、筒体６４の内部に充填可能なコンクリート４２の容量が増えるため、薄板４６を上部プレート１８に圧接するコンクリート４２の重量が大きくなる。よって、柱６２から上部プレート１８へ伝達される鉛直荷重の伝達効率が向上する。

なお、本実施形態では、平面視にて傾斜部６４Ｃが積層ゴム１６をほぼ包含しているが、これに限定されない。傾斜部６４Ｃを設けて柱６２の水平断面積が大きくすることにより、上記の作用及び効果を得ることができる。従って、平面視にて柱６２が積層ゴム１６を包含していなくても良い。

また、本実施形態では、柱６２の仕口部６２Ａに傾斜部６４Ｃを設けているが、傾斜部６４Ｃを設ける位置は適宜変更可能である。また、傾斜部６４Ｃの下に鉛直部６４Ｂを設けているが、鉛直部６４Ｂを省略し、傾斜部６４Ｃの下端にベースプレート４４を設けても良いし、柱６２の全部を傾斜部６４Ｃで構成しても良い。

次に、第２実施形態に係る柱の変形例について説明する。

図６及び図７に示されるように、本変形例では、柱７４の上部が形鋼部材７６で構成されている。柱７４の下部は筒体６４で構成されており、形鋼部材７６の鉛直荷重が筒体６４に伝達されるように、形鋼部材７６と筒体６４とが接合されている。形鋼部材７６はＨ形鋼からなり、ダイアフラム７８を介して傾斜部６４Ｃに接合されている。ダイアフラム７８には注入孔７８Ａ（図７参照）が形成されており、当該注入孔７８Ａから筒体６４の内部にコンクリート４２が充填可能となっている。また、筒体６４の内部には、形鋼部材７６のウェブ７６Ａに連続するように、立面視にて台形の補強プレート８０（図６参照）が設けられている。この補強プレート８０は、筒体６４内に充填されたコンクリート４２に埋設されている。筒体６４は、傾斜部６４Ｃと、傾斜部６４Ｃの下端にダイアフラム６８を介して接合された鉛直部６４Ｂとから構成されている。

このように、柱７４の構成する筒体６４は、柱７４の下部にのみ設けることができる。この際、柱７４の上部は、上部構造体２４の構造に応じて適宜変更することができる。本変形例では、Ｈ形鋼からなる形鋼部材７６を用いたが、Ｔ形鋼や、２つのＩ形鋼を交差させたクロスＩ形鋼を用いても良い。また、柱７４の上部を、鉄筋コンクリート造、鉄筋鉄骨コンクリート造とすることも可能である。

なお、上記第１、第２実施形態では、ベースプレート４４と上部プレート１８との間に薄板４６を設けたが、これに限定されない。薄板４６は、コンクリート４２と上部プレート１８との付着を抑制できれば良く、例えば、図８に示されるように、ベースプレート４４に形成された貫通孔４４Ａに薄板８２を嵌め込むことにより、コンクリート４２と上部プレート１８との付着を抑制しても良い。この際、この薄板８２と貫通孔４４Ａの内周壁との隙間はシール剤等によって適宜シールすれば良い。また、図８に示す構成において、ベースプレート４４に貫通孔４４Ａを形成するのではなく、ベースプレート４４の中央部を切削して凹部を形成し、当該凹部の底壁を薄板として用いても良い。

更に、付着抑制手段としての薄板４６に替えて、ビニール素材等からなるシート材や、サランラップ（登録商標）を、コンクリート４２と上部プレート１８との界面に設けて、コンクリート４２と上部プレート１８との付着を抑制しても良い。シート材等は、上部プレート１８の表面に馴染み易く、また、取扱いが容易であるため施工性に優れている。また、上部プレート１８の上面に剥離剤を塗布することにより、コンクリート４２と上部プレート１８との付着を抑制することもできる。剥離剤は、上部プレート１８の上面に塗布するだけで良いため、施工性に優れると共に、単純な構成で上部プレート１８とコンクリート４２との付着を抑制することができる。また、コンクリート４２と上部プレート１８との付着が問題とならない場合は、薄板４６等の付着抑制手段を省略し、コンクリート４２で上部プレート１８を直接押圧し、柱の鉛直荷重を免震装置へ伝達することも可能である。

また、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、筒体４０の下端に、中央部が下方へ向かって凸になるようにベースプレート４４を溶接し、当該中央部を支点としてベースプレート４４の外周部をボルト５０及びナット５２で締め付けることにより、ベースプレート４４、薄板４６、及び上部プレート１８の密着性を高めても良い。なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す構成では、筒体４０の外側から筒体４０とベースプレート４４とを溶接することにより、溶接熱によるひずみによって中央部が凸となるようにベースプレート４４を変形させている。

また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、ベースプレート４４の外周部、及びベースプレート４４の貫通孔４６Ａの縁が、それぞれ筒体４０の下端から下方へ向かって湾曲するように、ベースプレート４４を筒体４０の下端に溶接しても良い。この場合、ベースプレート４４と上部プレート１８とが接触しない部位をボルト５０及びナット５２で締め付けることにより、ベースプレート４４の弾性力によってベースプレート４４、薄板４６、及び上部プレート１８の密着性を高めることができる。なお、上記では溶接熱によってベースプレート４４を変形させたが、プレス機等によってベースプレート４４を変形させることもできる。また、図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）では、理解を容易にするためにベースプレート４４の変形を誇張して示している。

更に、上記第１、第２実施形態では、角形鋼管で筒体４０を構成したが、これに限定されない。筒体４０は、その内部にコンクリート４２を充填可能であれば良く、丸形鋼管を用いても良いし、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、Ｈ形鋼８４のフランジ８４Ａ間に板材８６を渡し、これらの板材８６、フランジ８４Ａ、及びウェブ８４Ｂで筒体を構成し、その内部にコンクリートを充填しても良い。

また、上記第１、第２実施形態では、免震装置１２として積層ゴム１６を例に説明したが、滑り支承、弾性滑り支承、転がり支承等の種々の免震装置と柱に適用することができる。例えば、図１２には、第１実施形態に係る柱免震装置接合構造が適用された柱１４と、免震装置９０が示されている。免震装置９０は、滑り支承９２と、当該滑り支承９２の上部に設けられた上部プレート１８とを備えている。基礎２２の上面には、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ステンレス等の低摩擦材料からなる滑り板９４がアンカーボルト２６によって固定されている。滑り板９４の上には、先端部に、滑り板９４と同様の低摩擦材料からなる滑り材９６が設けられた滑り支承９２が載置されている。滑り支承９２の上部には上部プレート１８が設けられており、当該上部プレート１８に、薄板４６を介して柱１４のベースプレート４４が接合されている。これにより、上記と同様の効果を得ることができる。

更に、上記第１、第２実施形態は、図１３に示されるように、中間免震層に設けられた免震装置１０２にも適用することができる。免震構造物９９は、基礎２２の上に構築された下部構造体９８と、当該下部構造体９８の上方に構築された上部構造体１００とを備え、これらの下部構造体９８と上部構造体１００との間に形成された中間免震層に免震装置１０２が設けられている。免震装置１０２は、下部構造体９８を構成する柱１０１の頂部に固定されている。また、免震装置１０２の上には、上部構造体１００を構成する柱１０４が立てられており、当該柱１０４と免震装置１０２とが接合されている。このように、上記第１、第２実施形態は、基礎免震層に設けられた免震装置に限らず、中間免震層に設けられた免震装置にも適用することができる。また、図示を省略するが、地下基礎免震層に設けられた免震装置と、上部構造体を構成する柱にも適用することができる。

また、上記第１、第２実施形態では、筒体４０、６４に充填する充填材としてコンクリート４２を用いたが、コンクリート４２に替えて、モルタル、グラウトを用いても良い。

以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 免震構造物
１２ 免震装置
１４ 柱
１４Ａ 仕口部
１８ 上部プレート
２２ 基礎（下部構造体）
２４ 上部構造体
３０ 梁（水平部材）
４０ 筒体
４２ コンクリート（充填材）
４４ ベースプレート
４４Ａ 貫通孔
４６ 薄板（付着抑制手段）
６２ 柱
６２Ａ 仕口部
６４Ｃ 傾斜部
６４ 筒体
７０ 梁（水平部材）
７４ 柱
７６ 形鋼部材
８２ 薄板（付着抑制手段）
８４ Ｈ形鋼（筒体）
８６ 板材（筒体）
９０ 免震装置
９９ 免震構造物
９８ 下部構造体
１００ 上部構造体
１０２ 免震装置
１０４ 柱

Claims (10)

1. 少なくとも柱の下部を構成すると共に、内部に充填材が充填される筒体と、
   前記筒体の下端に設けられると共に、該筒体の内部に通じる貫通孔が形成されたベースプレートと、
   前記柱を支持すると共に、前記ベースプレートが接合される上部プレートを有する免震装置と、
   を備える柱免震装置接合構造。
2. 前記貫通孔に流れ込む前記充填材と前記上部プレートとの界面に、前記充填材と前記上部プレートとの付着を抑制する付着抑制手段が設けられている請求項１に記載の柱免震装置接合構造。
3. 前記柱には、水平部材が接合された仕口部が設けられ、
   前記筒体には、少なくとも前記柱の最下端側の前記仕口部まで前記充填材が充填されている請求項１又は請求項２に記載の柱免震装置接合構造。
4. 前記付着抑制手段が、前記充填材によって前記上部プレートに密着される薄板又はシート材、若しくは前記上部プレートの表面に塗布される剥離材である請求項１〜３の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造。
5. 前記筒体には、該筒体の側壁が、下方へ向かって外側へ傾斜する傾斜部が設けられている請求項１〜４の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造。
6. 前記充填材が、コンクリートであり、
   前記筒体が、前記コンクリートが充填される角形鋼管、又は丸形鋼管である請求項１〜５の何れか１項に記載された柱免震装置接合構造。
7. 前記柱の上部は、該柱の下部を構成する前記筒体に軸力を伝達する形鋼部材で構成されている請求項１〜６の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造。
8. 平面視にて、前記貫通孔の中心が、前記柱及び前記免震装置の中心に位置している請求項１〜７の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造。
9. 免震装置が固定される下部構造体と、
   前記下部構造体の上方に構築される上部構造体と、
   前記上部構造体を構成すると共に、前記免震装置によって支持され、該免震装置に前記上部構造体からの鉛直荷重を伝達する柱と、
   前記免震装置と前記柱とに適用された請求項１〜８の何れか１項に記載の柱免震装置接合構造と、
   を備える免震構造物。
10. 前記免震装置が、前記上部構造体と前記下部構造体との間に設けられた中間免震層又は基礎免震層に配置されている請求項９に記載の免震構造物。

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