JP2023056088A - 免震建物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、浸水深さが擁壁２３の高さを超えても、免震ピット３０への浸水を防ぐことができ、かつ、単純な構成により施工が容易な免震建物１を提供する。【解決手段】本発明に係る免震建物１は、基礎構造２０と、免震ピット３０内に設置された複数の免震機構２２と、免震機構２２に支持された上部構造１０と、基礎構造２０と上部構造１０との間に設けられたゴムシート４０と、を備える。基礎構造２０は、外周縁に沿って設けられた擁壁２３を備える。ゴムシート４０は、擁壁２３の免震ピット３０側に固定された一端４２から、擁壁２３の上端２５と上端２５と対向する上部構造１０の下面１４との隙間３２を通って、隙間３２に対して免震ピット３０側の上部構造１０に固定された他端４４へ延びる。【選択図】図２

Description

本発明は、基礎構造と上部構造との間に免震機構を備えた免震建物に関する。

免震建物は、基礎構造と、基礎構造の上に配置された免震機構と、免震機構に支持された上部構造とを含み、免震機構によって地震等の水平方向の揺れが上部構造に伝わることを抑制する。

一般に、免震建物は、上部構造の側面と擁壁との間に上部構造の水平移動を許容するクリアランスが設けられている。そして、免震装置として積層ゴムを設置する免震ピットには排水設備が備えられ、水が入り込まないあるいは水がたまらない構造になっている。

ところが近年、異常気象にともなう浸水被害や土砂災害などが後を絶たず、たとえ排水設備を備えた免震ピットでも、工事中や供用開始後に豪雨や川の氾濫による水没や、土砂災害などによる土砂の埋設などにより水や土が浸入する恐れがある。

免震機構の防水構造としては、積層ゴム本体の外周を覆うように着脱可能に設けられる防水シートからなる防水被覆部等が提案されている（特許文献１）。

特開２０１８－７１７０５号公報

しかしながら、特許文献１の発明は、特殊形状の防水シートからなる防水被覆部及び発泡プラスチック製のクッション材を免震機構の形状に合わせて製作する必要がある。

そこで、本発明は、浸水深さが擁壁の高さを超えても、免震ピットへの浸水を防ぐことができ、かつ、単純な構成により施工が容易な免震建物を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［１］本発明に係る免震建物の一態様は、
基礎構造と、前記基礎構造の免震ピット内に設置された複数の免震機構と、前記複数の免震機構に支持された上部構造と、前記基礎構造と前記上部構造との間に設けられたゴムシートと、を備えた免震建物であって、
前記基礎構造は、前記基礎構造の外周縁に沿って設けられた擁壁を備え、
前記ゴムシートは、前記擁壁の前記免震ピット側に固定された一端から、前記擁壁の上端と前記上端と対向する前記上部構造の下面との隙間を通って、前記隙間に対して前記免震ピット側の前記上部構造に固定された他端へ延びることを特徴とする。

［２］上記免震建物の一態様において、
前記ゴムシートは、前記隙間内または前記隙間より外側において、外方に向かって凸となるように折り返されてもよい。

［３］上記免震建物の一態様において、
前記ゴムシートは、前記上部構造の前記下面に固定されてもよい。

本発明に係る免震建物の一態様によれば、浸水深さが擁壁の高さを超えても、免震ピットへの浸水を防ぐことができる。また、本発明に係る免震建物の一態様によれば、擁壁と上部構造との間にゴムシートを設ける単純な構成により施工が容易である。

本実施形態に係る免震建物の部分拡大断面図である。 図１のＡ領域の拡大図である。 図２の状態から基礎構造が図の右側へ移動した状態を表す図である。 図２の状態から基礎構造が図の左側へ移動した状態を表す図である。 変形例に係る免震建物の部分拡大図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本実施形態に係る免震建物の一態様は、基礎構造と、前記基礎構造の免震ピット内に設置された複数の免震機構と、前記複数の免震機構に支持された上部構造と、前記基礎構造と前記上部構造との間に設けられたゴムシートと、を備えた免震建物であって、前記基礎構造は、前記基礎構造の外周縁に沿って設けられた擁壁を備え、前記ゴムシートは、前記擁壁の前記免震ピット側に固定された一端から、前記擁壁の上端と前記上端と対向する前記上部構造の下面との隙間を通って、前記隙間より前記免震ピット側の前記上部構造に固定された他端へ延びることを特徴とする。

１．免震建物の概要
図１を用いて、本発明の一実施形態に係る免震建物１について説明する。図１は、本実施形態に係る免震建物１の部分拡大断面図である。図１では隙間３２を超える高さに水面がある洪水の状態を示し、水５０は網掛けで示す。

図１に示すように、免震建物１は、基礎構造２０と、基礎構造２０の免震ピット３０内に設置された複数の免震機構２２と、複数の免震機構２２に支持された上部構造１０と、基礎構造２０と上部構造１０との間に設けられたゴムシート４０と、を備える。免震建物１は、免震機構２２を複数備えるが、図１では擁壁２３に隣接する１つの免震機構２２のみを示す。

上部構造１０は、下端が免震機構２２に支持された例えば鉄骨構造の構造躯体を有する。上部構造１０は、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等であってもよい。上部構造１０は、２階建て以上であることができ、特に高層ビルに適用可能である。上部構造１０における擁壁２３に対向する外周面が第一側面１２である。上部構造１０は、免震層の直上層である１Ｆがフーチングを介して免震機構２２に支持される。

上部構造１０は、擁壁２３よりわずかに高い位置で、上部構造１０の外周縁から外側へ向かって水平方向に突出する犬走り状の上部スラブ１３を有する。上部スラブ１３は、例えば鉄筋コンクリート造である。上部スラブ１３は、上部構造１０の全周にわたって形成
される。上部スラブ１３は、水平方向において擁壁２３を超えて擁壁２３の外側まで延びて形成され、水平クリアランス（擁壁２３と上部構造１０との水平方向の間隔）を覆うように構成される。当該水平クリアランスは、免震建物１に想定される地震時における擁壁２３と上部構造１０との相対水平移動を許容する距離に設定される。そのため、地震によって当該水平クリアランスが変化しても上部スラブ１３によって常に当該水平クリアランスの上方が覆われるため平面視で免震ピット３０が見えることはない。上部スラブ１３は、第一側面１２に接続する基端部から自由端へ延びる板状のフランジ形状であるが、これに限らず、上部スラブ１３の上に室内空間が設けられてもよい。

基礎構造２０は、上部構造１０の下方にあって、地盤上に構築された構造物である。基礎構造２０は、免震機構２２を介して上部構造１０の荷重を地盤に伝える。基礎構造２０の下方には、複数の杭２６を設けてもよいし、安定した地盤であれば基礎構造２０を地盤上に直接構築してもよい。基礎構造２０を構成する例えば梁及びスラブは、鉄筋コンクリート造である。基礎構造２０のスラブ上に鉄筋コンクリート造のフーチングを介して免震機構２２が固定される。基礎構造２０は、基礎構造２０の外周縁に沿って設けられた擁壁２３を備える。

擁壁２３は、基礎構造２０の一部であり、基礎構造２０のスラブと一体に形成される。擁壁２３は、鉄筋コンクリート造である。擁壁２３は、基礎構造２０の全周にわたって設けられる。擁壁２３は、基礎構造２０の外周縁から上方へ向かって立ち上がり、擁壁２３の内側が免震ピット３０として構成される。擁壁２３は、擁壁２３の外側にある土砂及び水５０が免震ピット３０内へ流入することを防止する。本実施形態の擁壁２３は、地盤面ＧＬより高い位置まで延びるが、免震ピット３０が地下に設けられる場合には地盤面ＧＬの高さに合わせてもよい。擁壁２３は、上部構造１０の第一側面１２に対して少なくとも所定の水平クリアランスを隔てて形成されるものであればよく、地盤を外側面で支えない態様であってもよい。擁壁２３と第一側面１２との水平クリアランスは、基礎構造２０に対して上部構造１０の水平方向への移動が許容される距離であり、免震建物１において想定される地震に応じて設定される。

免震機構２２は、免震建物１に対して複数設けられる。複数の免震機構２２は、免震ピット３０内の複数個所に相互に間隔を空けて設置される。免震機構２２は、基礎構造２０の上にフーチングを介して固定される。免震機構２２は、上部構造１０を支え、上部構造１０に伝わる地震等の水平方向の揺れを低減させ、かつ、上部構造１０の相対位置の変化を元に戻す力を付与する機構であり、いわゆるアイソレータである。免震機構２２は、隙間３２にゴムシート４０が配置されるので、上下方向の変化が少ない積層ゴムまたはすべり支承であることが好ましく、図１では免震機構２２が積層ゴムである例を示す。免震機構２２は、減衰を付与するダンパーをさらに備えてもよい。

免震ピット３０は、擁壁２３の内側に形成され、上部構造１０、基礎構造２０及び擁壁２３に囲まれた空間である。本実施形態では免震ピット３０が地盤面ＧＬとほぼ同じ高さにある場合について説明するが、これに限られるものではない。免震建物１は、例えば倉庫のようなトラックバースの高さが１階の床スラブになる上部構造１０に採用される。

擁壁２３の上端２５は、当該上端２５と対向する上部構造１０の下面１４との間に鉛直方向の隙間３２を形成する高さに設定される。隙間３２は、免震建物１に想定される地震による上部構造１０に対する擁壁２３の相対的な水平移動において、擁壁２３の上端２５と上部構造１０の下面１４との非接触状態を保つことができる。そのため、当該水平移動の際に鉛直方向の隙間３２を維持するために上端２５と下面１４は凹凸の少ない平坦な面で構成されることが好ましい。

隙間３２の高さは、擁壁２３の外側から免震ピット３０内への水の浸入を許容する第１間隔Ｌ１を有する。第１間隔Ｌ１の最小値は、例えば５０ｍｍ程度に設定される。近年の異常気象などの大雨による河川氾濫などは、建築時の予想を超えるケースも多い。免震ピット３０の水没は、免震機構２２の機能を阻害する要因となる可能性があり、また、免震機構２２を劣化させる可能性もある。そのため、免震ピット３０内には排水設備が設けられるが、隙間３２から免震ピット３０内への浸水を防止または抑制できることがより好ましい。

そこで、本発明は、ゴムシート４０を設けることで免震ピット３０への浸水を防止する。以下、ゴムシート４０について詳細に説明する。

２．ゴムシート
図１～図４を用いて、ゴムシート４０について説明する。図２は、図１のＡ領域（一点鎖線の円の内側）の拡大図であり、図３は、図２の状態から基礎構造２０が図の右側へ移動した状態を表す図であり、図４は、図２の状態から基礎構造２０が図の左側へ移動した状態を表す図である。図１及び図２は、地震が発生していない通常の状態を示し、図３及び図４は、地震によって擁壁２３と上部構造１０との水平方向の間隔が変化した状態を示す。

図１に示すように、免震建物１は、基礎構造２０の擁壁２３と上部構造１０との間に設けられたゴムシート４０を備える。ゴムシート４０は、擁壁２３に沿って設けられる。ゴムシート４０は、擁壁２３に沿って免震建物１の外周縁を不連続にならないように設けられることが好ましいが、複数のゴムシート４０を接続して構成してもよいし、隣接するゴムシート４０を他の防水構造で繋いでもよい。

図２に示すように、ゴムシート４０は、擁壁２３の免震ピット３０側に固定された一端４２から、擁壁２３の上端２５と上部構造１０の下面１４との隙間３２を通って、隙間３２より免震ピット３０側の上部構造１０に固定された他端４４へ延びる。下面１４は、擁壁２３の上端２５と対向する上部構造１０の面である。下面１４は、地震による擁壁２３の水平移動において上端２５に対向する面を含む。

ゴムシート４０は、防水性を備える公知の加硫したゴム製のシートを採用することができる。ゴムシート４０の材質としては、例えば天然ゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを挙げることができ、これらを複数種類選択してブレンドしたシートとしてもよいし、接着による複合シートとしてもよい。ゴムシート４０は、隙間３２を通すことが可能な厚さであることが好ましく、例えば２ｍｍ程度の厚さを有する。

ゴムシート４０の一端４２は、擁壁２３の第二側面２４に固定部材４５を用いて固定される。第二側面２４は、擁壁２３における免震ピット３０側の面である。一端４２は、第二側面２４における上端２５付近に固定される。固定部材４５は、例えば、金属製の薄板と複数のボルトで構成される。ゴムシート４０の固定方法は、ゴムシート４０を薄板と第二側面２４との間に挟んだ状態で、薄板をボルトで擁壁２３へねじ込むことによりゴムシート４０の一端４２を擁壁２３に固定する。ゴムシート４０は、施工前にあらかじめ固定部材４５の取付箇所にボルトを通す貫通孔を開口しておくことが好ましい。固定部材４５のボルトは、例えばアンカーボルトであってもよい。

ゴムシート４０の他端４４は、第二側面２４に対向する上部構造１０の例えば第一側面１２に固定部材４６を用いて固定される。第一側面１２は、フーチングの側面であってもよいし、フーチングを繋ぐ梁の側面であってもよい。固定部材４６及び固定方法は、上述
した固定部材４５と同じであるため、説明を省略する。

ゴムシート４０は、上部構造１０の下面１４に固定されることが好ましい。ゴムシート４０が下面１４に固定されることにより、ゴムシート４０の自重により隙間３２からゴムシート４０が抜け出してしまうことを防止できる。ゴムシート４０は、下面１４に固定部材４７を用いて固定される。下面１４は、上部スラブ１３の免震ピット３０側の面である。固定部材４７は、図３のように擁壁２３が第一側面１２に近づいても擁壁２３と接触しない大きさ及び位置に設定される。固定部材４７及び固定方法は、上述した固定部材４５と同じであるため、説明を省略する。

ゴムシート４０は、固定部材４５，４６，４７によって各面に押し付けられるように圧縮されて密着し、免震建物１の外側から免震ピット３０内への水５０の浸入を防ぐことができる。ゴムシート４０は、固定部材４５，４６，４７によって圧縮された箇所で液体を浸入させないガスケットとしての機能を有する。

免震建物１によれば、浸水深さが擁壁２３の高さを超えても、ゴムシート４０により隙間３２からの浸水を防ぐことができるので、免震ピット３０への浸水を防ぐことができる。また、免震建物１によれば、擁壁２３と上部構造１０との間にゴムシート４０を設ける単純な構成であるので施工が容易である。また、ゴムシート４０が隙間３２内を通るので、自重により垂れにくいため、擁壁２３及び上部構造１０に固定する施工が容易である。

ゴムシート４０は、隙間３２内または隙間３２より外側において、外方に向かって凸となるように折り返されることが好ましい。ゴムシート４０が免震ピット３０内から外方に向かって凸となるように折り返されることにより、凸の部分が免震ピット３０側へ変形しにくくなるため、浸水を効率よく防止できる。ゴムシート４０は、凸の部分の形状を保持する程度の剛性を備えることが好ましい。ゴムシート４０が隙間３２内または隙間３２より外側において折り返されることにより、ゴムシート４０によって隙間３２を塞ぐように構成されることが好ましい。そのために、ゴムシート４０の少なくとも一部が隙間３２において、上端２５と下面１４に密着することが防水性を向上させるために好ましい。また、隙間３２にある上下のゴムシート４０の間に着脱可能なスペーサーを配置すれば、上部スラブ１３のコンクリートを打設するための型枠として機能することができる。

次に、図３及び図４を用いて、地震時のゴムシート４０の挙動について説明する。

図３に示すように、擁壁２３が図２の通常時から上部構造１０の第一側面１２に近づく方向（図の右側）へ水平移動すると、ゴムシート４０は自重により擁壁２３の外側面に沿って下方へ垂れるように変形するため、基礎構造２０の移動を妨げることはない。また、地盤面ＧＬが上端２５と同じ高さにある場合にも、ゴムシート４０が地盤面ＧＬ上に沿って延びるため、基礎構造２０の移動を妨げることはない。

図４に示すように、擁壁２３が図２の通常時から第一側面１２から離れる方向（図の左側）へ水平移動すると、ゴムシート４０は隙間３２内で変形するため、基礎構造２０の移動を妨げることはない。擁壁２３が第一側面１２から離れても、ゴムシート４０の折り返し部分が隙間３２内に留まることが防水性の点からは好ましい。なお、擁壁２３が第一側面１２から離れることにより、ゴムシート４０の折り返し部分が上端２５から免震ピット３０側に落ちてしまっても、固定部材４５，４６，４７により防水性は維持される。

３．変形例
図５は、変形例に係る免震建物１ａの図２に対応する部分の部分拡大図である。

図５に示すように、ゴムシート４０ａの凸状の折り返し部分の形状を保持するために、例えば施工時にスペーサー４８を折り返し部分の内側に挟み込んだままにしてもよい。スペーサー４８を折り返し部分に配置させることにより、例えば図５のようにゴムシート４０ａが比較的薄かったり、凸状の形状を保てるほどの剛性を有していなかったりしても折り返し部分の形状を保持することができる。

スペーサー４８は、隙間３２の高さからゴムシート４０の厚さの２倍を引いた直径を有することが上端２５及び下面１４へのゴムシート４０の密着性を確実にするために好ましい。スペーサー４８の材質としては、凸状の折り返し部分の形状を保持できれば限定されないが、取り扱いの面から発泡プラスチック等を採用することが好ましい。

スペーサー４８は、外形が円柱状であることが好ましい。円柱状のスペーサー４８であれば地震時に転がり移動できるので、ゴムシート４０ａの凸状の形状を保持したまま擁壁２３の移動に追従することができる。また、地震後にスペーサー４８が折り返し部分以外の位置に移動しても、ゴムシート４０ａの折り返し部分をスペーサー４８で隙間３２内へ押し込むことで、ゴムシート４０ａの凸状の折り返し部分の形状を再現することができる。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１，１ａ…免震建物、１０…上部構造、１２…第一側面、１３…上部スラブ、１４…下面、２０…基礎構造、２２…免震機構、２３…擁壁、２４…第二側面、２５…上端、２６…杭、３０…免震ピット、３２…隙間、４０，４０ａ…ゴムシート、４２…一端、４４…他端、４５，４６，４７…固定部材、４８…スペーサー、５０…水、Ｌ１…第１間隔

Claims (3)

1. 基礎構造と、前記基礎構造の免震ピット内に設置された複数の免震機構と、前記複数の免震機構に支持された上部構造と、前記基礎構造と前記上部構造との間に設けられたゴムシートと、を備えた免震建物であって、
   前記基礎構造は、前記基礎構造の外周縁に沿って設けられた擁壁を備え、
   前記ゴムシートは、前記擁壁の前記免震ピット側に固定された一端から、前記擁壁の上端と前記上端と対向する前記上部構造の下面との隙間を通って、前記隙間に対して前記免震ピット側の前記上部構造に固定された他端へ延びることを特徴とする、免震建物。
2. 請求項１において、
   前記ゴムシートは、前記隙間内または前記隙間より外側において、外方に向かって凸となるように折り返されることを特徴とする、免震建物。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記ゴムシートは、前記上部構造の前記下面に固定されることを特徴とする、免震建物。

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