JP3856607B2 - 免震構造物 - 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い建物に多く見られる、地震時に発生する浮き上がりを許容して地震力を低減させ、転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般の免震建物１’は、図１Ａのように、免震層において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いる。
しかし、建物の高さと幅の比（アスペクト比）が大きい免震建物１は、図１Ｂに例示したように、上下方向の変位を含むロッキング振動が支配的となり、免震装置２に大きな引張り軸力が作用する。そのため前記の大きい引張り軸力に耐える免震装置及び基礎が必要とされている。
【０００３】
従来、地震時に発生する浮き上がりを許容し、構造物の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保し、同構造物に作用する地震力を低減させる免震構造物が、例えば特開平１０−１９５８９０号公報、及び本出願人の特願平１１−４２７５９号明細書及び図面に提案されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建物と基礎の縁が切られ、地震時に大きな浮き上がりを生ずる場合に、浮き上がり時にエネルギー吸収を行い、更に建物の落下時に緩衝作用まで備えて安全な免震構造は未だ見聞しない。
【０００５】
本発明の目的は、地震時に構造物に発生する浮き上がりを許容することによって地震力の低減を図り、しかも浮き上がり量を制限して転倒の防止を図り、更に構造物の落下衝撃を緩衝することによって安全性を確保する構成に改良した免震構造物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る免震構造物は、
アスペクト比が大きい免震構造物１に地震時に発生する浮き上がりを許容して地震力を低減させ、同構造物１の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物において、 前記免震構造物１の鋼管柱５における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎６との縁が切られ、浮き上がり境界面Ｋが形成されていること、
前記下の柱または基礎６に、それらと一体化した定着用凸部７が前記浮き上がり境界面Ｋの面上へ垂直に立ち上げられ、前記定着用凸部７に前記免震構造物１の鋼管柱５の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面Ｋへ浮き上がり可能に当接されていること、
前記定着用凸部７と鋼管柱５を嵌め合わせた水平方向間隙に当該免震構造物１の浮き上がり時のエネルギー吸収装置９が設置されていること、
前記エネルギー吸収装置９は、免震構造物１の鋼管柱５の下部と、その下の柱または基礎６の定着用凸部７との嵌め合わせ間隙に介在させた粘弾性体と鋼板との積層構造物、又は前記の嵌め合わせ間隙へ挿入した粘性体１１であること、
をそれぞれ特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した免震構造物において、
定着用凸部は、下の柱または基礎６へアンカーにより固定した定着用鋼管７、又は鉄骨７’で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明に係る免震構造物の第１実施形態を、図２と図３に示した。
本発明に係る免震構造物は、図１Ｂに例示した建物と同様にロッキング振動する構造物の柱と下の柱または基礎との縁が切られ「浮き上がり境界面」が形成されており、地震時に発生する構造物の浮き上がり（ロッキング振動）を許容して地震力を低減させ、同構造物の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物として好適に実施される。
【００１０】
図２に示すように、構造物の鋼管柱５における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎６との縁が切られ、両者の間に「浮き上がり境界面Ｋ」が形成されている。前記下の柱または基礎６へアンカー８により一体化して前記浮き上がり境界面Ｋの面上へ定着用凸部として垂直に立ち上がらせた定着用鋼管７が設置され、この定着用鋼管７の外周に上記構造物の鋼管柱５の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面Ｋへ浮き上がり可能に当接されている。前記定着用鋼管７と構造物の鋼管柱５との嵌め合わせ間隙に、図２及び図３に示すようにエネルギー吸収装置９が
設置され、もって鋼管柱５と下の柱又は基礎６との結合が行われている。
【００１１】
図２、図３に示したエネルギー装置９は、一例として鋼板と、ゲル状で高粘性の粘弾性体とを交互に積層した積層構造物であり、構造物の鋼管柱５が浮き上がるとき、又は逆に落下する時の上下方向剪断変形を利用してエネルギー吸収を行い、もって地震力の低減と浮き上がり量の制限、転倒の防止、及び落下衝撃の緩和等々の作用効果を奏する。もっとも、エネルギー吸収装置９の構成は、同様な作用効果を期待できればよく、図示例の構成に限らない。
【００１２】
上記構造物の鋼管柱５と下の柱又は基礎６の定着用鋼管７との嵌め合わせ部分は、地震時の水平方向剪断力及び上下方向の圧縮力を伝達する。よって前記定着用凸部（定着用鋼管７）の高さ及び平面形状の大きさは、前記の作用効果に必要十分に設計される。
【００１３】
図４は、定着用凸部が、下の鉄骨鉄筋コンクリート柱に定着された鉄骨（Ｈ形鋼７’）である場合の実施形態を示す。
要するにＨ形鋼７’の溝開口部を鋼板１０で塞ぎ、外側の鋼管柱５との間に一定の嵌め合わせ間隙が形成されている。そして、Ｈ形鋼７’と構造物の鋼管柱５との嵌め合わせ間隙に、エネルギー吸収装置として前記の積層構造物９を介在させて両者の結合が行われている。反対に、定着用凸部７が角形鋼管で、構造物の柱が前記角形鋼管中に嵌まるＨ型鋼である場合にも同様に実施される。
【００１４】
次に、図５と図６は、本発明の第３実施形態を示している。
この実施形態の場合も、構造物の鋼管柱５における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎６との縁が切られ、浮き上がり境界面Ｋが形成されている。前記下の柱または基礎６と一体化した定着用凸部７が前記浮き上がり境界面Ｋの上方へ垂直に立ち上げられ、前記定着用凸部７に前記構造物の鋼管柱５の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面Ｋへ浮き上がり可能に当接され、両者の嵌め合わせ間隙に、浮き上がり時のエネルギー吸収装置として、やはりゲル状で高粘性の粘性体１１が挿入されている。
【００１５】
本実施形態の場合も、定着用凸部７は、下階の鋼管柱又は鉄筋コンクリート造柱や基礎６に定着された鉄骨であり、鉄骨は管状に形成されている。しかも下の柱または基礎６の定着用凸部７には、粘性体１１との接触面積を増大し、且つ嵌め合わせ間隙の横ズレを防ぐ手段として、複数のリブ１２の頭部１２ａが間隙中（粘性体１１中）へ適度に突き出されている。
【００１６】
【本発明が奏する効果】
請求項１、２に記載した発明に係る免震構造物は、地震時に構造物に発生する浮き上がりを許容することによって地震力の低減を図り、且つエネルギー吸収装置により浮き上がり量を制限して転倒の防止を図り、更に構造物の落下衝撃を緩衝することによって安全性を確保するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは従来の、Ｂは本発明に係る免震構造物の原理説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示した断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】第２の実施形態の平面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示した断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【符号の説明】
５ 構造物の柱
６ 下の柱または基礎
７、７’ 定着用凸部
９、１１ エネルギー吸収装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、アスペクト比が大きい建物に多く見られる、地震時に発生する浮き上がりを許容して地震力を低減させ、転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般の免震建物１’は、図１Ａのように、免震層において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いる。
しかし、建物の高さと幅の比（アスペクト比）が大きい免震建物１は、図１Ｂに例示したように、上下方向の変位を含むロッキング振動が支配的となり、免震装置２に大きな引張り軸力が作用する。そのため前記の大きい引張り軸力に耐える免震装置及び基礎が必要とされている。
【０００３】
従来、地震時に発生する浮き上がりを許容し、構造物の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保し、同構造物に作用する地震力を低減させる免震構造物が、例えば特開平１０−１９５８９０号公報、及び本出願人の特願平１１−４２７５９号明細書及び図面に提案されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建物と基礎の縁が切られ、地震時に大きな浮き上がりを生ずる場合に、浮き上がり時にエネルギー吸収を行い、更に建物の落下時に緩衝作用まで備えて安全な免震構造は未だ見聞しない。
【０００５】
本発明の目的は、地震時に構造物に発生する浮き上がりを許容することによって地震力の低減を図り、しかも浮き上がり量を制限して転倒の防止を図り、更に構造物の落下衝撃を緩衝することによって安全性を確保する構成に改良した免震構造物を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る免震構造物は、
アスペクト比が大きい免震構造物１に地震時に発生する浮き上がりを許容して地震力を低減させ、同構造物１の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物において、 前記免震構造物１の鋼管柱５における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎６との縁が切られ、浮き上がり境界面Ｋが形成されていること、
前記下の柱または基礎６に、それらと一体化した定着用凸部７が前記浮き上がり境界面Ｋの面上へ垂直に立ち上げられ、前記定着用凸部７に前記免震構造物１の鋼管柱５の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面Ｋへ浮き上がり可能に当接されていること、
前記定着用凸部７と鋼管柱５を嵌め合わせた水平方向間隙に当該免震構造物１の浮き上がり時のエネルギー吸収装置９が設置されていること、
前記エネルギー吸収装置９は、免震構造物１の鋼管柱５の下部と、その下の柱または基礎６の定着用凸部７との嵌め合わせ間隙に介在させた粘弾性体と鋼板との積層構造物、又は前記の嵌め合わせ間隙へ挿入した粘性体１１であること、
をそれぞれ特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した免震構造物において、
定着用凸部は、下の柱または基礎６へアンカーにより固定した定着用鋼管７、又は鉄骨７’で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明に係る免震構造物の第１実施形態を、図２と図３に示した。
本発明に係る免震構造物は、図１Ｂに例示した建物と同様にロッキング振動する構造物の柱と下の柱または基礎との縁が切られ「浮き上がり境界面」が形成されており、地震時に発生する構造物の浮き上がり（ロッキング振動）を許容して地震力を低減させ、同構造物の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物として好適に実施される。
【００１０】
図２に示すように、構造物の鋼管柱５における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎６との縁が切られ、両者の間に「浮き上がり境界面Ｋ」が形成されている。前記下の柱または基礎６へアンカー８により一体化して前記浮き上がり境界面Ｋの面上へ定着用凸部として垂直に立ち上がらせた定着用鋼管７が設置され、この定着用鋼管７の外周に上記構造物の鋼管柱５の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面Ｋへ浮き上がり可能に当接されている。前記定着用鋼管７と構造物の鋼管柱５との嵌め合わせ間隙に、図２及び図３に示すようにエネルギー吸収装置９が
設置され、もって鋼管柱５と下の柱又は基礎６との結合が行われている。
【００１１】
図２、図３に示したエネルギー装置９は、一例として鋼板と、ゲル状で高粘性の粘弾性体とを交互に積層した積層構造物であり、構造物の鋼管柱５が浮き上がるとき、又は逆に落下する時の上下方向剪断変形を利用してエネルギー吸収を行い、もって地震力の低減と浮き上がり量の制限、転倒の防止、及び落下衝撃の緩和等々の作用効果を奏する。もっとも、エネルギー吸収装置９の構成は、同様な作用効果を期待できればよく、図示例の構成に限らない。
【００１２】
上記構造物の鋼管柱５と下の柱又は基礎６の定着用鋼管７との嵌め合わせ部分は、地震時の水平方向剪断力及び上下方向の圧縮力を伝達する。よって前記定着用凸部（定着用鋼管７）の高さ及び平面形状の大きさは、前記の作用効果に必要十分に設計される。
【００１３】
図４は、定着用凸部が、下の鉄骨鉄筋コンクリート柱に定着された鉄骨（Ｈ形鋼７’）である場合の実施形態を示す。
要するにＨ形鋼７’の溝開口部を鋼板１０で塞ぎ、外側の鋼管柱５との間に一定の嵌め合わせ間隙が形成されている。そして、Ｈ形鋼７’と構造物の鋼管柱５との嵌め合わせ間隙に、エネルギー吸収装置として前記の積層構造物９を介在させて両者の結合が行われている。反対に、定着用凸部７が角形鋼管で、構造物の柱が前記角形鋼管中に嵌まるＨ型鋼である場合にも同様に実施される。
【００１４】
次に、図５と図６は、本発明の第３実施形態を示している。
この実施形態の場合も、構造物の鋼管柱５における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎６との縁が切られ、浮き上がり境界面Ｋが形成されている。前記下の柱または基礎６と一体化した定着用凸部７が前記浮き上がり境界面Ｋの上方へ垂直に立ち上げられ、前記定着用凸部７に前記構造物の鋼管柱５の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面Ｋへ浮き上がり可能に当接され、両者の嵌め合わせ間隙に、浮き上がり時のエネルギー吸収装置として、やはりゲル状で高粘性の粘性体１１が挿入されている。
【００１５】
本実施形態の場合も、定着用凸部７は、下階の鋼管柱又は鉄筋コンクリート造柱や基礎６に定着された鉄骨であり、鉄骨は管状に形成されている。しかも下の柱または基礎６の定着用凸部７には、粘性体１１との接触面積を増大し、且つ嵌め合わせ間隙の横ズレを防ぐ手段として、複数のリブ１２の頭部１２ａが間隙中（粘性体１１中）へ適度に突き出されている。
【００１６】
【本発明が奏する効果】
請求項１、２に記載した発明に係る免震構造物は、地震時に構造物に発生する浮き上がりを許容することによって地震力の低減を図り、且つエネルギー吸収装置により浮き上がり量を制限して転倒の防止を図り、更に構造物の落下衝撃を緩衝することによって安全性を確保するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは従来の、Ｂは本発明に係る免震構造物の原理説明図である。
【図２】本発明の実施形態を示した断面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】第２の実施形態の平面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示した断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【符号の説明】
５ 構造物の柱
６ 下の柱または基礎
７、７’ 定着用凸部
９、１１ エネルギー吸収装置
Claims (2)
- アスペクト比が大きい免震構造物に地震時に発生する浮き上がりを許容して地震力を低減させ、同構造物の転倒、落下衝撃に対する安全性を確保する免震構造物において、
前記免震構造物の鋼管柱における中間階または最下階部分の柱下部と、その下の柱または基礎との縁が切られ、浮き上がり境界面が形成されていること、
前記下の柱または基礎に、それらと一体化した定着用凸部が前記浮き上がり境界面の面上へ垂直に立ち上げられ、前記定着用凸部に前記免震構造物の鋼管柱の下部が嵌め合わされ、その下端は前記浮き上がり境界面へ浮き上がり可能に当接されていること、
前記定着用凸部と鋼管柱を嵌め合わせた水平方向間隙に当該免震構造物の浮き上がり時のエネルギー吸収装置が設置されていること、
前記エネルギー吸収装置は、免震構造物の鋼管柱の下部と、その下の柱または基礎の定着用凸部との嵌め合わせ間隙に介在させた粘弾性体と鋼板との積層構造物、又は前記の嵌め合わせ間隙へ挿入した粘性体であること、
をそれぞれ特徴とする、免震構造物。 - 定着用凸部は、下の柱または基礎へアンカーにより一体化した定着用鋼管、又は鉄骨で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載した免震構造物。
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| JP29870799A JP3856607B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 免震構造物 |
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| JP29870799A JP3856607B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 免震構造物 |
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| JP29870799A Expired - Fee Related JP3856607B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 免震構造物 |
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1999
- 1999-10-20 JP JP29870799A patent/JP3856607B2/ja not_active Expired - Fee Related
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