JP2013234425A - 建物の免震工法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビルのような多層階の建物を対象とする新しい免震工法を提供する。
【解決手段】多層階に形成する建物を対象とする免震工法であって、多層階の建物を所要階数ごとに分割して建物ブロックＭとし、各建物ブロックＭ、Ｍ間に夫々連結兼免震用部材Ｓとして、基礎コンクリート１の上面に、ゴムチップの敷設層２と捨コン基礎層３を形成すると共に、捨コン基礎層３の上に、所要の免震部材４を介在させた状態で、最下位に位置する建物ブロックＭを載設するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビルのような多層階の建物を対象とする免震工法に関する。

従来、建物に対する免震工法は、土台部分、すなわち、建物の底面部分（基礎部分）に免震的構成の付与を行うことが常套手段とされていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−２６１２４９号公報

上述したように、建物の底面部分（基礎部分）に免震的構成を付与した免震工法であると、特許文献１に示すように多層階のビルのような場合、底面部分において免震効果が発揮されたとしても、当該建物の上層階にゆくにしたがって、その揺れ動き（振幅）は拡大化されるため、建物全体としての免震効果は決して十分とは称し得ないものである。

本発明はこのような従来における問題点の解決化を図った新規の「建物の免震工法」の提供を図ったものである。

本発明は請求項１に記載のように、多層階に形成する建物を対象とする免震工法であって、多層階の建物を所要階数ごとに分割して建物ブロックとし、各建物ブロック間に夫々連結兼免震用部材Sを介在させて積層化するようにした建物の免震工法に係る。

本発明は請求項２に記載のように、最下位に位置する建物ブロックに対する免震手段として、基礎コンクリート１の上面に、ゴムチップの敷設層２と捨コン基礎層３を形成すると共に、当該捨コン基礎層３の上に、所要の免震部材４を介在させた状態で、最下位に位置する建物ブロック載設するようにした請求項１に記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項３に記載のように、多層階の建物を分割して形成する建物ブロックを、１階ずつを１単位として分割して形成するようにした請求項１に記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項４に記載のように、多層階の建物を分割して形成する建物ブロックを、２階以上ずつを１単位として分割して形成するようにした請求項１に記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項５に記載のように、連結兼免震用部材Sとして、下位側の建物ブロックの上面側に設けたゴムチップ６ａの収容部６に対して、上位側の建物ブロックの下面側に設けたゴムダンパー６ｂを載設するように構成したものを用いて成る請求項１乃至請求項４の何れかに記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項６に記載のように、連結兼免震用部材Sとしてゴムダンパー７を用い、当該ゴムダンパー７で、下位側の建物ブロックの上面側と上位側の建物ブロックの下面側との間を連結する様に成した請求項１乃至請求項４の何れかに記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項７に記載のように、各建物ブロックにはこれを縦方向に貫通する様に案内用空所Ｐを設け、地表の基礎面から垂直に立ち上がらせた柱状立設体Ｎを当該案内用空所Ｐに対して非接触状態を保って挿通させ、各建物ブロックにおける当該案内用空所Ｐと柱状立設体Ｎの間に中心復帰用ダンパーＲを介在させるようにした請求項１乃至請求項６の何れかに記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項８に記載のように、柱状立設体Ｎの上端に、重量性を具えた錘的な役割を果させるための手段として錘用容体Ｑを連設し、当該容体Ｑを、貯水用タンク、機械室、非常用品保管用倉庫、その他適宜重量物の収容用容体として利用可能とするような形態と成した請求項７に記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項９に記載のように、柱状立設体Ｎを矩形筒状とすることに依って、エレベーター、リフト用の昇降路（シャフト）、若しくは廃棄用ダクトとしての役割を兼備させるようにした請求項７または請求項８の何れかに記載の建物の免震工法を実施の態様とする。

本発明は請求項１０に記載のように、柱状立設体Ｎを矩形筒状または円形筒状のような内部空間を有する筒状のもとすることに依り、当該内部空間を、ガス、水道、電話、電気等のための配管及び配線を通すための通路としての役割を果たさせるようにした請求項７または請求項８の何れかに記載の建物の免震工法。

本発明は請求項１に記載のような構成、すなわち、多層階に形成する建物を対象とする免震工法であって、多層階の建物を所要階数ごとに分割して建物ブロックとし、各建物ブロック間に夫々連結兼免震用部材Sを介在させて積層化するようにしたから、多層階の建物は、夫々の建物ブロックごとに免震作用が奏されることとなる。 従って、大きな地震にあっても、その揺れを分散化することができ、従来のように地表部分だけに免震作用を奏させるようにしたのに比して、地震の震動は著しく減衰化させることができる。 更に、従来、高層ピルの場合は上方部分の揺れが大きくなると言うような問題が存在したが、本発明によれば、夫々の建物ブロックごとに揺れを吸収することとなるため、このような問題は全く解消化される。

本発明は請求項２に記載のような構成、すなわち、最下位に位置する建物ブロックに対する免震手段として、基礎コンクリート１の上面に、ゴムチップの敷設層２と捨コン基礎層３を形成すると共に、当該捨コン基礎層３の上に、所要の免震部材４を介在させた状態で、最下位に位置する建物ブロックを載設するようにしたから、多層階建物に対する底面部分は、土台である基礎コンクリート１に対して直接接地させていないため、地震が直接的に伝わることが防止される。 そして、ゴムチップの敷設層２により地震の震動（特に縦揺れ）は吸収されると共に、免震部材４の介在に基づき横揺れに対する良好なる免震な作用が奏されることとなる。

本発明は請求項３または請求項４に記載のような構成、すなわち、多層階の建物を分割して形成する建物ブロックを、１階ずつを１単位として分割して形成するか、または、２階以上ずつを１単位として分割して形成するようにすることに依り、発生地震に対する免震精度を任意に設定可能とされる。 すなわち、高精度の免震性を要求される場合は、１階ずつを１単位として分割し、それ程の免震性を要求されない場合は、２階以上ずつを１単位として分割する、と言うような形態を必要に応じで適宜採用可能とされる。

本発明は請求項５に記載のような構成、すなわち、連結兼免震用部材Sとして、下位側の建物ブロックの上面側に設けたゴムチップ６ａの収容部６に対して、上位側の建物ブロックの下面側に設けたゴムダンパー６ｂを載設するように構成したものを用いることに依り、ゴムチップ６ａによる縦揺れの吸収作用と、ゴムダンパー６ｂによる横揺れの吸収作用が働くこととなり、従って、免震作用の強力化が図られる。

本発明は請求項６に記載のような構成、すなわち、連結兼免震用部材としてゴムダンパー７を用い、当該ゴムダンパー７で、下位側の建物ブロックの上面側と上位側の建物ブロックの下面側との間を連結する様に成したものを用いることに依り、簡易的免震機構の付与目的が達成され、作業の簡易性とコストの低減化が図られる。

本発明は請求項７に記載のような構成、すなわち、各建物ブロックにはこれを縦方向に貫通する様に案内用空所Ｐを設け、地表の基礎面から垂直に立ち上がらせた柱状立設体Ｎを当該案内用空所Ｐに対して非接触状態を保って挿通させ、各建物ブロックにおける当該案内用空所Ｐと柱状立設体Ｎの間に中心復帰用ダンパーＲを介在させるようにしたから、地震発生に伴い当該案内用空所Ｐと柱状立設体Ｎとの間隔寸法が変化した際に、これを常に正しい間隔寸法するための補正（柱状立設体Ｎが常に中心に位置するような補正）が行われる。 従って、地震発生後、夫々の建物ブロックのズレ動きが自動的に修正され、常に整然たる縦方向の整列が保持されることとなる。 同時に、地震発生時においても、ダンパーＲ自体の伸縮抵抗に基づき、免震的作用が奏されることとなる。

本発明は請求項８に記載のような構成、すなわち、柱状立設体Ｎの上端に、重量性を具えた錘的な役割を果させるための手段として錘用容体Ｑを連設したから、地震発生時における当該柱状立設体Ｎに対する揺れ動きが阻止される。 そして、当該容体Ｑを、貯水用タンク、機械室、非常用品保管用倉庫、その他適宜重量物の収容用容体として利用可能とするような形態と成すことに依り、錘用容体Ｑ自体が重量性を具えた、例えば全体をコンクリート製とした場合に比して、製造コストの低減化が図られる。 同時に、上記のような各種の使い方を可能化するような形態とすることに依り、免震機構に上述のような他の目的を付加することが出来る。 従って、低コストにして免震以外の実用的利用目的の達成が図られる。

本発明は請求項９または請求項１０に記載のような構成、すなわち、柱状立設体Ｎを矩形筒状とすることに依って、エレベーター、リフト用の昇降路（シャフト）、若しくは廃棄用ダクトとしての役割を兼備させるような構成、または、ガス、水道、電話、電気等のための配管及び配線を通すための通路としての役割を果たさせるようにすることに依り、その多目的利用に基づき、免震機構自体としての設置コストの低減化が図られる。

図１は本発明に係る免震工法の基本的実施例を表したものであって、下記のように構成されている。

１は底面に所要数の杭１ａ連設した基礎コンクリートであって、その上面には、ゴムチップの敷設層２と捨コン基礎層３を形成すると共に、当該捨コン基礎層３の上に、所要の免震部材４を介在させた状態で、多層階の建物を構築するように構成してある。 なお、当該免震部材４は地震の横揺れに対して免震作用を奏するものであれば、如何なる形態のものであても可とする。 そして、本発明にあっては、当該免震部材４自体は既存の技術のものを利用する。

Ｍは多層階の建物を所要階数ごとに分割して形成した建物ブロックであって、例えば１０階建の建物の場合は１階ずつの１０単位のブロック、若しくは、２階ずつの５単位のブロックとするように、所要階数ごとに分割して形成したものである。

上記した各建物ブロックＭは所要段数縦方向に積み重ねることに依って、所定階数の多層階の建物を構成するものである。 そして、各建物ブロックＭの積載部分には、適宜の連結兼免震用部材Sを介在させるように構成してある。

図２は上記連結兼免震用部材Sの一例を表したものである。 これは、下位側の建物ブロックの上面側に設けたゴムチップ６ａの収容部６に対して、上位側の建物ブロックの下面側に設けたゴムダンパー６ｂを載置連動化するように構成したものである。 この場合、ゴムチップ６ａによる弾力性に基づく縦揺れに対する免震作用と、ゴムダンパー６ｂによる横揺れに対する免震作用が奏されることとなる。

図３は上記連結兼免震用部材Ｓの他の実施例を表したものである。 これは、下位側の建物ブロックの上面側と、上位側の建物ブロックの下面側との間を、ゴムダンパー７を介して連結する様に構成したものである。 この場合、当該ゴムダンパー７が地震の縦揺れ及び横揺れに対する免震作用を司ることとなる。

なお、連結兼免震用部材Ｓとしては、図３または図４に示すもの以外適宜なものであって可とする。 すなわち、地震に対する免震作用が奏され、かつ、建物ブロックの間に介在可能とする形態のものであれば、如何なるものであっても良い。

図４は本発明の他の実施例を表したものである。 これは図１に示す本発明の基本的実施例に対して、中心復帰機構を付加したものである。 従って、図１に示す符号と同一符号が附された図４に示された構成部分は、図１に示すものと同一であるため、これに対する説明は省略する。

そして、図４に示す実施例において、図１に示す基本的実施例には存在していない部分の構成について説明すれば下記のとおりである。

Ｎは上記基礎コンクリート１から垂直に立ち上がらせた柱状立設体、Ｐは各建物ブロックＭに設けた案内用空所であって、各建物ブロックＭを縦方向に貫通する様に形成してある。 そして、当該柱状立設体Ｎは当該案内用空所Ｐに対して非接触状態を保って挿通させてあり、その上端は、最上位の建物ブロックの天面より突出した部分に位置させるように構成してある。 Ｑは錘用容体であって、ある程度の重量性を具えたものとすることに依って、柱状立設体Ｎの横揺れに対する抑止がなされるように構成してある。

Ｒは中心復帰用ダンパーであって、各建物ブロックＭに形成されている案内用空所Ｐの壁面と柱状立設体Ｎの間に介在させたものである。 そして、当該ダンパーＲは、地震発生に伴い案内用空所Ｐと柱状立設体Ｎの間隔が変化した際に、これを常に正しい間隔寸法に対するような修正作用、すなわち、柱状立設体Ｎが案内用空所Ｐの中心に位置させるような修正力が常に働くようにするためのものである。

このような作動は各建物ブロックについても同時的に行われるため、これにより、免震作用が奏されると同時に、各建物ブロックＭの柱状立設体Ｎを中心とした縦方向の整列性が確保されるように構成してある。

上記した中心復帰用ダンパーＲの水平方向での取付け形態であるが、これは減衰抵抗が取付け点に対して集中するように（例えば前後左右からの集中するように：図５参照）取り付けることに依って、上記のような中心復帰作用が奏されるものである。 従って、当該ダンパーＲの取付け数は、一か所につき、等角度にして３個以上をセットとすることによって、中心復帰作用という目的が達成される。

更に、上記したダンパーＲの垂直方向での取り付け形態であるが、これは各建物ブロックＭの上下位置に設けることに依って、安定性の確保が図られるように構成してある。 なお、当該ダンパーＲは上記２か所ずつ以上に設けるように構成しても良い。

なお、上述した中心復帰用ダンパーＲであるが、これは市販のオイルダンパーを用いることが好ましい。 当該オイルダンパーとは、シリンダー内に設けたバルブを通過する作動油の流体抵抗によって必要な減衰抵抗力を発生するダンパーである。

ところで、図４に示す実施例において、柱状立設体Ｎは無垢の柱とすることも可能であるが、これを、同図に示すような横断面矩形状を呈する筒状柱とすることに依り、上記したような役割担うと同時に、その存在を利用して下記のような別の役割を兼備させることができる。

すなわち、当該柱状立設体Ｎを矩形筒状柱体（図５参照）とすることに依って、エレベーターまたはリフト用の昇降路（シャフト）、若しくは廃棄用ダクトとしての役割を兼備させることができる。 更に、これを矩形筒状または円形筒状のような内部空間を具えた筒状のものを用いることに依り、ガス、水道、電話、電気等の配管、配線のようなライン接続のためのガイド用導管としての利用を図ることが出来る。 本発明はこのような形態を採用して実施する場合がある。

更に、上記した柱状立設体Ｎの先端に形成する錘用容体部Qであるが、図示実施例にあっては貯水用タンクとしての機能を兼ねたものとしてある。 然し乍、当該容体部Qはある程度の重量性を具えた錘的な役割を果たすものであればこのような貯水用タンクとしての使用以外、例えば、機械室、非常用品保管用倉庫、その他各種の利用を兼ねたものとするように構成しても良い。

図７は本発明における柱状立設体Ｎの建物ブロックＭに対する形成形態を表したものである。 すなわち、柱状立設体及びこれに関連する他の形成を含めて、図４及び図５に示すように一か所だけに形成する以外、図６の（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように複数個所に設けるように構成しても良い。 これは対象とする建物の形態に応じて適宜設定するものとする。

以上のような構成を有する本発明は、建物の建設と同時に設置作業を行うものである。
そして、本発明が実施された建物の場合、その底面においては、ゴムチップの敷設層２の存在に基づき、地盤から伝わる地震エネルギー（特に縦揺れ縦揺れ）を分散吸収すると共に、免震部材４の存在に基づき地震の横揺れに対する免震効果が奏されることとなる。

そして、縦方向に積み上げられている各建物ブロックＭは、夫々単独での免震作用が奏されるため、地震発生時、上層階に行くほど揺れがひどくなると言うようなことなく、各階とも平均的な揺れに留められるような免震作動が奏される。

本発明の基本的実施例を表した説明用断面図である。 本発明に用いる連結兼免震用部材Sの一例を表した説明用断面図である。 同上連結兼免震用部材Sの他の実施例を表した説明用正面図である。 本発明の他の実施例を表した説明用断面図である。 図４におけるＸ−Ｘ線断面図である。 中心復帰用ダンパーRの取り付け状態を表した説明用正面図である。 本発明における柱状立設体の建物に対する形成形態を表した説明用略図である。

１ 基礎コンクリート
１ａ 杭
２ ゴムチップの敷設層
３ 捨コン基礎層
４ 免震部材
Ｍ 建物ブロック
Ｓ 連結兼免震用部材
６ 収容部
６ａ ゴムチップ
６ｂ ゴムダンパー
７ ゴムダンパー
N 柱状立設体
Ｐ 案内用空所
Ｑ 錘用容体
Ｒ 中心復帰用ダンパー

Claims (10)

1. 多層階に形成する建物を対象とする免震工法であって、多層階の建物を所要階数ごとに分割して建物ブロックとし、各建物ブロック間に夫々連結兼免震用部材(S)を介在させて積層化するようにした建物の免震工法。
2. 最下位に位置する建物ブロックに対する免震手段として、基礎コンクリート(１)の上面に、ゴムチップの敷設層(２)と捨コン基礎層(３)を形成すると共に、当該捨コン基礎層(３)の上に、所要の免震部材(４)を介在させた状態で、最下位に位置する建物ブロック載設するようにした請求項１に記載の建物の免震工法。
3. 多層階の建物を分割して形成する建物ブロックを、１階ずつを１単位として分割して形成するようにした請求項１に記載の建物の免震工法。
4. 多層階の建物を分割して形成する建物ブロックを、２階以上ずつを１単位として分割して形成するようにした請求項１に記載の建物の免震工法。
5. 連結兼免震用部材(S)として、下位側の建物ブロックの上面側に設けたゴムチップ(６ａ)の収容部(６)に対して、上位側の建物ブロックの下面側に設けたゴムダンパー(６ｂ)を載設するように構成したものを用いて成る請求項１乃至請求項４の何れかに記載の建物の免震工法。
6. 連結兼免震用部材(S)としてゴムダンパー(７)を用い、当該ゴムダンパー(７)で、下位側の建物ブロックの上面側と、上位側の建物ブロックの下面側との間を連結する様に成した請求項１乃至請求項４の何れかに記載の建物の免震工法。
7. 各建物ブロックにはこれを縦方向に貫通する様に案内用空所(Ｐ)を設け、地表の基礎面から垂直に立ち上がらせた柱状立設体(Ｎ)を当該案内用空所(Ｐ)に対して非接触状態を保って挿通させ、各建物ブロックにおける当該案内用空所(Ｐ)と柱状立設体(Ｎ)の間に中心復帰用ダンパー(Ｒ)を介在させるようにした請求項１乃至請求項６の何れかに記載の建物の免震工法。
8. 柱状立設体(Ｎ)の上端に、重量性を具えた錘的な役割を果させるための手段として錘用容体(Ｑ)を連設し、当該容体(Ｑ)を、貯水用タンク、機械室、非常用品保管用倉庫、その他適宜重量物の収容用容体として利用可能とするような形態と成した請求項７に記載の建物の免震工法。
9. 柱状立設体(Ｎ)を矩形筒状とすることに依って、エレベーター、リフト用の昇降路（シャフト）、若しくは廃棄用ダクトとしての役割を兼備させるようにした請求項７または請求項８の何れかに記載の建物の免震工法。
10. 柱状立設体(Ｎ)を矩形筒状または円形筒状のような内部空間を有する筒状のもとすることに依り、当該内部空間を、ガス、水道、電話、電気等のための配管及び配線を通すための通路としての役割を果たさせるようにした請求項７または請求項８の何れかに記載の建物の免震工法。