JP3823244B2 - 免震構造架構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アスペクト比が大きく、地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を発生する建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震力を低減させる免震構造架構の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アスペクト比が大きく、地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を発生する建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震入力を低減させる免震構造架構の技術としては、例えば▲１▼実公平６−１８９９６号公報、▲２▼特許第２６３１４８６号公報等に開示された発明が公知である。
【０００３】
前記▲１▼、▲２▼の従来技術はいずれも、図５Ａのように建物１が水平方向に大きく変位することを許容する考えに立脚しており、上下方向にはできるだけ変位を生じさせないようにする考えである。建物１とこれを支持する支持版２との接点を上下方向に緊結した構成を基本としている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建物の高さと幅の比（アスペクト比）が大きい建物の場合、地震時の建物１の動きは、図５Ｂのように上下方向の変位を基本とするロッキング振動が支配的となり、免震装置ａに大きな引張り軸力が作用する。そのため、上記従来技術▲１▼、▲２▼のように建物１と支持版２とを緊結した構造の場合は、免震装置ａ及び支持版２として前記の大きな引張り軸力に耐え得るものが必要となり、多数の棒状部材で結合したり、或いは転倒防止用の積層ゴム体を併用するほかない。
【０００５】
その上、建物１の柱及び基礎にも同様な引張り軸力が作用するから、当該柱及び基礎もそれなりに高強度な構造に構築する必要がある。
【０００６】
また、都市部の建物のように隣接する建物との間隔が少ない場合には、免震層が大変形を起こすと、地表部分において周辺の附属施設へ建物が衝突し二次災害を起こす危険性もある。
【０００７】
更に上記従来技術▲１▼、▲２▼の免震構造架構は、アスペクト比が大きく地下階を有する建物に応用した場合にも、前記した問題点は同様に存在する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、アスペクト比が大きく特に地下階を有する建物を対象とし、同建物の地下構造部分の構成を有効に生かし、従来技術とは逆に同建物の地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を利用して、同建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震入力を周辺の建物に悪影響を与えない限度の上下方向の変位によって低減させ、地震終了後に残留変位を生じさせない、免震構造架構を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、支持版を支持する杭及び建物の柱に引張り軸力を発生させず、これらを含めた建物の地下構造部分の設計を簡略に行える、免震構造架構を提供することである。
【００１０】
本発明の異なる目的は、既存建物の建て替えに際しては、当該既存建物の地下構造部分の一部をそのまま利用でき、施工の大幅な合理化が図れる、免震構造架構を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１記載の免震構造架構は、
アスペクト比が大きく地下階を有する建物とこれを支持する支持版とは浮き上がり可能に縁切りされており、同建物の地下外壁と、地盤に設けた山留め壁又は既存の地下外壁との間に、当該建物の水平方向への変位を拘束するが上下方向への変位は許容し、且つ上下方向への変位時に減衰力を発揮するエネルギー吸収装置として高減衰ゴムを用いた積層ゴム又は粘弾性体が設置されていること、
浮き上がり可能に縁切りされた建物の底面と支持版とに相互に嵌まり合う凸部と凹部が複数設けられていると共に、前記凹凸部の間隔の大きさで建物の浮き上がりの変位量が調整されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態及び実施例】
図１及び図４は、請求項１に記載した発明に係る免震構造架構の実施形態をそれぞれ示している。
【００１６】
この免震構造架構は、図１に示したように、アスペクト比が例えば３倍以上に大きい地下階を有する建物１の底面が、これを支持する支持版２との間で浮き上がり可能に縁切りされている。両者はその接点（支持点）を含めて上下方向には一切緊結されていない。そして、前記建物１の地下外壁３と、地盤４に設けた山留め壁５との間には、図２に詳細を示したように、建物１の水平方向への変位を拘束するが上下方向への変位は許容し、且つ変位時に減衰力を発揮するエネルギー吸収装置として複数体の高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…が横向きの姿勢で等間隔に設置されている。
【００１７】
前記エネルギー吸収装置は、山留め壁５に作用する水平方向の土水圧を建物１の地下外壁３へ伝達させつつ、前記建物１の地下外壁３の上下方向の変位は拘束しない性能のものであり、高減衰ゴムを用いた積層ゴム６の代わりに、粘弾性体（粘弾性ダンパー）を設置して実施することも可能である。前記エネルギー吸収装置としての積層ゴム６の断面形状や設置形態等についても、図示した例に限定されない。
【００１８】
本発明の原理思想は、要するに、アスペクト比が大きく地下階を有する建物１とこれを支持する支持版２との間は上下方向に緊結せず、同建物１の地下外壁３と、地盤４に設けた山留め壁５（又は後述する既存の地下外壁５’）との間に、高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…等のエネルギー吸収装置を設置して、地震時に浮き上がりが生じ易い構造とすることである。積層ゴム６…等のエネルギー吸収装置によって建物１を上下方向の変位を許容することにより、建物１の重心が上下に動き、もって地震により当該建物１に入った振動エネルギーを消費させる結果となる。前記積層ゴム６…等のエネルギー吸収装置が発揮する減衰力の大きさを調節することで、建物１の底面と支持版２との衝突時の衝撃を許容範囲内に設定することができる。
【００１９】
さらに図３に例示したように、浮き上がり可能に縁切りされた建物１の底面と支持版２とに、相互に嵌まり合う凸部と凹部から成る接点（支持点）９を、縦方向及び横方向それぞれに少なくとも２点以上設け、同接点（凹凸部）９、９の間隔Ｌの大きさを変化させることで、地震時のロッキング振動による建物１の浮き上がりの発生を調整することができる。具体的には前記接点（凹凸部）９、９の間隔Ｌの大きさを小さくすると、建物のアスペクト比がより大きい場合と同等な支持状態となり、建物１の浮き上がりの変位量が通常の支持状態に比して大きくなる。
【００２０】
なお、地盤４の耐力が不足し、杭が必要であれば、支持版２の下に、図１に破線で示した杭支持部８を構築し支持させればよい。
【００２１】
次に、上記免震構造架構の構築工法を図２に基いて説明する。
【００２２】
先ず、地盤４に設けた山留め壁５の内側面に上記したエネルギー吸収装置としての複数体の高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…を先行して横向きの姿勢で等間隔に設置する。
【００２３】
続いて、前記積層ゴム６…を埋設させる厚さで、且つその上下方向への変形動作を阻害しない程度に弾性な発泡ポリスチレンボード等の弾性部材７…を各積層ゴム６…の間へ敷設し、前記弾性部材７…及び積層ゴム６…のフランジをコンクリート型枠（捨て型枠）に代用して地下外壁３のコンクリート打設を行い、上記免震構造架構が図２に示したように構築される。
【００２４】
次に、図４は、アスペクト比が大きい建物の建て替え時に本発明の免震構造架構を実施する要領を示している。
【００２５】
先ず、既存建物の解体工事において、既存の支持版２及び外周を山留め壁５に囲まれた既存の地下外壁５’は残しておく。新築建物１は、前記地下外壁５’の内側へ建築する。新築建物１と前記既存の支持版２との間は、上記実施形態と同様、その接点（支持点）を含めて浮き上がり可能に絶縁されている。そして、図２に示したように、新築建物１の地下外壁３と、前記既存の地下外壁５’との間に、エネルギー吸収装置としての高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…を設置する。
【００２６】
本実施形態では、既存の地下外壁５’及び既存の支持版２をそのまま利用するので、地下構造部分の施工を非常に簡便に行える。
【００２７】
【本発明が奏する効果】
請求項１に記載した発明に係る免震構造架構は、アスペクト比が大きく地下階を有する建物の地下構造部分の構成を有効に生かし、従来技術とは逆に、同建物の地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を利用して、同建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震入力を周辺の建物に悪影響を与えない限度の上下方向の変位により低減させ、地震終了後には残留変位を生じさせない優れた構成である。
【００２８】
また、支持版を支持する杭及び建物の柱に引張り軸力が発生しないため、これらを含めた建物の地下構造部分の設計を簡略に行える。
【００２９】
さらに、既存建物の建て替えに際しては、当該既存建物の地下構造部分の一部をそのまま利用でき、施工の大幅な合理化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の免震構造架構の実施形態を示した立断面図である。
【図２】前記図１のＸ部分の拡大図である。
【図３】本発明の免震構造架構における建物と支持版との間の支持状態の一例を示した立断面図である。
【図４】建て替え時に本発明の免震構造架構を実施する要領を示した立断面図である。
【図５】Ａはアスペクト比の小さな建物の免震原理を示した説明図であり、Ｂはアスペクト比の大きな建物の免震原理を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 建物
２ 支持版
３ （建物の）地下外壁
４ 地盤
５ 山留め壁
５’ 既存の地下外壁
６ エネルギー吸収装置（積層ゴム）
７ 弾性部材
８ 杭支持部
９ 凹凸部（建物と支持版の接点）
Ｌ 凹凸部の間隔
【発明の属する技術分野】
この発明は、アスペクト比が大きく、地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を発生する建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震力を低減させる免震構造架構の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アスペクト比が大きく、地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を発生する建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震入力を低減させる免震構造架構の技術としては、例えば▲１▼実公平６−１８９９６号公報、▲２▼特許第２６３１４８６号公報等に開示された発明が公知である。
【０００３】
前記▲１▼、▲２▼の従来技術はいずれも、図５Ａのように建物１が水平方向に大きく変位することを許容する考えに立脚しており、上下方向にはできるだけ変位を生じさせないようにする考えである。建物１とこれを支持する支持版２との接点を上下方向に緊結した構成を基本としている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建物の高さと幅の比（アスペクト比）が大きい建物の場合、地震時の建物１の動きは、図５Ｂのように上下方向の変位を基本とするロッキング振動が支配的となり、免震装置ａに大きな引張り軸力が作用する。そのため、上記従来技術▲１▼、▲２▼のように建物１と支持版２とを緊結した構造の場合は、免震装置ａ及び支持版２として前記の大きな引張り軸力に耐え得るものが必要となり、多数の棒状部材で結合したり、或いは転倒防止用の積層ゴム体を併用するほかない。
【０００５】
その上、建物１の柱及び基礎にも同様な引張り軸力が作用するから、当該柱及び基礎もそれなりに高強度な構造に構築する必要がある。
【０００６】
また、都市部の建物のように隣接する建物との間隔が少ない場合には、免震層が大変形を起こすと、地表部分において周辺の附属施設へ建物が衝突し二次災害を起こす危険性もある。
【０００７】
更に上記従来技術▲１▼、▲２▼の免震構造架構は、アスペクト比が大きく地下階を有する建物に応用した場合にも、前記した問題点は同様に存在する。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、アスペクト比が大きく特に地下階を有する建物を対象とし、同建物の地下構造部分の構成を有効に生かし、従来技術とは逆に同建物の地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を利用して、同建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震入力を周辺の建物に悪影響を与えない限度の上下方向の変位によって低減させ、地震終了後に残留変位を生じさせない、免震構造架構を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、支持版を支持する杭及び建物の柱に引張り軸力を発生させず、これらを含めた建物の地下構造部分の設計を簡略に行える、免震構造架構を提供することである。
【００１０】
本発明の異なる目的は、既存建物の建て替えに際しては、当該既存建物の地下構造部分の一部をそのまま利用でき、施工の大幅な合理化が図れる、免震構造架構を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１記載の免震構造架構は、
アスペクト比が大きく地下階を有する建物とこれを支持する支持版とは浮き上がり可能に縁切りされており、同建物の地下外壁と、地盤に設けた山留め壁又は既存の地下外壁との間に、当該建物の水平方向への変位を拘束するが上下方向への変位は許容し、且つ上下方向への変位時に減衰力を発揮するエネルギー吸収装置として高減衰ゴムを用いた積層ゴム又は粘弾性体が設置されていること、
浮き上がり可能に縁切りされた建物の底面と支持版とに相互に嵌まり合う凸部と凹部が複数設けられていると共に、前記凹凸部の間隔の大きさで建物の浮き上がりの変位量が調整されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施形態及び実施例】
図１及び図４は、請求項１に記載した発明に係る免震構造架構の実施形態をそれぞれ示している。
【００１６】
この免震構造架構は、図１に示したように、アスペクト比が例えば３倍以上に大きい地下階を有する建物１の底面が、これを支持する支持版２との間で浮き上がり可能に縁切りされている。両者はその接点（支持点）を含めて上下方向には一切緊結されていない。そして、前記建物１の地下外壁３と、地盤４に設けた山留め壁５との間には、図２に詳細を示したように、建物１の水平方向への変位を拘束するが上下方向への変位は許容し、且つ変位時に減衰力を発揮するエネルギー吸収装置として複数体の高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…が横向きの姿勢で等間隔に設置されている。
【００１７】
前記エネルギー吸収装置は、山留め壁５に作用する水平方向の土水圧を建物１の地下外壁３へ伝達させつつ、前記建物１の地下外壁３の上下方向の変位は拘束しない性能のものであり、高減衰ゴムを用いた積層ゴム６の代わりに、粘弾性体（粘弾性ダンパー）を設置して実施することも可能である。前記エネルギー吸収装置としての積層ゴム６の断面形状や設置形態等についても、図示した例に限定されない。
【００１８】
本発明の原理思想は、要するに、アスペクト比が大きく地下階を有する建物１とこれを支持する支持版２との間は上下方向に緊結せず、同建物１の地下外壁３と、地盤４に設けた山留め壁５（又は後述する既存の地下外壁５’）との間に、高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…等のエネルギー吸収装置を設置して、地震時に浮き上がりが生じ易い構造とすることである。積層ゴム６…等のエネルギー吸収装置によって建物１を上下方向の変位を許容することにより、建物１の重心が上下に動き、もって地震により当該建物１に入った振動エネルギーを消費させる結果となる。前記積層ゴム６…等のエネルギー吸収装置が発揮する減衰力の大きさを調節することで、建物１の底面と支持版２との衝突時の衝撃を許容範囲内に設定することができる。
【００１９】
さらに図３に例示したように、浮き上がり可能に縁切りされた建物１の底面と支持版２とに、相互に嵌まり合う凸部と凹部から成る接点（支持点）９を、縦方向及び横方向それぞれに少なくとも２点以上設け、同接点（凹凸部）９、９の間隔Ｌの大きさを変化させることで、地震時のロッキング振動による建物１の浮き上がりの発生を調整することができる。具体的には前記接点（凹凸部）９、９の間隔Ｌの大きさを小さくすると、建物のアスペクト比がより大きい場合と同等な支持状態となり、建物１の浮き上がりの変位量が通常の支持状態に比して大きくなる。
【００２０】
なお、地盤４の耐力が不足し、杭が必要であれば、支持版２の下に、図１に破線で示した杭支持部８を構築し支持させればよい。
【００２１】
次に、上記免震構造架構の構築工法を図２に基いて説明する。
【００２２】
先ず、地盤４に設けた山留め壁５の内側面に上記したエネルギー吸収装置としての複数体の高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…を先行して横向きの姿勢で等間隔に設置する。
【００２３】
続いて、前記積層ゴム６…を埋設させる厚さで、且つその上下方向への変形動作を阻害しない程度に弾性な発泡ポリスチレンボード等の弾性部材７…を各積層ゴム６…の間へ敷設し、前記弾性部材７…及び積層ゴム６…のフランジをコンクリート型枠（捨て型枠）に代用して地下外壁３のコンクリート打設を行い、上記免震構造架構が図２に示したように構築される。
【００２４】
次に、図４は、アスペクト比が大きい建物の建て替え時に本発明の免震構造架構を実施する要領を示している。
【００２５】
先ず、既存建物の解体工事において、既存の支持版２及び外周を山留め壁５に囲まれた既存の地下外壁５’は残しておく。新築建物１は、前記地下外壁５’の内側へ建築する。新築建物１と前記既存の支持版２との間は、上記実施形態と同様、その接点（支持点）を含めて浮き上がり可能に絶縁されている。そして、図２に示したように、新築建物１の地下外壁３と、前記既存の地下外壁５’との間に、エネルギー吸収装置としての高減衰ゴムを用いた積層ゴム６…を設置する。
【００２６】
本実施形態では、既存の地下外壁５’及び既存の支持版２をそのまま利用するので、地下構造部分の施工を非常に簡便に行える。
【００２７】
【本発明が奏する効果】
請求項１に記載した発明に係る免震構造架構は、アスペクト比が大きく地下階を有する建物の地下構造部分の構成を有効に生かし、従来技術とは逆に、同建物の地震時のロッキング振動に伴う浮き上がり現象を利用して、同建物の転倒を防止しつつ、同建物に作用する地震入力を周辺の建物に悪影響を与えない限度の上下方向の変位により低減させ、地震終了後には残留変位を生じさせない優れた構成である。
【００２８】
また、支持版を支持する杭及び建物の柱に引張り軸力が発生しないため、これらを含めた建物の地下構造部分の設計を簡略に行える。
【００２９】
さらに、既存建物の建て替えに際しては、当該既存建物の地下構造部分の一部をそのまま利用でき、施工の大幅な合理化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の免震構造架構の実施形態を示した立断面図である。
【図２】前記図１のＸ部分の拡大図である。
【図３】本発明の免震構造架構における建物と支持版との間の支持状態の一例を示した立断面図である。
【図４】建て替え時に本発明の免震構造架構を実施する要領を示した立断面図である。
【図５】Ａはアスペクト比の小さな建物の免震原理を示した説明図であり、Ｂはアスペクト比の大きな建物の免震原理を示した説明図である。
【符号の説明】
１ 建物
２ 支持版
３ （建物の）地下外壁
４ 地盤
５ 山留め壁
５’ 既存の地下外壁
６ エネルギー吸収装置（積層ゴム）
７ 弾性部材
８ 杭支持部
９ 凹凸部（建物と支持版の接点）
Ｌ 凹凸部の間隔
Claims (1)
- アスペクト比が大きく地下階を有する建物とこれを支持する支持版とは浮き上がり可能に縁切りされており、同建物の地下外壁と、地盤に設けた山留め壁又は既存の地下外壁との間に、当該建物の水平方向への変位を拘束するが上下方向への変位は許容し、且つ上下方向への変位時に減衰力を発揮するエネルギー吸収装置として高減衰ゴムを用いた積層ゴム又は粘弾性体が設置されていること、
浮き上がり可能に縁切りされた建物の底面と支持版とに相互に嵌まり合う凸部と凹部が複数設けられていると共に、前記凹凸部の間隔の大きさで建物の浮き上がりの変位量が調整されていることを特徴とする、免震構造架構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30768399A JP3823244B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 免震構造架構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30768399A JP3823244B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 免震構造架構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001123704A JP2001123704A (ja) | 2001-05-08 |
| JP3823244B2 true JP3823244B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=17971984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30768399A Expired - Fee Related JP3823244B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 免震構造架構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
1999
- 1999-10-28 JP JP30768399A patent/JP3823244B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001123704A (ja) | 2001-05-08 |
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