JP2014043709A - 免震建屋の下方への浸水防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 免震構造を備え建屋では、基礎部構造体と建屋構造体との間に免震装置を介在させるため、これらの構造体の間に大きな間隙が形成されており、この間隙から大津波や暴風雨時に大量の水が建屋の下方へ浸入することを防止する。
【解決手段】 基礎部構造体１に基端部4aを固定した板バネ４の先端部にシール用パッキン５の舌片部5bを固定し、円筒部5aが建屋構造体２の底面に板バネ４の復元力により押圧された状態に維持する。前記底面には滑り板2aを貼着し、円筒部5aが該滑り板2aの押圧された状態で摺動可能とする。基礎部構造体１の外側壁面と建屋構造体２の外側面とに板状の止水ゴム８を掛け渡し、基礎部構造体１と建屋構造体２との間隙を閉塞させる。また、前記板バネ４とシール用パッキン８によっても基礎部構造体１と建屋構造体２との間隙を閉塞させて、建屋下方への浸水を防止する。

【選択図】 図１

Description

この発明は、免震構造を備えた建屋の場合に、免震装置を介在させることによって基礎部構造体と建屋構造体との間に形成される間隙から建屋下方へ浸水することを防止する免震建屋の下方への浸水防止構造に関する。

近年になって頻発している大地震に対して、オフィスビルや施設建物、一般家屋等で免震構造を積極的に備えた建物が新たに建設されている。この種の建物に採用されている免震構造には、建屋構造体と基礎土台等の基礎部構造体との間に免震装置を介在させて、地震により基礎部構造体が震動した場合の振動が建屋構造体に伝達されることが抑制されるようにしてある。前記免震装置が介在されているため、建屋構造体と基礎部構造体との間には間隙が形成されており、免震装置の構造によってはこの間隙が大きいものがあり、一般的には約100mm程度の間隙が形成されている。

前記間隙があるため、建屋の下方に浸水が生じやすい。雨水等が浸入することに対しては適宜に防止する構造としてあり、さらに想定し得る暴風雨等に対しても対応できる構造とされている。

しかし、想定し得ない暴風雨に襲われたり、海岸近くに建設されている建造物では地震発生時に生じる想定し得ない巨大な津波に襲われたり、あるいは想定し得ない河川の氾濫に襲われたりした場合に、前記間隙から膨大な量の浸水があると、前記免震装置が浸漬してその機能を損なわせてしまうおそれがあり、また、建物施設への浸水によって不測の被害を生じるおそれがある。このため、免震装置を備えた建物にあっては、大津波の発生などの緊急時では建屋の下方に浸水することを確実に防止することが要望されている。

免震装置を備えた建物であるため、建屋構造体と基礎部構造体との間に相対的な運動が生じ、前記間隙の形状や大きさが変化することになる。二つの建物構造体の間に生じる相対的運動によっても、これら建物構造体の間隙を閉塞する構造体として、例えば、耐震スリット材（特許文献１参照）や外部床用エキスパンションジョイント（特許文献２参照）、外壁縦目地の金属止水構造及び施工方法（特許文献３）等が提案されている。

特開２００２−１９４９１８号公報 特開２００２−２７６０３９号公報 特開２００９−２２８３６５号公報

特許文献１で開示された耐震スリット材は、地震作用に追従して変形し得るとともに、地震の沈静化後は元の設置状態に復元し得る、追従性能及び復元性能のよい耐震スリット材に関し、耐震スリット材を構成するスリット材本体を変形可能に形成するとともに、そのスリット材本体の外面に、柱部、梁部又は壁部を構成するコンクリート内部に埋設されるアンカー部が設けられた構成とされたものである。

また、特許文献２で開示された外部床用エキスパンションジョイントは、床の施工誤差を吸収したり、微妙な水勾配の修正を行うことが容易で、施工性が良く、大規模の免震対応外部床用エキスパンションジョイントに関し、建物側の床と外部側の床との間に形成された隙間を覆うためのスライド可能な床板、床板下方の隙間内側面間に張り渡らされた横樋状の止水シートとを備えた外部床用エキスパンションジョイントであって、前記床板の建物側端縁を、隙間の建物側内側面に上下位置調節可能な状態に設けたブラケットの水平板部に、ボルト・ナットにより、上面が上に凸の曲面に形成された座金を介して締付け固定し、前記床板の下面を、外部側の床に形成されたネジ孔に螺着したネジ体の先端部でスライド自在に支持した構造とされたものである。

また、特許文献３で開示された外壁縦目地の金属止水構造は、外壁縦目地を止水状態にできるようにしたもので、目地内空間部を挟む一方の対向面部の側に取り付けられ、もう一方の対向面部の側に向けて延ばされた止水用第１金属板部と、前記もう一方の対向面部の側に取り付けられ、前記一方の対向面部の側に向けて延ばされた止水用第２金属板部とが、第１金属板部を屋外側、第２金属板部を屋内側とするように重なり状に配置され、屋外側の第１金属板部が屋外に露出して備えられている構造とされたものである。

しかしながら、これら特許文献１〜３に開示されたスリット材や止水構造は、主として雨水対策のための構造であり、水圧の影響による対策が十分に検討されているものではなく、建物構造体に形成された間隙が小さいものであって、当該間隙を挟んだ位置にある構造体同士の相対運動量が小さく、間隙が大きな場合の構造物では十分に機能しないおそれがある。

特に、大地震の発生による予想し得ない津波が発生した場合には、地震によって建物構造体の相対運動は三次元方向で生じるため、複雑な相対運動となる。しかも、来襲した津波により建物構造体に加えられる海水圧は非常に大きく、建物等を破壊するための莫大なエネルギーを内在させており、運動方向によっては間隙をさらに大きなものにする。このため、特許文献１〜３に開示された従来のスリット材や止水構造では、建屋底部と基礎土材との間への浸水を十分に防止できないおそれがある。

そこで、この発明は、免震装置を備えている建物であって、建屋底部と基礎土台とに大きな間隙が形成された構造体であっても、この間隙から建屋の下方への浸水を防止できるようにして、建物等の構造体へ津波等による海水圧が作用することのないようにした免震建屋の下方への浸水防止構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段としてこの発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造は、基礎部構造体と建屋構造体との間に免震装置を介在させた免震構造建屋の下方への浸水を防止する免震建屋の下方への浸水防止構造において、基礎部構造体に連繋させて設置して建屋構造体の底面に押圧させた弾性体を備え、基礎部構造体と建屋構造体との間の相対運動に対しても、前記弾性体の建屋構造体の底面に対し、接触及び押圧状態を維持することを特徴としている。

前記弾性体が建屋構造体の底面に、接触及び押圧された状態に維持されているため、該建屋構造体と基礎部構造体とが相対的に三次元方向で移動した場合でも、該弾性体とこの弾性体を支持して基礎部構造体に連繋させた支持部材とによって、基礎部構造体と建屋構造体との底面との間に形成された間隙は閉塞された状態に維持される。このため、建屋下方への浸水が防止される。

また、請求項２の発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造は、前記基礎部構造体に基端部を固定したバネ手段を備え、前記弾性体を前記バネ手段の先端部に固定して、該バネ手段の復元力によって建屋構造体の底面に押圧させた状態が維持されることを特徴としている。

弾性体をバネ手段の復元力によって建屋構造体の底面に押圧させる構造としたものである。建屋構造体と基礎部構造体との相対運動が水平面内である場合には、弾性体が建屋構造体の底面を擦過することで押圧状態が維持される。相対運動が鉛直方向となる場合には、前記バネ手段の復元力を受けて弾性体が前記底面に押圧された状態に維持される。このため、弾性体とバネ手段とによって建屋構造体と基礎部構造体との間隙が閉塞された状態に維持され、建屋下方への浸水が防止される。なお、水圧の大きさによっも、バネ手段の弾性力を越えてしまうことのない、バネ形状を選定し、バネ定数を十分に大きな値とすることが好ましい。あるいは、大きな水圧が掛かる場合には、建屋構造体の底面の所定位置から奥側へは変形しない構造とすることが望ましい。

また、請求項３の発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造は、前記バネ手段がベローであることを特徴としている。

前記バネ手段に、可撓性を有する板材を適宜に曲げ成形して伸縮するようにした、ベローを用いたものである。建屋構造体と基礎部構造体との相対運動を該ベローの伸縮や変形により吸収するようにしたものである。

また、請求項４の発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造は、前記基礎部構造体と建屋構造体との間にこれらの間隙を閉塞する板状の止水ゴムを掛け渡してあることを特徴としている。

基礎部構造体と建屋構造体との間に設けた板状の止水ゴムにより、これら基礎部構造体と建屋構造体との間隙が覆われて閉塞される。暴風雨や津波等が押し寄せてきた場合には、この止水ゴムが適宜に撓んで潮の浸入を防止し、前記バネ手段が水圧に対抗することとなる。

また、前記間隙は前記止水ゴム、及び、弾性体と該弾性体を基礎部構造体に連繋させて支持する支持部材との二重の構造で閉塞された状態となる。

この発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造によれば、前記弾性体が建屋構造体の底面に押圧された状態に維持されるから、建屋構造体と基礎部構造体とが三次元方向に相対運動した場合でも、これら建屋構造体と基礎部構造体との間の間隙は、該弾性体とこの弾性体を基礎部構造体に連繋させて支持させた支持部材とで閉塞された状態が維持される。このため、津波が来襲した場合でも建屋下方への浸水を防止できる。

請求項２の発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造によれば、バネ手段により弾性体を支持させた構造とすることにより、建屋構造体と基礎部構造体とが相対的に大きな運動量で鉛直方向へ運動した場合でも、該バネ手段の復元力によって確実に弾性体が建屋構造体の底面に押圧された状態が維持され、襲来した津波の圧力に対抗して、建屋下方への浸水を確実に防止することができる。

また、請求項３の発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造によれば、弾性体が板材を曲げ成形して適宜な可撓性を備えさせた簡単な構造であるため安価に提供できる。

また、請求項４の発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造によれば、建屋構造体と基礎部構造体との間隙の閉塞を二重構造とすることにより、浸水をさらに確実に防止することができる。

この発明の第１実施形態に係る止水装置を備えた、建屋構造体の下部と基礎部構造体とを示す断面図であり、通常時を示している。 図１に示す止水装置に外部から水圧が加えられて状態を示す図で、例えば津波等が押し寄せた状態を想定している。 この発明の第２実施形態に係る止水装置を備えた、建屋構造体の下部と基礎部構造体とを示す断面図であり、通常時を示している。 この発明の第３実施形態に係る止水装置を備えた、建屋構造体の下部と基礎部構造体とを示す断面図であり、通常時を示している。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造を具体的に説明する。

図１及び図２には、この発明の第１実施形態に係る止水装置を有する免震構造を備えた建屋の基礎部構造体１と建屋構造体２とを示している。免震構造を備えた建屋は、土台等の基礎部構造体１と建屋構造体２との間に図示しない免震装置が介在させてあるから、これら基礎部構造体１と建屋構造体２との間には間隙Ｇが形成されている。この間隙Ｇの大きさは介在された免震装置の仕様等に応じて異なるが、例えば100mm前後の大きさとされている。

図１に示すように、基礎部構造体１の外周面には、パッキンプレート3aを介してバネ手段としての板バネ４の基端部4aが固定されている。この板バネ４は基端部4a側がほぼＶ字形状に湾曲され、該Ｖ字形の屈曲部を基礎部構造体１の内側に突出させて取り付けられている。この板バネ４の先端部4bは基礎部構造体１の外側に向かって斜め上方に伸長させてあり、該先端部4bには弾性体としてのシール用パッキン５が固定されている。このシール用パッキン５はＰ形に形成されており、円筒部5aと該円筒部5aからその接線方向に伸長した舌片部5bとから形成されている。この舌片部5bを押さえ板６と前記板バネ４の先端部4bとで挟持させて固定されている。

前記建屋構造体２の底面には、ステンレス板からなる滑り板2aが貼着されている。さらに、その滑り板2aの端部を曲げ、角部保護を目的にして角部保護板７が取り付けられている。そして、前記シール用パッキン５の円筒部5aが角部保護板７または滑り板2aに接触及び押圧されている。この円筒部5aが角部保護板７等に押圧される押圧力は、前記板バネ４の復元力によるもので、該板バネ４の前記Ｖ字形の湾曲部が拡開する方向の力による。また、この板バネ４は、上述するように、変形することができるようにしてあり、弾性域内で変形した場合には原形状に復帰するようにしてある。

また、図１に示すように、基礎部構造体１の外側面と建屋構造体２の前記角部保護板７とに板状の止水ゴム８が掛け渡されている。この止水ゴム８の両端部は押さえ板9a、9bと、基礎部構造体１と角部保護板７とのそれぞれにより挟持されている。また、この止水ゴム８には、後述する作用のために十分な程度に撓ませてある。なお、前記角部保護板７の外側の部分には、建屋構造体２の下部との間にパッキンプレート3bを介在させてある。

以上により構成された第１実施形態に係る止水装置では、通常時には前記シール用パッキン５の円筒部5aは板バネ４の復元力を受けて、図１に示すように、前記滑り板2aまたは角部保護板７に接触及び押圧されている。地震が発生すると免震構造を備えているため、基礎部構造体１と建屋構造体２との間に相対的な運動を生じさせ、地震の震動が建屋構造体２に伝達することが抑制される。これら基礎部構造体１と建屋構造体２との間の相対運動は三次元方向の複雑な運動を伴って行われる。このうち、水平面内における二次元方向の運動では、前記シール用パッキン５の円筒部5aが前記角部保護板７とこれに連接した前記滑り板2aとの表面に押圧された状態で摺動することで、該シール用パッキン５が建屋構造体２の底面から離隔せず、したがって、シール用パッキン５と該シール用パッキン５が取り付けられた板バネ４とによって、建屋構造体２の下方が、建屋構造体２の外部に対して閉塞された状態が維持されている。

一方、基礎部構造体１と建屋構造体２との間の相対運動が鉛直方向である場合には、前記板バネ４の前記Ｖ字形の湾曲部の拡開と縮閉とによって該鉛直方向の運動が吸収されて、前記円筒部5aが建屋構造体２の底面に押圧された状態に維持され、建屋構造体２の下方の閉塞状態が維持される。すなわち、基礎部構造体１と建屋構造体２との間の三次元方向の複雑な運動によっても、板バネ４の作用によってシール用パッキン５が建屋構造体２の底面に接触及び押圧された状態が維持されて、建屋構造体２の下方が閉塞された状態に維持される。

この建屋が海岸や河川の近くに建設されたものである場合には、地震により発生した津波や該津波が河川を遡上して氾濫した河川の流水が該建屋に到来すると、図２に示すように、前記止水ゴム８が外側から水圧を受けて建屋構造体の下方側に撓んだ状態となる。このとき、板バネ４は建屋構造体２の下方に湾曲して止水ゴム８を介して掛かる水圧に対抗する。また、例えば、基礎部構造体１と建屋構造体２との相対運動によっても、図２に示すように、シール用パッキン５の円筒部5aが基礎部構造体２の底面に貼着した滑り板2aに押圧された状態で摺動する。また、鉛直方向の運動によって基礎部構造体１と建屋構造体２とが接近すると、図２に示すように、板バネ４が縮閉すると共に、圧潰される。このとき、圧潰された状態が該板バネ４の弾性変形域であれば、基礎部構造体１と建屋構造体２とが免震装置によって通常時の状態に復帰すれば、該板バネ４も図１に示す原形状に復元される。また、止水ゴム８も、図１に示す状態に復元される。

この第１実施形態に係る免震建屋の下方への浸水防止構造では、前記止水ゴム８によって建屋の下方が閉塞された状態となっていると共に、前記シール用パッキン５と板バネ４とによっても建屋の下方が閉塞されている、いわゆる二重構造によって浸水の防止を図っている。このため、建屋下方への浸水が確実に防止される。また、例えば、止水ゴム８が損傷した場合であっても、シール用パッキン５と板バネ４とによって浸水を防止するので、止水ゴム８とシール用パッキン５あるいは板バネ４の双方が損傷しなければ浸水が防止されるため、建屋下方への浸水防止の確実性が高いものとなる。

次に、図３に示す第２の実施形態に係る免震建屋の下方への浸水防止構造を説明する。

この第２実施形態は、第１実施形態の板バネ４に代えて、中間部がクランク形状に湾曲させて、二箇所にＶ字形の湾曲部が形成された板バネ11を用いたものである。なお、他の部分については第１実施形態の対応する部分と同一であるので同一の符号を付してある。

この第２実施形態に係る止水装置では、板バネ11が二箇所のＶ字形の湾曲部で拡開し、縮閉することにより、該板バネ11を設計する際の復元力の大きさの調整が容易となって、予測される津波等の大きさに応じて浸水を効率的に防止する止水装置とすることができる。

図４には,この発明に係る止水装置の第３の実施形態を示してある。なお、第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付してある。基礎部構造体１の外周壁面と建屋構造体２の底面とに掛けて、薄肉の金属板を折曲成形して適宜な可撓性を備えさせることにより鉛直方向に伸縮するベロー12が設置されている。このベロー12は基礎部構造体１に下端部が固定され、上端部は図４に示すように、建屋構造体２の底面に接触させると共に、該ベロー12が鉛直方向に伸長する方向に力を受けて該上端部が底面に押圧されるようにしてある。また、同図に示すように、上端部は、適宜な大きさで建屋構造体２の底面と面接触するように、該上端部の先端から適宜長さで平面状に折曲されている。また、基礎部構造体１と建屋構造体２の底面の角部とに板状の止水ゴム８が掛け渡されている。なお、この止水ゴム８の端部はそれぞれ押さえ板13a、13bによって固定されている。

地震が発生して基礎部構造体１と建屋構造体２との間に相対運動が生じた場合、平面内の二次元方向運動は、前記上端部が建屋構造体２の底面を擦過しながら摺動する。また、前記相対運動が鉛直方向で生じる場合には、該ベロー12が伸縮することにより、この相対運動に追随して上端部が建屋構造体２の底面に押圧され、接触した状態が維持される。

また、前記止水ゴム８が外側から水圧を受けて建屋の下方側に撓んだ状態となる。この止水ゴム８が撓むことによって建屋構造体２の下方が閉塞されて状態に維持されると共に、撓んだ止水ゴム８が前記ベロー12に当接して規制されると共に、止水ゴム８に掛かる水圧がこのベロー12によって受け止められる。

この発明に係る免震建屋の下方への浸水防止構造によれば、免震構造を備えた建屋の下方への浸水を極力防止できるので、例えば津波や暴風雨等によって大量の水が押し寄せた場合であっても、建屋への影響を極力抑止して、建屋の安全性を確保することに寄与する。

Ｇ 間隙
１ 基礎部構造体
２ 建屋構造体
2a 滑り板
３ パッキンプレート
４ 板バネ（バネ手段）
4a 基端部
4b 先端部
５ シール用パッキン（弾性体）
5a 円筒部
5b 舌片部
７ 角部保護板
８ 止水ゴム
11 板バネ
12 ベロー

Claims (4)

1. 基礎部構造体と建屋構造体との間に免震装置を介在させた免震構造建屋の下方への浸水を防止する免震建屋の下方への浸水防止構造において、
   基礎部構造体に連繋させて設置して建屋構造体の底面に押圧させた弾性体を備え、
   基礎部構造体と建屋構造体との間の相対運動に対しても、前記弾性体の建屋構造体の底面に対し、接触及び押圧状態を維持することを特徴とする免震建屋の下方への浸水防止構造。
2. 前記基礎部構造体に基端部を固定したバネ手段を備え、
   前記弾性体を前記バネ手段の先端部に固定して、該バネ手段の復元力によって建屋構造体の底面に押圧させた状態が維持されることを特徴とする請求項１に記載の免震建屋の下方への浸水防止構造。
3. 前記弾性体がベローであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の免震建屋の下方への浸水防止構造。
4. 前記基礎部構造体と建屋構造体との間にこれらの間隙を閉塞する板状の止水ゴムを掛け渡してあることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の免震建屋の下方への浸水防止構造。

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