JP2016008393A - 免震構造 - Google Patents

Abstract

【課題】建築工程を簡易にして工期を短縮しコストを抑制することが可能な免震構造を提供する。【解決手段】スラブ１２と、スラブ１２上側に接合されたキャピタル１３ａと、キャピタル１３ａ上側に下側が固定された免震装置１４と、免震装置１４上側が固定されたキャピタル１３ｂと、キャピタル１３ｂに接合された床スラブ１５と、キャピタル１３ｂおよび床スラブ１５と接合して床スラブ１５上側に設置された柱１６とを備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

この発明は、フラットスラブ構造に免震装置を設置した免震構造に関するものである。

一般的な免震構造では、杭に接合した基礎梁と、柱と接合した大梁との間に免震装置を設置している。免震装置は、例えば高減衰ゴムなどを有しており、この免震装置が地震の揺れによって水平方向に変形し、建造物等の揺れをゆっくり（揺れ周期を長くして）且つ減衰させて当該建造物等の揺れを低減するようにしたものである。
図４は、従来の免震構造の概略構成を表す説明図である。図４（ａ）は従来の免震構造の一例を示し、図４（ｂ）は従来の免震構造の他の例を示したもので、各免震構造を側方視した場合の構成を示している。
図４（ａ）の免震構造１０１は、地中に設置された杭１１１の杭頭に基礎梁１１３を固定し、各杭１１１を基礎梁１１３によって繋いで基礎を形成し、この基礎及び基礎梁１１３に床スラブ１１２を設置している。

また、杭１１１の杭頭上方の基礎梁１１３には免震装置１１４が設置されている。この免震装置１１４の上部は、大梁１１６に固定されている。大梁１１６の上部には、柱１１７が設置されている。この柱１１７は、杭１１１ならびに免震装置１１４の直上に設けられている。
免震装置１１４を設置する場合、図示したように基礎梁１１３と大梁１１６との間に大梁下空洞ｂが必要になる。また、免震装置１１４の設置固定、点検メンテナンス等の作業を行うためにスラブ下空洞ａを設ける必要がある。スラブ下空洞ａは、作業者が床スラブ１１２上を移動することが可能であり、また作業等を行うことが可能な程度の高さを有する。

地震時に免震装置１１４が変形すると、大梁１１６には柱１１７と免震装置１１４から曲げモーメント、せん断力等が作用する。そのため、大梁１１６は、地震時に免震装置１１４、柱１１７等から伝わる応力に十分耐え得る強度等を有するように形成されている。
また、上記のように免震装置１１４が変形したときには、基礎梁１１３に杭１１１と免震装置１１４から曲げモーメント、せん断力等が作用する。そのため、基礎梁１１３は、地震時に免震装置１１４、杭１１１等から伝わる上記の応力に耐え得るように形成されている。

図４（ｂ）の免震構造１０２は、複数の杭１１１の上側の位置（杭頭１１１ａ）にスラブ１１８が設けられている。また、杭頭１１１ａの上部には免震装置１１４が設置固定されている。
免震装置１１４の上部には、大梁１１６が設けられており、図４（ａ）に示したものと同様に、大梁１１６の上部には床スラブ１１５が設置固定されている。また、大梁１１６もしくは床スラブ１１５の上部（免震装置１１４の直上）に柱１１７が設置されている（例えば特許文献１参照）。
なお、図４（ｂ）に示したスラブ１１８はフラットスラブであるが、これに替えてフラットビーム（高さが小さく幅広の偏平梁）を設置し、このフラットビームとスラブを接合したものを設置してもよい。
また、免震構造１０２においても、免震装置１１４の設置、点検等の作業を可能にするため、作業者等が移動できるようにスラブ下空洞ａならびに大梁下空洞ｂを設ける必要がある。
また、地震時には大梁１１６に免震装置１１４、柱１１７等から前述のような応力が作用するため、当該大梁１１６は、相当の強度等を有するように形成されている。

特開平９−２７３１６２号公報

従来の免震構造は以上のように構成されているので、相当の強度を有する大梁や基礎梁が必要になり、当該大梁や基礎梁の構築に用いる鉄筋やコンクリートなどの資材コストが高額になり、また、構築する際の作業期間や工事費用も増大する。
また、免震装置の点検等の際に作業者が当該免震装置の位置まで移動し、作業等を行うことができるように空洞を設ける必要がある。前述のように相当の強度を有する大梁等は、外寸も大きくなり上記の空洞内に大きく張り出す。そのため、当該張り出し部分を考慮して空洞を大きく設ける必要があり、土木工事や鉄筋コンクリート工事費用が増大してしまうという問題点があった。

この発明は上記の課題を解決するためになされたもので、建築工程を節減して工期の短縮ならびにコストを抑制することが可能な免震構造を提供することを目的とする。

この発明に係る免震構造は、第１スラブと、前記第１スラブ上側に接合された下側キャピタルと、前記下側キャピタル上側に、下側が固定された免震装置と、前記免震装置上側が固定された上側キャピタルと、前記上側キャピタルに接合された第２スラブと、前記上側キャピタルおよび第２スラブと接合して該第２スラブ上側に設置された柱とを備えることを特徴とする。

また、第１スラブと、前記第１スラブ下側に接合された下側キャピタルと、前記第１スラブの上側に、下側が固定された免震装置と、前記免震装置上側が固定された上側キャピタルと、前記上側キャピタルに接合された第２スラブと、前記上側キャピタルおよび第２スラブと接合して該第２スラブ上側に設置された柱とを備えることを特徴とする。

また、前記免震装置および前記柱の直下の地中に埋設され、前記下側キャピタルならびに前記第１スラブに杭頭を接合した杭を備えることを特徴とする。

また、前記免震装置直下を含む位置に設置され、前記下側キャピタルと接合されて前記第１スラブを支持する第１フラットビームを備えたことを特徴とする。

また、前記免震装置および前記柱の下方の地中に埋設され、前記第１フラットビーム、前記第１スラブおよび前記第１キャピタルに杭頭を接合した杭を備えることを特徴とする。

また、前記免震装置直上を含む位置に設置され、前記上側キャピタルと接合されて前記第２スラブを支持する第２フラットビームを備え、該第２フラットビームを前記上側キャピタルおよび第２スラブとともに前記柱に接合したことを特徴とする。

この発明によれば、大梁等を備えることなく十分な強度を確保することができ、建造物等の工期や工事費を抑制して高い免震性を得ることができる。

この発明の実施例１による免震構造の概略構成を表す説明図である。 この発明の実施例２による免震構造の概略構成を表す説明図である。 この発明の実施例３による免震構造の概略構成を表す説明図である。 従来の免震構造の概略構成を表す説明図である。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
（実施例１）
図１は、この発明の実施例１による免震構造を表す説明図である。図１の免震構造１は、地中に埋設される杭１１、杭１１とともに基礎を構成するスラブ１２、キャピタル１３ａ、キャピタル１３ｂ、床スラブ１５、柱１６によってフラットスラブ構造を構成し、これに免震装置１４を備えている。
杭１１は、例えば鉄筋コンクリート造（場所打ちコンクリート杭等）、鋼管造、ＳＣパイル造、またはＰＨＣパイル造などの杭であり、建造物等の基礎として複数の所定位置に埋設されている。
スラブ１２は、鉄筋コンクリート造のフラットスラブであり、各杭１１の杭頭ならびにキャピタル１３ａに接合されたものである。なお、図１において、少なくともスラブ１２下面から下の部分は地中となる。
キャピタル１３ａおよびキャピタル１３ｂは、例えば鉄筋コンクリート造であり、鉄骨を用いてもよい。スラブ１２の上側に配置されたキャピタル１３ａは、杭１１の杭頭ならびにスラブ１２に接合固定されている。

免震装置１４は、地震等の揺れが発生したとき変形するゴム部１４ａ、またゴム部１４ａの上下両端に上側ならびに下側フランジ部を有している。
ゴム部１４ａは、例えば鋼板と高減衰ゴム等とを複数積層させたもので、積層方向に鋼板などからなる上側フランジ部および下側フランジ部が設けられている。上側フランジ部および下側フランジ部は、ボルト・ナットを用いてそれぞれキャピタル１３ａ，１３ｂに固定されるように構成されている。
免震装置１４は、地震の特に横揺れに対してゴム部１４ａが水平方向に変形し、地震の揺れ周期よりも長い周期で上側フランジが揺れ、またゴム部１４ａの弾性等の作用により揺れを減衰するように構成されている。
免震装置１４の下側フランジ部は、キャピタル１３ａに固定されている。また、免震装置１４の上側フランジ部は、キャピタル１３ｂに固定されている。キャピタル１３ｂは、鉄筋コンクリート造のフラットスラブである床スラブ１５を下側から支持するように、当該床スラブ１５と接合されており、免震装置１４を介してキャピタル１３ａの直上に配置されている。

キャピタル１３ｂの上側には、前述のように床スラブ１５が設置されており、キャピタル１３ｂには床スラブ１５を介して、鉄骨造あるいは鉄筋コンクリート造等の柱１６が接合固定されている。詳しくは、杭１１、免震装置１４、キャピタル１３ａ等の直上に中心軸等を揃えて柱１６が設置されており、キャピタル１３ｂと接合されたことによって強度等が増大した部分（床スラブ１５の一部分）に柱１６が設けられている。
免震構造１は、免震装置１４をスラブ１２と床スラブ１５との間に設置しており、作業者等が免震装置１４の点検等を可能にするため、上記のスラブ１２の上面から床スラブ１５の下面までの間に空洞ａを設けている。この空洞ａの高さは、キャピタル１３ａおよびキャピタル１３ｂの各高さと免震装置１４の高さの合計、もしくはそれ以上となり、例えば作業者等が歩行によって移動可能な程度である。
換言すると、免震構造１は大梁等を備えていないことから空洞ａ内に突出する構造部分を低減することができ、そのため作業者等が空洞ａを容易に移動することも可能になり、また作業空間等を十分確保することも可能になる。

免震構造１は、地震の揺れによって免震装置１４のゴム部１４ａが変形すると、キャピタル１３ａには概ね免震装置１４と杭１１から曲げモーメント、せん断力などのストレスが加わる。また、キャピタル１３ｂには概ね免震装置１４と柱１６から上記のストレスが加わる。
キャピタル１３ａ，１３ｂは、上記のストレスエネルギに耐え得る強度等を有しており、このような強度等を有することにより、上記のストレスを高い効率で免震装置１４に伝える。
免震装置１４は、例えば複数の方向へ変形（往復変形）などを繰り返すときゴム部１４ａが有するゴム弾性などの作用により、地震による揺れ（エネルギ）を減衰させ、前述のストレスを吸収・解消する。
即ち、上記のような強度等を有するキャピタル１３ａ，１３ｂを備えることにより、スラブ１２、床スラブ１５、柱１６、図示されない壁部などの損傷もしくは損壊を抑制することが可能になり、免震装置１４を固定する大梁等を備えることなく建造物全体の免震性を高めることができる。

（実施例２）
図２は、この発明の実施例２による免震構造の概略構成を表す説明図である。図１に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、重複説明を省略する。図２の免震構造２は、スラブ１２の下側にキャピタル１３ｃを配置しており、杭１１の杭頭にキャピタル１３ｃを設置固定している。キャピタル１３ｃは、前述のキャピタル１３ａ，１３ｂと同様な構造を有するものである。
キャピタル１３ｃは、前述のようにスラブ１２を下側から支持するように接合されており、当該キャピタル１３ｃと接合されたことによって強度等が増大した部分（スラブ１２の一部分）の上側に免震装置１４の下側フランジがボルト・ナット等を用いて固定されている。
なお、免震装置１４の上側フランジはキャピタル１３ｂにボルト・ナット等を用いて固定されており、当該キャピタル１３ｂ、床スラブ１５、柱１６等は、図１に示した免震構造１と同様に設置（接合）固定されている。また、図２において、少なくともスラブ１２の下面以下の部分は地中となる。

免震構造２においては、スラブ１２の上側から床スラブ１５の下面までの高さ、即ち空洞ａの高さは免震装置１４の高さとキャピタル１３ｂの高さの合計、もしくはそれ以上であり、作業者等が移動可能な程度である。また、免震構造１と同様に大梁等を備えていないので、空洞ａの高さをある程度低くした場合でも作業者等が容易に移動することができ、また作業空間等も十分に確保することができる。

免震構造２は、地震の揺れによって免震装置１４のゴム部１４ａが変形すると、キャピタル１３ｃには概ね免震装置１４と杭１１から曲げモーメント、せん断力などのストレスが加わる。また、キャピタル１３ｂには概ね免震装置１４と柱１６等から上記のようなストレスが加わる。
キャピタル１３ｂ，１３ｃは、上記のストレスエネルギに耐え得る強度等を有しており、上記のストレスを高い効率で免震装置１４へ伝える。
免震装置１４は、前述のように複数の方向へ往復変形などを繰り返すときゴム部１４ａの弾性などの作用により、地震による揺れ（エネルギ）を減衰させ、また上記のストレスを吸収・解消する。
即ち、上記のような強度等を有するキャピタル１３ｂ，１３ｃを備えることにより、スラブ１２、床スラブ１５、柱１６、図示されない壁部などの損傷もしくは損壊を抑制することが可能になり、免震装置１４を固定する大梁等を備えることなく建造物全体の免震性を高めることができる。

（実施例３）
図３は、この発明の実施例３による免震構造の概略構成を表す説明図である。図１または図２に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、重複説明を省略する。
図３の免震構造３は、地中に設置固定された各杭１１の杭頭を繋ぐようにフラットビーム（高さが小さく幅広の偏平梁）２０を設置し、またフラットスラブからなるスラブ１２ａを設置している。
スラブ１２ａならびにフラットビーム２０は、例えば鉄筋コンクリート造であり、これらはスラブ１２ａをフラットビーム２０によって支持するように接合されている。

フラットビーム２０の上側にはキャピタル１３ｄが設置されており、例えば、図示したように杭１１の杭頭直上となる位置（杭頭とフラットビーム２０が接合された部分）にキャピタル１３ｄが設置され、当該キャピタル１３ｄ、上記の杭頭、フラットビーム２０、スラブ１２ａが接合されている。換言すると、キャピタル１３ｄとフラットビーム２０が接合されて強度等の増大した部分を杭頭に接合している。
また、キャピタル１３ｄの上側には、免震装置１４の下側フランジが前述のようにボルト・ナットを用いて設置固定されている。
また、フラットビーム２０の下端とスラブ１２ａの下端とを揃えて（高さ方向の端部を揃えて）構築してもよい。また、フラットビーム２１の下端と床スラブ１５ａとの下端とを揃えて（高さ方向の端部を揃えて）構築してもよい。

免震装置１４の上側フランジは、前述のようにボルト・ナットを用いてキャピタル１３ｅに固定されている。キャピタル１３ｅは、フラットビーム２１（フラットビーム２０と同様の偏平梁）に接合固定されており、免震装置１４の直上となるフラットビーム２１の上側には柱１６が設置されている。換言すると、キャピタル１３ｅならびにフラットビーム２１が接合されており、強度等が増大している部分に柱１６が接合固定されている。
また、フラットビーム２１は、鉄筋コンクリート造のフラットスラブである床スラブ１５ａが接合固定されており、当該床スラブ１５ａを支持している。

なお、キャピタル１３ｄ，１３ｅは、前述のキャピタル１３ａ〜１３ｃと同様に鉄骨造または鉄筋コンクリート造である。
キャピタル１３ｄはフラットビーム２０とともに、地震時に杭１１および免震装置１４から加わる曲げモーメントやせん断力などのストレスに耐え得る強度等を有している。
また、キャピタル１３ｅはフラットビーム２１とともに、地震時に免震装置１４および柱１６から加わる上記のようなストレスに耐え得る強度等を有している。図３において、少なくともスラブ１２ａの下面ならびにフラットビーム１２ａの下側は地中である。

免震構造３においても、作業者が移動可能であり免震装置１４等の点検などの作業を行うための空洞ａを設けている。免震構造３の空洞ａは、スラブ１２ａならびにフラットビーム２０の上面から少なくともフラットビーム２１下面までの高さを有し、例えば、キャピタル１３ｄ、免震装置１４、キャピタル１３ｅの各高さを合計したもの、もしくはそれ以上の高さを有する。
免震構造３は免震構造１，２と同様に大梁等を備えていないので、作業者等が容易に移動することができ、また作業空間等も十分に確保することができる。

免震構造３においても、地震の揺れによって免震装置１４のゴム部１４ａが変形する。この変形によって、概ね免震装置１４と杭１１から曲げモーメント、せん断力などのストレスがキャピタル１３ｄならびにフラットビーム２０に加わる。また、キャピタル１３ｅならびにフラットビーム２１には概ね免震装置１４と柱１６等から上記のようなストレスが加わる。
キャピタル１３ｄ，１３ｅ、およびフラットビーム２０，２１は、上記のストレスエネルギに耐え得る強度等を有している。特に、フラットビーム２０，２１を備えた部分について建造物等の強度等を高めることができ、強い地震の揺れに対応することが可能になる。

実施例１〜３で説明した各免震構造１〜３は、いずれも杭１１の杭頭にキャピタルやスラブなどを接合したものであるが、杭１１を設置していない位置において、十分な強度等を有する基礎スラブ（前述のスラブ１２，１２ａに相当）を地中または地面に構築し、この基礎スラブの上側に下側キャピタル（例えば図１のキャピタル１３ａ）、免震装置１４、上側キャピタル（例えば図１のキャピタル１３ｂ）、床スラブ１５等、柱１６などを前述のように設置してもよい。

また、図１の免震構造１または図２の免震構造２に、図３のフラットビーム２０を備えてもよい。具体的には図１，２に示したスラブ１２を支持するフラットビーム２０を備え、このフラットビーム２０とキャピタル１３ａまたはキャピタル１３ｃとを接合して、前述のように杭１１、免震装置１４等を設置（接合）した構造でもよい。
また、図１，２の免震構造１，２に、図３のフラットビーム２１を備えてもよい。具体的には、図１，２の床スラブ１２を支持するフラットビーム２１を備え、このフラットビーム２１にキャピタル１３ｂや柱１６等を接合した構造でもよい。

１〜３免震構造
１１杭
１２，１２ａスラブ
１３ａ〜１３ｅキャピタル
１４免震装置
１４ａゴム部
１５，１５ａ床スラブ
１６柱
２０，２１フラットビーム
１０１，１０２免震構造
１１１，１１１ａ杭
１１２，１１５床スラブ
１１３基礎梁
１１４免震装置
１１６大梁
１１７柱
１１８スラブ

Claims (6)

1. 第１スラブと、
   前記第１スラブ上側に接合された下側キャピタルと、
   前記下側キャピタル上側に、下側が固定された免震装置と、
   前記免震装置上側が固定された上側キャピタルと、
   前記上側キャピタルに接合された第２スラブと、
   前記上側キャピタルおよび第２スラブと接合して該第２スラブ上側に設置された柱と、
   を備えることを特徴とする免震構造。
2. 第１スラブと、
   前記第１スラブ下側に接合された下側キャピタルと、
   前記第１スラブの上側に、下側が固定された免震装置と、
   前記免震装置上側が固定された上側キャピタルと、
   前記上側キャピタルに接合された第２スラブと、
   前記上側キャピタルおよび第２スラブと接合して該第２スラブ上側に設置された柱と、
   を備えることを特徴とする免震構造。
3. 前記免震装置および前記柱の直下の地中に埋設され、前記下側キャピタルならびに前記第１スラブに杭頭を接合した杭を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の免震構造。
4. 前記免震装置直下を含む位置に設置され、前記下側キャピタルと接合されて前記第１スラブを支持する第１フラットビームを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の免震構造。
5. 前記免震装置および前記柱の下方の地中に埋設され、前記第１フラットビーム、前記第１スラブおよび前記第１キャピタルに杭頭を接合した杭を備えることを特徴とする請求項４に記載の免震構造。
6. 前記免震装置直上を含む位置に設置され、前記上側キャピタルと接合されて前記第２スラブを支持する第２フラットビームを備え、該第２フラットビームを前記上側キャピタルおよび第２スラブとともに前記柱に接合したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の免震構造。

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