JP2017110418A - 建築構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた剛性と耐力を有する柱梁架構を実現しつつ、免震層の高さを低く抑えた、中間階免震構造を備えた建築構造物を提供する。
【解決手段】中間階に免震装置４を備えた建築構造物１であって、免震層の直上階および直下階には、鋼製系梁６、９が架設されており、前記免震装置は柱を介することなく、前記直上階および/前記直下階に接合されていることを特徴とする建築構造物を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の途中階に免震装置を配置させた中間階免震構造を備えた建築構造物に関するものである。

近年、地震の震動が建築構造物に伝わるのを防ぐために、積層ゴム支承などの免震装置を備えた建築構造物が広く施工されている。
免震装置は、建物に作用する地震荷重を、その建物が保有している耐震性能よりも小さくして、建物の安全性を確保するものである。その免震装置を備えた免震構造形式は、設置場所によって、基礎免震構造と、中間階免震構造に分類される。
基礎免震構造は、基礎下に配置されるもので、建物全てを免震化できる反面、既存建物を免震化するには高額費用を必要とし、更に免震装置には高軸力が加わるために免震装置が大口径化となる傾向がある。
また、中間免震構造は、建物途中階に免震装置を設置することで免震層より上層階を免震化でき、低コストにて、既存建物の免震改修を行うことが出来るという特徴がある。しかしながら、建物途中階に免震装置を配置することで、利用可能な建物空間が制限されると共に、建物の使用形態によっては免震装置を設置することが困難であるという問題点があった。

例えば、特許文献１には、非免震建物と免震建物との連結構造が開示されている。具体的には、平常時においては微振動の増幅は抑制しつつ、地震発生時には、建物内に生じる加速度応答を大幅に低減させる、免震層と剛すべり支承と粘性ダンパーを組み合わせた免震装置の構成が示されている。特許文献１の方法は、制振装置（粘性ダンパー）と免震装置（すべり支承、ゴム支承）を組み合わせる複雑なせん断抵抗機能を備えており、連結免震装置が高額費用となっていた。
また、特許文献２には、鉄骨系建築物を対象とした中間階免震構造が開示されている。具体的には、図５に示すように、下層建造物１０１と上層建築物１０２の間に、免震装置１０３が配置されている。免震装置１０３は独立基礎上に設置され、免震装置１０３同士は上部側は鉄骨トラス材で連結されている。特許文献２の方法は、免震装置１０３は居住空間階と分離するための免震層に配置されておらず、免震装置１０３を耐火被覆する必要があると共に、免震装置１０３同士を連結するのに大掛りな鉄骨トラス材が必要であり、建物の使用勝手上、大きな制約があった。
また、特許文献３には、建物途中階のエレベータシャフト部分に免震装置を設けた中間階免震構造が開示されている。具体的には、図６に示すように、ゴム等の弾性部材により構成された免震ユニット１１１が上層側建物１１２と下層側建物１１３との間に複数配置されており、地震の際にはそれらの建物１１２、１１３の間の相対揺れを許容するように構成されている。特許文献３の方法は、免震層以外の上下階の建物空間は殆ど制約なく柱等を配置することができる反面、エレベータシャフトを分断した特定階にて、複数の柱状部材で上下階の建物を支持すると共に、複数の免震ユニット体を配置する必要があり、免震層の階高が高く、免震ユニット体も高額であった。
また、特許文献４には、基礎杭を１階柱とし、その１階柱の地盤付近の高さ位置に相対変位拘束部材（鉄骨梁）を設けるとともに、その１階柱の柱頭部に免震装置が設置された免震構造物の構成が開示されている。免震装置が設置された１階部分（免震層）の上方に構築された上層建築物には鉄骨梁が用いられていた。免震層は、上層階より階高は高く、トラックバースなどの居住階とされた。特許文献４の方法は、免震層を居住階とするために免震装置の耐火被覆費用が高額になるとともに、高い階高を実現するために太径柱やコンクリート充填柱が必要であり、建設費用が高額となった。
また、１階をトラックバースとして利用するために、免震装置を地下階の中間階に設置する場合は、免震ピットを設ける必要があり、地震発生時でも落下することのない免震ピットを覆う床構造が必要であり、建物計画上に制約が生じた。
上記のような其々の先行技術を踏まえると、中間階免震構造の建物では、免震装置を配置するために、建物高さに上限がある場合は、居住階の天井高を低くするか、或いは、階数を減らすなどの対応が必要であった。
免震層の階高を低くする方策としては、免震装置を挟んだ上下階の横架材、及び柱部材と横架材との接合部分について、剛性と耐力に優れた構造体とすることで、横架材の梁成を低減すると共に、柱部材と横架材との接合部分（免震基礎部）の接合部高さを低減する必要があった。
また、免震装置を居住階に設置すると、免震装置に対して防火対策が必要であった。
また、免震層には、免震装置の保守点検等のために、点検者等が立ち入る必要があるため、保守点検作業等に必要な天井高さは最低限有さなければならず、免震層の高さを低くするには限界があった。
また、免震装置の上下階にＲＣ梁を設ける場合、鋼製系梁と同等の梁せいで、同等の曲げ耐力と剛性を確保するには、多数の梁主筋を配筋するためにＲＣ梁は扁平形状となる。免震層の上下階がＲＣ扁平梁にて構成されると、天井面に表れる凸部幅は大きく、免震装置の保守点検作業の障害となった。

特許第５７５５１３０号公報 特開２００４−６０２８１号公報 特開２００７−５６４６０号公報 特開２００８−３８４２１号公報

本発明は、免震層を挟んだ上下階の建物構造について、建物居住階の階数を増加させつつ、天井高さを大きく確保するために、免震層を採光率や必要天井高さなどの法的規制を受けない非居住空間階として設けると共に、免震層の上下階においては簡単な構成でありながら、優れた剛性と耐力を有する柱梁架構で構成することで、必要な免震層の天井高さを確保しつつ、建物居住階の階数の増加が可能で、かつ天井高さが大きく確保された中間階免震構造を備えた建築構造物を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
第１の発明は、中間階に免震装置を備えた建築構造物であって、免震層の直上階および直下階には、鋼製系梁が架設されており、前記免震装置は柱を介することなく、前記直上階および/前記直下階に接合されていることを特徴とする。
第１の発明によれば、免震層の直上階および直下階の其々の梁を曲げ剛性と耐力に優れた鋼製系部材にて構成することで、隣接する免震装置間を長スパン化しつつ、各々の梁成を低くすることができる。
また、免震装置は、柱を介することなく直上階および/直下階に接合されていることで、免震装置が設置された当該階の階高を直上階および直下階の階高より低くできるために、免震層を構成する鉛直構造材である柱や免震装置が折れ曲がりなど曲げ変形しないように抵抗する曲げモーメント値を小さくできるので、柱の小径化や柱本数を削減できる。また、免震層に柱を設けないことで、柱を構成する材料費用が低減できる。
また、免震層の階高を低くすることで、建物居住階の階数を増加させることが可能で、かつ天井高さが大きく確保された中間階免震構造を備えた建築構造物を実現することができる。
したがって、保守点検作業等に必要な最低限の天井高さを確保しつつ、梁成を含めた免震層全体の高さを低く抑えることができる。これにより、法規制等により建築高さに上限がある場合においても、中間階免震構造を採用することで、建物居住階の階数の最大化と共に、居住階の天井高を高く維持することができる。また、免震装置を挟んだ直上階及び直下階においては、隣接する免震装置同士を鋼製系梁で連結させることで、強靭な構造躯体で構成された中間階免震構造を備えた建築構造物を実現することができる。

第２の発明は、前記免震装置の上部には、第１の鋼製系柱と前記鋼製系梁が接合された第１の鋼製接合部材が埋設された免震上部交差部が設けられていることを特徴とする。本明細書で記載する鋼製系梁、または鋼製系柱とは、鉄骨や鉄骨鉄筋コンクリート、またはコンクリート充填鋼管で形成された柱部材、または梁部材と定義する。コンクリート充填鋼管は、鋼管の内部に鉄骨を有している場合と、有さない場合の双方を含む。
第２の発明によれば、免震層より上層階の柱梁架構を高剛性で耐力に優れた鋼製系柱梁架構とすることで、免震層以外の建物途中階では地震荷重による被害を殆ど生じさせることなく、免震層で確実に地震エネルギーを吸収させることができる。
また、免震上部交差部には、鋼製系柱および鋼製系梁と其々が接続された第１の鋼製接合部材が埋設されることで、第１の鋼製接合部材を介して、鋼製系柱と鋼製系梁が強固に拘束されると共に、上層階の荷重は、第１の鋼製接合部材に接合された鋼製系の柱梁架構を通して、スムーズに伝達される。
さらに、免震上部交差部には、ＲＣ柱部材やＲＣ梁部材などを定着させるために主筋やせん断補強筋などを複雑に配隣させる必要はなく、第１の鋼製接合部材を配置させることで、短工期にて、第１の鋼製接合部材を構成する鋼材の支圧効果やコンクリートとの定着機構によって、強固な接合部構造を実現することができる。

第３の発明は、前記免震装置の下部には、プレキャストコンクリート柱の上端面に載置された前記鋼製系梁、または第２の鋼製系柱と鋼製系梁が接合された第２の鋼製接合部材のどちらか一方が埋設された免震下部交差部が設けられていることを特徴とする。
第３の発明によれば、免震装置の下部側は免震下部交差部を介して、鋼製系の柱梁架構、またはＲＣ柱と鋼製系梁による複合柱梁架構で支持されており、上部構造に生じた力は、免震下部交差部を介して、下階の柱梁架構にスムーズに伝達させることができる。
また、上階の柱は、免震上部交差部を介して免震装置と接続され、また下階の柱は、免震下部交差部を介して免震装置と接続されていることで、免震上部交差部と免震下部交差部は、免震装置の外径寸法に依存することなく、上下階の柱と接続させることができる。また、免震装置は、各柱梁に直接接続されておらず、免震装置の高さに依存することなく、免震層の天井高さを調整することができる。これにより、免震装置の選択等において、設計の自由度を高めることができる。また、免震装置の下部側の柱梁架構は、免震下部交差部に埋設された第２の鋼製接合部材の各材端部と接合されて構成される。

第４の発明は、前記免震装置は、地下階に配置されると共に、該免震装置を挟んだ上下階の鋼製系梁の間には、非居住空間階が設けられていることを特徴とする。
第４の発明によれば、免震装置を地下階に設置することで、法規制で規定された所定の高さまで全て居室階とする中間階免震構造を備えた建物構造物を実現できる。また、地下階に天井高さを抑えた免震装置を備えた非居住空間階を設けることで、地下工事における掘削深さを浅くすることができる。但し、免震ピットは、免震装置の下端面以上の建物周囲に設ける。また、免震層を居住空間とは分離し、非居住空間階に設置することで、防災対策用に免震装置を耐火被覆材で覆う必要はなく、簡単な構成で免震層を実現することができる。

本発明によれば、免震層を非居住空間階とすると共に、免震層の直上階を鋼製系柱梁架構とし、直下階をＲＣ柱鋼製系梁架構または鋼製系柱梁架構で構成された中間階免震構造とすることで、建物居住階の階数の増加が可能で、かつ天井高さが大きく確保された建築構造物が実現可能である。

本発明の一実施形態として示した中間階免震構造を備えた建築構造物の説明図である。 本発明の一実施形態として示した中間階免震構造の要部拡大図である。 免震装置を介した下部側（免震支承下部ブロック）及び、上部側（免震基礎フーチング）の其々の水平断面図である。 本発明の一実施形態として示した中間階免震構造の説明図である。 従来の中間階免震構造を備えた建築構造物を示す説明図である。 従来の中間階免震構造を備えた建築構造物を示す説明図である。

本発明は、地下１階柱の柱頭部に設ける中間層免震構造として、免震装置の下部側に配置する免震支承下部を、ＳＲＣ柱と曲げ剛性に優れたＳ梁による柱梁架構上に設けるとともに、免震装置の上部側に設ける免震基礎フーチングを、ＣＦＴ柱と曲げ剛性に優れたＳ梁による柱梁架構に接続させた。本発明により、梁成（梁高さ）を低く抑えた免震装置が設置された中間階免震構造を実現すると共に、免震支承下部内及び免震基礎フーチング内には、柱部材や梁部材を定着させるために複数の主筋を配筋するのではなく、鋼製系柱や鋼製系梁と接合される鋼製接合部材を配置することで、鋼材の支圧効果や鋼材とコンクリートとの定着機構による強固な接合部構造を備えた中間階免震構造を備えた建築構造物が実現された。
また、本発明は、免震装置の下部側の免震支承下部をＳＲＣ柱で支持させることで、ＳＲＣ柱を構成する鉄骨材を、地下躯体を構築する際の作業構台の支柱としても兼用することができる構法上の特徴を備える。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態として示した中間階免震構造を備えた建築構造物１の説明図である。建築構造物１は、下層構造物と上層構造物を備えており、下層構造物の最上階である建物特定階２と、その上階３、すなわち上層構造物の最下階との間に、免震装置４が介装された構造となっている。免震装置４が介装された免震層の直上階および直下階には、鋼製系梁が架設されている。本実施形態においては、建物特定階２は地下１階であり、上階３は地上１階である。

建物特定階２は、図示しない基礎上に立設された、下層構造物の最上階である。建物特定階２は、建物特定階２の高さ方向に延在する第２の鋼製系柱５またはプレキャストコンクリート柱５を備えている。ここで、「鋼製系」の柱梁とは、鉄骨、鉄骨鉄筋コンクリート、コンクリート充填鋼管を含む。コンクリート充填鋼管は、鋼管の内部に鉄骨を有している場合と、有さない場合の双方を含む。本実施形態においては、第２の柱５は鉄骨鉄筋コンクリート製である。
建物特定階２の第２の柱５と、図示しない別の第２の柱５間は、建物特定階２の上方で、第２の鋼製系梁６によって水平方向に接続されている。本実施形態においては、第２の梁６は鉄骨製であり、第２の柱５の最上端部と第２の梁６の一部が、これらの交差点において、鉄骨同士が溶接またはボルトなどによって接合されることにより第２の鋼製接合部材３１が形成されて、後述する免震支承下部ブロック（免震下部交差部）７に埋設されている。第２の柱５がプレキャストコンクリート柱の場合には、プレキャストコンクリート柱の上端面に第２の鋼製系梁６が載置された交差構造が、鋼製接合部材３１として形成されて、免震支承下部ブロック７に埋設される。

免震装置４は、本実施形態においては、複数の鋼板がゴムを挟んで積層された本体４ｃが、下フランジ４ａと、上フランジ４ｂによって挟まれた構造を有する、積層ゴム支承であるが、これに限られない。後述するように、この免震装置４が免震支承下部ブロック７の上面に設置されることにより、免震装置４の下方に、第２の柱５と、鉄骨を備えた第２の梁６が、交差して免震装置４を支持するように配置されている構造が、実現されている。

免震装置４の上方には、上層構造物が設置されている。建物特定階２の上階３は、上層構造物の最下層階である。上階３は、上階３の高さ方向に延在する第１の鋼製系柱８を備えている。本実施形態においては、第１の柱８はコンクリート充填鋼管である。
上階３の第１の柱８間は、上階３の下方で、第１の鋼製系梁９によって水平方向に接続されている。本実施形態においては、第１の梁９は鉄骨製である。第１の柱８の最下端部と第１の梁９の一部が、これらの交差点において、溶接またはボルトなどによって接合されることにより第１の鋼製接合部材３０が形成されて、後述する免震基礎フーチング１０（免震上部交差部）に埋設されている。後述するように、免震装置４が免震基礎フーチング１０の下面に設置されることにより、免震装置４の上方に、第１の柱８と第１の梁９が、交差して免震装置４に支持されるように配置されている構造が、実現されている。

第１及び第２の梁９、６には、それぞれ、第１及び第２のスラブ１８、１９が接続されており、この第１及び第２のスラブ１８、１９によって、免震装置４を挟んだ上下階の第１の梁９と第２の梁６の間に、非居住空間階１１が設けられている。本実施形態においては、建物特定階２は地下１階であるため、非居住空間階１１は地下１階と地上１階との間に形成されている。すなわち、免震装置４および非居住空間階１１は、地下階に設けられている。

上層構造物の上階３においては、第１の梁９より一階上の梁と第１の柱８の交差点と、第１の梁９と他の第１の柱８との交差点との間に、ブレース１２が設置されている。このブレース１２と、第１の柱８との間には、図示しないオイルダンパーが設置されている。地震時には、上記の積層ゴム支承４によって、建物の振動が長周期化され、また、オイルダンパーによって免震層の変形及びねじれ振動が制御される。

図２は、図１のＡ部分の拡大図である。免震装置４の上部には免震基礎フーチング（免震上部交差部）１０が、下部には免震支承下部ブロック（免震下部交差部）７が、それぞれ設けられており、これにより、免震装置４は、免震基礎フーチング１０の下面と、免震支承下部ブロック７の上面の間に介装されて、柱を介することなく、すなわち、免震層に柱を設けずに、直上階及び/直下階に接合されている。
免震支承下部ブロック７は、鉄筋コンクリート製であり、略立方体形状を有している。上記のように、免震支承下部ブロック７の内部には、第２の柱５の最上端部と第２の梁６が接合された第２の鋼製接合部材３１が配置されている。免震支承下部ブロック７の下面からは、第２の鋼製接合部材３１、または第２の鋼製接合部材３１に接合された第２の柱５が下方向に突出している。免震支承下部ブロック７の側面からは、第２の鋼製接合部材３１、または第２の鋼製接合部材３１に接合された第２の梁６が水平方向に突出している。これにより、免震装置４の下部に、第２の梁６が連続して配置され、かつ当該第２の梁６と下階の第２の柱５の最上端部が接合された第２の鋼製接合部材３１が免震支承下部ブロック７に埋設された構成となっている。
免震支承下部ブロック７の上面には下部アンカープレート７ａが設置されており、免震装置４は、下フランジ４ａが下部アンカープレート７ａの上面に接触するように設置されている。
免震装置４は、図２に示すように、免震装置４の下フランジ４ａの上面から下部アンカープレート７ａを貫通させた取付ボルト２０によって、免震支承下部ブロック７に固定されている。免震支承下部ブロック７は、側面における第２の梁６の突出位置から上面までの高さが、取付ボルト２０の長さ以上となるように形成されている。これにより、免震支承下部ブロック７内の第２の柱５や第２の梁６の位置によらずに、図２のＢ−Ｂ´断面図として図３（ａ）に示すように取付ボルト２０を均等に配置することが可能である。

免震支承下部ブロック７の内部の表面近傍には、上側鉄筋１３と、図４（ｂ）を用いて後述する第１及び第２の下側鉄筋１４、１５が配筋されている。上側鉄筋１３は、中央部１３ａと、中央部１３ａの両端に垂直に接続された２つの側部１３ｂを有する、コの字形状を有する鉄筋である。上側鉄筋１３の中央部１３ａは、免震支承下部ブロック７の上面の幅よりわずかに小さい長さを有している。また、上側鉄筋１３の２つの側部１３ｂは、それぞれ、免震支承下部ブロック７の側面の高さよりわずかに小さい長さを有している。上側鉄筋１３は、中央部１３ａが免震支承下部ブロック７の上面近傍内に水平に延在するように、また、各側部１３ｂが免震支承下部ブロック７の互いに反対側の側面近傍内に下方向に延在するように配筋されている。
図４（ａ）は、免震支承下部ブロック７を水平方向に断面視した、免震支承下部ブロック７の上側鉄筋１３の説明図である。複数の上側鉄筋１３の各中央部１３ａが格子状になるように配筋されることによって、免震支承下部ブロック７の上面が覆われるように、上側鉄筋１３は設置されている。これにより、免震支承下部ブロック７の側面も、上側鉄筋１３の側部１３ｂによって覆われている。

図４（ｂ）は、免震支承下部ブロック７を水平方向に断面視した、免震支承下部ブロック７の下側鉄筋１４、１５の説明図である。第１の下側鉄筋１４は、図示されない側部が、第２の柱５の免震支承下部ブロック７内に埋設された部位の長さよりも小さい長さを有している点を除いて、上側鉄筋１３と略同様の形状を有している。第１の下側鉄筋１４は、免震支承下部ブロック７の下面の、第２の柱５が突出していない部位において、中央部１４ａが免震支承下部ブロック７の下面近傍内に水平に延在するように、また、側部が免震支承下部ブロック７の互いに反対側の側面近傍内に上方向に延在するように配筋されている。
第２の下側鉄筋１５は、図２に示されるように、中央部１５ａと、中央部１５ａの両端に垂直に接続された２つの側部１５ｂを有する、コの字形状を有する鉄筋である。第２の下側鉄筋１５の中央部１５ａは、免震支承下部ブロック７の下面から突出した第２の柱５と、免震支承下部ブロック７の側面との距離よりわずかに小さい長さを有している。また、第２の下側鉄筋１５の２つの側部１５ｂは、第１の下側鉄筋１４と同様に、それぞれ、第２の柱５の免震支承下部ブロック７内に埋設された部位の長さよりも小さい長さを有している。第２の下側鉄筋１５は、中央部１５ａが免震支承下部ブロック７の下面近傍内の、第２の柱５と側面の間に水平に延在するように、また、各側部１５ｂがそれぞれ、第２の柱５表面近傍と、免震支承下部ブロック７の側面近傍内に、上方向に延在するように、配筋されている。
なお、図４（ｂ）中における第２の下側鉄筋１５Ａは、第２の梁６の下方に配筋されているため、側部１５ａ、１５ｂが第２の梁６と干渉しないように、適度に折り曲げられている。
図４（ｂ）に示されるように、複数の第１、第２の下側鉄筋１４、１５の各中央部１４ａ、１５ａが格子状になるように配筋されることによって、免震支承下部ブロック７の下面が覆われるように、第１、第２の下側鉄筋１４、１５は設置されている。第２のスラブ１９は、免震支承下部ブロック７と第２の梁６に、当該第２のスラブ１９を形成する配力筋を定着させ、接合されている。

図２に示される免震基礎フーチング１０は、免震支承下部ブロック７を上下方向に反転させたものに近い形状を有している。すなわち、免震基礎フーチング１０は、鉄筋コンクリート製であり、略立方体形状を有している。上記のように、免震基礎フーチング１０の内部には、第１の柱８の最下端部と第１の梁９が接合された第１の鋼製接合部材３０が配置されている。免震基礎フーチング１０の上面からは、第１の鋼製接合部材３０、または第１の鋼製接合部材３０に接合された第１の柱８が上方向に突出している。免震基礎フーチング１０の側面からは、第１の鋼製接合部材３０、または第１の鋼製接合部材３０に接合された第１の梁９が水平方向に突出している。これにより、免震装置４の上部には、第１の梁９が連続して配置され、かつ当該第１の梁９と上階の第１の柱８の最下端部が接合された第１の鋼製接合部材３０が免震基礎フーチング１０に埋設された構成となっている。なお、図１と図２にて、第１の梁９同士の接合部分、または第１の鋼製接合部材３０と第１の梁９との接合部分は網掛け表示している。
また、第１の柱８または第２の柱５がコンクリート充填鋼管柱の場合、第１の鋼製接合部材３０に接合される第１の柱８の最下端面、及び第２の鋼製接合部材３１に接合される第２の柱５の最上端面は其々開口している。各柱端部が開口していることで、鋼管内部のコンクリートと免震基礎フーチング１０または免震支承下部ブロック７を形成するコンクリートを一体として形成できるために、接合強度を高められる。
免震基礎フーチング１０の下面には上部アンカープレート１０ａが設置されており、免震装置４は、上フランジ４ｂが上部アンカープレート１０ａの下面に接触するように設置されている。
免震装置４は、図２に示すように免震装置４の上フランジ４ｂの下面から上部アンカープレート１０ａを貫通させた取付ボルト２０によって、免震基礎フーチング１０に固定されている。本実施形態では、取付ボルト２０の上端は、免震基礎フーチング１０に埋設される第１の鋼製接合部材３０を構成する第１の梁９の下面高さ位置より上方に設置され、取付ボルト２０と第１の鋼製接合部材３０は鉛直方向において重なり部が設けられる。したがって、各取付ボルト２０は、図２のＣ−Ｃ´断面図として図３（ｂ）に示すように、免震基礎フーチング１０内に埋設された第１の鋼製接合部材３０を構成する第１の柱８や第１の梁９を避けるように配置されている。取付ボルト２０を、第１の柱８や第１の梁９を構成する鋼材と干渉しない免震基礎フーチング１０内に定着させることで、第１の柱８脚部と第１の梁９が免震基礎フーチング１０の下端側に配置されるために、免震基礎フーチング１０の高さを低く抑えるとともに、第１の鋼製接合部材３０と免震装置４が強固に固定することができる。第１のスラブ１８は、免震基礎フーチング１０と第１の梁９に、当該第１のスラブ１８を形成する配力筋を定着させ、接合されている。

免震基礎フーチング１０の内部の表面近傍には、下側鉄筋１６、図示されない第１の上側鉄筋、及び、第２の上側鉄筋１７が配筋されている。下側鉄筋１６は、免震支承下部ブロック７の上側鉄筋１３と同様な形状を有しており、上側鉄筋１３と同様に、下側鉄筋１６の中央部１６ａと側部１６ｂによって、免震基礎フーチング１０の下面と側面が覆われるように、配筋されている。
免震基礎フーチング１０の、図示されない第１の上側鉄筋と、第２の上側鉄筋１７は、それぞれ、図４（ｂ）に示される免震支承下部ブロック７の第１の下側鉄筋１４及び第２の下側鉄筋１５と同様な形状を有しており、第１の下側鉄筋１４、第２の下側鉄筋１５と同様に、第１の上側鉄筋と、第２の上側鉄筋１７の各中央部によって、免震基礎フーチング１０の上面が覆われるように、配筋されている。

以上の構成を有することで、免震基礎フーチング１０を介して連続する第１の梁９と免震支承下部ブロック７を介して連続する第２の梁６の間には、非居住空間階１１が形成された構成となっている。

上記の建築構造物の中間階免震構造は、次のような工程を経て施工される。まず、図示しない基礎上に第２の柱５を立設し、第２の梁６を架設する。第２の梁６上に図示しない仮設支持材を設置し、仮設支持材上に第１の柱８、第１の梁９を設置する。次に、第２の柱５の最上端部と第２の梁６の交差部に、図２に示されるように、上側鉄筋１３と第１、第２の下側鉄筋１４、１５を配筋し、周囲を型枠で囲んでコンクリートを打設、養生し、脱型して、免震支承下部ブロック７と第２のスラブ１９を構築する。同様に、第１の柱８の最下端部と第１の梁９の交差部に、下側鉄筋１６と第１の上側鉄筋、第２の上側鉄筋１７を配筋し、周囲を型枠で囲んでコンクリートを打設、養生し、脱型して、免震基礎フーチング１０と第１のスラブ１８を構築する。最後に、免震支承下部ブロック７と免震基礎フーチング１０の間に、免震装置４を介装し、当該免震装置４を取付ボルト２０を用いて免震支承下部ブロック７と免震基礎フーチング１０に締結した後、仮設支持材を撤去する。
免震支承下部ブロック７と免震基礎フーチング１０は、上層構造物の荷重を支持するため強固に製作されている必要がある。したがって、型枠内へ確実にコンクリートを充填させるために、例えば高流動コンクリート等を使用するとよい。

次に、上記の中間階免震構造を備えた建築構造物の作用、効果について説明する。

上記の建築構造物１においては、免震層の直上階および直下階の其々の、第１及び第２の梁６、９を、曲げ剛性と耐力に優れた鋼製系部材にて構成することで、隣接する免震装置間を長スパン化しつつ、各々の梁成を低くすることができる。
また、免震装置４は、柱を介することなく直上階および/直下階に接合されていることで、免震装置４が設置された当該階の階高を直上階および直下階の階高より低くできるために、免震層を構成する鉛直構造材である柱や免震装置４が折れ曲がりなど曲げ変形しないように抵抗する曲げモーメント値を小さくできるので、柱の小径化や柱本数を削減できる。また、免震層に柱を設けないことで、柱を構成する材料費用が低減できる。
また、免震層の階高を低くすることで、建物居住階の階数を増加させることが可能で、かつ天井高さが大きく確保された中間階免震構造を備えた建築構造物１を実現することができる。
したがって、保守点検作業等に必要な最低限の天井高さを確保しつつ、梁成を含めた免震層全体の高さを低く抑えることができる。これにより、法規制等により建築高さに上限がある場合においても、中間階免震構造を採用することで、建物居住階の階数の最大化と共に、居住階の天井高を高く維持することができる。また、免震装置４を挟んだ直上階及び直下階においては、隣接する免震装置４同士を鋼製系梁６、９で連結させることで、強靭な構造躯体で構成された中間階免震構造を備えた建築構造物１を実現することができる。

また、免震層より上層階の柱梁架構を高剛性で耐力に優れた鋼製系柱梁架構とすることで、免震層以外の建物途中階では地震荷重による被害を殆ど生じさせることなく、免震層で確実に地震エネルギーを吸収させることができる。
また、免震基礎フーチング１０には、第１の鋼製系柱８および第１の鋼製系梁９と其々が接続された第１の鋼製接合部材３０が埋設されることで、第１の鋼製接合部材３０を介して、第１の鋼製系柱８と第１の鋼製系梁９が強固に拘束されると共に、上層階の荷重は、第１の鋼製接合部材３０に接合された鋼製系の柱梁架構を通して、スムーズに伝達される。さらに、免震基礎フーチング１０には、ＲＣ柱部材やＲＣ梁部材などを定着させるために主筋やせん断補強筋などを複雑に配隣させる必要はなく、第１の鋼製接合部材３０を配置させることで、短工期にて、第１の鋼製接合部材３０を構成する鋼材の支圧効果やコンクリートとの定着機構によって、強固な接合部構造を実現することができる。

また、免震装置４の下部側は免震支承下部ブロック７を介して、鋼製系の柱梁架構、またはＲＣ柱と鋼製系梁による複合柱梁架構で支持されており、上部構造に生じた力は、免震支承下部ブロック７を介して、下階の柱梁架構にスムーズに伝達させることができる。
また、上階の柱は、免震基礎フーチング１０を介して免震装置４と接続され、また下階の柱は、免震基礎フーチング１０を介して免震装置４と接続されていることで、免震基礎フーチング１０と免震支承下部ブロック７は、免震装置４の外径寸法に依存することなく、上下階の柱と接続させることができる。また、免震装置４は、各柱梁に直接接続されておらず、免震装置４の高さに依存することなく、免震層の天井高さを調整することができる。これにより、免震装置４の選択等において、設計の自由度を高めることができる。また、免震装置４の下部側の柱梁架構は、免震支承下部ブロック７に埋設された第２の鋼製接合部材３１の各材端部と接合されて構成される。

また、免震装置４を地下階に設置することで、法規制で規定された所定の高さまで全て居室階とする中間階免震構造を備えた建物構造物１を実現できる。また、地下階に天井高さを抑えた免震装置４を備えた非居住空間階１１を設けることで、地下工事における掘削深さを浅くすることができる。また、免震層を居住空間とは分離し、非居住空間階１１に設置することで、防災対策用に免震装置４を耐火被覆材で覆う必要はなく、簡単な構成で免震層を実現することができる。

また、第１及び第２の柱５、８は鋼製系柱またはプレキャストコンクリート柱で構成されており、第１及び第２の梁６、９は鋼製系の部材で構成されているため、現場におけるコンクリートの打設、及び養生硬化を必要としない。したがって、施工期間を短縮することができる。

また、免震基礎フーチング１０と免震支承下部ブロック７には、梁の鉄筋が配設されることがないため、免震基礎フーチング１０と免震支承下部ブロック７におけるコンクリート充填性が高まり、これにより、建築構造物の強度を向上させることができる。

また、本実施形態においては、第２の柱５は鉄骨鉄筋コンクリート製であり、免震装置４の下に位置する免震支承下部ブロック７が、鉄骨鉄筋コンクリートによって支持されている。これにより、鉄骨鉄筋コンクリート柱を構成する鉄骨材を、地下躯体を構築する際の作業構台の支柱としても使用することができるし、また、鉄骨鋼材を先行して構築する１階床の仮支持材としても使用することができる。これにより、施工の自由度が高まるとともに迅速な施工が可能となるので、施工費用を低減することができる。

なお、本発明の中間階免震構造を備えた建築構造物は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。

例えば、上記実施形態においては、建物特定階２は地下１階であり、上階３は地上１階であるとしたが、建物特定階２は他の階であってもよい。

また、上記実施形態においては、免震基礎フーチング１０と免震支承下部ブロック７を、コンクリートを現場で打設して製作したが、これらをハーフプレキャストのコンクリート部材として、予め工場で作製しても構わない。例えば、免震支承下部ブロック７を、一面に第２の梁６の幅より大きな幅を有する溝部が形成された、略立方体形状のプレキャストコンクリート部材として製作し、現場に移設して、溝部が形成された一面を下面として、溝部内に第２の梁６を格納した後、溝部周辺を型枠で囲み、コンクリートを打設するようにして、製作しても構わない。
また、第２の柱５がプレキャストコンクリート柱であっても構わない。

本実施形態では、免震装置の上階の柱梁架構は、接合方法が容易で、接合強度に優れた鋼製系柱と鋼製系梁で構成されたが、プレキャストコンクリート柱と鋼製系梁で交差部を設け、その交差部を免震基礎フーチング内に固定させて柱梁架構を形成してもよい。第１の柱をコンクリート柱とすることで、軸力負担能力に優れた柱梁架構を実現することができる。
また、上記実施形態では、免震装置４が設置された当該階においては、柱を設置することなく、免震装置４の上部側に免震基礎フーチング１０を設置し、当該免震装置４の下部側に免震支承下部ブロック７を設置したが、免震装置４の上部面または下部面に免震装置４の保守点検等の作業員が天井面に接触しない程度まで柱高さを低くした短尺柱部材を設置し、その短尺柱部材に免震基礎フーチング１０や免震支承下部ブロック７を接続させて免震層を構成してもよい。前記構成によれば、設計自由度が高められるために建物の利用形態に対応した免震建物が提供できる。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１ 建築構造物 １２ ブレース
２ 建物特定階 １３ 上側鉄筋
３ 上階 １４ 第１の下側鉄筋
４ 免震装置 １５ 第２の下側鉄筋
５ 第２の柱 １６ 下側鉄筋
６ 第２の梁（鋼製系梁） １７ 第２の上側鉄筋
７ 免震支承下部ブロック（免震下部交差部） １８ 第１のスラブ
８ 第１の柱 １９ 第２のスラブ
９ 第１の梁（鋼製系梁） ２０ 取付ボルト
１０ 免震基礎フーチング（免震上部交差部） ３０ 第１の鋼製接合部材
１１ 非居住空間階 ３１ 第２の鋼製接合部材

Claims (4)

1. 中間階に免震装置を備えた建築構造物であって、
   免震層の直上階および直下階には、鋼製系梁が架設されており、
   前記免震装置は柱を介することなく、前記直上階および/前記直下階に接合されていることを特徴とする建築構造物。
2. 前記免震装置の上部には、第１の鋼製系柱と前記鋼製系梁が接合された第１の鋼製接合部材が埋設された免震上部交差部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建築構造物。
3. 前記免震装置の下部には、プレキャストコンクリート柱の上端面に載置された前記鋼製系梁、または第２の鋼製系柱と前記鋼製系梁が接合された第２の鋼製接合部材のどちらか一方が埋設された免震下部交差部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の建築構造物。
4. 前記免震装置は、地下階に配置されると共に、該免震装置を挟んだ上下階の前記鋼製系梁の間には、非居住空間階が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の建築構造物。

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