JP2014163216A - 重量構造物の可塑性コロイドによる免震構造と免震素材 - Google Patents

Abstract

【課題】重量構造物の低コスト免震構造技術として、重量建造物の建設に際し、シンプルで、且つ堅牢で故障がなく、低コストで工事現場での作業がし易く、建造後もメンテナンスのし易い免震構造技術を提供する。
【解決手段】粘土又は、シルト又は、珪酸アルミゲル又は、プラスチックゲルと潤滑油の混合物を主素材とした可塑性ゲル層１を上下２枚のフィルムシート２で挟んだ免震シート及び、それを用いたスライダーシステムの形成によって、建造物底面の面による重量を支持する構造とし、該システムでそのエネルギーを吸収する免震構造とした。さらに、複数のパイルに設置する各パイルキャップ毎に縦揺れ免震装置を設置することにより、縦波地震波に対しても、パイル１本毎にエネルギーを吸収し、独立懸架方式で免震する構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、重量構造物の可塑性コロイドによる免震構造と免震素材に関する。

超高層ビルでは地震の揺れや風圧にある程度建物の揺れを任せる「柔構造」の建築がほとんどである。さらに、昨今建設される超高層ビルでは、基礎部分に油圧装置（油圧ダンパー）を取り付けるもの、柱の中に低降伏点鋼を挟んで（制震柱）、建物の上部にダンパーと呼ばれる錘（おもり）を取りつけたりして揺れを軽減するもの、などの方法（いずれも制震構造）を採用している。
また、基礎と上部建築物を切り離し、構造物の間に積層ゴムやベアリングを媒介して、横揺れそのものを逃す方法（免震構造）も開発されている。
しかし、振れの幅が広く５０ｃｍ以上の移動が起こる長周期の巨大地震に対しては揺れを免れないものも少なくない。また、免震構造そのものが複雑で、設置コストも極めて高価である。その多くが、人体や家具に対する揺れや倒壊には手がつけられていない。さらに長期的には、装置の寿命や免震装置自体の錆防止など、メンテナンスにも問題が残っているのが現状である。
免震スライダー装置については、先に本発明者が「免震スライダーボックス」として出願し、特許第５０１３２９５号として認定されている。
粘土の可塑性を用いた免震構造については、先に本発明者が「耐震貯水堤防とその設置工法」としてその一部を出願し、特許第４９７２７５４号として認定されている。

特許文献１の免震構造は、自在な方向へ移動する多数の鋼製の球体を纏めるプレートによるアラウンドスライダーを上下２枚の鋼盤で挟み、球体が平面上を地震波の変位距離以上に移動することが可能なボックスにより地震振動を位置的に吸収する装置である。欠点は一個の鋼製球体に懸かる重量に限界があり、コンクリートの高層建造物には使用に限界があることである。
本件出願では、横揺れの免震構造を二枚のプレートの間へ可塑性の粘土又はその他のゲルシートを挟み、ゲルの可塑製変形機能をスライダーに用い、上面プレートと下面プレート間にスライダーを形成する方法で面と面で重量を支え、スライドさせることを提案している。

特許文献２の免震構造は、コンクリートプレート上でゴムシートの上に粘土の練り物を載せ、その上にゴムシートを被せて粘土をゴムシートで挟みコンクリートで成型する作業であって、システムとしては現場で粘土を水又は、油で練り成型する極めて初歩的な方法で、作業手順としては現場において複雑で煩雑な作業を伴っている。又、縦揺れの免震構造はゴムクッションによるコンクリートの破損防止の提案しかしていない。
本件出願では、横揺れの免震構造に用いる可塑製のゲルを取り扱いに容易なシート化を図り、スライダーは周辺から油圧で潤滑油を浸入させる構造にして、縦揺れ免震構造としてはパイル上部に取り付けるパイルキャップ内にクッションを有する新しいシステムで、ゲルで荷重の大きなコンクリート建造物を支え、建造物底面全体を免震構造にすることとその作業を容易にする技術を提案している。

特許公開２０１０−２７０５８１（特許第５０１３２９５号） 特許公開２０１０−１１２１６３（特許第４９７２７５４号）

近年、中国四川省の地震、スマトラ沖地震、トルコの地震、東日本大震災に見られるように、地震に伴う建造物の崩壊が凄まじいこと、倒壊しないまでも建造物の亀裂で使用が不可能になる経済的損失が大きいことを経験している。
さらに、今後も東海、東南海、南海地震の災害が高い確率で起こることも予測されて如何に低コストで確実な重量建造物の免震施設の早期の普及が急がれるのが現状である。
免震装置が最大に機能するのは、建物の倒壊を起こし易い巨大地震の横揺れに対する免震である。
阪神淡路大震災では、直下型地震による規模はマグニチュード７．３、震度７、横揺れの変位の距離は片側２７ｃｍ、往復５４ｃｍであった。
東日本大震災による規模は、震源地でマグニチュード９．０、震度７以上、変位の距離は片側１ｍ、往復２ｍであったが、陸地では最も揺れた宮城県栗原市築館町で最大震度７、変位は震源から離れているので片側１１．８ｃｍ、往復２３．６ｃｍであった。
即ち、巨大地震に対応するには瞬間的に地面が移動する距離が片側最低５０ｃｍ、往復１ｍと考えられ、片側５０ｃｍまでは建物が静止状態でこれ以上になったら、ダンパー、クッションによる制震作用が必要と判断される。これに対する免震装置はまだ存在していない。
従って、本発明ではこれに対応するに当たって、以上の条件を満たし、且つ今後の重量建造物の建設に際し、極めてシンプルで、且つ堅牢で故障がなく、低コストで工事現場での作業がし易く、建造後もメンテナンスのし易い免震構造の提供を行うことが目的である。

重量建造物の建設時の免震装置設置は、基盤の水平性、建造物重量の均平性、地盤強度の均平性を基礎に、重量の偏向、地盤強度の偏向を克服して、建造物を垂直に保ち、上下前後左右の地震による地盤の揺れに対しても柔軟に対応できるシステムでなければならない。
横揺れは、粘土又は、シルト又は、珪礬ゲル等の可塑性コロイドの油浸資材を用いてシートを構成し、鋼板と鋼板の間にシートを挟み、上部鋼板の周縁側面の微細孔から高圧の防錆潤滑油を送り込む。防錆潤滑油はゲルの潤滑条件保持と油圧による建造物の支持を図り、薄いゲル状のコロイドの滑走性のスライダーにより、地震の横揺れを吸収するメカニズムを採用している。
建造物を支持する免震基盤はこのスライダーの上に設置し、周囲を建造物の側面を支持する枡構造体と１．５ｍ以上の距離を離して建造物と地面の直接の接続を断っている。
建造物の周辺には、鋼製スプリングを内蔵したゴム製のダンパークッションで包囲し、地面の横揺れをスライダーで吸収すると共に、ダンパークッションで建造物の側面を支持する枡構造体と免震基盤を繋ぎ衝突破損の防止を行う。
縦揺れは、地震震動が浪状にうねって建造物の局部毎に巨大な偏圧を懸けるので、建造物を支える地盤に、パイルを打ち込み、パイル１本１本に懸る重圧を、各パイル毎に独立懸架させ、パイル頂部に鋼製のスプリングを内蔵したゴム製のクッションを有するパイルキャップを被せ、パイルキャップ上に地震の震動でパイルが左右に傾斜してもパイルや基盤の破損を防止する首振り構造の免震パネルを装着して、震動によるコンクリートの破損を防止する。
縦揺れ震動の吸収は、パイルキャップに装置したスプリングを内蔵したゴム製のクッションで行う。

＜横揺れ免震シート＞
請求項１、請求項２及び請求項３に対応して、図１〜図３には、免震シートの基本的構造を示した。
図１Ａに見られるように、免震シートは粘土又は、シルト又は、珪礬ゲル等の可塑性コロイドを約畳１畳分の半乾燥の可塑性シート状に加工し、図１Ｂに見られるように通常は、絨毯のように巻き込み、運搬と施設作業を容易にする。
図２には、免震シートＢのａの部分を拡大した横断面図を示した。可塑性コロイドは上面と下面をプラスチックのフィルムシートで覆っている。図２では、１は可塑性コロイドを示し、２は上下両面を覆うフィルムシートを示している。
図３には、鋼球を含む免震シートを示した。可塑性コロイドの間に鋼球を含ませ、巨大な重力に対応する免震装置を形成する場合に用いる。構造は図２の免震シートと同様であるが、可塑性コロイドの間に鋼球を含ませている。
図３では、１は可塑性コロイドを示し、２は上下両面を覆うフィルムシートを、３はコロイドの間に埋め込まれた鋼球を示している。

図４Ｃには、施工に当たって使用する下側の鋼板プレート４を示した。
鋼板は、重量建造物基盤の上に、これと固定して設置する部材でもあり、建造物底面全体へ連結して多数の鋼板プレートを連結して施設する。そのため連結部に、下側の鋼板プレート４の２辺の部分は上側の張り出し部５、あとの２辺の部分は下側の張り出し部６の構造をとっている。
図４Ｄには、下側の鋼板プレート４の連結に際し、連結位置の図を示した。
鋼板プレート１の連結は、上側の張り出し部５と下側の張り出し部６の各位置に整合するネジ穴上側７、下側８を設け、ネジ９で固定する。
下側の鋼板プレート４の大きさは、縦２ｍ、横２ｍ程度が施工上扱い易いと考えられる。

図５Ｅには、施工に当たって使用する上側の鋼板プレート１０を示した。
鋼板は、上部に重量建造物底支持基盤を載せ、これと固定して設置する部材でもあり、建造物底全体へ連結して施設する。
上側の鋼板プレート１０の連結は、上をコンクリートの重量建造物底支持基盤で固めるので、プレートの周縁の接続部をボックス型に立て板で底部と接続し、連結側壁１１を設ける。のコンクリートはこの中と隣接の接合部も埋め込んで、分厚い基盤を構築し、一体的に重量建造物底支持基盤とする。
連結側壁１１には、隣接する上側の鋼板プレート１０と整合する連結ネジ穴１２を設け、ネジ穴１２どうしをボルト１３とナット１４で固定する。（図６下側Ｆ図参照）
上側の鋼板プレート１０の大きさも、下側の鋼板プレート４の大きさに合わせ、縦２ｍ、横２ｍ程度が施工上扱い易いと考えられる。

＜重量構造物横揺れ免震構造体＞
請求項３に対応して、図６には、通常のコンクリート建造物基盤の免震構造の基本的構造を模式的に示した。図は、建造物の中心部を省略し、免震構造の機能を発揮する周辺部両端細部の断面図を示した。
免震の基本構造は、建造物支持基盤２３と接する枡構造体２２で建造物免震装置周辺を囲む。建造物支持基盤２３の上に均平な下側の重量受ける下側の鋼板プレート４を設置し、免震シート１を敷いてスライダーと成し、その上側に均平な上側の鋼板プレート１０を載せる。
上下２枚の鋼板の間に免震シート１を挟んで、その可塑性でスライダーを形成する。そのスライダーの上に建物の免震基盤２４を積載する。上記のように、建造物底面全てがスライダーの役割を有し、全底面で建造物重量を支持することが特徴である。
地盤の地震による横揺れは免震基盤２４と枡構造体２２の間にスプリングを内蔵したゴム製のダンパークッション２０で受け、震動を建造物に伝えない機能を有している。またこのゴムクッションのスプリングは枡構造体２２と建造物支持基盤２４と結接しているのでダンパーの役割も有している。
細部を見れば、スライダーは可塑性コロイド１を中心に、上は建造物を支える免震基盤２４を介して、上側の鋼板プレート１０で可塑性コロイド１と接し、下の構造は枡構造体２２と建造物底の建造物支持基盤２３と接して構成し、基底の下側の鋼板プレート４が上側の鋼板プレート１０と可塑性コロイド１を挟んでいる。
スライダーの基底側の下側の鋼板プレート４は、重量構造物免震構造と同様、上側の鋼板プレート板１０の周縁端より広く、鋼盤の前後左右に１００ｃｍ〜１５０ｃｍ程度広く張り出し上側の鋼板プレート１０が下側の鋼板プレート４上を移動しても枡構造体２２との間に空間を生ずることを可能にしている。
上側のスライド鋼板１０のスライダー周辺は、可塑性コロイド１の漏出防止と滑りを保つため可塑性コロイド保護密着の滑り鋼板１５と滑り鋼板１６を設置する。
可塑性コロイド保護密着浸潤滑り鋼板１６は、上部建造物基底と固定され、スプリングを内蔵したゴム製ダンパークッション２０と連結して横揺れに対してスライドし、衝撃をダンパークッション２０によりエネルギーの吸収を行う。
また、可塑性コロイド保護密着浸潤滑り金具７は、建造物中に設置した油圧シリンダー８と連結する油送パイプ９を内蔵し、密着浸潤滑り鋼板７内側へ向け開口している潤滑油挿入口１０から、潤滑油をスライダーの周辺よりスライダー内部へ向けて常時加圧油送している。
高圧の潤滑油は、密着浸潤滑り鋼板１６と滑り鋼板１５の間に浸潤すると共に滑りを高める。また、滑り鋼板１５上は常に防錆潤滑油２５で満たされ、鋼板１５が常時空気に晒されない構造になっている。

＜超重量構造物横揺れ免震構造体＞
図７には、通常のコンクリート建造物基盤の免震構造の基本的構造を模式的に示した。図は、建造物の中心部を省略し、免震構造の機能を発揮する周辺部両端細部の断面図を示した。
免震の基本構造は、重量構造物横揺れの免震構造と同様であるが、前記の通り、基盤の四方にコンクリート連結の枡構造体２２で、建造物免震装置周囲を囲み、均平な下側の重量受け鋼板４と建造物規定を積載する上側の均平な鋼板１０の間に前記、図３の鋼球３を含む免震シート１を挟んで、鋼球３と可塑性でスライダーを形成する。
超重量物の場合は、建造物の重量を可塑性コロイド１と潤滑油を常時加圧油送するだけでは、スライダー機能が十分働かない恐れがあり、可塑性コロイド１に鋼球３を埋め込んだ特異なスライダーで重量を分散させ、支えることが必要である。
超重量構造物横揺れの免震構造も重量構造物横揺れの免震構造と同様、地盤の地震による横揺れは免震基盤２４と枡構造２２の間にダンパークッション２０で受け震動を建造物に直接伝えない機能を有している。ここでも、建造物底面全てがスライダーの役割を有し、全底面で建造物重量を支持することが特徴である。
地震後の建造物の位置復元や風圧による建造物の位置移動復元に対しては、免震基盤２４と枡構造２２の間に別途油圧シリンダー装置２１を設け、修正する。
細部を見れば、スライダーは鋼球３を含む可塑性コロイド１の中心に、上は建造物を支える建造物基底２４を介して、上側の鋼板プレート１０で鋼球３と可塑性コロイド１に接し、下は枡構造体２２と下層の建造物基盤２３を構成する底部側の下側の鋼板プレート４で鋼球３と可塑性コロイド１に同時に接している。
スライダー基底部の下側の鋼板プレートは、重量構造物免震構造と同様、上側の鋼板プレートの周縁端より広く、鋼盤の前後左右に１００ｃｍ〜１５０ｃｍ程度広く下側の鋼板プレート４を張り出し、表面を研磨して密着性と滑り易さを高め、上側の鋼板プレート１０が下側の鋼板プレート４上を移動することを可能にしている。
上側の鋼板プレート１０のスライダー周縁も重量構造物の免震構造と同様、可塑性コロイド１の漏出防止と滑りを保ち、可塑性コロイドを保護するためスライダー周辺の下側の鋼板プレート１５の上に上側の鋼板プレートの滑り鋼板１６を密着して設置する。
上側の鋼板プレート即ち潤滑油浸潤滑り鋼板１６は、上部免震基盤２４と固定され、ダンパークッション２０と連結し、スライダーシステム全体で横揺れの吸収を行う。
また、上側の潤滑油浸潤滑り鋼板１６は、建造物中に設置した油圧シリンダー８と連結する油送パイプ９を内蔵し、密着浸潤滑り鋼板７内側へ向け開口している潤滑油挿入口１０から、潤滑油をスライダーの周辺よりスライダー内部へ向けて常時加圧給送している。
高圧の潤滑油は、下側の鋼板プレート１５と上側の鋼板プレートの潤滑油浸潤滑り鋼板１６の間に浸潤すると共に滑りを高める。
また、下側の鋼板プレート上も常に防錆潤滑油１６で満たされ、鋼板１５が常時空気に晒されないので酸化されない構造になっている。
鋼球３を有する可塑性コロイド１は下側の鋼板プレート周縁の１ｍ〜１．５ｍの幅の内側には設置せず、可塑性コロイド１のみのスライダーとし、密着浸潤滑り金具７及び鋼球３と滑り鋼板６との接触を防止し、スムースなスライド効果を発揮する。
地震後の建造物の位置復元や風圧による建造物の位置移動復元に対しては、免震基盤２４と枡構造２２の間に別途油圧シリンダー装置２１を設け修正する。

＜縦揺れ免震構造体＞
地震震動は、浪状にうねって建造物の部位毎に巨大な偏圧を懸けるが、その圧力は建造物の中央、前端、後端、右端、左端によって、上下の突き上げ方が相違する。すなわち、前後左右に動くベクトルの変化によって、地下基盤の構造体も前後左右に傾く衝撃を受ける。
従って、コンクリート構造物の接合面では衝撃の吸収体がなければ破損し、基盤の重量支持力が著しく低下する。故に従来の大地震発生の際、外見上は被害の様相が低いのに、縦揺れの不均一性に基づき、基盤を初めコンクリート床面内部に複数の亀裂を生じ、建替えを余儀なくされた建造物も少なくない。
請求項４に対応した縦揺れ免震構造体として、図８及び図９に、建造物地下地盤の構造を提案した。
特に、縦揺れの振動は、堅い岩盤地層まで打ち込むパイルに対しては、その突き上げが直接免震パネルまで衝撃を与えるので、パイルとその上の各構造物に影響が及ばない処置が必要である。
原理は、地震の縦揺れは場所によって不規則になることを前提として、地面から建物を支える。パイル３４と免震パネル２７、コンクリート基盤３３と免震パネル２７、枡構造体２２と建物の免震基盤２４の間に鋼製のスプリングを内蔵するゴムクッション又は積層ゴムアイソレーターで結束し、振動を吸収する。
パイル３４と免震パネル２７では、建造物を支える地盤中へ打ち込んだパイル３４とその上に載せるパイルキャップ３０内に、鋼製のスプリング３２を内蔵するゴム製のクッションを装備することと、パイル３４の１本１本が独立して建造物を支える構造にし、１本のパイルに極端な負担が懸るとクッションが作動して、パイル３４及び関連の装置を守り、その破損防止機能と合わせて縦揺れの免震構造体とした。
構造は、図８に示す通り、パイル２５の上に、鋼製のスプリングを内蔵するゴム製のクッションを装備したパイルキャップ２１を載せ、その上に首振り機能を有する免震パネル１８を載せている。
建造物の重量は、パイル２５で連結したパイルキャップ１９とその上に設置する免震パネル１８によって支えられる構造である。
地震の突き上げの衝撃は、パイルキャップのクッション２２で吸収し、通常の場合破壊が起こる激震でも軽減して、破損を防止する。
コンクリート基盤３３と免震パネル２７の間のゴムクッション３１は鋼製スプリングを内蔵するゴムクッションまたは積層ゴムクッションを設置し、パイルキャップ頂部の高さよりやや高くして、地盤沈下が起こってもクッション機能が維持される構造とする。
枡構造体２２と建物の免震基盤２４の間には、鋼製のスプリングを内蔵するゴム製のダンパークッション２０を配置し、枡構造体２２と建物の免震基盤２４の接触破損を防止する。
パイルキャップのクッション２２とコンクリート基盤３３と免震パネル２７の間のゴムクッション３１と枡構造体２２と建物の免震基盤２４の間のダンパークッション２０は鋼製のスプリングを内蔵するゴム製であるので、外気の酸素よって酸化されることが無く永続的に機能する。

＜縦揺れ免震構造体施工の順序と構成資材＞
図８〜図１１にはパイル、パイルキャップ、免震パネルの構造を示した。
図１２には、免震基盤の平面図、図１３には免震基盤の横断面図を示した。
免震構造体施工に当たり、周囲を矢板盤を打ち込み、建造物の地下部を構成する各階の必要な深さまで土層を掘り上げる。
パイルは図９に示した。建造物の敷地を掘り上げて生じた土層の大穴の底部地面に、パイル３４を必要本数打ち込む。パイル３４は安定した地耐力を有する堅い地層まで打ち込むことが必要である。
地面上に残るパイル３４の長さは頂部の突出しが、図１３に示す栗石３５を敷き詰める厚さとコンクリート基礎３３の厚さを加え、その上にパイルキャップ３０の頂部の半球部分が突き出すことが必要である。
パイル３４の打ち込みが終わると、必要によって液状化防止の地盤固形化材の注入を行い、底部地面に栗石３５を敷き詰める。
栗石３５の敷き詰めが終わると、パイル３４頂部にパイルキャップ３０を載せる。

パイルキャップは図１０に示した。
パイルキャップ３０は、図１０に見られるように、頂部が半球状に丸くなっており、内部に鋼製のスプリングを内蔵するゴム製のクッション３２が納められており、クッション下の開口部は、パイル３４の頂部を挿入することができる構造になっている。パイルキャップ３０の周縁はゴムクッション３１に取り巻かれている。
パイルキャップ３０設置が終われば、栗石３５上にコンクリートをべた打ちし、コンクリート基盤２３を形成する。
コンクリート基盤２３と免震パネル２７の間には鋼製スプリングを内蔵する免震パネル下面保護クッション２９又は積層ゴムアイソレーター２９を挟んでいる。
その際パイルキャップ３０周縁のゴムクッション３１は左右の揺れによるパイル３４とコンクリート基礎３３の破損を防止する。

図１１には、免震パネル２７を示した。
免震パネル２７は、パイルキャップ３０上で、建造物支持基盤を下から独立懸架方式で支え、建物に懸る地震の縦揺れを減衰することと、パイル３４に懸る前後左右の揺れに伴う傾斜の力を首振り効果によって破損防止を行う機能を有する。

図１２には、免震基盤２４と枡構造体２２の関連の平面図を示した。
地震の横揺れに対しては、堅牢な枡構造体２２で免震基盤２４を囲み、建造物基底２４はスライダーで移動可能であるが、枡構造体２２と免震基盤２４の間にスプリングを内蔵したゴム製の多数のクッションダンパー２０を設置し、クッションダンパー２０で前後左右の建造物に懸る水平方向のエネルギーを吸収する。
エネルギー吸収の度合いは、震度８程度で瞬間的に地面が前後左右に１ｍ往復振動しても、建造物は静止することを可能としている。
また、地震終了後の建物の位置修正、強風、台風等の建物に対する横への風圧に対する位置移動防止には、建造物の８方向からの位置修正油圧装置２１により位置移動修正を行う。この油圧装置は、地震震動感知装置により地震発生に伴い油圧解除を行って免震機能の正常化を図る機能を内蔵している。

図１３には、建造物基礎部分の側面から見た免震構造の横断面模式図を示した。下から、建造物を岩盤又は安定地層まで支えるパイル３４の打ち込みとパイルキャップ３０の設置、基底地面上に配置する栗石３５、栗石上にパイルキャップ周縁のゴムクッション３１を取り巻いて、鉄筋を敷き詰めコンクリート基礎３３を設置する。
コンクリート基礎３３上に、鋼製スプリングを内蔵するゴムクッション２９又は積層ゴムアイソレーター２９を敷き、上に突き出たパイルキャップ３０頂部上に免震パネル２７を設置し、ゴムクッション２９とパイルキャップのクッション３２とで縦揺れの衝撃を吸収する。
パイルキャップ３０頂部はコンクリート基礎３３の上に突き出し、その上に首振り免震パネル２７設置する。すなわち、図６及び図７の横揺れ免震構造物を構成する建造物支持基盤２３は、免震パネル上面の保護ゴムシート２６を挟んで、免震パネル２７上に形成される。免震パネル２７は、下にパイルキャップ３０の頂部と接続する半球状の孔穴２８を有している。
パイルキャップの頂部はこの免震パネル下の孔穴２８に密着して結合され、グリースで免震パネル２７が首振り状態になり、接合面が動くので、地震でパイルが左右に揺れてパイルが多少傾いても、接合部の破損は起こらない。
特に地震縦波の地底からの突き上げは、イレギュラーに個々のパイルに衝撃を与えるのでそのショックは独立懸架方式のパイルキャップクッション３２で吸収する。免震パネル２７上には、周縁に枡構造体２２と接する建造物基盤２３を設置する。
横揺れ免震装置は、この建造物基盤２３上に下側の鋼板４を敷き、その上に免震シートＡを敷く。さらに、免震シートＡの上には、スライダーの上側の鋼板１０を設置し、免震シートＡを上側の鋼板と下側の鋼板に挟まれた構造を形成する。
スライダー周縁は、下側の滑り鋼板１５上に上側の潤滑油浸潤滑り鋼板１６を密着して設置し、潤滑油が浸潤する滑り盤を形成する。
横揺れを吸収するスプリングを内蔵したゴム製クッションダンパー２０は、前記スライダーの上部に設置する免震基盤２４と枡構造物２２との間に設置する。
これにより、瞬間的に往復１ｍの振幅がある巨大地震の横揺れも吸収される。
建造物は、これら縦揺れ吸収装置、横揺れ吸収装置の基盤の上に建設される。

図１４には、通常ビルの建造物と免震装置の側断面の関係を示した。
図に見られるように、建造物は免震装置を備えた基盤上に建設される構造であり、免震の基盤整備が技術の主眼である。
すなわち、免震基盤２４は、縦揺れ防止装置と横揺れ防止装置の上に設置されている。縦揺れ防止装置はパイル打ち込みと土層基盤の安定を図り、部材と部材を繋ぐ部分にはクッションを備えて部材の破壊を防止し、局部的に力の加わり方が相違する縦方向の振幅についてはパイルキャップに装備するクッションでエネルギーを吸収する。
建造物は横への振動に対しては支持力が働かないので、破壊力が大きい。横方向の振幅については、免震スライダーで地面のみが横滑りする。
免震機能は片側１ｍの地面の瞬間移動に対しても地面の滑りで建造物への影響を最大限軽減し、位置的にはダンパークション２０で衝撃を和らげる。建造物位置の修復は別途に油圧装置２１を作動して建造物の移動を行う。

図１５には、高層ビルの建造物と免震装置の側断面の関係を示した。
図に見られるように、建造物は免震装置を備えた基盤上に建設される構造であり、免震の基盤整備が技術の主眼である。
すなわち、通常のビルと同様、免震基盤２４は、縦揺れ防止装置と横揺れ防止装置の上に設置されている。縦揺れ防止装置はパイル打ち込みと土層基盤の安定を図り、部材と部材を繋ぐ部分にはクッションを備えて部材の破壊を防止し、局部的に力の加わり方が相違する縦方向の振幅についてはパイルキャップに装備するクッションでエネルギーを吸収する。
超高層ビルの場合は、建造物底面に対し、高さに比率が極めて大きいので、重心が高く、風圧や横揺れに対して不安定になり易いので、建物を支える枡構造体２２と免震基盤２４の間に、噛み合わせ構造３６を設け、両者間にスライダーを設け、超高層ビル到伏防止の噛み合わせスライダー免震構造とする。
建造物は横への振動に対しては支持力が働かないので、破壊力が大きい。横方向の振幅については、免震スライダーで地面のみが横滑りし、片側１ｍの地面の瞬間移動に対しても建造物への影響を最大限軽減し、クションダンパーで建造物位置の修復を行う。

産業上利用の可能性

本発明は、建造物全体が、往復１ｍ以上の免震構造になっているので、巨大な長周期の地震の発生があっても、建物自体には震動が伝わらず、静止している。建物内にある調度品の倒壊や人身事故が起こらず、メンテナンスもし易いシステムである。建設費用も相対的に低コストである。
従って、住宅、ホテル、商業施設、学校、病院、工場など何れの施設でも、確実な免震機能で安全性を一段と向上させることが可能である。

免震シートを展帳した状態 免震シートを丸めた状態 免震シートのａの部分の横断面図 鋼製球を埋め込んだ免震シートのａの部分の横断面図 下側の鋼板の俯瞰図Ｃと隣接する鋼板との連結の横断面図Ｄ 上側の鋼板の俯瞰図Ｅと隣接する鋼板との連結の横断面図Ｆ 重量構造物横揺れ免震構造体の横断面図 超重量構造物横揺れ免震構造体の横断面図 パイルとパイルキャップと免震パネルの接合図 パイルの側面図 パイルキャップ １０−１ パイルキャップの外観 １０−２ パイルキャップの横断面図 免震パネル １１−１ 免震パネルの上面外観図 １１−２ 免震パネルの下面外観図 １１ ３ 免震パネルの横断面図 免震基盤と枡構造体の関係に関する平面図 建造物基礎部分の免震構造の横断面図 通常ビルの建造物と免震装置の側断面図 高層ビルの建造物と免震装置の側断面図

記号の説明

Ａ 免震シート
Ｂ 巻き込み免震シート
１ 免震シート可塑性ゲル層
ａ 免震シート可塑性ゲル層断面表示位置
２ 免震シートを包むプッラスチックフィルムシート
３ 免震シートに埋め込む鋼製球
４ 免震スライダー下側の鋼板
５ 下側の鋼板プレート接続被せ部位
６ 下側の鋼板プレート接続受け部位
７ 下側の鋼板プレートの被せ部位接続ネジ穴
８ 下側の鋼板プレートの受け部位接続ネジ穴
９ 隣接鋼板プレート接続ネジ
１０ 免震スライダー上側の鋼板プレート
１１ 上側の鋼板プレート接続のための立ち上がり側板
１２ 上側の鋼板プレート接続ネジ穴
１３ 上側の鋼板プレート接続ボルト
１４ 上側の鋼板プレート接続ナット
１５ スライダー周縁の下側の滑り鋼板
１６ スライダー周縁の上側の潤滑油浸潤滑り鋼板
１７ 潤滑油供給油圧装置
１８ 滑り金具内の油送パイプ
１９ スライダー面への潤滑油加圧注入口
２０ ダンパークッション又は積層ゴムアイソレーター
２１ 建物位置修正油圧装置（及び、建物の風圧揺れ振動防止制御装置）
２２ 枡構造体
２３ 建造物支持基盤
２４ 建物の免震基盤
２５ 防錆潤滑油溜まり
２６ 免震パネル上面保護ゴムシート３０ パイルキャップの頂部
３１ パイルキャップ周縁のゴムクッション
３２ パイルキャップ内の鋼製のスプリングを内蔵するゴム製のクッション
３３ コンクリート基礎
３４ パイル
３５ 栗石
３６ 建造物倒壊防止噛み合わせ構造（噛み合わせと建造物支持基盤の間のスライダー及 びダンパークッション又は積層ゴムアイソレーターを含む）
３７ 建物

Claims (6)

1. 粘土又は、シルト又は、珪酸アルミゲル又は、プラスチックゲルと潤滑油の混合物を主素材とし、十分練り込み、可塑性を有する変形自在の状態で、上下を２枚のフィルムシートで挟み、拡げれば全体がシート状に施設できる構造で、運搬及び設置作業時は、絨毯と同様に丸めたり拡げたりすることが可能であることを特徴とする免震シート。
2. 請求項１の免震シートにどの様な重力に対しても対応できるように、可塑性素材の間に複数の鋼製小球を埋め込むことを特徴とする免震シート。
3. 請求項１及び請求項２の免震シートを用いた建造物の免震方法。
4. 重量建造物の基盤設置の段階で、周囲に矢板を打ち込み、地下階層の必要な深さまで土層を掘り、低下した地面の底部に建造物の重量を支持するパイルを複数打ち込み、矢板内側の周囲に地下側面を保護するコンクリート枡構造物を作り、底部地面に土層固化剤を打ち込み、パイル頂部にクッションを内蔵するパイルキャップを設置し、パイルキャップ上に免震パネルを設置し、その上にゴムクッションを配して、ゴムクッション上に建造物支持盤を設置し、その上に免震シートシステムの横揺れスライダーを設置して、その上に建造物底基盤を設置し、建造物と枡構造物との間にダンパークッションを設置し、免震構造とすることを特徴とする建造物の免震基盤構造体。
5. 横方向の地震揺れに対する免震装置は、請求項３の基盤設置において、建造物支持基盤に設置する２枚の均平な鋼板の間に潤滑油と請求項１又は請求項２の免震シートを挟み、シートを包む４方向の鋼板の末端に、油浸擦り合わせスライド板を設け、シートを包む鋼板及びスライド板の間へ常時高圧の潤滑油を加圧注入し、鋼板及びスライド板の擦り合わせ部が滑り、スライド板と免震シートがスライダーの役割を有し、上部建造物及び建造物と直結する上側の鋼板の前後左右端に、スプリングを内蔵するゴム製のクッション・ダンパーを設けて建造物底基盤に懸る横への荷重を吸収し、建造物に対する地面の前後左右の移動荷重はストッパーをクッションとダンパーで受け、前記潤滑油のシリンダー加圧注入により、油圧で上部鋼板の油浸擦り合わせ板の側部に開口している微孔から高圧で潤滑油を供給し、免震シートに架かる建造物の重圧を油圧で軽減すると共に、免震シートを常に濡れている状態に保って滑りを高め、地面が動いても地面側の下部鋼板が、最大片側１ｍ建造物と切り離されて横方向へ地面と滑走し、その上部の建物は上部鋼板上に堅牢な建造物底基盤を載せ、建物と基盤を一体化させたスライダー及び振動吸収システムにより建物へ横揺れの地震震動が伝わらないこと、と建造物重量を底面基盤全面で均等に支持することを特徴とする横揺れ免震基盤構造体。
6. 縦方向の地震揺れに対する免震装置は、地震震動が波状にうねって建造物の部位毎に巨大な偏圧を懸け、局所毎に加わる圧力が相違するので、縦方向の重量をパイルで受け、パイル上にスプリングを内蔵するゴム製の上下クッションとパイルの前後左右震動に対応するリング状ゴムクッションを備えたパイルキャップを被せて固定し、パイルキャップ上に首振り自在の免震パネルを載せて、その上にゴムクッションを配し、その上に横方向の免震スライダーと一体化した建造物の重量を積載する堅牢な横揺れ免震基盤構造体を載せ、不規則に襲来する地震波の縦揺れ圧力を、パイルキャップ内に設置した鋼製スプリングを内蔵するゴム製のクッションと免震パネル上のゴムクッションで吸収し、地震の縦揺れをパイル毎の独立懸架方式の鋼製スプリングクッションによって地震上下圧力の局所吸収と荷重の均平化を計り、免震することを特徴とする縦揺れ免震基盤構造体。