JP3713646B2

JP3713646B2 - 免震構造

Info

Publication number: JP3713646B2
Application number: JP13149597A
Authority: JP
Inventors: 佳久北村
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JPH10317714A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビル等の構造物を免震効果を有する構造とするときに用いて好適な免震構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物や各種構造物において、地震動や各種振動源からの振動、およびそれによる被害を最小限に抑えるため、例えば粘弾性体と鋼板とを上下方向に交互に積層した構造の積層ゴムや、オイルダンパー等の各種ダンパー等、種々の免震装置が開発されている。
このような各種免震装置のうち、積層ゴムは、構造物の基礎と構造物本体との間に介装され、地震によって基礎から構造物本体側に伝達される震動を、積層ゴムで減衰することによって免震効果を得るようになっている。
【０００３】
ところで、上記のような免震構造においては、構造物全体としての周期を長くするほど免震効果を大きく発揮することができる。特に軟弱地盤などで、建設地に長周期成分の卓越する地震動の発生が予測される敷地では、免震周期をより長く設定する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の免震構造には、以下のような問題が存在する。
前記したように、免震効果を高めるために、免震構造の構造物全体としての固有振動周期を長くするには、免震装置として積層ゴムを用いる場合、▲１▼ゴムの剛性を低くする、▲２▼ゴムの直径を小さくする、等の方法がある。
【０００５】
ところが、▲１▼のゴムの剛性を低下させるという手段をとる場合、クリープが大きくなるために、積層ゴムのせん断剛性としては４ｋｇ／ｃｍ²程度が限界となり、十分に周期を正すことができない場合がある。
また、▲２▼のゴムの直径を小さくするという手段をとる場合、直径を小さくしすぎる（例えばゴム厚さの３倍程度以下）と座屈を生じる可能性があり、変形能力が著しく低下する。
【０００６】
このような理由から、従来の免震構造において免震効果を高めるために構造物全体の固有振動周期を長くするにも自ずと限界があり、免震効果を現状以上に高めるのは困難であるのが実状である。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、免震効果を有効に高めることのできる免震構造を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、構造物下に形成された地下ピット内において、該構造物と、該構造物の基礎との間に、免震装置が上下に複数段に配置され、互いに上下に位置する二つの免震装置の間にはスペーサが設けられ、かつ互いに隣接するスペーサ間には、これらを互いに連結するつなぎ梁が架設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の免震構造において、前記免震装置が、鋼板と粘弾性体とを上下方向に交互に積層してなる積層ゴムであることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る免震構造の実施の形態の一例を、図１を参照して説明する。図１に示すものは、本発明に係る免震構造を適用した構造物の基礎部を示すもので、この図において、符号１はビル等の例えば鉄筋コンクリート造からなる構造物本体（構造物）、２は構造物本体１を支持するため地盤中に構築された例えば鉄筋コンクリート造の基礎、３は構造物本体１と基礎２との間に設けられた免震層、４は構造物本体１を構成する柱、５は構造物本体１を構成する梁、をそれぞれ示している。
【００１１】
図１に示すように、構造物本体１の各柱４の下端部にはフーチング６が形成されており、水平面内で互いに隣接するフーチング６，６間には水平梁７が架設されている。
【００１２】
また、基礎２には、前記各フーチング６の鉛直下方位置に例えば鉄筋コンクリート造の基台８，８，…が形成され、水平面内で互いに隣接する基台８，８間に基礎梁９が架設されている。
【００１３】
免震層３は、基礎２の地下ピット１０内に設けられており、各フーチング６と、その鉛直下方の基台８との間に、積層ゴム（免震装置）１１が上下二段に配設されている。さらに互いに上下に位置する積層ゴム１１，１１間には、所定厚さの例えば鉄筋コンクリート造のスペーサ１２が介装されている。そして、水平面内で互いに隣接するスペーサ１２，１２間にはつなぎ梁１３が架設されており、これによって全てのスペーサ１２，１２，…は、つなぎ梁１３，１３，…で一体化されて、全体として平面視略格子状をなしている。
【００１４】
各積層ゴム１１は、鋼板１１Ａと粘弾性体１１Ｂとが上下方向に複数層にわたって交互に積層された構成のものである。この鋼板１１Ａには、通常の鉄鋼材の他、例えば制振鋼板等を採用しても良い。また、粘弾性体１１Ｂには、例えばゴムアスファルト系のゴム，高減衰ゴム，超塑性ゴム（エネルギーを吸収して熱に変換する塑性的性質と、大変形への追随性を与えるゴム弾性をともに備えている特殊配合のポリマー複合材；例えば株式会社ブリヂストン製）等、高い減衰性能を有したものが用いられている。各積層ゴム１１は、互いに上下に位置する鋼板１１Ａ，１１Ａの相対移動を、それらの間に挟み込まれた粘弾性体１１Ｂが変形して減衰することによってダンパー効果を発揮するようになっている。
【００１５】
このような免震層３を備えた構造物においては、地震発生時には、通常の積層ゴムを備えた免震構造と同様に、地震が発生すると構造物本体１と基礎２との間で水平方向の相対変位が生じる。そして、この相対変位によるエネルギーは、各積層ゴム１１によって減衰され、これによって地震動の基礎２から構造物本体１への伝達が防止され、免震効果が発揮される。
【００１６】
このとき、各列においては、２台の積層ゴム１１が上下２段に配置されている。同等のダンパー効果を１段のみの積層ゴムで得ようとした場合に比較して、積層ゴム１１一台あたり高さが約１／２となり、大地震時においても構造物１をゴムが座屈することなく支持できるゴム径を確保したとしても、そのせん断剛性を約１／２とすることが可能となる。したがって、上下２段に配置した積層ゴム１１を２台合わせたせん断剛性も、従来の一段のみの積層ゴムに比較して約１／２となる。
【００１７】
上述した免震構造によれば、構造物本体１と基礎２との間に、上下２段の積層ゴム１１からなる免震層３が配置された構成となっている。これにより、従来のような１段のみの免震装置に比較して、免震層３としての剛性を約１／２に低減することができ、この結果、構造物全体としての固有周期を約１．４倍に設定することが可能となる。したがって、従来よりも高い免震効果を得ることが可能となり、超高層ビルや、軟弱地盤上に構築する構造物、軽量な建物などにも有効に適用することが可能となる。
【００１８】
また、上下２段の積層ゴム１１，１１の間にはスペーサ１２が設けられ、かつ互いに隣接するスペーサ１２，１２，…間には、つなぎ梁１３が設けられた構成となっている。これにより、各段の積層ゴム１１が水平方向に座屈するのを防止することができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態に挙げた各構成については、本発明の主旨を逸脱しない範囲内であれば、その構成を限定するものではない。
例えば、積層ゴム１１の構造や材質については、高いダンパー効果が得られるのであれば、適宜最適なものを採用すればよい。また、免震装置としては、積層ゴム１１と同様の効果を得ることができるのであれば、他の免震装置を採用しても良い。
【００２０】
また、積層ゴム１１を上下２段に配置する構成としたが、上段の積層ゴム１１と下段の積層ゴム１１とで、鋼板１１Ａと粘弾性体１１Ｂの積層段数を違えても良いし、また同じとしても良い。またこのような積層ゴム１１を３段以上に配置する構成としても良い。この場合も、各積層ゴム１１の座屈を防止するため、互いに上下に位置する積層ゴム１１，１１間には、スペーサ１２、つなぎ梁１３を設けるのが好ましい。
さらに、これらスペーサ１２、つなぎ梁１３によって床スラブを形成し、その上下を地下階空間としても良い。もちろん、このような場合、スペーサ１２については柱状としてもよい。
【００２１】
加えて、構造物１や基礎２の構成については何ら限定するものではなく、例えば基礎２を杭基礎等、他の基礎構造としても良いし、また構造物１、基礎２、免震層３等を鉄筋コンクリート造ではなく、鉄骨造や鉄骨鉄筋コンクリート造、鋼管充填コンクリート造、プレキャストコンクリート造等としても良い。
【００２２】
もちろん、上記免震構造は、地震だけでなく強風に対しても同様の効果を挙げることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２に係る免震構造によれば、構造物下に形成された地下ピット内において、構造物と基礎との間に、例えば積層ゴム等の免震装置が上下に複数段に配置された構成となっている。これにより、従来のように免震装置を一段のみ配置する構成に比較して、これら上下複数段の免震装置全体としての剛性を低減することができ、構造物全体の固有周期を長く設定することが可能となる。したがって、従来よりも高い免震効果を得ることが可能となり、超高層ビルや、軟弱地盤上に構築する構造物、軽量な建物などにも有効に適用することが可能となる。
【００２４】
また、請求項１に係る免震構造によれば、互いに上下に位置する二つの免震装置の間にはスペーサが設けられ、かつ互いに隣接するスペーサ間にはつなぎ梁が架設された構成となっている。これにより、各段の免震装置が水平方向に座屈するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る免震構造を適用した構造物の一例を示す図であって、前記構造物の基礎部を示す立断面図である。
【符号の説明】
１構造物本体（構造物）
２基礎
３免震層
１１積層ゴム（免震装置）
１１Ａ鋼管
１１Ｂ粘弾性体
１２スペーサ
１３つなぎ梁

Claims

構造物下に形成された地下ピット内において、該構造物と、該構造物の基礎との間に、免震装置が上下に複数段に配置され、
互いに上下に位置する二つの免震装置の間にはスペーサが設けられ、かつ互いに隣接するスペーサ間には、これらを互いに連結するつなぎ梁が架設されていることを特徴とする免震構造。
請求項１記載の免震構造において、前記免震装置が、鋼板と粘弾性体とを上下方向に交互に積層してなる積層ゴムであることを特徴とする免震構造。