JP2020066920A - 建造物の免震基礎構造 - Google Patents

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【課題】地盤Sの揺れが建物本体に伝播するのを防いで、地震成分うち、縦揺れは勿論、横揺れも併せて防止することに大きく寄与する建造物の免震基礎構造を提供する。【解決手段】地震の発生時に、エアバッグ63を膨張させてピストン部61を上方に移動させて可動枠組体56を基礎面52から上方に移動させる。これにより、可動枠組体56と一緒に建物本体が押し上げられ、地盤Sから離した状態で免震機能を発揮させる。また、水平受部61b、粒状体74a、緩衝台部73およびボール81を各層体とする多層転動体の縦型の重層配置とし、水平受部61bから緩衝台部73に伝達する水平震動は、所定の寸法設定域内では、ボール81の転動によりキャンセルされて収容体77および縦型支柱83は静止状態に保たれる。【選択図】図7

Description

本発明は、木造家屋など建造物の免震基礎構造に係り、とりわけ多層転動体を介在させた免震基礎構造であり、一般の戸建住宅に適用可能で組み込み易い建造物の免震基礎構造に関する。
一般に木造家屋の建造物では、木造家屋建立の基本構造として、コンクリートの基礎の上に土台を横伏せし、この土台上に柱を立設して梁桁を掛け渡す軸組構造を旨としている。この場合、基礎と土台とは連結固定されることなく、家屋は自身の自重により基礎の上に支えられる仕組みとしている。
近年では、台風や大震災からの家屋倒壊に対応できるように、土台とコンクリート基礎とはアンカーボルトなどを用いて強固に連結固定する構造が実現している。
特許文献1に記載された木造家屋の免震構造を一例に挙げれば、球嵌合盤の球嵌合凹部に球体を回転自在に嵌合しているため、球体が球嵌合凹部で自由に滑動可能となる。
すなわち、木造家屋の土台の下側面に球嵌合凹部を設け、球嵌合凹部に対向する基礎の上側に球揺動凹部を設けている。球嵌合凹部には、球体の一部を突出させた状態で回転自在に嵌合させて球体が球揺動凹部の凹面上で移動できるように配置している。 これにより、水平方向の振動としての横揺れに対しては、地面と基礎部分のみが横方向に揺れるものの、土台と柱を有する木造家屋全体の横揺れは全く生じることがない仕組みとしている。
特許文献2に記載の免震装置では、支持脚を滑動自在に支承する滑動受皿と家屋を鉛直上向きに付勢する弾性部材を備えている。支持脚の下端部には、滑動受皿の滑動受面上を滑動する半球凸部を設けている。支持脚と滑動受皿との間には、無端ワイヤで結ばれている。支持脚が滑動受面上で変位することで、家屋の地震に起因する揺れのうち鉛直方向の振動を緩和している。
特許文献3に記載の浮体式免震構造では、免震ピットの内底面と構造物の外底面との間に粒状材を収容する支承体を設け、貯留水の浮力を構造物に作用させながら構造物全体を支承体により免震可能状態に支持している。
支承体の容器はタイヤであり、粒状材としては、動的剪断ひずみにより振動エネルギーを吸収する砂、粘土、砂礫等の土砂類が好適としている。
特許文献4、5に記載の免震地盤や免震構造体では、複合積層体の中空部に硬質粒状物を充填し、戸建住宅用等の軽量物に好適となり、座屈変形や切断破壊がなく耐久性に優れ、交通振動等を防止可能にしている。
硬質粒状物としては、銅、鉄、サンドブラスト砂、ガラス、石英、プラスチック、セラミックあるいは天然物や産業廃棄物を例示している。
特許文献6に記載の免震基礎構造の施工方法では、免震装置の周囲側方に砂や塩から成る粒状物を所定高さに敷き詰めるている。免震装置および粒状物の各上面に型枠を配置して上部基礎を築造し、その後に粒状物を流出させて粒状物上の型枠を除去している。これにより、上部基礎の築造を簡単かつ安価に行うことを可能としている。
特許文献7に記載の構造物の免震構造では、地盤内の基礎杭との上方に構築される構造物の基礎部との間に緩衝層を設けている。この緩衝層は多数の粒状体から成る複数の層状体により構成している。
粒状体は、滑り、摩擦移動、転動、変形破壊等により吸振作用を発揮し、圧縮力に強く、かつ表面摩擦力が大きなもので、砂利程度の粒径が好ましいとしている。具体的には、天然の砂利、人工採石あるいは硬質の廃プラスチック等を代表例として列挙している。
特開2002−180696号公報 特開2015−214845号公報 特開2007−211445号公報 特開平10−37212号公報 特開平09−177369号公報 特開2008−95489号公報 特開平09−158207号公報
地震の発生時には、地震波としてのP波に続いてS波が家屋が建造された土地に伝播される。地震波のうち、家屋の倒壊や損壊で多数の死傷者を伴う災害発生の原因となるのがS波であり、S波に起因する地面の揺れに伴なって、地上の家屋が一緒に横揺れを受ける。
この際、特許文献1〜7では、いずれも地震による揺れは、免震機構を介しているため、土台は揺れず、土台に立設された家屋も揺動せず、すなわち、地震波からのS波による地面の横揺れを吸収し、S波に起因する土台や家屋に伝播しないように機能する。
しかしながら、特許文献1〜7のいずれのものも、地震の感知に伴い、土地に設置された家屋自体を押し上げ、この状態で免震機構を働かせるという概念は無く、横揺れの防止に大幅に貢献する免震構造は未開示である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、地震の発生に伴い、建物本体に地盤から上方に持上げ力を与え、地盤から離した状態で免震機能を発揮させることで、地盤の揺れが建物本体に伝播するのを防いで、地震成分うち、縦揺れは勿論、横揺れも併せて防止することに大きく寄与する建造物の免震基礎構造を提供することにある。
本願発明に係る建造物の免震基礎構造における持上げ機構は、地盤の基礎面に基柱を介して固定された固定枠組体を備えている。
可動枠組体は上面部と下面部とを有し、上面部に建物本体を載置状態に支持して自重を受け、下面部を固定枠組体に載置した着地位置に位置させている。
ピストン部は、固定枠組体の内部に配置されて基礎面に対して上下移動可能に設けられ、縦柱と水平受部とから断面T字状に構成されている。緩衝台部は、水平受部に水平方向に移動可能に載置されて偏平円錐状に窪む皿状面部を有する。
収容体は、裏面に皿状面部に応じて偏平円錐状に突出する凸状面部を有し、上表面に半球面状に窪む内球凹部に第1粒状体を収容している。
皿状面部と凸状面部との間に回転移動可能に配された球体状のボールを設け、収容体はボールを介して緩衝台部に上下および水平方向に移動可能に載置する。
縦型支柱は、その一端が第1粒状体を介して収容体に支持され、他端が可動枠組体に固定されている。
地震発生時に持上げ機構が作動してピストン部を上昇移動させ、緩衝台部、球体状のボール、収容体、第1粒状体および縦型支柱を介して可動枠組体を上方に変位させることで、着地位置に位置する可動枠組体を固定枠組体から離れた離脱位置に移動させる。
持上げ機構における膨縮可能なエアバッグは、シリンダ部とピストン部との間に設けられている。給圧制御装置は、地震の発生時に、エアバッグに空気を圧送し、エアバッグを膨張させ、ピストン部の上昇移動により可動枠組体を離脱位置に移動させる。
地震の発生時に、エアバッグを膨張させてピストン部を上方に移動させて可動枠組体を基礎面から上方に移動させる。これにより、可動枠組体と一緒に建物本体が押し上げられ、地盤から離した状態で免震機能を発揮させる。
すなわち、固定枠組体が可動枠組体を上方に移動させる過程で、あるいは可動枠組体を上方に離した状態で地震を受けることになり、固定枠組体の揺れが可動枠組体に伝播することを防ぐ。これにより、地盤の揺れが建物本体に伝播するのを防いで、地震成分のうち、縦揺れは勿論、横揺れも併せて防止することに大きく寄与することができる。
また、地震の終了時には、皿状面部と凸状面部との間に配されたボールの回転移動により、可動枠組体を元の着地位置に戻して復帰させる効果も得られる。
(a)は建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体および土台支持枠組体を示す上面図、(b)は建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体および土台支持枠組体を示す側面図である(実施例1)。 建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体および土台支持枠組体を示す斜視図である(実施例1)。 持上げ機構の作動を示す縦断面図である(実施例1)。 (a)、(b)は位置保持機構における第1球体と半球凹面部の作動を示す拡大斜視図である(実施例1)。 (a)は押上げ板における第2球体と錐面凹部との作動を示す拡大縦断面図、(b)は水平方向の震動を吸収させる際の免震動作を示す説明図である(実施例1)。 土台支持枠組体における下横梁部型に対する持上げ機構の作動を示す縦断面図である(実施例1)。 着地位置にある建造物の免震基礎構造を示す縦断面図である(実施例2)。 持上げ機構の作動を示す概略的な斜視図である(実施例2)。 持上げ機構により離脱位置に持ち上げられた状態を示す建造物の免震基礎構造を示す縦断面図である(実施例2)。 (a)、(b)は、粒状体上に配された緩衝台部の作動を示す拡大縦断面図である(実施例2)。 持上げ機構の作動を示す概略的な斜視図である(実施例3)。
本願発明に係る建造物の免震基礎構造では、地震の発生に伴い、建物本体に持上げ力を与え、建物本体を地盤から離した状態で免震機能を発揮させることで、地盤の揺れが建物本体に伝播するのを防ぐ。
本発明の実施例1を図1〜図6を参照しながら説明する。
建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体1は、固定枠組体として図1(a)、(b)に示すように、地盤Sに打たれたコンクリート製の基礎面2に基柱3を介してアンカーボルトなどの取付け固定手段により固定されている。
この基礎支持枠組体1は、可動枠組体として基礎面2に対して互いに上下に平行状態で対向するように配置された上梁組部4および下梁組部5を有している。
上梁組部4は、複数の上縦桟部6と複数の上横桟部7とが直交する上枠状に組合わせて成り、下梁組部5は、図2に示すように、複数の下縦桟部8と複数の下横桟部9とが直交する下枠状に組合わせて成っている。
柱材Wを含む建物本体(図示せず)を載せて支持する土台支持枠組体13は、矩形枠状を成して基礎支持枠組体1を内部に含むように配置されている。この土台支持枠組体13においては、互いに上下に水平配置された上横梁部11と下横梁部12を有し、下横梁部12の下側面部12bに複数の縦基柱10を延出している。
基礎面2には、各縦基柱10の下端面10aに対応するように窪み凹部33を設けており、窪み凹部33内に、後述する粒状体32を充填配置している。各縦基柱10は、その下端面10aを粒状体32の充填面32aに載置状態に設置している(図6参照)。
なお、図2では、作図上の便宜のため、基礎支持枠組体1は、土台支持枠組体13を一部切除して現れる基礎支持枠組体1の一部分を示している。
下横梁部12は、複数の縦基柱10との間に水平に連結され、上梁組部4と下梁組部5との間に位置し、下梁組部5の上面部5a(下縦桟部8の上側面8a)に鉛直方向に下横梁部12の自重が加わるように載置状態で支持されている(図6参照)。上横梁部11は、複数の縦基柱10との間に連結され、上梁組部4の上部に位置している。
基礎面2の複数箇所A、B、C、Dに配置された持上げ機構13Aは、図3(a)に示すように、基礎面2に凹状に設けたシリンダ堀部14に上下移動可能に配したピストン部15を有している。
膨縮可能なエアバッグ18は、例えば強靱なゴム製の伸縮自在袋から成り、シリンダ堀部14の内底面14aとピストン部15の下面15aとの間に設けられている。
ピストン部15は縦型ロッド16を有し、縦型ロッド16の頂面部16aと上横梁部11の内側面11aとには、内側面11aに対して頂面部16aが水平移動し易いようにする所定厚みの摩擦低減板Mが設けられている。
下梁組部5の上面部5a(上縦桟部8の上側部8a)と下横梁部12の下側面部12bとにも、上面部5a(上側部8a)に対して下側面部12bを水平移動し易くする摩擦低減板Mが設けられている。
摩擦低減板Mとしては、PP(ポリプロピレン)を素材とするテクセル(岐阜プラスチック工業株式会社の登録商標)の強化材を使用することができる。
給圧制御部19は、地震の発生時に、エアバッグ18に空気を圧送し、エアバッグ18を膨張させてピストン部15を上方に移動させて縦型ロッド16の頂面部16aを上横梁部11の内側面11aに当接させて押圧移動力を与える。これにより、下横梁部12を下梁組部5の上面部5a(下縦桟部8の上側面部8a)から上方に移動させ、これに伴って、土台支持枠組体13を基礎面2から上方に移動させる。
給圧制御部19は、一例として、図3に示すように、電動モータ19a、ポンプ19b、蓄圧器19c(アキュームレータ)、シャットバルブ19d、カプラー19e、接続部19f、電磁バルブ19g、駆動棒19hおよび制御バルブ19iから成る既存の構造を備えている。
地震の発生に伴って、プログラム化されたCPU制御部(図示せず)により、エアバッグ18および後述する補助的エアバッグ29に対して異なるタイミングで駆動棒19hを電磁バルブ19gで作動させる。
これにより、制御バルブ19iが弁制御されるため、第1補給管19jを介して蓄圧器19cからの高圧空気をエアバッグ18に圧送するとともに、第2補給管19kを介して補助的エアバッグ29からの空気を抜くように仕組まれている。給圧制御部19において、高圧空気が圧送されたエアバッグ18は、地震動衝撃を吸収する。
地震の終了時には、制御バルブ19iの弁制御により、第1補給管19jを介してエアバッグ18の空気を抜くとともに、第2補給管19kを介して蓄圧器19cからの高圧空気を補助的エアバッグ29に圧送するように設定されている。
上縦桟部6の下面部6aには、図4(a)に示すように、第1球体20が取付けリング20aにより滑動可能に取り付けられ、第1球体20に対応する下横梁部12の上面12aには、第1球体20が嵌合する半球凹面部21が形成されている。
地震の終了時には、エアバッグ18の空気を抜くことにより、ピストン部15が下方に移動して上縦桟部6が下降する。地震発生時には、上縦桟部6が上昇して第1球体20が半球凹面部21から脱する。
ピストン部15を下方移動に連動して上縦桟部6が下降する際、半球凹面部21から脱した第1球体20を半球凹面部21に元に戻した嵌合状態とし、下横梁部12を水平移動させて元の位置に復帰させて位置保持する(図4(b)参照)。
なお、第1球体20と半球凹面部21とから成る位置保持機構13Cは、持上げ機構13A、13Bに対応する箇所に設置してもよいが、任意の複数箇所に設けてもよい。
基礎面2の複数箇所E、F、G、H、Iに配置された持上げ機構13Bは、図3(a)に示すように構成されている。複数箇所A、B、C、Dに配置された持上げ機構13Aとは、縦型ロッド16の頂面部16aに代わって、縦型ロッド16の軸方向に直交する水平配置となる押上げ板22を有する点で異なる。
押上げ板22は、縦型ロッド16の半分部分で水平となる横長に延びており、下横梁部12を上下に重ねるように載置することで支持している。この押上げ板22は、ピストン部15の上下移動に伴って下横梁部12と一緒に上下変位する。
押上げ板22上の中央には、第2球体23が滑動可能な中央球面凹部24が設けられている。押上げ板22に対応する下横梁部12の下側面部12bには、第2球体23が転動可能で、中央部から左右両側に緩やかに下降傾斜する錐面部25aを有する錐面凹部25が形成されている。
地震の発生時には、下横梁部12の下方の押上げ板22の横揺れに伴って第2球体23が、図5(a)に示すように、中央球面凹部24から錐面部25aに転動可能になっている。この場合、錐面凹部25の開口部のうち有効開口寸法Qは、予想される地震の横揺れ時の最大振幅値以上に設定し、押上げ板22において、第2球体23が中央球面凹部24から図示左右に往復可能な有効転動限界域S1を設定している(図5(b)参照)。
この有効転動限界域S1は、中央球面凹部24を中心にして径方向に沿って放射状に広がる同芯領域Nの最外域を示している。
押上げ板22において、錐面凹部25の有効開口寸法Qの半分(1/2)の値に有効転動限界域S1を設定し、有効転動限界域S1と錐面凹部25の開口部とを上下に対面させている(S1=Q/2)。
地震発生時の横揺れに伴い、最大振幅時でも図5(b)に矢印Kで示すように、押上げ板22が図示左方に有効転動限界域S1だけ移動しながら、ピストン部15の下降変位δを伴なって地盤Sに対して鉛直方向に下降する。
このため、下横梁部12に対して、押上げ板22の横揺れが実質的に遮断されて下横梁部12に伝播しなくなる。すなわち、地震発生時に水平方向(横揺れ)の震動を吸収・遮断可能にして免震効果を発揮させている。水平面に対する錐面凹部25の傾斜角度αと第2球体23の半径R1とを比較した場合、傾斜角度αを長さの単位に置き換えた換算値とすれば、α<R1となるように設定されている。
また、錐面凹部25の傾斜角度αと中央球面凹部24の傾斜角度βとの算術和θを25°以上としている(θ≧25°)。
地震の終了時には、エアバッグ18の空気を抜くことにより、押上げ板22を下方に移動させ、地震の発生時に錐面部25aに移動した第2球体23を錐面凹部25の中央球面凹部25bに転動させて下横梁部12を水平移動により土台支持枠組体13を元の位置に戻す。
これに伴って上縦桟部6が下降する際、半球凹部21から脱した第1球体20を半球凹部21に戻した元の嵌合状態とする(図4(b))。
この場合を図10に示す実施例2の場合に準えると、エアバッグ18の縮小速度と粒状体32(縦柱10)との下降速度差を惹起させながら、圧縮コイルスプリング85、87の撓みを伴わせて圧縮コイルスプリング72およびボール81により求芯動作(中心寄せ動作)が行われる。
なお、錐面凹部25のうち第2球体23が錐面部25aに沿って移動する部分には、摩擦低減板Mを敷設している。
第2球体23を磁性体製とし、半球窪み部24の下部に第1磁石26を取り付け、中央球面凹部24の上部に第2磁石27を取り付けている。地震の発生時に錐面凹部25の錐面部25aに転動した第2球体23を第1磁石26および第2磁石27の磁気吸引力により中央球面凹部24に引き寄せて転動復帰させ易くしている。
シリンダ堀部14の上面開口部14bに縦型ロッド16の上下移動を許容する状態に蓋板28を固定状態に被せている。蓋板28の裏面部28aとピストン部15の上面部15aとの間に、エアバッグ18と同様な構造の補助的エアバッグ29を設け、地震の終了時にエアバッグ18の空気を抜く。これに伴い、補助的エアバッグ29に空気を圧送し、補助的エアバッグ29を膨張させてピストン部15を押し下げる。
シリンダ堀部14の内底面14aとピストン部15の下面15aとの間には、エアバッグ18を中央に挟む左右両側に下側圧縮スプリング30を設けている。下側圧縮スプリング30は、ピストン部15をシリンダ堀部14の内底面14aから離間させるよう上方に付勢している。この下側圧縮スプリング30の設置は、エアバッグ18との共振を防ぐための目的もある。
蓋板28の裏面部28aとピストン部15の上面部15aとの間には、縦型ロッド16を中央に挟む左右両側に位置し、ピストン部15を蓋板28から離間させるよう下方に付勢する上側圧縮スプリング31を設けている。
地震の発生時には、給圧制御部19が駆動するので、持上げ機構13A、13Bでは、図6に示すように、高圧空気によりエアバッグ18が膨張し、この膨張力を受けたピストン部15を上方に移動する。
これにより、土台支持枠組体13が下横梁部12を介して押し上げられて縦基柱10の下端面10aを基礎面2(粒状体32の充填面32a)から上方に離れさせる。この時、縦型ロッド16の頂面部16aが摩擦低減板Mを介して上横梁部11の内側面11aに当接して上横梁部11を押し上げ、土台支持枠組体13を基礎面2から上方に離れさせる離間力を生じる。
この際、持上げ機構13Aでは、図6に示すように、ピストン部15の上方移動に伴い、押上げ板22が第2球体23および錐面凹部25を介して下横梁部12に押圧移動力を与える。このため、持上げ機構13Bの場合と同様に、土台支持枠組体13が押し上げられて縦基柱10の下端面10aを基礎面2(粒状体32の充填面32a)から上方に上げて離間させる。
〔実施例1の効果〕
実施例1では、地震の発生時に、エアバッグ18を膨張させてピストン部15を上方に移動させて土台支持枠組体13を基礎面2から上方に移動させる。これにより、土台支持枠組体13と一緒に建物本体が押し上げられ、地盤Sから離した状態で免震機能を発揮させる。
すなわち、基礎支持枠組体1が土台支持枠組体13を上方に離した状態で地震を受けることになり、基礎支持枠組体1の揺れが土台支持枠組体13に伝播することを防ぐ。
これにより、地盤Sの揺れが建物本体に伝播するのを防いで、地震成分うち、とりわけ横揺れを免震することに大きく寄与することができる。
建物の自重である荷重を分担負荷したボール(球体)は、水平震動に対して円錐盤(錐面凹部25)負荷荷重よりも僅かに少ない支持力となるようにコイルスプリングやエアバッグを調整してピストン部15に円錐盤(錐面凹部25)の上下の斜面分の震動を吸収させる。
また、地震の終了時には、地震の発生時に半球凹部21から脱した第1球体20を半球凹部21に嵌合させて下横梁部12を水平移動により元の位置に戻して復帰させる効果も得られる。
地震が終了すると、地震の発生時に錐面凹部25の錐面部25aに移動した第2球体23が中央球面凹部24に転動復帰するため、建物本体を載せた土台支持枠組体13を元の位置に戻す効果が得られる。
地震の終了時にエアバッグ18の空気を抜くに伴い、補助的エアバッグ29に空気を圧送するため、補助的エアバッグ29の膨張によりシリンダ堀部14のピストン部15を元の位置に早く下降復帰させることができる。
第1および第2磁性体26、27の磁気吸引力により第2球体23を錐面凹部25の中央部に引き寄せて転動復帰させ易くしているので、建物本体を載せた土台支持枠組体13を元の位置に迅速に復帰させることができる。
縦基柱10の下端面10aを窪み凹部33の粒状体32の充填面32a上に配置しているため、地震の発生時の横揺れに対して縦基柱10の下端面10aが粒状体32で揺れるものの、粒状体32の性質から優れた減衰特性を発揮し、縦基柱10の揺れ動作を早期に減衰させる効果が得られる。粒状体32の平均粒径を1.0mm〜50.0mmの範囲内に設定することにより、下降速度と粒状体32の減衰特性とに合せた最適化を図ることができる。
地震の発生時に高圧空気をエアバッグ18に供給する際、下側圧縮スプリング30の付勢力により、ピストン部15を上方に押圧するので、土台支持枠組体13を基礎面2から上方に迅速に移動させることができる。
上側圧縮スプリング31の付勢力により、ピストン部15を上方に押圧するので、上方に移動した土台支持枠組体13を元の位置に迅速に復帰させることができる。
摩擦低減板Mを設けたので、地震発生に横揺れを受けた場合、縦型ロッド16の頂面部16aと上横梁部11の内側面11aとが摩擦低減板Mを介して円滑に水平に摺動し合うとともに、下梁組部5の上面部5a(上縦桟部8の上側面8a)と下横梁部12の下側面部12bとが摩擦低減板Mを介して水平な横方向に円滑に摺動し合う効果が得られる。
本発明の実施例2を図7ないし図10を参照しながら説明する。
建造物の免震基礎構造における固定枠組体51は、図7および図9に示すように、地盤Sに打たれたコンクリート製の基礎面52に縦型の基柱53を介してアンカーボルト54などの取付け固定手段により固定されている。
この実施例2において、地盤Sの基礎面52に設置される持上げ機構Fhは、実施例1の複数個所A〜Iに互いに同一物として設けられている。
固定枠組体51は、上水平梁51aと下水平梁51bとが所定の間隔を開けて配置されて水平状態に取り付けられた井桁梁部55を有する。
可動枠組体56は、互いに所定距離だけあけて水平配置された上水平桁56aと下水平桁56bとを有し、上水平桁56aと下水平桁56bとは、図示両側において外側の中間柱57で連結されている。
下水平桁56bは、上面部56cと下面部56dとを有し、上面部56cは上水平桁56aを介して建物本体(図示せず)の自重を受けて支持する。下水平桁56bは、上水平梁51aと下水平梁51bとの間に配置され、下面部56dは固定枠組体51の下水平梁51bに載置された可動枠組体56を着地位置H1に位置させている。下水平梁51bは、可動枠組体56と一緒に建物本体を支持して両者の各自重を重ねて受ける。
下水平桁56bは、上水平梁51aと下水平梁51bとの間の縦幅寸法に相当する許容距離Gの区間内で上下に往復移動可能になっている。
固定枠組体51の内部に配された基礎面52には、上部の径大筒部58と下部の径小筒部59とを有する段付き筒状のシリンダ堀部60が設けられている。
ピストン部61は、固定枠組体51の内部に配置されて基礎面52に対して上下移動可能に設けられ、縦柱61aと水平受部61bとから断面T字状に構成されている。
ピストン部61の水平受部61bは径大筒部58に上下動可能に挿入配置され、縦柱61aは径小筒部59に上下動可能に挿入配置されている。
縦柱61aの下面61fと径小筒部59の底面59aとの間には、密閉空間62が設けられ、水平受部61bの裏面61eと径大筒部58の底面58aとの間には、左右のエアバッグ63が縦柱61aを挟むように設けられている。
給圧制御装置19は、実施例1と同様なものであり、地震の発生時に、エアバッグ63および密閉空間62に流体(空気)を圧送し、密閉空間62を加圧するとともに、エアバッグ63を膨張させる。これに伴い、ピストン部61を上方に移動させ、可動枠組体56に持上げ力を与えて着地位置H1から離脱位置H2に変位させる。
離脱位置H2では、可動枠組体56の下面部56dが固定枠組体51の下水平梁51bから上方に離れた位置に上昇変位している。
給圧制御装置19は、実施例1(図3参照)と同様に、モータ19a、ポンプ19b、蓄圧器19c(アキュームレータ)、シャットバルブ19d、カプラー19e、接続部19f、電磁バルブ19g、駆動棒19hおよび制御バルブ19iから成る既存の構造を備えている。
地震の発生に伴って、プログラム化されたCPU制御部(図示せず)により、エアバッグ63および密閉空間62に対して同一タイミングで駆動棒19hを電磁バルブ19gで作動させる。
これにより、制御バルブ19iが弁制御されるため、第1補給管19jを介して蓄圧器19cからの高圧空気をエアバッグ63に圧送するとともに、第2補給管19kを介して密閉空間62にも圧送するように構成されている。
給圧制御装置19において、高圧空気が圧送されたエアバッグ63および密閉空間62は、地震時にピストン部61に生じる地震動衝撃を吸収・緩和する。
地震の終了時には、制御バルブ19iの弁制御により、第1補給管19jを介してエアバッグ63の空気を抜くとともに、第2補給管19kを介して蓄圧器19cからの高圧空気を密閉空間62から抜出するように構成されている。
さて、実施例2の持上げ機構Fhは、基礎面52の複数箇所A〜Iの全てに同型の持上げ機構として設けられている。持上げ機構Fhでは、ピストン部61における水平受部61bの上面部には、円形の窪み部70が形成されている。
また、水平受部61bには、窪み部70を上部で覆うようにして、中央に開口部71aを形成した滑動基盤71が設けられている。窪み部70には、複数(例えば、4本〜6本)の圧縮コイルスプリング72が復帰バネとして窪み部70内で、この窪み部70の中心部近傍から外方にかけて放射状に配置されている。
水平受部61bの上部には、緩衝台部73が基礎面52と平行な水平面上に移動可能に載置されている。緩衝台部73の下面部は、微粒子転動体としての粒状体74aを介して滑動基盤71に水平移動可能に載置されている。緩衝台部73の下面中央部からは短尺な突柱部74が開口部71aから窪み部70に突き出して圧縮コイルスプリング72の内端部を連結している。
このため、緩衝台部73が水平方向に横揺れ受けた場合、緩衝台部73は、圧縮コイルスプリング72の付勢力に制御されながら粒状体74aの転動により同方向に円滑に変位する。横揺れが止むと、緩衝台部73は圧縮コイルスプリング72の付勢力により元の原点位置に戻る。
緩衝台部73は、その上面部に偏平円錐状に窪む皿状面部75を有し、皿状面部75に半球凹部76を形成している(図10参照)。
緩衝台部73の上下方向の上部には、収容体77が配置されている。収容体77の裏面に、皿状面部75に応じて偏平円錐状に突出する凸状面部78を設け、収容体77の上表面に半球面状に窪む内球凹部79を設けている。内球凹部79に第1粒状体80を砂利体として充填収容している。
水平方向に対する皿状面部75の傾斜角度θ2、ならびに水平方向に対する凸状面部78の傾斜角度θ1について、好ましい一例を挙げるならば、双方の傾斜角度θ1、θ2を加算した値φとして23.5°(φ=θ1+θ2)に設定している(鋼球に外被ゴムを被覆した一例)。
皿状面部75と凸状面部78との間に回転移動可能(転動可能)に配された球体状のボール81を設け、収容体77はボール81の転動変位を介して緩衝台部53に対して水平方向である横方向に移動可能(免震方向、あるいは上下および水平方向に移動可能)に載置されている。地震が未発生の静止時には、ボール81が半球凹部76に配置されて収容体77を原点位置に保持している。
収容体77は、筒体82に嵌合により固定されており、筒体82は下端部のフランジ部82aを緩衝台部73の外周辺部に水平方向(免震方向)に摺動可能に載置している。
筒体82の上端部は、内球凹部79の上部に被せられた半球面蓋82bを形成している。半球面蓋82bの中央部には、内球凹部79に連通する筒部82cが連続的に形成されている。
筒部82cには、縦型支柱83が上下摺動可能に嵌合されており、縦型支柱83の一端(下端)は、第1粒状体80および内球凹部79を介して収容体77に支持され、他端(上端)は可動枠組体56の上水平桁56aに第1交差部56Eで連結固定されている(図8も参照)。
第1交差部56Eにおける連結固定に代わって、一定の回動変位を許容するヒンジ結合にしてもよい。
縦型支柱83の下端は、半球面状に形成された半球面体83aを有し、この半球面体83aを第1粒状体80内に没入している。半面体83aは、没入の代わりに第1粒状体80の充填上面に外接状態に当接していてもよい。
筒部82cの上端部には、径小フランジ部82dが形成されており、径小フランジ部82dには、径小部84aおよび径大部84bを有する第1段付き筒部84が載置されている。第1段付き筒部84の径小部84aは縦型支柱83を上下摺動可能に嵌合し、径大部84bは筒体82の外側を上下摺動可能に嵌合している。
第1段付き筒部84と筒体82との間には、複数の下側圧縮コイルスプリング85が第1スプリング部材として縦型に配置されている。第1段付き筒部84の外側には、中央に挿通孔86aを形成した上方筒体86が上下摺動可能に嵌合されている。この挿通孔86aは、縦型支柱83を上下摺動可能に挿通している。
第1段付き筒部84と上方筒体86との間には、複数の上側圧縮コイルスプリング87が第1スプリング部材として縦型に配置されている。上方筒体86の上面閉鎖蓋部86bは、可動枠組体56の下水平桁56bの下面部56dに衝止可能に当接している。下水平桁56bは、第2交差部56Fで縦型支柱の83を左右に挟むようにして連結固定されている。
このため、図9に示すように、可動枠組体56を離脱位置H2に変位させる際、下水平桁56bからの反力により、下側圧縮コイルスプリング85および上側圧縮コイルスプリング87がその付勢力に抗して上下方向(圧縮方向)にそれぞれ撓み、収容部77への衝撃を緩和する。
これら第1段付き筒部84、上方筒体86、下側圧縮コイルスプリング85および上側圧縮コイルスプリング87は、収容部77と可動枠組体56との間に設けられ、ピストン部61の上昇移動に伴う収容部77の上昇変位時の衝撃を緩和する第1緩衝機構88を構成する。
第1粒状体80は、非ニュートン流体としてのレオロジーを構成するので、縦揺れの際の収容体77の上昇変位時に、第1粒状体80が縦型支柱の83の半球面体83aに対して衝撃緩衝体として機能する。例えば、第1粒状体80の平均粒径を1.0mm〜50.0mmの範囲内に設定することにより、第1粒状体80の衝撃緩和特性の最適化を図ることができる。
この一方、可動枠組体56の左右の外側における中間柱57の下端に延出形成された短支柱89は、その下端半球面部90aを第2粒状体90に没入している。
第2粒状体90は、横揺れ体91に形成された半球凹部92に収容されて充填配置されている。横揺れ体91は、基礎面52上に配された粒状体93を介して水平方向(免震方向)に沿って横移動可能に設置されている。粒状体93は、横揺れ体91の裏面と基礎面52との間に転動可能に配置されている。
横揺れ体91には、免震体として短筒状体94の下端部94aが摺動可能に嵌合されており、短筒状体94の上端部には、第2粒状体90を覆う半球殻体95が半球凹部92と球体を成すように連続的に形成されている(図7参照)。半球殻体95の上部中央には、短支柱89を上下摺動可能に挿通させた短筒部95aを立設している。短筒部95aの上端周縁部には、下フランジ部95bを形成している。
下フランジ部95bの上方には、短支柱89を上下摺動可能に挿通させた上筒部96が設けられている。上筒部96には、下フランジ部95bに対応する上フランジ部96aが形成されている。下フランジ部95bと上フランジ部96aとの間には、圧縮コイルスプリング97が第2スプリング部材として設置されている。
下フランジ部95bおよび上フランジ部96aは、同芯的にに配置された径大な筒体98で嵌合されている。筒体98の上端に形成された被覆面部98aは、上筒部96の上フランジ部96aに当接して筒体98を抜け止めしている。
筒体98は、半球殻体95および上筒部96の双方を覆うように設けられ、筒体98の被覆面部98aに形成された挿通孔98bを短支柱89を上下摺動可能に挿通させている。また、筒体98の下端部98cを短筒状体94の外側面に上下摺動可能に嵌合させている。
筒体98の被覆面部98aは、筒体96の上フランジ部96a上に載置されている。このため、地震発生時に、横揺れ体91が基礎面52から上方に飛び上がった場合、上フランジ部96aおよび被覆面部98aが下水平桁56bの下面部56dに当接して衝止する。
これにより、圧縮コイルスプリング97がその付勢力に抗して上下方向に一時的に撓むため、短支柱89(可動枠組体56)に対する衝撃を緩和することができる。
これら半球殻体95、上筒部96、圧縮コイルスプリング97および筒体98は、基礎面52と短支柱89との間に設けられ、ピストン部61の上昇移動に伴う短支柱89の上昇変位の衝撃を緩和する第2緩衝機構100を構成する。この第2緩衝機構100は、第1緩衝機構88を中央に挟んで左右両側に位置している。
なお、可動枠組体56の下水平桁56bの上面部56c、上水平梁51aの下面部および下水平梁51bの上面部には、これらの相互間で水平移動し易くする摩擦低減板Mが設けられている。
上記構成において、地震発生時には、震度感知センサなど(図示せず)の作動により、給圧制御装置19が給電され、高圧空気がエアバッグ63および密閉空間62に圧送され、エアバッグ63を膨張させると共に密閉空間62の内部を高圧化する。
これにより、持上げ機構Fhのピストン部61が上昇移動するため、その上昇力が滑動基盤71、粒状体74a、緩衝台部73、ボール81、収容体77、第1粒状体80、球面体83a、縦型支柱83を介して上水平桁56aおよび下水平桁56bに伝わって可動枠組体56を基礎面52から持ち上げる。
これに伴い、可動枠組体56の固定枠組体51の下水平桁56bは、下水平梁51bか許容距離Gの区間内で上昇して離れた離脱位置H2に変位する。この結果、可動枠組体56は持ち上げられて基礎面52から上部に変位するため、地震時の縦揺れは吸収・遮断されて可動枠組体56に伝わるのを阻止することができる。
この時、上方筒体86の上面閉鎖蓋部86bが上水平梁51aに当たった場合、上方筒体86および第1段付き筒部84が下方に摺動して上側圧縮コイルスプリング87および下側圧縮コイルスプリング85を収縮方向に撓ませる。
これにより、ピストン部61、緩衝台部73、収容体77および縦型支柱83の上昇時の衝撃を緩和することができる。
地震発生時における横揺れに対しては、緩衝台部73が粒状体74aを介して水平方向(免震方向)に移動するため、横揺れが効果的に吸収・緩和されて可動枠組体56への横揺れを遮断する。
凸状面部78と皿状面部75との間のボール81は、横揺れに対して、図10に示すように作動する。すなわち、図示の左右方向Xa、Xbの横揺れに対しては、原点位置Psからボール81が左右方向に転動するため、横揺れは吸収・遮断されて収容体27に伝わらない(図10(a)、(b)参照)。
また、図示左右の横揺れ時、ボール81が左右に転動するため、収容体77および水平受部61bの双方ともに上下方向Xcの縦揺れは生じない。
ここで、水平受部61b、粒状体74a、緩衝台部73およびボール81がそれぞれ層体を形成して成す多層転動体(縦型の重層配置)として機能する。
この際、地震の横揺れは、水平受部61bから粒状体74aを介して緩衝台部73に伝わり、緩衝台部73を水平方向に揺らすが、これに伴い、ボール81が収容体77の凸状面部78と緩衝台部73の皿状面部75との両面部に接しながら転動する。
滑動基盤71の開口部71aが空間部として突柱部74の回りに存するので、水平震動が水平受部61bから緩衝台部73へ伝播する際、当該空間部が水平受部61bの「遊び」となる。すなわち、開口部71aの開口内周縁部71bが突柱部74の外周面部74eにと当接するまでは、水平受部61bの「遊び」となる。
このため、当該空間部の所定の寸法設定域内では、水平受部61bから緩衝台部73に伝播する震動量を1/2に減少させることができる。
この結果、水平受部61bから緩衝台部73に伝達する水平震動は、所定の寸法設定域内では、ボール81の転動によりキャンセルされて収容体77および縦型支柱83には伝播せず、これら容体77および縦型支柱83が静止状態に保たれる。
なお、上記では、便宜上の観点から「左右の横揺れ」という文言を用いたが、左右に限らず水平面での水平方向を含む全位方向の横揺れを意味する。
〔実施例2の効果〕
実施例2では、地震の発生時に、エアバッグ63を膨張させてピストン部61を上方に移動させて可動枠組体56を基礎面52から上方の離脱位置H2に移動させる。これにより、可動枠組体56と一緒に建物本体が押し上げられ、地盤Sから離した状態で免震機能を発揮させる。
すなわち、可動枠組体56を固定枠組体51から上方に離した状態で地震を受けることになり、固定枠組体51の揺れが可動枠組体56に伝播することを防ぐ。
また、ボール81や粒状体74aを設けたことにより、基礎面52およびピストン部61からの横揺れを収容体77、ひいては下水平桁56bに伝播することを防ぎ、可動枠組体56への伝播を効果的に遮断することがでる。
これにより、地盤Sの揺れが建物本体に伝播するのを防いで、地震成分うちの横揺れや縦揺れを免震することに大きく寄与することができる。
地震が終了すると、地震の発生時に左右に転動したボール81が圧縮コイルスプリング72の復帰付勢力に助けられながら半球凹部76に転動復帰するため、建物本体を載せた可動枠組体56を元の位置に戻す効果が得られる。
地震の終了時にエアバッグ63および密閉空間62の空気を抜くに伴い、エアバッグ63の収縮および密閉空間62の減圧が生じるため、ピストン部65を元の位置に迅速に下降復帰させることができる。
本発明の実施例3を図11を参照しながら説明する。実施例3が実施例2と異なるところは、固定枠組体51における左右の下水平梁51bの間に2本の補助梁51e、51fを掛け渡したことである。
この場合、可動枠組体56の下水平桁56bは、縦型支柱の83との固定から自由にし、代わって補助梁51e、51fを設けて第1緩衝機構88の上方筒体86の上面閉鎖蓋部86bに当接させている。
これら補助梁51e、51fは、下水平梁51bに直交し、かつ縦型支柱の83を図示前後に挟むように配置されており、上面閉鎖蓋部86bが補助梁51e、51fの下面部に衝止可能に当接している。このように構成しても実施例2と同様な効果が得られる。
なお、補助梁51e、51fは、左右の下水平梁51bに代わって、固定枠組体51の前水平梁51mと後水平梁51nとの間に掛け渡すようにしてもよい。
また、実施例3では、実施例2の図8の場合と同様に、第1緩衝機構88の左右に存する第2緩衝機構100の図示を省略している。
〔変形例〕
(1)上記実施例2における粒状体74a、93、第1粒状体80および第2粒状体90としては、ガラスビーズをはじめ、セラミック粒、繊維強化プラスチック粒、鉄粒や銅粒などの金属粒、砂や石英粒の鉱物粒あるいはサンドブラスト用の砂利であってもよい。
(2)建物本体としては、戸建て住宅をはじめ、製造工場、貯蔵倉庫、旅館、温泉宿あるいは民宿などが適用可能である。
(3)ボール8(1第1球体20および第2球体23を含む)の材質は、鉄や銅などの金属に限らず、硬質プラスチックやセラミックあるいは金属粉末を焼成したものであってもよい。
(4)エアバッグ18、63はゴム製に限らず、ナイロン66(登録商標)、テフロン(登録商標)、あるいはポリエステル長繊維を用い、表面コートとしてクロロプレインゴムやシリコンゴムを利用してもよい。
(5)持上げ機構13A、13Bでは、蓄圧器19c(アキュームレータ)およびエアバッグ18、29、63を用いて、地震発生時に可動枠組体56を上方移動させたが、これらの代りにエアシンリダや油圧シリンダを利用してもよい。
(6)上記実施例1での持上げ機構13A、13Bについては、いずれか一方だけを複数箇所A〜Iの全てに設置するようにしてもよい。
(7)上記実施例1で、半球窪み部24および錐面凹部25のそれぞれ取り付けた第1磁石26および第2磁石27は、永久磁石に限らず、通電制御により第2球体23に対して電磁吸引力発生する電磁石であってもよい。
地震未発生の通常時あるいは地震発生の初期(持上げ機構の不作動時あるいは作動開始初期)における免震は、第1球体20および半球凹面部21の逸脱を越えた時の水平震動には、下横梁部12の上面12aおよび下縦桟部8の上側面8aの摩擦低減板Mの滑動により免震作用として行われる。
2 基礎面
51 固定枠組体
51a 上水平梁
51b 下水平梁
56 可動枠組体
56a 上水平桁
56b 下水平桁
60 シリンダ堀部
61 ピストン部
62 密閉空間
63 エアバッグ
73 緩衝台部
77 収容体
80 第1粒状体
81 球状のボール
83 縦型支柱
85 下側圧縮コイルスプリング(第1スプリング部材)
87 上側圧縮コイルスプリング(第1スプリング部材)
88 第1緩衝機構
89 短支柱
90 第2粒状体
97 圧縮コイルスプリング(第2スプリング部材)
100 第2緩衝機構
Fh 持上げ機構
G 許容距離
H1 着地位置
H2 離脱位置
M 摩擦低減板
S 地盤
(a)は建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体および土台支持枠組体を示す上面図、(b)は建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体および土台支持枠組体を示す側面図である(参考例)。 建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体および土台支持枠組体を示す斜視図である(実施例1)。 持上げ機構の作動を示す縦断面図である(参考例)。 (a)、(b)は位置保持機構における第1球体と半球凹面部の作動を示す拡大斜視図である(参考例)。 (a)は押上げ板における第2球体と錐面凹部との作動を示す拡大縦断面図、(b)は水平方向の震動を吸収させる際の免震動作を示す説明図である(参考例)。 土台支持枠組体における下横梁部型に対する持上げ機構の作動を示す縦断面図である(参考例)。 着地位置にある建造物の免震基礎構造を示す縦断面図である(実施例1)。 持上げ機構の作動を示す概略的な斜視図である(実施例1)。 持上げ機構により離脱位置に持ち上げられた状態を示す建造物の免震基礎構造を示す縦断面図である(実施例1)。 (a)、(b)は、粒状体上に配された緩衝台部の作動を示す拡大縦断面図である(実施例1)。 持上げ機構の作動を示す概略的な斜視図である(実施例2)。
本発明の参考例を図1〜図6を参照しながら説明する。
建造物の免震基礎構造における基礎支持枠組体1は、固定枠組体として図1(a)、(b)に示すように、地盤Sに打たれたコンクリート製の基礎面2に基柱3を介してアンカーボルトなどの取付け固定手段により固定されている。
この基礎支持枠組体1は、可動枠組体として基礎面2に対して互いに上下に平行状態で対向するように配置された上梁組部4および下梁組部5を有している。
これに伴って上縦桟部6が下降する際、半球凹部21から脱した第1球体20を半球凹部21に戻した元の嵌合状態とする(図4(b))。
この場合を図10に示す実施例1の場合に準えると、エアバッグ18の縮小速度と粒状体32(縦柱10)との下降速度差を惹起させながら、圧縮コイルスプリング85、87の撓みを伴わせて圧縮コイルスプリング72およびボール81により求芯動作(中心寄せ動作)が行われる。
なお、錐面凹部25のうち第2球体23が錐面部25aに沿って移動する部分には、摩擦低減板Mを敷設している。
参考例の効果〕
参考例では、地震の発生時に、エアバッグ18を膨張させてピストン部15を上方に移動させて土台支持枠組体13を基礎面2から上方に移動させる。これにより、土台支持枠組体13と一緒に建物本体が押し上げられ、地盤Sから離した状態で免震機能を発揮させる。
本発明の実施例1を図7ないし図10を参照しながら説明する。
建造物の免震基礎構造における固定枠組体51は、図7および図9に示すように、地盤Sに打たれたコンクリート製の基礎面52に縦型の基柱53を介してアンカーボルト54などの取付け固定手段により固定されている。
この実施例1において、地盤Sの基礎面52に設置される持上げ機構Fhは、参考例の複数個所A〜Iに互いに同一物として設けられている。
給圧制御装置19は、参考例と同様なものであり、地震の発生時に、エアバッグ63および密閉空間62に流体(空気)を圧送し、密閉空間62を加圧するとともに、エアバッグ63を膨張させる。これに伴い、ピストン部61を上方に移動させ、可動枠組体56に持上げ力を与えて着地位置H1から離脱位置H2に変位させる。
離脱位置H2では、可動枠組体56の下面部56dが固定枠組体51の下水平梁51bから上方に離れた位置に上昇変位している。
給圧制御装置19は、参考例(図3参照)と同様に、モータ19a、ポンプ19b、蓄圧器19c(アキュームレータ)、シャットバルブ19d、カプラー19e、接続部19f、電磁バルブ19g、駆動棒19hおよび制御バルブ19iから成る既存の構造を備えている。
さて、実施例1の持上げ機構Fhは、基礎面52の複数箇所A〜Iの全てに同型の持上げ機構として設けられている。持上げ機構Fhでは、ピストン部61における水平受部61bの上面部には、円形の窪み部70が形成されている。
また、水平受部61bには、窪み部70を上部で覆うようにして、中央に開口部71aを形成した滑動基盤71が設けられている。窪み部70には、複数(例えば、4本〜6本)の圧縮コイルスプリング72が復帰バネとして窪み部70内で、この窪み部70の中心部近傍から外方にかけて放射状に配置されている。
実施例1の効果〕
実施例1では、地震の発生時に、エアバッグ63を膨張させてピストン部61を上方に移動させて可動枠組体56を基礎面52から上方の離脱位置H2に移動させる。これにより、可動枠組体56と一緒に建物本体が押し上げられ、地盤Sから離した状態で免震機能を発揮させる。
本発明の実施例2を図11を参照しながら説明する。実施例2実施例1と異なるところは、固定枠組体51における左右の下水平梁51bの間に2本の補助梁51e、51fを掛け渡したことである。
この場合、可動枠組体56の下水平桁56bは、縦型支柱の83との固定から自由にし、代わって補助梁51e、51fを設けて第1緩衝機構88の上方筒体86の上面閉鎖蓋部86bに当接させている。
これら補助梁51e、51fは、下水平梁51bに直交し、かつ縦型支柱の83を図示前後に挟むように配置されており、上面閉鎖蓋部86bが補助梁51e、51fの下面部に衝止可能に当接している。このように構成しても実施例1と同様な効果が得られる。
なお、補助梁51e、51fは、左右の下水平梁51bに代わって、固定枠組体51の前水平梁51mと後水平梁51nとの間に掛け渡すようにしてもよい。
また、実施例2では、実施例1の図8の場合と同様に、第1緩衝機構88の左右に存する第2緩衝機構100の図示を省略している。
〔変形例〕
(1)上記実施例1における粒状体74a、93、第1粒状体80および第2粒状体90としては、ガラスビーズをはじめ、セラミック粒、繊維強化プラスチック粒、鉄粒や銅粒などの金属粒、砂や石英粒の鉱物粒あるいはサンドブラスト用の砂利であってもよい。
(2)建物本体としては、戸建て住宅をはじめ、製造工場、貯蔵倉庫、旅館、温泉宿あるいは民宿などが適用可能である。
(6)上記参考例での持上げ機構13A、13Bについては、いずれか一方だけを複数箇所A〜Iの全てに設置するようにしてもよい。
(7)上記参考例で、半球窪み部24および錐面凹部25のそれぞれ取り付けた第1磁石26および第2磁石27は、永久磁石に限らず、通電制御により第2球体23に対して電磁吸引力発生する電磁石であってもよい。

Claims (5)

  1. 地盤の基礎面に基柱を介して固定された固定枠組体と、
    上面部と下面部とを有し、前記上面部に建物本体を載置状態に支持し、前記下面部を前記固定枠組体に載置した着地位置に位置する可動枠組体と、
    前記固定枠組体の内部に配置されて前記基礎面に対して上下移動可能に設けられ、縦柱と水平受部とから断面T字状に構成されたピストン部と、
    一端が前記ピストン部に支持され、他端が前記可動枠組体に固定された縦型支柱と、
    地震発生時に前記ピストン部の上昇移動により、前記縦型支柱を介して前記可動枠組体を上方に変位させることで、前記着地位置に位置する前記可動枠組体を前記固定枠組体から上昇して離れた離脱位置に移動させる持上げ機構とを備えたことを特徴とする建造物の免震基礎構造。
  2. 地盤の基礎面に基柱を介して固定された固定枠組体と、
    上面部と下面部とを有し、前記上面部に建物本体を載置状態に支持し、前記下面部を前記固定枠組体に載置した着地位置に位置する可動枠組体と、
    前記固定枠組体の内部に配置されて前記基礎面に対して上下移動可能に設けられ、縦柱と水平受部とから断面T字状に構成されたピストン部と、
    前記水平受部に水平方向に移動可能に載置され、上面部に偏平円錐状に窪む皿状面部を有する緩衝台部と、
    裏面と上表面を有するものであって、前記裏面に前記皿状面部に応じて偏平円錐状に突出する凸状面部を有し、前記上表面に半球面状に窪む内球凹部に第1粒状体を収容した収容体と、
    前記皿状面部と前記凸状面部との間に回転移動可能に配された球体状のボールを設け、前記収容体は前記ボールを介して前記緩衝台部に上下方向および水平方向に移動可能に載置されていることと、
    一端が前記第1粒状体を介して前記収容体に支持され、他端が前記可動枠組体に固定された縦型支柱と、
    地震発生時に前記ピストン部の上昇移動により、前記緩衝台部、前記ボール、前記収容体、前記第1粒状体および前記縦型支柱を介して前記可動枠組体を上方に変位させることで、前記着地位置に位置する前記可動枠組体を前記固定枠組体から上昇して離れた離脱位置に移動させる持上げ機構とを備えたことを特徴とする建造物の免震基礎構造。
  3. 前記可動枠組体に垂下状態に固定された短支柱の下端部は、前記基礎面に形成した半球状の窪みに収容した第2粒状体を介して前記基礎面に支持されていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一つに記載の建造物の免震基礎構造。
  4. 前記上昇機構はエアバッグと、前記エアバッグに流体を圧送し、前記エアバッグを膨張させて前記ピストン部の前記上昇移動により前記可動枠組体を前記着地位置から前記離脱位置に移動させる給圧制御装置とを有することを特徴とする請求項1または請求項2のいずれか一つに記載の建造物の免震基礎構造。
  5. 前記水平受部と前記緩衝台部との間には粒状体が設けられ、前記水平受部、前記粒状体前記緩衝台部および前記ボールから成る構造を縦型の重層配置とし、前記水平受部から前記緩衝台部に伝達する横揺れの水平震動は、前記ボールの転動によりキャンセルされて前記収容体および前記縦型支柱を静止状態に保つことを特徴とする請求項2に記載の建造物の免震基礎構造。
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