JP2019078130A

JP2019078130A - 免震建築物

Info

Publication number: JP2019078130A
Application number: JP2017207880A
Authority: JP
Inventors: 敏関根; Satoshi Sekine
Original assignee: Buffingcom Kk
Current assignee: Buffingcom Kk
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-23

Abstract

【課題】安価で建築しやすく、丈夫な免震建築物を提供する。【解決手段】基礎２の上に免震設備を介して建物ユニット４が一つ又は複数隣接配置されている免震建築物１において、前記各建物ユニット４は、金属製の骨組みを有する剛性箱状の建物ユニットであり、前記免震設備は、前記基礎２の上に配設される下部すべり支承８と、該下部すべり支承８の上に配設される上部すべり支承９と、で構成されるすべり式の免震支承３と、該免震支承３の作用で水平方向に移動する建物ユニット４を元の位置に戻すように作用する復元装置２０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、免震建築物に関するものである。

免震建築物の一例として、箱状の建物ユニットを基礎の上に複数隣接配置し、各建物ユニットと基礎との間に免震支承が設けられたものが知られている（特許文献１参照）。前記建物ユニットは、四隅に柱が設けられ、天井梁と床梁とで前記柱が連結された骨組み構造体である。前記従来の免震建築物においては、免震支承として、転がり式の免震支承と円筒型積層ゴム式の免震支承の使用例が示されている。

転がり式の免震支承は、特許文献１の００２１段落に記載されているように、基礎上に設置されて支持される第１受け皿と、建物ユニットの柱または柱に連結されている床梁に固着されて支持される第２受け皿と、これらの第１受け皿、第２受け皿間に介在されるボールと、を有して構成される。

また、円筒型積層ゴム式の免震支承は、特許文献１の００３３段落に記載されているように、上下に配置された２枚の受け皿の間に円筒状のゴムと薄肉鋼板を交互に多段積層して取り付けられたものであって、前記ゴム材料に地震等のエネルギーを効果的に吸収できる硬度の低い高減衰ゴムを使用し、これにより免震機能を与えるようにしたものである。

特開平１１−３００５２号公報

しかしながら、前記の如き転がり式の免震支承や円筒型積層ゴム式の免震支承は高価であるため、それらの免震支承を用いる前記従来の免震建築物はコスト高となってしまうという問題がある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたもので、安価で建築しやすく、丈夫な免震建築物を提供しようとするものである。

前記課題を解決するため、請求項１の本発明に係る免震建築物は、基礎の上に免震設備を介して建物ユニットが一つ又は複数隣接配置されている免震建築物であって、前記各建物ユニットは、金属製の骨組みを有する剛性箱状の建物ユニットであり、前記免震設備は、前記基礎の上に配設される下部すべり支承と、該下部すべり支承の上に配設される上部すべり支承と、で構成されるすべり式の免震支承と、該免震支承の作用で水平方向に移動する建物ユニットを元の位置に戻すように作用する復元装置と、を備えることを特徴とする。

請求項１の本発明によれば、各建物ユニットが金属製の骨組みを有する剛性箱状の建物ユニットであるので、建物ユニット自体が丈夫である。このような丈夫な建物ユニットを一つ又は複数隣接配置することで一層丈夫な建物となる。加えて、建物ユニットの集合体が免震設備を介して基礎の上に支持されるので、地震の被害を受け難い建築物となる。免震設備を構成する免震支承は、地震に応じて建物ユニットの水平方向の移動を許容することで建物ユニットに伝わる地震のエネルギーを減衰させ、同じく免震設備を構成する復元装置は、地震の際に建物ユニットをゆっくりと震動させるとともに、免震支承によって水平方向に移動した建物ユニットを元の位置に戻すように作用する。免震支承と復元装置とが協働することで、高い免震性能が得られる。

また、建築に当たっては、あらかじめ準備した複数の建物ユニットを、免震設備と共に基礎の上に設置するだけでよいので、建築工程がシンプルであり、建築コストも安価となる。さらに、免震支承が、下部すべり支承と上部すべり支承とで構成されるすべり式の免震支承であるので、免震支承自体のコストも抑制され、建築コストの一層の低減に貢献できる。また、免震設備と建物ユニットとの組合せをモジュール化（基本単位化）しておくことにより、建築工程を一層シンプルにでき、建築コストも一層安価となる。加えて、モジュール化により、モジュール毎に免震設計と構造計算とを行うことができる。これにより、複雑であった免震設計、構造計算並びに施工等がパターン化でき、単純且つなお一層安価な免震建築物を提供することができる。

請求項２の本発明に係る免震建築物は、請求項１に記載のものにおいて、前記建物ユニットの少なくとも一つがコンテナを利用して形成されることを特徴とする。この場合、コンテナは、中古のコンテナであっても新造のコンテナであってもよい。コンテナを利用することで、建築ユニットのコストがさらに低減できる。

請求項３の本発明に係る免震建築物は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記下部すべり支承が、下側横架材の上面に金属製のすべり支承板を固定して形成されたものであり、前記上部すべり支承が、上側横架材の下面に金属製のすべり支承板を固定して形成されたものであり、前記下部すべり支承と前記上部すべり支承とが交差するように配設されることを特徴とする。

請求項３の本発明によれば、下部すべり支承と上部すべり支承の双方が、横架材に金属製のすべり支承板を固定して形成されるので、コスト低減に一層貢献できる。また、下部すべり支承と上部すべり支承とが交差するように配設されるので、すべり支承板同士の接触面積が小さい。このため、地震の際に免震支承が効率よく作用する。

請求項４に記載の本発明に係る免震建築物は、請求項１，２又は３に記載のものにおいて、地震時の少なくとも予想すべり変位量分だけは前記建物ユニットを前記下部すべり支承から予め外方へ突出させて配置し、前記下部すべり支承から外方へと突出した前記建物ユニットの外側面の下方位置に目隠し壁が形成されることを特徴とする。このようにすれば、地震により突出量が減少する方向へ建物ユニットがすべり移動した場合でも、建物ユニットが下部すべり支承による支持を失うことがない。また、目隠し壁により、建物ユニットの下方の構造体が覆い隠されるので、外観のよい建築物となる。

本発明の実施の一形態に係る免震建築物の側面図である。図１の免震建築物中の建物ユニットの斜視図である。図１の免震建築物中の建物ユニットの斜視図である。すべり式免震支承の斜視図である。図１のＡ部の斜視図である。モジュール化された基礎の平面図である。モジュール化された建物ユニットの底面図である。モジュール化された基礎の平面図である。モジュール化された建物ユニットの底面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本発明の実施の一形態に係る免震建築物１は、基礎２の上に免震支承３を介して建物ユニット４が複数隣接配置されている免震建築物である。建築現場の地面上にコンクリート製の基礎２が施工され、この基礎２の上に免震設備（免震支承３、復元装置２０）を介して複数の建物ユニット４が隣接させて配置される。建物ユニット４は、隣接するもの同士が互いに連結される。建物ユニット４の配設数は、建築物の大きさに応じて適宜に決定される。

本実施の形態では、建物ユニット４を水平方向にのみ隣接配置してあるが、強度上問題がなければ、建物ユニット４を上下方向にも隣接配置し、全体が２階建て以上又は部分的に２階建て以上の建築物とすることもできる。なお、建物ユニットを一つだけ配置し免震建築物とすることもできる。

各建物ユニット４は、図２に示すように、四隅に柱５が設けられ、天井梁６と床梁７とで前記柱５が強固に連結された金属製の骨組みを有する剛性箱状の建物ユニットである。限定はされないが、建物ユニット４は鋼材を用いて製造される。建物ユニット４は、木材よりも剛性の高い金属製の柱５と天井梁６と床梁７とを備え、柱５と天井梁６、及び、柱５と床梁７とが剛接合された構造（ラーメン構造）である。よって、建物ユニット４においては、外力によって部材に発生する曲げモーメントが柱５と天井梁６と床梁７とを介して全体に伝わり、部材全体で強度を構成する。このため、筋交い構造を設けることなく、必要な強度が保証される。

建物ユニット４は、専用品として製造したものであっても良いし、他の構造物を転用したものであってもよい。他の構造物としては、それ自体周知の、貨物輸送用のコンテナを用いることができる。この場合、中古のコンテナであってもよいし新造のコンテナであってもよいが、中古品を用いればコスト上有利である。コンテナを転用する場合には、必要に応じてコンテナの側壁を除去したり、コンテナの側壁に開口部を設けたり等の加工を行う。

建物ユニット４は、箱状の構造体として建築現場へと輸送してもよいし、建物ユニットを構成する柱材、天井梁材及び床梁材を建築現場に輸送し、これらの部材を建築現場で剛接合して建物ユニット４を組み立てるようにしてもよい。

図１に示すように、免震支承３は、基礎２の上に配設される下部すべり支承８と、この下部すべり支承８の上に配設される上部すべり支承９と、で構成されるすべり式の免震支承である。下部すべり支承８は、建築物の土台となる下側横架材１０の上面に金属製のすべり支承板１１を固定して形成される。また、上部すべり支承９は、建築物の床梁となる上側横架材１２の下面に金属製のすべり支承板１３を固定して形成される。そして、下部すべり支承８と上部すべり支承９とが互いに交差するように基礎２の上に配設される。

具体的には、図１及び図２に示すように、基礎２の上に建築物の土台となる下側横架材１０を互いに平行に又は格子状に固定する。下側横架材１０の本数は建築物の大きさに応じて適宜の本数とする。下側横架材１０の素材は木材であっても鋼材等の金属材であってもよいが、コストの面から木材であることが望ましい。各下側横架材１０の上面には、予めすべり支承板１１を固定しておく。図示例では、図３及び図４に示すように、金属製の板をコ字状に折り曲げて形成したコ字状金属板１４を下側横架材１０に対して上から嵌め込み、コ字状金属板１４の二つの側面部１５，１５を下側横架材１０に対してボルト１６で固定してある。コ字状金属板１４の上面部が下部すべり支承８のすべり支承板１１となる。コ字状金属板１４は、耐摩耗性、耐食性等の良好な金属板、例えば、ステンレス板を用いて形成すると好適である。

次に、図３に示すように、建物ユニット４の床梁７間に、上側横架材１２を格子状又は平行に固着する。上側横架材１２の本数は建物ユニット４の大きさに応じて適宜の本数とする。上側横架材１２の素材は木材であっても鋼材等の金属材であってもよいが、コストの面から木材であることが望ましい。上側横架材１２は、建物ユニット４の床梁７と共に、建築物の床梁を構成する。

上側横架材１２の下面には、予めすべり支承板１３を固定しておく。図示例では、図４及び図５に示すように、金属製の板をコ字状に折り曲げて形成したコ字状金属板１７を上側横架材１２に対して下から嵌め込み、コ字状金属板の二つの側面部１８，１８を上側横架材１２に対してボルト１９で固定してある。コ字状金属板１７の下面部が上部すべり支承９のすべり支承板１３となる。コ字状金属板１７は、耐摩耗性、耐食性等の良好な金属板、例えば、ステンレス板を用いて形成すると好適である。

次に、上側横架材１２付きの建物ユニット４を、下部すべり支承８と上部すべり支承９とが上から見て直交状態となるように、下側横架材１０上に載置する。図１及び図５に示すように、上側横架材１２付きの建物ユニット４は、最も外側の下部すべり支承８からさらに外方へと予め所定量だけ突出するようにして下側横架材１０上に配設される。これは、少なくとも地震時の予想すべり変位量分だけは建物ユニット４を予め外方へ突出させておくことで、地震により突出量が減少する方向へ建物ユニット４がすべり移動した場合でも、建物ユニット４が下側横架材１０による支持を失わないようにするためである。

図１及び図５に示すように、最も外側の下部すべり支承８から外方へと突出した建物ユニット４の外側面の下方位置には、建物ユニット４との間に隙間を空けて、基礎２を構成する目隠し壁２１が予め形成される。この目隠し壁２１により、建物ユニット４の下方の構造体が覆い隠される。このため、外観のよい建築物となる。

図４及び図５に示すように、下部すべり支承８のすべり支承板１１と上部すべり支承９のすべり支承板１３とは、互いに直交状態で上下に対向し、互いに面接触の状態である。そして、下部すべり支承８と上部すべり支承９との組み合わせで、すべり式の免震支承３が形成される。地震が起こると下部すべり支承８上で上部すべり支承９が水平方向にすべり移動し、地震の揺れが吸収される。これにより、建築物に対して地震の揺れがダイレクトに伝わることが防止される。

図１に示すように、上側横梁材１２と基礎２との間には、積層ゴム式等の適宜の形式の復元装置２０が介装される。この復元装置２０は、地震の際に建物ユニット４をゆっくりと震動させるとともに、免震支承３の作用で水平方向に移動する建物ユニット４を常に元の位置に戻すように作用する。復元装置２０は、免震支承３と共に、免震設備を構成する。単体ゴム材で構成される復元装置２０を用いれば、コスト上有利である。

本実施の形態の免震建築物１によれば、各建物ユニット４が、四隅に柱５が設けられ、天井梁６と床梁７とで前記柱５が連結された金属製の骨組みを有する剛性箱状の建物ユニットであるので、建物ユニット４自体が丈夫である。このような丈夫な建物ユニット４を複数隣接配置することで一層丈夫な建物となる。加えて、建物ユニット４の集合体が免震支承３を介して基礎２の上に支持されるので、地震の被害を受け難い建築物となる。免震設備を構成する免震支承３は、地震に応じて建物ユニット４の水平方向の移動を許容することで建物ユニット４に伝わる地震のエネルギーを減衰させ、同じく免震設備を構成する復元装置２０は、地震の際に建物ユニット４をゆっくりと震動させるとともに、免震支承３によって水平方向に移動した建物ユニット４を元の位置に戻すように作用する。免震支承３と復元装置２０とが協働することで、高い免震性能が得られる。

また、建築に当たっては、一つ又は複数の建物ユニット４を、免震設備（免震支承３及び復元装置２０）と共に基礎２の上に設置するだけでよいので、建築工程がシンプルであり、建築コストも安価となる。コンテナを利用することで建築ユニット４のコストも低減できる。さらに、免震支承３が、下部すべり支承８と上部すべり支承９とで構成されるすべり式の免震支承であるので、免震支承３自体のコストも抑制され、建築コストの一層の低減に貢献できる。

また、下部すべり支承８と上部すべり支承９の双方が、横架材１０，１２に金属製のすべり支承板１１，１３を固定して形成されるので、コスト低減に一層貢献できる。また、下部すべり支承８と上部すべり支承９とが交差するように配設されるので、すべり支承板１１，１３同士の接触面積が小さい。このため、地震の際に免震支承が効率よく作用する。横架材は、鋼材等の金属材であってもよいが木製であることが望ましい。

図示例では、下側横架材１０と上側横架材１２のそれぞれにおいて、長さ方向の一部にのみすべり支承板１１，１３が固定されている。このようにすれば、すべり支承板１１，１３の使用量を節約できるので、コスト低減に尚一層貢献できる。「長さ方向の一部」をどの程度の範囲とするかは、地震の際に想定される下部すべり支承８上での上部すべり支承９のすべり幅を考慮して適宜に決定すればよい。

なお、他の実施の形態として、上側横架材１２を建物ユニット４の床梁７間に設ける前記の態様に代えて、下側横架材１０上に上側横架材１２を平行に又は格子状に載置し、この上側横架材１２の集合体の上に建物ユニット４を固着する態様を採用することもできる。

また、免震設備（免震支承３及び復元装置２０）と建物ユニット４との組合せをモジュール化（基本単位化）しておくことにより、建築工程を一層シンプルにでき、建築コストも一層安価となる。加えて、モジュール化により、モジュール毎に免震設計と構造計算とを行うことができる。これにより、複雑であった免震設計、構造計算並びに施工等がパターン化でき、単純且つなお一層安価な免震建築物を提供することができる。

例えば、図６及び図７はモジュール化の一例である。単一の建物ユニットのケースである。図６は、モジュール化された建物ユニットの平面図である。図７は、モジュール化された建物ユニットの底面図である。ここでは、下部すべり支承８、上部すべり支承９を８つずつ使用し、復元ゴム２０を１つ使用している。この予めモジュール化された免震設備を利用することで、建築工程を一層シンプルにでき、建築コストも一層安価となる。なお、このモジュール化は、一例であり、下部すべり支承８、上部すべり支承９、復元ゴム２０の個数を変更して、色々なタイプのモジュール化された免震設備を利用できる。

図の８及び図９も、モジュール化の一例である。建物ユニットを２つ連結したケースである。図８は、モジュール化された建物ユニットの平面図である。図９は、モジュール化された建物ユニットの底面図である。ここでは、下部すべり支承８、上部すべり支承９を１６つずつ使用して、復元ゴム２０を２つ使用している。この予めモジュール化された免震設備を利用することで、建築工程を一層シンプルにでき、建築コストも一層安価となる。なお、このモジュール化は、一例であり、下部すべり支承８、上部すべり支承９、復元ゴム２０の個数を変更して、色々なタイプのモジュール化された免震設備を利用できる。また建物ユニットを３つ以上連結してモジュール化してもよい。また建物ユニットを上下方向に連結してモジュール化してもよい。

本実施の形態では、図１及び図５に示すように、上側横架材１２の端面が、建築物の最も外側に位置する目隠し壁２１の外側面と略同一面内に位置する。すなわち、建築物の最も外側に位置する目隠し壁２１から外方へと上側横架材１２が全く突出しない構成である。

仮に、前記と同一のすべり式の免震支承３を介して基礎２の上に木造の家屋を設置するとして、図１及び図５と同様に、建築物の最も外側に位置する目隠し壁２１から外方へと上側横架材１２が全く突出しない構成とすると、次のような不都合がある。すなわち、地震によって上側横架材１２が下側横架材１０上で建築物の外方（図５で見て右方）へ向けてすべり移動して上側横架材１２の端部が下側横架材１０上から大きく右に外れてしまうと、上側横架材１２の端部上には木造家屋の柱を通じて大きな荷重がかかっているので、この大きな荷重によって上側横架材１２が損壊し、木造家屋が倒壊してしまう危険がある。そこで、すべり式の免震支承３を介して基礎２の上に木造家屋を設置する場合には、前記のような問題が起こらないように、柱直下にすべり支承８、９を設置し、柱を通じてかかる大きな負荷を軽減するために、上側横架材１２を目隠し壁２１から予め外方へと突出させて配設しておく必要がある。しかし、このような構成とすると、建築物全体としての見栄えが悪いだけでなく、敷地の利用に無駄が生じてしまうという問題がある。

これに対し、本実施の形態では、上側横架材１２の上に木造家屋ではなくラーメン構造の建物ユニット４が固定されているので、木造家屋の場合のように特定の柱に対して大きな荷重がかかることはなく、建物ユニット４の全体で荷重が分散して支持される。このため、地震時の横ずれによって上側横架材１２の端部が下側横架材１０による支えを一時的に失ってしまったとしても、上側横架材１２が傾いたり損壊したりすることはない。よって、図５に示すように、上側横架材１２による建築物の外方への余計な突出が存在しない構成を採用することができ、すっきりとした外観の建築物が得られるとともに、敷地の利用効率も良好なものとなる。

２基礎
３免震支承（すべり式免震支承）
４建物ユニット
８下部すべり支承
９上部すべり支承
１０下側横架材
１２上側横架材
１１，１３すべり支承板
２１目隠し壁

Claims

基礎の上に免震設備を介して建物ユニットが一つ又は複数隣接配置されている免震建築物であって、前記各建物ユニットは、金属製の骨組みを有する剛性箱状の建物ユニットであり、前記免震設備は、前記基礎の上に配設される下部すべり支承と、該下部すべり支承の上に配設される上部すべり支承と、で構成されるすべり式の免震支承と、該免震支承の作用で水平方向に移動する建物ユニットを元の位置に戻すように作用する復元装置と、を備える、免震建築物。
前記建物ユニットの少なくとも一つがコンテナを利用して形成される、請求項１に記載の免震建築物。
前記下部すべり支承が、下側横架材の上面に金属製のすべり支承板を固定して形成されたものであり、前記上部すべり支承が、上側横架材の下面に金属製のすべり支承板を固定して形成されたものであり、前記下部すべり支承と前記上部すべり支承とが交差するように配設される、請求項１又は２に記載の免震建築物。
地震時の少なくとも予想すべり変位量分だけは前記建物ユニットを前記下部すべり支承から予め外方へ突出させて配置し、前記下部すべり支承から外方へと突出した前記建物ユニットの外側面の下方位置に目隠し壁が形成される、請求項１，２又は３に記載の免震建築物。