JP2994262B2 - 建築物等における免震構造 - Google Patents

建築物等における免震構造

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JP2994262B2 JP8153470A JP15347096A JP2994262B2 JP 2994262 B2 JP2994262 B2 JP 2994262B2 JP 8153470 A JP8153470 A JP 8153470A JP 15347096 A JP15347096 A JP 15347096A JP 2994262 B2 JP2994262 B2 JP 2994262B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築物等における
免震構造、詳しくは地震による基礎の振動が建築物への
伝わることをより小さくするようにして建築物の地震被
害を軽減する免震構造に関する。
【0002】
【従来の技術】地震による基礎の振動を建築物へ伝えな
いようにする免震構造としては従来から種々のものが提
案され実用に供されている。例えば基礎と建築物との間
にクッションゴム、転動ボール、棒材束等の免震機構を
設置した構造のものは周知である。
【0003】然し乍ら、前記各免震機構は、ゴムの弾
性、ボールの移動、棒の撓み等を利用して免震を行わせ
ようとするもので、免震の効果がそれぞれ完全とはいえ
ない点がある。
【0004】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたもので、建築物の基礎が振動すると、免震機構を構
成する多数の鋼材の板が横辷りを起こすことによりエネ
ルギ−を吸収し、制動力となる抵抗を受けるように構成
して、地震の振動を効果的に吸収させるため免震の効果
に優れた建築物の地震被害の防止に顕著な効果を発揮す
る建築物における免震構造を提供することをその課題と
する。
【0005】前記課題を解決するための手段として、本
発明に係る請求項1の建築物等における免震構造は、基
礎に固定した鋼材の下盤と、建築物に固定した鋼材の
盤との間に免震機構が設置される建築物等の免震構造に
おいて、前記免震機構が多数の鋼材の板を一方の鋼材の
板に設けた球状凸面が他方の鋼材の板に前記球状凸面よ
り大きい半径で設けた球状凹面に係合して鋼材の各板間
に僅かな隙間を存在するように多数段を積み重ね、この
多数段積み重ねられた鋼材の板が横辷りを起こすことに
よってこれを順次上層の鋼材の板に伝播させて振動を減
衰させるように構成したことを特徴とする。また、基礎
に固定した鋼材の下盤と、建築物に固定した鋼材の上盤
との間に免震機構が設置される建築物等の免震構造にお
いて、多数の鋼材の板を一方の鋼材の板に設けた球状凸
面が他方の鋼材の板に前記球状凸面より大きい半径で設
けた球状凹面に係合して、鋼材の各板間に僅かな隙間が
存在するように多数段を積み重ね、この多数段積み重ね
られた鋼材の板が横辷りを起こすことによってこれを順
次上層の鋼材の板に伝播させて振動を減衰させるように
構成した免震機構の外側に、建築物に固定した鋼材の
盤と基礎に固定した鋼材の下盤とを連結する可撓性の連
結部材を配置したものであってもよい。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る建築物における免震構造の実施の形態を説明する。
【0007】図において、符号Aは本発明に係る建築物
における免震機構を示すもので、上記建築物における免
震機構Aは、図1に示す通り基礎1へ所要数のアンカー
ボルト2により固定した鋼材の下盤3と、建築物4へ所
要数の緊結ボルト5により固定した鋼材の上盤6との間
へ設置する。免震機構Aの詳しい構成は、両面に図4に
示す通り直径rの球状の凸面7を平面視が図1、図6の
通りとなるように一定間隔で多数設けた鋼材の板8と、
両面に図3に示す通り前記球状の凸面7に間隔を合わせ
て図4の通りこれよりも大きい直径Rの球状の凹面9を
設けた鋼材の板10とを、前記凹面9に前記凸面7を係
合させて鋼材の板8と鋼材の板10との間に僅かな隙間
hが形成されるように多数段を積み重ね、最下段と最上
段に鋼材の板10が位置するようにして、最下段の鋼材
の板10を下盤3に結合し、最上段の鋼材の板10を鋼
材の上盤6に結合する。
【0008】前記した鋼材の板8の凸面7と鋼材の板1
0の凹面との間において横辷りを生じさせるためには、
前記のように鋼材の板8と鋼材の板10との間に隙間h
を設けて両者が接触しないようにするだけでなく、凸面
7と凹面9との接触面を潤滑して摩擦抵抗を低減させる
とともに、鋼材の板8及び鋼材の板10に錆びや腐食を
生じさせないため、前記隙間hに耐熱油等の防錆を兼ね
た潤滑剤を充填して置くもので、潤滑剤の充填に際しこ
れが垂れ落ちることを防止するため鋼材の下盤3には外
側へ張り出す受皿11を取り付けて、この受皿11をア
ンカーボルト2や後記する可撓性連結部材が貫通する部
分には公知のコーキングを施して潤滑剤を漏洩させない
ようにする。
【0009】なお、前記のように積み重ねる各段の鋼材
の板8と鋼材の板10に設ける球状の凸面7と凹面9の
配置は、上の段の鋼材の板8及び鋼材の板10に設ける
凸面7及び凹面9を実線で示し、下の段の鋼材の板8及
び鋼材の板10とに設ける凸面7及び凹面9を点線で示
すと、図6のように実線で示す四つの凸面7及び凹面9
の中心に一つの点線で示す凸面7及び凹面9が位置する
ように上の段の鋼材の板8、鋼材の板10と下の段の鋼
材の板8、鋼材の板10とでは凸面7及び凹面9の位置
をずらして圧縮力を受ける点の数を増やし、多段の鋼材
の板8と鋼材の板10の積み重ねと相俟って多数の点に
圧縮力を分散させることにより、圧縮力に耐えて鋼材の
板8と鋼材の板10が隔離した状態で凸面7が凹面9内
を円滑に横辷りをするようにするとともに、各凸面7に
急激な圧縮力が作用するときは、多数の凸面7の変形歪
によってこの圧縮応力を吸収させるようにする。
【0010】また、前記免震機構Aを構成する鋼材の板
8と鋼材の板10は、原理的には1枚でもよいが1枚の
鋼材の板8の両面に球状の凸面7を形成したり、一枚の
鋼材の板10の両面に凹面9を形成したりすることは困
難であるから、鋼材の板8と鋼材の板10は、図3に示
す通り2枚の鋼材の板8aと鋼材の板8b及び鋼材の板
10aと鋼材の板10bに分けて、鋼材の板8aと鋼材
の板8bにはそれぞれ凸面7を、鋼材の板10aと鋼材
の板10bにはそれぞれ凹面9を形成した後、二枚の鋼
材の板8aと鋼材の板8b及び鋼材の板10aと鋼材の
板10bとを重ね合わせて、周縁を溶接11によりて結
合して一体化すれば、両面に凸面7を有する鋼材の板8
と、両面に凹面9を有する鋼材の板10とを容易に形成
することができる。そして、鋼材の板10の最下段のも
のと最上段のものは、前記のように二枚重ねで使用して
もよいが、一枚は機能上は不要であるから、図3に最下
段の鋼材の板10を図示するように1枚だけを用いる。
【0011】次に、符号12は可撓性を有する連結部材
を示すもので、図1に示すように多数のリング13を連
ねて形成することにより方向性のない可撓性が得られる
鎖を用いるもので上端と下端のリング13にそれぞれボ
ルト14を連結し、これらボルト14を基礎1に固定し
た下盤3にあけた孔と、建築物4に固定した鋼材の上盤
6にあけた孔とへ挿し通して、鋼材の下盤3及び鋼材の
上盤6から外へ出る部分にナット15を螺合させて、鋼
材の下盤3と鋼材の上盤6とを連結させたもので、この
可撓性の連結部材12を取り付けたり、交換したりする
ため建築物4と基礎1には欠き込み16を設けて、この
欠き込み16内においてボルト14へのナット15の螺
合及び離脱が容易に行えるようにする。しかし、建築物
によっては構造上、引き抜き力が作用しないものもある
から、このように建築物に対しては連結部材12は使用
しない場合もある。
【0012】前記のように構成される建築物等における
免震構造は、地震の横揺れで基礎1に固定した鋼材の板
10が図5に矢印で示す方向へ移動すると、その凹面9
は上側の鋼材の板8の凸面7に対してLだけ横辷し凸面
7を押上げようとする。しかし、上側の鋼材の板10に
は建築物4の荷重が作用して鋼材の板10に制動力を加
えるため鋼材の板10は止まる。すると、その上側の鋼
材の板8が矢印方向の移動を起こして凸面7をその上側
の鋼材の板10の凹面9内をLだけ横辷りさせて建築物
の荷重による制動力が作用すると止まるもので、この間
の横辷り距離はL+L=2Lであって、Lの大きさは凸
面7の半径rと凹面9の半径Rとの差と作用する横移動
の力に比例して変化するので、この値は鋼材の板8と鋼
材の板10の積み重ね段数等を勘案して予測される横揺
れの最大振幅を充分に吸収し得るように設定して置け
ば、前記横辷りは次々と上段の鋼材の板10と鋼材の板
8とへ伝達されてこれら鋼材の板8と鋼材の板10の凸
面7と凹面9が前記同様の横辷りを起こすため、鋼材の
板8と鋼材の板10との積み重ね段数をnとした場合
は、Lのn倍の総横辷り距離が得られるから、この総横
辷り距離を予測される横揺れの最大振幅よりも大きく設
定して置けば、これ以下の振幅では横辷りは免震機構A
の途中において収まり、建築物4を固定した鋼材の上盤
6へは到達しないため建築物4に地震の影響が及ばず、
したがって、建築物4の被害は防止される。また一方、
横辷り量が予測より大きい場合には予測した辷り量だけ
吸収したことになるので、その分だけ震度の小さい地震
とした扱いとなる。
【0013】また、前記免震機構Aの外側には鋼材の下
盤3と鋼材の上盤6とを連結する可撓性の連結部材12
が配設され、地震により引き抜き力が生じたとき、必要
とする抗力が得られるように単体の強度と設置本数等と
を設定するもので、可撓性を持たせる部材としてリング
13をつないだ鎖を用いると、この鎖が力の作用方向へ
自在に撓むと共に、個々のリング13が変形応力を内蔵
して引っ張り力を柔軟に吸収する作用をも果たす。又こ
の連結部材12はもし免震機構Aの横辷り量が不充分な
ため引っ張り力が生じたとき、この力に抗してこれを減
衰させるために作用するだけでなく、横辷りが発生する
前に引き抜きの引っ張り力が生ずるときこれに対抗して
有効に働くものである。なお、上述の実施例においては
下盤3、上盤6及び板8、10は鋼材によって形成され
ているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上
記鋼材と同等の強度が得られるものであれば、例えば強
化樹脂材によって形成されたものであってもよい。
【0014】前記構成のように、請求項1の建築物にお
ける免震構造は、球状の凸面と凹面とを係合させて僅か
な隙間で多数組の鋼材の板を積み重ねた免震機構を用い
るから、地震により建築物の基礎が振動すると、免震機
構の多数の鋼材の板がこれに追随して横辷りし振動を減
衰させて制動力となる抵抗を受ける構成であるため、充
分な免震効果が得られて建築物の地震の被害防止にほぼ
完璧な効果を期待できる。 また、請求項2の発明は、前
記免震機構の外側で鋼材の下盤と鋼材の上盤を可撓性の
連結部材により連結して置くようにすれば、地震の縦揺
れにより免震機構に引き抜き力が作用してもこれを連結
部材が受けるから免震機構が保護されてしかも、連結部
材は地震の横揺れに対しても自由に追随して破損するこ
となく連結機能を保持すると共に鎖で可撓性を得るよう
にすれば、これの移動抵抗を振動減衰に利用することも
できる。という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る建築物における免震構造の正面図
である。
【図2】同上の建築物、上盤、免震機構の一部を破断し
た平面図である。
【図3】同上における免震機構の構造を示す一部分の拡
大縦断側面図である。
【図4】同上免震機構の一方の板の凸面と他方の板の凹
面との常態での係合常態を示す拡大縦断正面図である。
【図5】同上凸面と凹面の地震による係合のずれを示す
拡大縦断正面図である。
【図6】免震機構を構成する二組の板の凸面と凹面の平
面的な配置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 基礎 3 鋼材の下盤 4 建築物 6 鋼材の上盤 A 免震機構 7 凸面 8 鋼材の板 9 凹面 10 鋼材の板 12 可撓性の連結部材

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基礎に固定した鋼材の下盤と、建築物に
    固定した鋼材の上盤との間に免震機構が設置される建築
    物等の免震構造において、前記免震機構が多数の鋼材の
    板を一方の鋼材の板に設けた球状凸面が他方の鋼材の
    に前記球状凸面より大きい半径で設けた球状凹面に係合
    して鋼材の各板間に僅かな隙間を存在するように多数段
    を積み重ね、この多数段積み重ねられた鋼材の板が横辷
    りを起こすことによってこれを順次上層の鋼材の板に伝
    播させて振動を減衰させるように構成したことを特徴と
    する建築物等における免震構造。
  2. 【請求項2】 基礎に固定した鋼材の下盤と、建築物に
    固定した鋼材の上盤との間に免震機構が設置される建築
    物等の免震構造において、多数の鋼材の板を一方の鋼材
    板に設けた球状凸面が他方の鋼材の板に前記球状凸面
    より大きい半径で設けた球状凹面に係合して、鋼材の
    板間に僅かな隙間が存在するように多数段を積み重ね、
    この多数段積み重ねられた鋼材の板が横辷りを起こすこ
    とによってこれを順次上層の鋼材の板に伝播させて振動
    を減衰させるように構成した免震機構の外側に、建築物
    に固定した鋼材の上盤と基礎に固定した鋼材の下盤とを
    連結する可撓性の連結部材を配置したことを特徴とする
    請求項1記載の建築物等における免震構造。
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