JP2016070011A - 免震構造及び免震構造建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】 地震、台風等による振動、圧力が極めて強大になっても、免震機能を十分に果たすことができ、建築物が容易に倒壊、破壊等することのない免震構造を提供する。
【解決手段】 免震構造１を、梁状部材２１から成る下側架橋構造２と、下側架橋構造２の長さ方向中央部に配置してなる下側摺動部材３と、下側摺動部材３を下側架橋構造２の幅方向に案内する下側案内部材４と、梁状部材５１から成る上側架橋構造５と、上側架橋構造５の長さ方向中央部に配置してなる上側摺動部材６と、上側摺動部材６を上側架橋構造５の幅方向に案内する上側案内部材７と、から構成する。下側架橋構造２と上側架橋構造５とを直交するように配置し、下側摺動部材３と上側摺動部材６とを連結構造８を介して連結する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、建築物に地震、台風等によって強大な振動、圧力が負荷された場合にも、建築物が倒壊、破壊等することなく十分に耐えることができる免震構造及び免震構造建築物に関する。

我が国は地震、台風等が多発する状況にあるから、建築物は、地震、台風等による強大な振動、圧力に耐え、倒壊、破壊等することがないよう設計される必要がある。このために、建築物に免震構造を保有させるのであるが、この免震構造として、上部構造における振動を減衰させると共に、上部構造に復元力を付与するものが提案されている。

すなわち、基礎と上部構造との間に弾性部材による減衰、復元機構を配設したり（特許文献１参照）、基礎と上部構造との間に弾性部材及び摺動機構を配設したりして（特許文献２参照）、建築物に免震構造を保有させている。又、高層建築物の場合には、低層階と高層階との境界となる中間階に減衰、復元機構を配設して免震構造を保有させてある。

特開平０８−２４００３３号公報 特開平１１−２１０８２１号公報

しかし、特許文献１に記載のものにあっては、振動が極めて強大になると、弾性部材による減衰力、復元力が限界を超えて、免震機能を果たさなくなる虞があった。
又、特許文献２に記載のものにあっても、振動が極めて強大になると、弾性部材及び摺動機構による減衰力、復元力が限界を超えて、免震機能を果たさなくなる虞があった。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて為されたものであって、地震、台風等による振動が極めて強大になっても、減衰力、復元力を十分に維持できて、免震機能を十分に果たすことができ、建築物が容易に倒壊、破壊等することのない免震構造及び免震構造建築物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の免震構造は、梁状部材から成る下側架橋構造と、前記下側架橋構造の長さ方向中央部に配置してなる下側摺動部材と、前記下側摺動部材を前記下側架橋構造の幅方向に案内する下側案内部材と、梁状部材から成る上側架橋構造と、前記上側架橋構造の長さ方向中央部に配置してなる上側摺動部材と、前記上側摺動部材を前記上側架橋構造の幅方向に案内する上側案内部材と、から構成され、前記下側架橋構造と前記上側架橋構造とを直交するように配置し、前記下側摺動部材と前記上側摺動部材とを連結構造を介して連結したことを特徴とする。

ここで、連結構造は、連結ピンから成り、機械的に連結するものであってもよく、電磁石を採用して、電磁的に連結するものであってもよい。

又、本発明の免震構造建築物は、上記何れか一つの免震構造を採用したことを特徴とするものであって、免震構造は、基礎と上部構造との間に形成するものであってもよく、高層建築物の場合にあっては、低層階と高層階の境界部である中間層に形成するものであってもよい。

本発明の免震構造によれば、中小規模の地震、台風等による振動、圧力に対しては、梁状部材よる湾曲によって、オイルダンパー等が有効に働くことにより、振動、圧力を吸収又は減衰させることができ、又、梁状部材に生成する曲げ応力によって、振動、圧力が消失した場合に、梁状部材の位置を容易に復帰させることができ、免震機能を十分に果たすことができる。

又、大規模の地震によって極めて強大な振動、圧力が負荷された場合には、連結ピンが剪断破壊され、下側摺動部材と上側摺動部材との連結は解除され、より長い距離摺動できるようになるから、強大な振動、圧力をより十分に吸収又は減衰させることができて、建築物が容易に倒壊、破壊等することはない。

本発明の免震構造建築物の断面図である。 本発明の免震構造を形成した中間階の平面図である。 本発明の免震構造の斜視図である。 本発明の免震構造の断面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ部拡大図である。 図８のＥ部拡大図である。

本発明の免震構造及び免震構造建築物の好適な実施形態について、以下、図面を参照して詳細に説明する。

免震構造の形成は、建築物が高くなるほど、地震による振動、台風による圧力が大きくなるので、図１に示す高層建築物１００に適用した場合について説明する。
そして、高層建築物１００においては、図１に示すように、免震構造は、低層階１０１と高層階１０２との境界部である中間層１０３に形成されるのが一般的である。

図２は、中間層１０３である７階に免震構造を形成した場合の平面図を示すが、本実施例では、本発明の免震構造１以外に、積層ゴムアイソレータ２００、弾性滑り支承装置３００、オイルダンパー４００等も同時に配設されている。

本発明の免震構造１は、図３〜図７に示すように、下側架橋構造２、下側摺動部材３、下側案内部材４、上側架橋構造５、上側摺動部材６、上側案内部材７及び連結構造８から構成されている。

下側架橋構造２は、両側に所定間隔離間して配置した梁状部材２１，２１と、梁状部材２１，２１を連結すべく、その長方向両端部に配置した連結部材２２，２２とから構成されている。

下側摺動部材３は、下側架橋構造２の長さ方向中央部に梁状部材２１，２１同士を連結すべく配置してある。そして、この下側摺動部材３の下面には下側レール３１を固定してある。

下側案内部材４は、前記下側摺動部材３の下側レール３１と嵌合して、梁状部材２１，２１の幅方向に下側摺動部材３を案内して、摺動するようになっている。

上側架橋構造５は、両側に所定間隔離間して配置した梁状部材５１，５１と、梁状部材５１，５１を連結すべく、その長さ方向両端部に配置した連結部材５２，５２とから構成されている。

上側摺動部材６は、上側架橋構造５の長さ方向中央部に梁状部材５１，５１同士を連結すべく配置してある。そして、この上側摺動部材６の上面には上側レール６１を固定してある。

上側案内部材７は、前記上側摺動部材６の上側レール６１と嵌合して、梁状部材５１，５１の幅方向に上側摺動部材６を案内して、摺動するようになっている。

下側架橋構造２と上側架橋構造５とは互いにその長さ方向中央部において直交するように配置されており、従って、下側摺動部材３と上側摺動部材６も重合するように配置されている。

下側摺動部材３と上側摺動部材６とは、図８及び図９に示すように、連結構造８を介して連結されている。
連結構造８は、連結ピン８１、下側保持ブロック８２、上側保持ブロック８３とから構成され、下側保持ブロック８２は下側摺動部材３に、上側保持ブロック８３は上側摺動部材６に固定されている。

そして、下側保持ブロック８２に穿設された貫通孔８２ａ、上側保持ブロック８３に穿設された貫通孔８３ａに連結ピン８１を挿通して、連結ピン８１によって下側摺動部材３と上側摺動部材６とを連結してある。

従って、下側架橋構造２に直交する方向に荷重が負荷されると、梁状部材２１，２１が若干湾曲されると共に、下側摺動部材３が下側案内部材４に案内されて摺動するようになっている。

一方、上側架橋構造５に直交する方向に荷重が負荷されると、梁状部材５１，５１が若干湾曲されると共に、上側摺動部材６が上側案内部材７に案内されて摺動するようになっている。

上記何れの場合にあっても、梁状部材２１，２１，５１，５１には曲げ応力が生成するから、付勢されていた荷重が消失すると、梁状部材２１，２１，５１，５１の弾性復元力によって、下側摺動部材３、上側摺動部材６は元の位置に復帰するようになっている。

さらに、極めて強大な荷重が負荷されると、連結ピン８１には過大な剪断応力が生成することになり、連結ピン８１の許容応力を超えた場合には、連結ピン８１は中央部で剪断破壊され、下側摺動部材３と上側摺動部材６とは連結されなくなり、離間されて、大きく摺動できるようになる。

本発明の免震構造１は、図４に示すように、下側案内部材４を中間層１０３の床面の上面に設置し、上側案内部材７を高階層１０２の最下層の床面の下面に設置すれば、高層建築物１００の中間層１０３に形成することができる。

以上のように、本発明の免震構造１を適用すれば、中小規模の地震、台風等による振動、圧力に対しては、梁状部材２１，２１，５１，５１による湾曲によって、オイルダンパー等が有効に働くことにより、振動、圧力を吸収又は減衰させることができ、又、梁状部材２１，２１，５１，５１に生成する曲げ応力によって、振動、圧力が消失した場合に、梁状部材２１，２１，５１，５１の位置を容易に復帰させることができ、免震機能を十分に果たすことができる。

又、大規模の地震によって極めて強大な振動、圧力が負荷された場合には、連結ピン８１が剪断破壊され、下側摺動部材３と上側摺動部材６との連結は解除され、より長い距離摺動できるようになるから、強大な振動、圧力をより十分に吸収又は減衰させることができて、建築物が容易に倒壊、破壊等することはない。

上記実施形態においては、本発明の連結構造８として、連結ピン８１、下側保持ブロック８２、上側保持ブロック８３とから構成されるものを説明したが、連結ピン８１により機械的に連結する構成に限らず、連結構造８として、電磁石を採用して、電磁的に連結する構成を採用してもよい。

又、上記実施形態においては、本発明の免震構造１を高層建築物１００の中間層１０３に配設するようにしたが、必ずしもこれに限定されず、例えば、高層建築物１００の基礎と低層階との境界部に配設するようにしてもよい。

１ 免震構造
２ 下側架橋構造
２１ 梁状部材
２２ 連結部材
３ 下側摺動部材
３１ 下側レール
４ 下側案内部材
５ 上側架橋構造
５１ 梁状部材
５２ 連結部材
６ 上側摺動部材
６１ 下側レール
７ 上側案内部材
８ 連結構造
８１ 連結ピン
８２ 下側保持ブロック
８２ａ 貫通孔
８３ 上側保持ブロック
８３ａ 貫通孔
１００ 免震構造建築物
１０１ 低層階
１０２ 高層階
１０３ 中間層
２００ 積層ゴムアイソレータ
３００ 弾性滑り支承装置
４００ オイルダンパー

Claims (5)

1. 梁状部材から成る下側架橋構造と、前記下側架橋構造の長さ方向中央部に配置してなる下側摺動部材と、前記下側摺動部材を前記下側架橋構造の幅方向に案内する下側案内部材と、梁状部材から成る上側架橋構造と、前記上側架橋構造の長さ方向中央部に配置してなる上側摺動部材と、前記上側摺動部材を前記上側架橋構造の幅方向に案内する上側案内部材と、から構成され、前記下側架橋構造と前記上側架橋構造とを直交するように配置し、前記下側摺動部材と前記上側摺動部材とを連結構造を介して連結したことを特徴とする免震構造。
2. 前記連結構造は、連結ピンから成り、機械的に連結するものであることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
3. 前記連結構造は、電磁石を採用して、電磁的に連結するものであることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
4. 請求項１乃至３の何れか一つの免震構造を採用したことを特徴とする免震構造建築物。
5. 前記免震構造を高層建築物の低層階と高層階の境界部である中間層に形成したことを特徴とする請求項４に記載の免震構造建築物。

Images