JP2012233362A - 免震建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】免震ピットに上部建築構造部が衝突するような大きな地震が発生する場合においても、免震装置の機能を充分に発揮できると共に、免震ピットまわりの復旧を簡単に実施できるようにする。
【解決手段】免震ピット１の土留め壁５の内側に、間隔をあけて免震装置３が設けられ、免震装置３を介して上部建築構造部２が横移動可能な状態に支持されている免震建築物であって、土留め壁５は、少なくとも、免震装置３の水平変位に伴って上部建築構造部２と干渉する高さ範囲ｈ２を、自立性と衝撃吸収性とを備えた改良土６で構成してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、免震ピットの土留め壁の内側に、間隔をあけて免震装置が設けられ、前記免震装置を介して上部建築構造部が横移動可能な状態に支持されている免震建築物に関する。

従来、この種の免震建築物は、免震ピット内に免震装置（例えば、積層ゴム支承式免震装置や、ダンパーや、滑り支承式免震装置等）を設置して、その免震装置の上に上部建築構造部を載置状態に形成することで、地震力が作用した時に、免震ピットと上部建築構造部との相対的な水平変位を前記免震装置によって緩和吸収し、実質的な上部建築構造部の横揺れの低減を図れるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
また、前記免震ピットは、基礎部分も土留め壁も、鉄筋コンクリート造によって形成されており、土留め壁と上部建築構造部との間には、免震装置の水平変位に伴って両者が衝突するのを防ぐための隙間が確保されていた。
その隙間は、免震装置の設計用地震動の作用に伴う水平変形量程度の寸法に設定されていることが多い。

特開２０１０−１８９９２２号公報（図１）

上述した従来の免震建築物によれば、設計で想定されている範囲内の地震が発生した場合は、免震ピット内で、上部建築構造部は衝突することなく免震装置によって水平に変位することができる。しかしながら、地震動が想定を超える大きなものである場合、上部建築構造部は、土留め壁に激突し、双方の当接部が大破する虞があり、地震の後の復旧に時間と費用がかかる。
また、上部建築構造部が土留め壁に激突することで、それまで免震装置を介して上部建築構造部に流れていた地震力が、直接的に伝わることになり、免震装置の充分な機能を阻害してしまう虞もある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、免震ピットに上部建築構造部が衝突するような大きな地震が発生する場合においても、免震装置の機能を充分に発揮すると共に、免震ピットまわりの復旧に手間が掛かりにくい免震建築物を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、免震ピットの土留め壁の内側に、間隔をあけて免震装置が設けられ、前記免震装置を介して上部建築構造部が横移動可能な状態に支持されている免震建築物であって、前記土留め壁は、少なくとも、前記免震装置の水平変位に伴って前記上部建築構造部と干渉する高さ範囲を、自立性と衝撃吸収性とを備えた改良土で構成してあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、免震ピットの土留め壁の内、少なくとも、前記免震装置の水平変位に伴って前記上部建築構造部と干渉する高さ範囲を、自立性と衝撃吸収性とを備えた改良土で構成してあるから、免震ピットに上部建築構造部が衝突するような大きな地震が発生した場合、改良土の衝撃吸収性能が発揮され、上部建築構造部が大破するのを防止できる。また、改良土そのものの復旧は、鉄筋コンクリート製の土留め壁を造り直すのに比べて手間が掛からず、且つ、経済的に実施できる。
更には、改良土の強度は、従来のような鉄筋コンクリート製の土留め壁に比べて低いから、免震装置が水平に変位しながら免震を図る際の障害になりにくく、免震装置による所定の免震性能を維持し易い。
その結果、免震ピットに上部建築構造部が衝突するような大きな地震が発生する場合においても、免震装置の機能を充分に発揮すると共に、免震ピットまわりの復旧に手間が掛かり難くなる。
一方、改良土の部分は、自立性も備えているから、上部建築構造部が当接するまでの間においては、免震ピット内への土砂崩れを未然に防止することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記改良土における前記上部建築構造部との干渉高さ範囲と、前記上部建築構造部の対応部分との水平間隔寸法は、前記免震装置の設計用地震動の作用に伴う水平変形量以上で、且つ、前記免震装置の水平歪み限界量以下の値に設定してあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、免震装置の設計に用いる地震動より小さい地震の場合には、上部建築構造部が土留め壁に当接することがなく、免震装置の所定の性能を発揮させることができる。
また、それを超えるような大きな地震の場合に、免震装置の水平歪み限界量に達する横揺れの範囲内で、改良土への上部建築構造部の衝突に対して改良土が衝撃吸収を図りながら、上部建築構造部の損傷を防止することができる。
即ち、免震装置が破壊しない間は、改良土による衝撃吸収作用によって、上部建築構造部の土留め壁への当接部の損傷を防止し続けることができる。
また、免震装置の水平歪み限界量を超える横揺れの地震に対しては、上部建築構造部の水平変位を改良土で受け止めて、建物の水平変位を抑制することができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記土留め壁の内で、前記改良土によって形成されている部分より下方部分は、コンクリート擁壁として構成してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、土留め壁の根元部分を、頑強なコンクリート擁壁で構成することで、土留め壁全体とした強度の確保ができる。また、コンクリート擁壁によって改良土を支持することができるから、土留め壁の自立性能が向上する。

本発明の第４の特徴構成は、前記土留め壁の内で、前記改良土によって形成されている部分は、法面として構成してあるところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、地震による水平変位に伴って、上部建築構造部が変位に沿って改良土に当接する際、改良土の表面が法面になっていることで、両者の当接面積が変位に比例して大きくなる。それに伴って、改良土の受止力も、地震の水平変位に比例して大きくなる。
従って、地震の横揺れが小さい場合には、横揺れに対する改良土の受止力を小さくして、免震装置本来の免震性能を発揮しやすくする一方、地震の横揺れが大きくなるにつれて、改良土による受止力を大きくして、免震装置と改良土との協同作用によって建物の維持を図り易くすることが可能となる。
また、改良土の表面が直立であるのに比べて、法面の方が土の安息角に近付けることができるから、法面の安定を図り易くなる。

免震建築物の一部切欠き正面図 免震ピットの要部を示す断面図 柱脚部と法面との当接状況を示す模式図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の免震建築物の一実施形態を示すもので、当該免震建築物Ｂは、地下部分が免震ピット１であり、その上に複数階の上部建築構造部２が、複数の免震装置３を介して支持されている。

免震ピット１は、底盤の基礎部４と、外周部の土留め壁５とを備えて構成してあり、土留め壁５の上部を除いて鉄筋コンクリート造によって構成されている。
免震ピット１は、地震の横揺れに伴って上部建築構造部２と干渉するのを回避するために、上部建築構造部２より一回り大きな平面形状に構成してある。
また、上部建築構造部２の柱脚部２Ａの直下個所には、免震装置３の設置台となるピット台部４Ａが形成されている。

上部建築構造部２は、上述のとおり複数階を備えており、柱の下端部に形成されている柱脚部２Ａは、ピット台部４Ａの上に設置された免震装置３と連結されている。
また、柱脚部２Ａは、その高さ方向での大部分が、地下部分に位置するように形成されている。
図２における、柱脚部２Ａの一部の高さ範囲（対応部分に相当）ｈ１は、土留め壁５の一部の高さ範囲（干渉高さ範囲に相当）ｈ２と同じ深度に位置することから、地震の横揺れに伴う上部建築構造部２の水平変位によって、土留め壁５の一部の高さ範囲ｈ２に干渉する虞がある。
尚、柱脚部２Ａの上端部には、土留め壁５の上に被さる状態に、犬走り状の突出板部２Ｂが設けてあり、柱脚部２Ａと土留め壁５との間の隙間Ｓを覆っている。

免震装置３は、当該実施形態においては、積層ゴム支承式免震装置を例に挙げて説明する。
免震装置３は、図２に示すように、上部建築構造部２と連結される矩形の金属製上パネル３Ａと、基礎部４と連結される矩形の金属製下パネル３Ｃとを設けると共に、両パネル間に、ゴム等からなる弾性層と鋼板等からなる剛性層とを交互に多数積層して円柱状に成形した積層ゴム３Ｂを一体的に設けて構成してある。剛性層どうしが水平方向に相対変位するに伴う弾性層の変形で、地震時の建物の振動周期を長周期化することができる。

次に、土留め壁５について更に詳しく説明する。
土留め壁５は、上述の一部の高さ範囲ｈ２に若干の余裕範囲ｈ３を見込んだ改良土露出範囲ｈ４ついては、自立性と衝撃吸収性とを備えた改良土６を表面に露出させて構成してあり、その改良土露出範囲ｈ４の下方側はコンクリート擁壁７が表面に位置させてある。
また、改良土６は、土留め壁５の背面の普通地盤との間に所定の幅寸法にわたって設けられており、コンクリート擁壁７の背面部分にも設けられている。

コンクリート擁壁７の表面は、鉛直面として構成してあり、改良土露出範囲ｈ４の改良土表面は、法面８として構成されている。
法尻の部分には排水溝９が形成してあり、建物外の水が法面８から免震ピット１内に浸入するのを防止している。排水溝９は、図に示さない排水系に連通されている。

前記改良土６は、土、セメント、合成樹脂粉体、弾性補強繊維材、水等を配合して形成してある。改良土６の固まったものは、法面が自立できる強度を備えている。また、大地震によって柱脚部２Ａが水平変位して改良土６に衝突してくる場合には、当接圧力によって変形して衝撃吸収を図ることができる性能を備えている。

柱脚部２Ａと土留め壁５との間の隙間Ｓは、水平間隔寸法Ｗを、免震装置３の設計用地震動の作用に伴う水平変形量Ｗ１以上で、且つ、免震装置３の水平歪み限界量Ｗ２以下の値に設定してある。
水平変形量Ｗ１は、免震装置３の設計にあたって設定される地震力が免震装置３に作用する時の上下端面部の横ずれ量を意味している。
水平歪み限界量Ｗ２は、免震装置３が破壊しない範囲内での最大横ずれ量を意味している。
従って、建物設計上で想定する地震条件を超えない地震に対しては、免震装置３の水平変形量はＷ１未満に納まるから、柱脚部２Ａが改良土露出範囲ｈ４に衝突することはない。
一方、建物設計上で想定する地震条件を超える地震に対しては、免震装置３の水平変形量はＷ１を超えるから、柱脚部２Ａが改良土露出範囲ｈ４に衝突する可能性がある。
その際、改良土６の衝撃吸収作用が発揮され、柱脚部２Ａを破壊しない状態で受け止めることができる。

また、柱脚部２Ａを受け止める改良土６の表面は、前述のとおりの法面８にしてあるから、図３に示すように、柱脚部２Ａが当接してから更に進入してくる際、進入の度合に伴って接触面積も大きくなり、受止力が増大する。従って、当初は接触面積が小さいから受止力も小さく、免震装置３の免震性能の障害にならず、進入量が大きい大地震になればなるほど大きな受止力を作用させて免震装置３の破壊防止を図ることができる。

本実施形態の免震建築物によれば、改良土６による法面８に柱脚部２Ａが衝突するような大きな地震が発生した場合、通常の免震作用に加えて、改良土６の衝撃吸収性能が発揮され、上部建築構造部２が大破するのを防止できる。また、土留め壁５の復旧は、変形した改良土６部分を主に行えばよいから手間が掛からず、且つ、経済的に実施できる。
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 免震ピット１や、上部建築構造部２等の構造形式や形状は、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、適宜変更が可能である。
また、免震装置３については、先の実施形態で説明した積層ゴム支承式のものに限るものではなく、例えば、ダンパーや、滑り支承式免震装置であったり、それらの組合せであってもよい。
〈２〉 土留め壁５は、先の実施形態で説明したようなコンクリート擁壁７と改良土６との組合せ構造のものに限るものではなく、例えば、コンクリート擁壁７に替えて、他の土留め構造物を採用することも可能である。更には、全てを改良土６によって構成するものであってもよい。
また、改良土６は、先の実施形態で説明した材料に限るものではなく、他の材料で構成してあってもよい。表面の形状は、法面８に限るものではなく、鉛直面で構成してあってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、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。

１ 免震ピット
２ 上部建築構造部
３ 免震装置
５ 土留め壁
６ 改良土
７ コンクリート擁壁
８ 法面
ｈ１ 柱脚部の一部の高さ範囲（対応部分に相当）
ｈ２ 土留め壁の一部の高さ範囲（干渉高さ範囲に相当）
Ｗ 水平間隔寸法
Ｗ１ 水平変形量
Ｗ２ 水平歪み限界量

Claims (4)

1. 免震ピットの土留め壁の内側に、間隔をあけて免震装置が設けられ、前記免震装置を介して上部建築構造部が横移動可能な状態に支持されている免震建築物であって、
   前記土留め壁は、少なくとも、前記免震装置の水平変位に伴って前記上部建築構造部と干渉する高さ範囲を、自立性と衝撃吸収性とを備えた改良土で構成してある免震建築物。
2. 前記改良土における前記上部建築構造部との干渉高さ範囲と、前記上部建築構造部の対応部分との水平間隔寸法は、前記免震装置の設計用地震動の作用に伴う水平変形量以上で、且つ、前記免震装置の水平歪み限界量以下の値に設定してある請求項１に記載の免震建築物。
3. 前記土留め壁の内で、前記改良土によって形成されている部分より下方部分は、コンクリート擁壁として構成してある請求項１又は２に記載の免震建築物。
4. 前記土留め壁の内で、前記改良土によって形成されている部分は、法面として構成してある請求項１〜３の何れか一項に記載の免震建築物。

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