JP3814530B2 - 鉄骨建築物の免震柱脚構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低層建築物の柱脚部に免震装置を設けて、５０ｍｍ程度のスライドを生ずることにより特に被害を起こしやすい横揺れを抑制するようにした低層鉄骨建築物の免震柱脚構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、建築物の免震柱脚構造は比較的新しい技術であり、大きな建物に用いられている。また、この従来の免震柱脚構造は、建物全体の基礎下に免震装置を有するものであり、非常に大がかりなものでコストは非常に高いものであった。よって、低層の小さな建築物に用いることは困難であった。
しかし、低層の建築物においても地震の被害は甚大であり、免震柱脚構造の必要性が高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題を解決し、小規模の施設で済み、コストを抑制でき、被害を起こしやすい横揺れを効果的に抑制できる鉄骨建築物の免震柱脚構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 鉄骨建築物の柱脚部を上部ベースと下部ベースが対向するよう設け、上部ベースと下部ベースとが上下に離れないよう拘束しかつ所定の範囲でスライド自在になるようにし、上部ベースと下部ベースのスライドする動きを減衰させる減衰器を前後方向と左右方向に対して減衰させるように複数設け、下部ベースに椀形状に凹んだ椀形凹部を設け、前記上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設け、同制振弾性体の球面を前記椀形凹部に鉄骨建築物の重さで押しつけるようにし、上部ベースと下部ベースの相対的なスライドで制振弾性体を変形させ、制振弾性体の復元力によってさらに減衰させるようにし、地震の横方向の揺れに対し建築物全体の横へのスライドを許容して減衰させ耐震性を高めた鉄骨建築物の免震柱脚構造
２） 減衰器が、弾性部材を圧縮させてその弾性力で減衰させるものである請求項１記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
３） 弾性部材が、皿ばね又はコイルばねを複数重ねた構造にした請求項２記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
４） 制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、同下端凹部に係合する突起状係合部を椀形凹部に設けた請求項１〜３何れか記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
５） 上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後と左右にそれぞれ減衰器を配置し、減衰器の両端それぞれの一部に押し当てる上方が開口したコ字状の押当板を下部ベースに設け、減衰器の両端それぞれの一部にスライドさせて押し当てることができる幅の狭いスライド板を前記押当板のコ字状の内部に位置するよう上部ベースに設け、上部ベースと下部ベースのスライドが減衰器の減衰方向に対して直角方向の場合はコ字状の内部でスライド板が移動し、上部ベースと下部ベースのスライドが減衰器の減衰方向の場合はスライド板が上部ベースとともにスライドして減衰器に押し当たるようにした請求項１〜４いずれかに記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
にある。
【０００５】
【作用】
本発明では、上部ベースと下部ベースを対向させるように鉄骨建築物の柱脚部に設けて鉄骨建築物を支えるとともに建築物全体の横へのスライドを許容し、前後方向と左右方向の動きを減衰させるように減衰器を設けている。地震の横揺れが発生すると、上部ベースと下部ベースのスライドする動きによって建築物全体が横へスライドし、その横へのスライドのうち前後方向に対しては、前後方向の動きを減衰させる減衰器によって動きを減衰させ、左右方向のスライドに対しては、左右方向の動きを減衰させる減衰器によって動きを減衰させるようにして揺れを吸収するようにして建築物が破損・倒壊しないようにする。また、このように揺れを吸収する際には、上部ベースと下部ベースが上下に離れないようにしているので、減衰させるのに伴って柱脚が回転を生ずることはない。
減衰器が弾性部材で減衰させるものは、弾性部材を圧縮させることによって弾性力を発生させ、この弾性力と揺れようとする力を相殺させるようにして減衰を行う。
弾性部材が皿ばね又はコイルばねを複数重ねたものであるものは、圧縮する力を受けると複数重ねた皿ばね又はコイルばねが弾性変形して弾性力を発生させるようにする。
下部ベースに椀形凹部を設け、上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設けているので、上部ベースと下部ベースが相対的にスライドすると制振弾性体は上部ベースとともに移動しようとするが、鉄骨建築物の重さで下面の球面を椀形凹部に押しつけているので、制振弾性体は球面で力を支えながら弾性変形し、その復元力によってさらに減衰させる。
制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、椀形凹部に突起状係合部を設けたものは、上部ベースと下部ベースが相対的にスライドしない状態では、下端凹部と突起状係合部が係合して制振弾性体の位置が所定の位置となるようにする。
上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後左右に減衰器を配置し、下部ベースにコ字状の押当板を設け、上部ベースにスライド板を設けたものは、前後左右に配置した減衰器によって地震の横揺れの前後方向及び左右方向をそれぞれ減衰器で減衰させるようにし、かつ、減衰器の両端には、押当板とスライド板を位置させ、押当板のコ字状の内側にスライド板を位置させるようにして減衰器の減衰方向と直角な動きに対してはスライド板が押当板のコ字状の内側を動くことで問題なくスライドできるようにし、減衰器の減衰方向の動きに対しては、上部ベースとともに移動するスライド板によって減衰器が押し当てられて圧縮されるようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
減衰器には、液体や気体を圧縮させるものや、弾性部材を圧縮させるものなどがあり、必要な減衰力を有し長期間使用できるものが望ましい。
弾性部材には、コイルスプリング、皿ばね、板ばね、ゴムなどがあり、省スペースで所定のスライド量によって必要な減衰力を得られるものが好ましい。
制振弾性体は、鉄骨建築物の重さの大部分を受けるようにして建築物全体の横へのスライドを行いやすいようにするのが好ましく、金属球やすべりのよい部材又は車輪で受けるようにしてもよい。
【０００７】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。
図１〜８に示す実施例は、下部ベースに椀形凹部を設け上部ベースに制振弾性体を設け、制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、椀形凹部に突起状係合部を設け、上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後左右に減衰器を配置し、下部ベースにコ字状の押当板を設け、上部ベースにスライド板を設けた鉄骨建築物の免震柱脚構造の例である。
図中、図１は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造における免震装置の平面図である。図２は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造の説明図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図４は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが減衰器の減衰方向に移動した状態を示す説明図である。図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。図６は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが移動した状態を示す説明図である。
図中、１は免震装置、２は上部ベース、２ａはアンカーボルト取付孔、２ｂはスライド板、２ｃは鉄骨柱接続部、３は下部ベース、３ａはアンカーボルト取付孔、３ｂは押当板、３ｃは椀形凹部、３ｄは突起状係合部、４は減衰器、５は制振弾性体、５ａは球面、５ｂは下端凹部、６はアンカーボルト、６ａは取付ボルト、６ｂはスライド座金、２０は鉄骨建築物、２１は鉄骨柱、２２は基礎部である。
【０００８】
本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造では、図２に示すように鉄骨建築物２０の鉄骨柱２１の下端と鉄骨建築物２０の基礎部２２の間に免震装置１を設けている。
まず上部ベース２は図１，３，７に示すように下面を開口した箱形状で鋳鋼製のものであり、上面の中央に鉄骨建築物２０の鉄骨柱２１との接続部として鉄骨柱接続部２ｃを設けている。また、上面の四隅となる部分には、アンカーボルト６が所定の範囲で可動となるようにアンカーボルト６より大きな径の上下に貫通したアンカーボルト取付孔２ａを設ける。
次に、下部ベース３は図１，３，５に示すように上面を開口した箱形状で鋳鋼製のものであり、内部の中央には、内部の所定の高さ位置から椀形に凹んだ椀形凹部３ｃを設ける。椀形凹部３ｃの最も低い位置となる中央には、所定の大きさで湾曲した凸状の突起状係合部３ｄを設ける。また、下面の四隅となる部分には、アンカーボルト６を取り付けることができ、アンカーボルト６の横の動きを拘束する上下に貫通したアンカーボルト取付孔３ａを設ける。
【０００９】
この減衰器４は、図１に示すように下部ベース３の四辺に沿うよう４箇所に取り付ける。この４箇所に取り付ける減衰器４のうちの２つがそれぞれ対向するようにする。押当板３ｂは上端が下部ベース３の上面より上方に突出しないようにする。次に、上部ベース２には、図３，５に示すように下部ベース３の押当板３ｂと対向する位置に下側に凸となる部分を有するスライド板２ｂを設ける。このスライド板２ｂの下側に凸となった部分は押当板３ｂのコ字状の内側に位置できるようにする。
次に、ゴム製で円柱形状である制振弾性体５を上端を上部ベース２の内部中央に取り付けるように設ける。制振弾性体５の下面は半球面状にして球面５ａとし、球面５ａの下端には、突起状係合部３ｄに係合できる下端凹部５ｂを設ける。
【００１０】
次に上部ベース２には、スライド板等に支障なきよう下面を設け、下部ベース３には上面を設け、下部ベース３の上面に上部ベース２の下面を合わせるようにして、上部ベース２を下部ベース３に載せる。この際には、上部ベース２より下方に突出したスライド板２ｂ部分が下部ベース３の押当板３ｂのコ字状の内側に位置し、上部ベース２に取り付けた制振弾性体５の球面５ａを椀形凹部３ｃに当接させ、下端凹部５ｂが突起状係合部３ｄと係合するようにする。図示しないが、制振弾性体５が圧縮されない状態では上部ベース２と下部ベース３は面接せず一部が浮いた状態となる。
この上部ベース２及び下部ベース３を鉄骨建築物２０の複数の鉄骨柱２１と基礎部２２の間に配置し、鉄骨柱接続部２ｃを鉄骨柱２１に接続し、鉄骨建築物２０の重さによって制振弾性体５を圧縮して上部ベース２の下面と下部ベース３の上面が面で接するようにして上部ベース２と下部ベース３で鉄骨建築物２０を支えるようにする。次に、アンカーボルト６を上部ベース２のアンカーボルト取付孔２ａ及び下部ベース３のアンカーボルト取付孔３ａをアンカーボルト６で貫通させてスライド座金６ｂで上部ベース２を押さえるようにし基礎部２２に打ち込んで取付ボルト６ａにより固定する。これにより下部ベース３は、アンカーボルト６によって基礎部２２に固定され、上部ベース２は、アンカーボルト６とアンカーボルト取付孔２ａの隙間の分、横方向にスライドできる。また、アンカーボルト６によって上部ベース２と下部ベース３は上下に離れることができなくなる。
このように本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造では、容易な取り付けで施設できる。
【００１１】
本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造にした鉄骨建築物が地震による横揺れを受けると、下部ベース３に対して、上部ベース２はアンカーボルト取付孔２ａとアンカーボルト６との隙間分スライド可能なので、横揺れの慣性により鉄骨建築物２０が上部ベース２とともにスライドする。上部ベース２のアンカーボルト取付孔２ａとアンカーボルトによって５０ｍｍ程度スライドできる。
この上部ベース２と下部ベース３のスライドがいずれかの減衰器４のスライド方向と直角方向にスライドする場合には、図６に示すように上部ベース２のスライド板２ｂが下部ベース３の押当板３ｂのコ字状の内部で移動してスライドを許容し、上部ベース２と下部ベース３のスライドがいずれかの減衰器４のスライド方向に沿ってスライドする場合には、図４に示すように上部ベースのスライド板２ｂが押当板３ｂのコ字状の内部を通過するようにして減衰器４を圧縮させる。
【００１２】
このように本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造では、複雑な電気的制御や複雑な機構を用いないので、非常にコストが抑制できるため特に４階建てぐらいまでの低層鉄骨建築物にとても有用である。また、取付構造も簡単であるので、必要に応じて交換することもできる。よって移動しようとする鉄骨建築物２０及び上部ベース２は緩衝されるとともにその慣性力の一部が相殺され減衰する。よって、移動しようとする鉄骨建築物２０及び上部ベース２は緩衝されるとともにその慣性力の一部が相殺され揺れが減衰する。
また、上部ベース２と下部ベース３のスライドは、前後左右に配置される減衰器４に対して斜めにスライドしても、その前後方向成分の動きと左右方向成分の動きをそれぞれ前後方向を減衰させる減衰器４と左右方向を減衰させる減衰器４によって減衰させるため、斜め方向の動きも減衰させることができる。
【００１３】
さらに、下部ベース３に対して上部ベース２が移動すると、図６に示すように上部ベース２とともに移動しようとする制振弾性体５が、鉄骨建築物２０の重さを受けつつ下面の球面５ａと椀形凹部３ｃのすべりによって、剪断力を緩和しながら弾性変形し、弾性力により揺れの衝撃を緩和し、かつ復元力によって揺れを減衰させる。
【００１４】
このように、地震の横揺れによって往復スライド運動する鉄骨建築物２０及び上部ベース２は、減衰器４、制振弾性体５によって揺れにより横方向に移動した際にその衝撃が緩衝され、弾性力や圧力の反力を受けて揺れを減衰できる。よって地震による鉄骨建築物２０への被害を少なく抑えることができる。また、このように緩衝、減衰が行われると、鉄骨建築物２０及び上部ベース２は、地震の揺れに同調しにくくなる。鉄骨建築物２０及び上部ベース２の揺れが地震の揺れからズレると揺れが打ち消し合う部分が増えさらに被害を少なく抑えることができる。
また、上部ベース２と下部ベース３はアンカーボルト６で上下に動かないように拘束しているので揺れを減衰させている際に鉄骨柱２１が回転を生じることはない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、小規模の施設で済み、コストを抑制でき、被害を起こしやすい横揺れを大きな傾きを起こすことなく効果的に減衰できる。
減衰器が弾性部材で減衰させるものは、弾性部材を圧縮させた弾性力によって、さらに確実に地震による鉄骨建築物の横揺れを減衰させて被害を小さくできる。
弾性部材が皿ばね又はコイルばねを複数重ねたものであるものは、コストを抑制し、強い弾性力を得られる減衰器にできる。
下部ベースに椀形凹部を設け、上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設けているので、制振弾性体の復元力によって地震による鉄骨建築物の横揺れをさらに減衰させて被害を小さくできる。
制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、椀形凹部に突起状係合部を設けたものは、制振弾性体が確実に鉄骨建築物の重さを受けるようにできる。
上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後左右に減衰器を配置し、下部ベースにコ字状の押当板を設け、上部ベースにスライド板を設けたものは、簡単な構成でコストを抑制し、上部ベースと下部ベースが前後方向及び左右方向に確実にスライドでき、かつそのスライドで減衰器を作用させるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造における免震装置の平面図である。
【図２】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造の説明図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが減衰器の減衰方向に移動した状態を示す説明図である。
【図５】 図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが移動した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 免震装置
２ 上部ベース
２ａ アンカーボルト取付孔
２ｂ スライド板
２ｃ 鉄骨柱接続部
３ 下部ベース
３ａ アンカーボルト取付孔
３ｂ 押当板
３ｃ 椀形凹部
３ｄ 突起状係合部
４ 減衰器
５ 制振弾性体
５ａ 球面
５ｂ 下端凹部
６ アンカーボルト
６ａ 取付ボルト
６ｂ スライド座金
２０ 鉄骨建築物
２１ 鉄骨柱
２２ 基礎部
【発明の属する技術分野】
本発明は、低層建築物の柱脚部に免震装置を設けて、５０ｍｍ程度のスライドを生ずることにより特に被害を起こしやすい横揺れを抑制するようにした低層鉄骨建築物の免震柱脚構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において、建築物の免震柱脚構造は比較的新しい技術であり、大きな建物に用いられている。また、この従来の免震柱脚構造は、建物全体の基礎下に免震装置を有するものであり、非常に大がかりなものでコストは非常に高いものであった。よって、低層の小さな建築物に用いることは困難であった。
しかし、低層の建築物においても地震の被害は甚大であり、免震柱脚構造の必要性が高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題を解決し、小規模の施設で済み、コストを抑制でき、被害を起こしやすい横揺れを効果的に抑制できる鉄骨建築物の免震柱脚構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） 鉄骨建築物の柱脚部を上部ベースと下部ベースが対向するよう設け、上部ベースと下部ベースとが上下に離れないよう拘束しかつ所定の範囲でスライド自在になるようにし、上部ベースと下部ベースのスライドする動きを減衰させる減衰器を前後方向と左右方向に対して減衰させるように複数設け、下部ベースに椀形状に凹んだ椀形凹部を設け、前記上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設け、同制振弾性体の球面を前記椀形凹部に鉄骨建築物の重さで押しつけるようにし、上部ベースと下部ベースの相対的なスライドで制振弾性体を変形させ、制振弾性体の復元力によってさらに減衰させるようにし、地震の横方向の揺れに対し建築物全体の横へのスライドを許容して減衰させ耐震性を高めた鉄骨建築物の免震柱脚構造
２） 減衰器が、弾性部材を圧縮させてその弾性力で減衰させるものである請求項１記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
３） 弾性部材が、皿ばね又はコイルばねを複数重ねた構造にした請求項２記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
４） 制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、同下端凹部に係合する突起状係合部を椀形凹部に設けた請求項１〜３何れか記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
５） 上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後と左右にそれぞれ減衰器を配置し、減衰器の両端それぞれの一部に押し当てる上方が開口したコ字状の押当板を下部ベースに設け、減衰器の両端それぞれの一部にスライドさせて押し当てることができる幅の狭いスライド板を前記押当板のコ字状の内部に位置するよう上部ベースに設け、上部ベースと下部ベースのスライドが減衰器の減衰方向に対して直角方向の場合はコ字状の内部でスライド板が移動し、上部ベースと下部ベースのスライドが減衰器の減衰方向の場合はスライド板が上部ベースとともにスライドして減衰器に押し当たるようにした請求項１〜４いずれかに記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造
にある。
【０００５】
【作用】
本発明では、上部ベースと下部ベースを対向させるように鉄骨建築物の柱脚部に設けて鉄骨建築物を支えるとともに建築物全体の横へのスライドを許容し、前後方向と左右方向の動きを減衰させるように減衰器を設けている。地震の横揺れが発生すると、上部ベースと下部ベースのスライドする動きによって建築物全体が横へスライドし、その横へのスライドのうち前後方向に対しては、前後方向の動きを減衰させる減衰器によって動きを減衰させ、左右方向のスライドに対しては、左右方向の動きを減衰させる減衰器によって動きを減衰させるようにして揺れを吸収するようにして建築物が破損・倒壊しないようにする。また、このように揺れを吸収する際には、上部ベースと下部ベースが上下に離れないようにしているので、減衰させるのに伴って柱脚が回転を生ずることはない。
減衰器が弾性部材で減衰させるものは、弾性部材を圧縮させることによって弾性力を発生させ、この弾性力と揺れようとする力を相殺させるようにして減衰を行う。
弾性部材が皿ばね又はコイルばねを複数重ねたものであるものは、圧縮する力を受けると複数重ねた皿ばね又はコイルばねが弾性変形して弾性力を発生させるようにする。
下部ベースに椀形凹部を設け、上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設けているので、上部ベースと下部ベースが相対的にスライドすると制振弾性体は上部ベースとともに移動しようとするが、鉄骨建築物の重さで下面の球面を椀形凹部に押しつけているので、制振弾性体は球面で力を支えながら弾性変形し、その復元力によってさらに減衰させる。
制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、椀形凹部に突起状係合部を設けたものは、上部ベースと下部ベースが相対的にスライドしない状態では、下端凹部と突起状係合部が係合して制振弾性体の位置が所定の位置となるようにする。
上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後左右に減衰器を配置し、下部ベースにコ字状の押当板を設け、上部ベースにスライド板を設けたものは、前後左右に配置した減衰器によって地震の横揺れの前後方向及び左右方向をそれぞれ減衰器で減衰させるようにし、かつ、減衰器の両端には、押当板とスライド板を位置させ、押当板のコ字状の内側にスライド板を位置させるようにして減衰器の減衰方向と直角な動きに対してはスライド板が押当板のコ字状の内側を動くことで問題なくスライドできるようにし、減衰器の減衰方向の動きに対しては、上部ベースとともに移動するスライド板によって減衰器が押し当てられて圧縮されるようにする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
減衰器には、液体や気体を圧縮させるものや、弾性部材を圧縮させるものなどがあり、必要な減衰力を有し長期間使用できるものが望ましい。
弾性部材には、コイルスプリング、皿ばね、板ばね、ゴムなどがあり、省スペースで所定のスライド量によって必要な減衰力を得られるものが好ましい。
制振弾性体は、鉄骨建築物の重さの大部分を受けるようにして建築物全体の横へのスライドを行いやすいようにするのが好ましく、金属球やすべりのよい部材又は車輪で受けるようにしてもよい。
【０００７】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して具体的に説明する。
図１〜８に示す実施例は、下部ベースに椀形凹部を設け上部ベースに制振弾性体を設け、制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、椀形凹部に突起状係合部を設け、上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後左右に減衰器を配置し、下部ベースにコ字状の押当板を設け、上部ベースにスライド板を設けた鉄骨建築物の免震柱脚構造の例である。
図中、図１は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造における免震装置の平面図である。図２は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造の説明図である。図３は図１のＡ−Ａ断面図である。図４は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが減衰器の減衰方向に移動した状態を示す説明図である。図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。図６は実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが移動した状態を示す説明図である。
図中、１は免震装置、２は上部ベース、２ａはアンカーボルト取付孔、２ｂはスライド板、２ｃは鉄骨柱接続部、３は下部ベース、３ａはアンカーボルト取付孔、３ｂは押当板、３ｃは椀形凹部、３ｄは突起状係合部、４は減衰器、５は制振弾性体、５ａは球面、５ｂは下端凹部、６はアンカーボルト、６ａは取付ボルト、６ｂはスライド座金、２０は鉄骨建築物、２１は鉄骨柱、２２は基礎部である。
【０００８】
本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造では、図２に示すように鉄骨建築物２０の鉄骨柱２１の下端と鉄骨建築物２０の基礎部２２の間に免震装置１を設けている。
まず上部ベース２は図１，３，７に示すように下面を開口した箱形状で鋳鋼製のものであり、上面の中央に鉄骨建築物２０の鉄骨柱２１との接続部として鉄骨柱接続部２ｃを設けている。また、上面の四隅となる部分には、アンカーボルト６が所定の範囲で可動となるようにアンカーボルト６より大きな径の上下に貫通したアンカーボルト取付孔２ａを設ける。
次に、下部ベース３は図１，３，５に示すように上面を開口した箱形状で鋳鋼製のものであり、内部の中央には、内部の所定の高さ位置から椀形に凹んだ椀形凹部３ｃを設ける。椀形凹部３ｃの最も低い位置となる中央には、所定の大きさで湾曲した凸状の突起状係合部３ｄを設ける。また、下面の四隅となる部分には、アンカーボルト６を取り付けることができ、アンカーボルト６の横の動きを拘束する上下に貫通したアンカーボルト取付孔３ａを設ける。
【０００９】
この減衰器４は、図１に示すように下部ベース３の四辺に沿うよう４箇所に取り付ける。この４箇所に取り付ける減衰器４のうちの２つがそれぞれ対向するようにする。押当板３ｂは上端が下部ベース３の上面より上方に突出しないようにする。次に、上部ベース２には、図３，５に示すように下部ベース３の押当板３ｂと対向する位置に下側に凸となる部分を有するスライド板２ｂを設ける。このスライド板２ｂの下側に凸となった部分は押当板３ｂのコ字状の内側に位置できるようにする。
次に、ゴム製で円柱形状である制振弾性体５を上端を上部ベース２の内部中央に取り付けるように設ける。制振弾性体５の下面は半球面状にして球面５ａとし、球面５ａの下端には、突起状係合部３ｄに係合できる下端凹部５ｂを設ける。
【００１０】
次に上部ベース２には、スライド板等に支障なきよう下面を設け、下部ベース３には上面を設け、下部ベース３の上面に上部ベース２の下面を合わせるようにして、上部ベース２を下部ベース３に載せる。この際には、上部ベース２より下方に突出したスライド板２ｂ部分が下部ベース３の押当板３ｂのコ字状の内側に位置し、上部ベース２に取り付けた制振弾性体５の球面５ａを椀形凹部３ｃに当接させ、下端凹部５ｂが突起状係合部３ｄと係合するようにする。図示しないが、制振弾性体５が圧縮されない状態では上部ベース２と下部ベース３は面接せず一部が浮いた状態となる。
この上部ベース２及び下部ベース３を鉄骨建築物２０の複数の鉄骨柱２１と基礎部２２の間に配置し、鉄骨柱接続部２ｃを鉄骨柱２１に接続し、鉄骨建築物２０の重さによって制振弾性体５を圧縮して上部ベース２の下面と下部ベース３の上面が面で接するようにして上部ベース２と下部ベース３で鉄骨建築物２０を支えるようにする。次に、アンカーボルト６を上部ベース２のアンカーボルト取付孔２ａ及び下部ベース３のアンカーボルト取付孔３ａをアンカーボルト６で貫通させてスライド座金６ｂで上部ベース２を押さえるようにし基礎部２２に打ち込んで取付ボルト６ａにより固定する。これにより下部ベース３は、アンカーボルト６によって基礎部２２に固定され、上部ベース２は、アンカーボルト６とアンカーボルト取付孔２ａの隙間の分、横方向にスライドできる。また、アンカーボルト６によって上部ベース２と下部ベース３は上下に離れることができなくなる。
このように本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造では、容易な取り付けで施設できる。
【００１１】
本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造にした鉄骨建築物が地震による横揺れを受けると、下部ベース３に対して、上部ベース２はアンカーボルト取付孔２ａとアンカーボルト６との隙間分スライド可能なので、横揺れの慣性により鉄骨建築物２０が上部ベース２とともにスライドする。上部ベース２のアンカーボルト取付孔２ａとアンカーボルトによって５０ｍｍ程度スライドできる。
この上部ベース２と下部ベース３のスライドがいずれかの減衰器４のスライド方向と直角方向にスライドする場合には、図６に示すように上部ベース２のスライド板２ｂが下部ベース３の押当板３ｂのコ字状の内部で移動してスライドを許容し、上部ベース２と下部ベース３のスライドがいずれかの減衰器４のスライド方向に沿ってスライドする場合には、図４に示すように上部ベースのスライド板２ｂが押当板３ｂのコ字状の内部を通過するようにして減衰器４を圧縮させる。
【００１２】
このように本実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造では、複雑な電気的制御や複雑な機構を用いないので、非常にコストが抑制できるため特に４階建てぐらいまでの低層鉄骨建築物にとても有用である。また、取付構造も簡単であるので、必要に応じて交換することもできる。よって移動しようとする鉄骨建築物２０及び上部ベース２は緩衝されるとともにその慣性力の一部が相殺され減衰する。よって、移動しようとする鉄骨建築物２０及び上部ベース２は緩衝されるとともにその慣性力の一部が相殺され揺れが減衰する。
また、上部ベース２と下部ベース３のスライドは、前後左右に配置される減衰器４に対して斜めにスライドしても、その前後方向成分の動きと左右方向成分の動きをそれぞれ前後方向を減衰させる減衰器４と左右方向を減衰させる減衰器４によって減衰させるため、斜め方向の動きも減衰させることができる。
【００１３】
さらに、下部ベース３に対して上部ベース２が移動すると、図６に示すように上部ベース２とともに移動しようとする制振弾性体５が、鉄骨建築物２０の重さを受けつつ下面の球面５ａと椀形凹部３ｃのすべりによって、剪断力を緩和しながら弾性変形し、弾性力により揺れの衝撃を緩和し、かつ復元力によって揺れを減衰させる。
【００１４】
このように、地震の横揺れによって往復スライド運動する鉄骨建築物２０及び上部ベース２は、減衰器４、制振弾性体５によって揺れにより横方向に移動した際にその衝撃が緩衝され、弾性力や圧力の反力を受けて揺れを減衰できる。よって地震による鉄骨建築物２０への被害を少なく抑えることができる。また、このように緩衝、減衰が行われると、鉄骨建築物２０及び上部ベース２は、地震の揺れに同調しにくくなる。鉄骨建築物２０及び上部ベース２の揺れが地震の揺れからズレると揺れが打ち消し合う部分が増えさらに被害を少なく抑えることができる。
また、上部ベース２と下部ベース３はアンカーボルト６で上下に動かないように拘束しているので揺れを減衰させている際に鉄骨柱２１が回転を生じることはない。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、小規模の施設で済み、コストを抑制でき、被害を起こしやすい横揺れを大きな傾きを起こすことなく効果的に減衰できる。
減衰器が弾性部材で減衰させるものは、弾性部材を圧縮させた弾性力によって、さらに確実に地震による鉄骨建築物の横揺れを減衰させて被害を小さくできる。
弾性部材が皿ばね又はコイルばねを複数重ねたものであるものは、コストを抑制し、強い弾性力を得られる減衰器にできる。
下部ベースに椀形凹部を設け、上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設けているので、制振弾性体の復元力によって地震による鉄骨建築物の横揺れをさらに減衰させて被害を小さくできる。
制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、椀形凹部に突起状係合部を設けたものは、制振弾性体が確実に鉄骨建築物の重さを受けるようにできる。
上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後左右に減衰器を配置し、下部ベースにコ字状の押当板を設け、上部ベースにスライド板を設けたものは、簡単な構成でコストを抑制し、上部ベースと下部ベースが前後方向及び左右方向に確実にスライドでき、かつそのスライドで減衰器を作用させるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造における免震装置の平面図である。
【図２】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造の説明図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが減衰器の減衰方向に移動した状態を示す説明図である。
【図５】 図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】 実施例の鉄骨建築物の免震柱脚構造において上部ベースが移動した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 免震装置
２ 上部ベース
２ａ アンカーボルト取付孔
２ｂ スライド板
２ｃ 鉄骨柱接続部
３ 下部ベース
３ａ アンカーボルト取付孔
３ｂ 押当板
３ｃ 椀形凹部
３ｄ 突起状係合部
４ 減衰器
５ 制振弾性体
５ａ 球面
５ｂ 下端凹部
６ アンカーボルト
６ａ 取付ボルト
６ｂ スライド座金
２０ 鉄骨建築物
２１ 鉄骨柱
２２ 基礎部
Claims (5)
- 鉄骨建築物の柱脚部を上部ベースと下部ベースが対向するよう設け、上部ベースと下部ベースとが上下に離れないよう拘束しかつ所定の範囲でスライド自在になるようにし、上部ベースと下部ベースのスライドする動きを減衰させる減衰器を前後方向と左右方向に対して減衰させるように複数設け、下部ベースに椀形状に凹んだ椀形凹部を設け、前記上部ベースに下面を球面にした制振弾性体を設け、同制振弾性体の球面を前記椀形凹部に鉄骨建築物の重さで押しつけるようにし、上部ベースと下部ベースの相対的なスライドで制振弾性体を変形させ、制振弾性体の復元力によってさらに減衰させるようにし、地震の横方向の揺れに対し建築物全体の横へのスライドを許容して減衰させ耐震性を高めた鉄骨建築物の免震柱脚構造。
- 減衰器が、弾性部材を圧縮させてその弾性力で減衰させるものである請求項１記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造。
- 弾性部材が、皿ばね又はコイルばねを複数重ねた構造にした請求項２記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造。
- 制振弾性体の球面下端に上方に凹んだ下端凹部を設け、同下端凹部に係合する突起状係合部を椀形凹部に設けた請求項１〜３何れか記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造。
- 上部ベースと下部ベースにそれぞれ所定の間隔で対向させて前後と左右にそれぞれ減衰器を配置し、減衰器の両端それぞれの一部に押し当てる上方が開口したコ字状の押当板を下部ベースに設け、減衰器の両端それぞれの一部にスライドさせて押し当てることができる幅の狭いスライド板を前記押当板のコ字状の内部に位置するよう上部ベースに設け、上部ベースと下部ベースのスライドが減衰器の減衰方向に対して直角方向の場合はコ字状の内部でスライド板が移動し、上部ベースと下部ベースのスライドが減衰器の減衰方向の場合はスライド板が上部ベースとともにスライドして減衰器に押し当たるようにした請求項１〜４いずれかに記載の鉄骨建築物の免震柱脚構造。
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