JP3916336B2 - 免震建物構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部躯体と下部躯体との間に、免震装置を介在させてある免震建物構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地震に強い建物の概念が、耐震から免震へと変化してきている。その裏には、耐震構造で対応する場合には、建物剛性及び強度を高めるために、柱や梁の断面を大きくしたり、より強度の高い部材を使用したりする事となり、当然のことながら、工期も長くなるのに対し、前記免震構造で対応する場合には、上部躯体と下部躯体との間に免震装置（例えば、登録実用新案第３０２１４４７号公報、特許第２６３６９５０号公報参照）を位置させることによって、地震エネルギーを前記免震装置で吸収緩和できるから、前記耐震構造に比べて、躯体（上部躯体）の部材を必要以上に大きくしなくてもよくなり、結果的には、短期間に施工することも可能となるという利点が上げられる。
従来、短い工期で施工できるこの種の建物構造としては、例えば、鉄骨構造や、鋼管コンクリート構造等が上げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来構造によれば、工期を短くすることが可能であるが、免震装置を組み込んである場合、上部躯体が軟構造であるが為に、地震に伴って上部躯体も揺れ、免震装置による地震力吸収性能が充分に発揮され難くなるという問題点がある。
この問題点を解消するには、例えば、免震装置そのもののゴム材質を更に軟らかくしたり、ゴム厚みを増加させたりして、より横揺れ性能を向上させる対策 （以後、第一対策という）や、上部躯体に壁部分やブレースを増やしたり、躯体の部材断面を大きくして剛性を増す対策（以後、第二対策という）が考えられる。
しかしながら、前記第一対策によれば、免震装置そのものが高価なものとなる問題点があると共に、免震装置の変形能が向上するのに伴って建物支持が不安定なものとなり易いから、結果的には、免震装置の断面を増加させなければならなくなり、やはり高価になるという問題点がある。
一方、前記第二対策によれば、建物内の使用区画の自由性が低下し、使い勝手が悪くなり易い問題点がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、短い工期で工事を実施できる利点を保持しながら、免震装置の免震性能をより発揮し易く、安価に建設することができる免震建物構造を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１の発明の特徴構成は、図１に例示するごとく、上部躯体Ｂ２と下部躯体Ｂ１との間に、免震装置１を介在させてある免震建物構造において、前記上部躯体Ｂ２は、柱部４と梁部５とを、プレストレス導入用長尺体４ａの緊張によって連結してあり、前記免震装置は、免震装置本体の上部に一体に連結ブロックを設けて構成してあると共に、前記連結ブロックには、その側方に配置する梁端部を載置自在な載置部が形成してあり、前記上部躯体における最下部の梁部は、前記連結ブロックの前記載置部上に梁端部を載置した状態でプレストレス導入用長尺体の緊張によって前記連結ブロックと連結してあるところにある。
【０００６】
請求項２の発明の特徴構成は、図１・２に例示するごとく、前記上部躯体の柱部と梁部とは、プレキャストコンクリートで構成してあり、前記柱部には梁端部を載置自在な載置部が形成してあり、前記柱部の前記載置部上に梁端部を載置してあるところにある。
【０００７】
請求項３の発明の特徴構成は、図１に例示するごとく、前記梁部５が、プレストレストコンクリートであるところにある。
【０００８】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【０００９】
〔作用及び効果〕
請求項１の発明の特徴構成によれば、前記上部躯体は、柱部と梁部とを、プレストレス導入用長尺体の緊張によって連結してあるから、上部躯体としての剛性を高いものとすることが可能となり、地震に伴う上部躯体の変形を抑制して前記免震装置の免震作用をより効率よく発揮させることが可能となる。
従って、必要以上に免震装置をグレードアップする必要が無くなり、コストアップを防止することも可能となる。
更には、柱部と梁部とにわたる前記長尺体の緊張操作によって両者を連結できるから、連結作業を効率よく実施することが可能となる。
結果として、建築の迅速性・経済性をより向上させることが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明の特徴構成によれば、請求項１の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記梁部が、プレキャストコンクリートであるから、梁を形成するのに現場での型枠工事・配筋工事・コンクリート打設工事等を実施しなくても、そのまま梁部を柱部に取り付けることが可能となり、上部躯体の形成作業を効率よく実施することが可能となる。
また、工場生産によって品質安定性の高い梁部とすることが可能となる。
【００１１】
請求項３の発明の特徴構成によれば、請求項１又は２の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記梁部が、プレストレストコンクリートであるから、長スパンの梁部を形成したり、梁部の部材断面積を小さくすることが可能となり、より広い室内空間を確保することができるようになるから、使用性・機能性の高い建物とすることが可能となる。
また、力学的にも、上部躯体の剛性を更に高めて、前記免震装置による免震作用をより効率よく発揮することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１３】
図１は、本発明の免震建物構造を取り入れて形成した建物Ｂを示すものである。
前記建物Ｂは、地盤改良を施した基礎地盤Ｇ部分上に複数の独立基礎（下部躯体に相当）Ｂ１を設け、それらの独立基礎Ｂ１上に、免震装置１を介して複数階層の建物構造部（上部躯体に相当）Ｂ２を形成してある。
【００１４】
前記独立基礎Ｂ１は、図２に示すように、鉄筋コンクリート製で、その上面には、前記免震装置１を取り付けるための金属製下部プレート２を一体的に設けてある。
この下部プレート２には、複数のボルト挿通穴２ａと、各ボルト挿通穴２ａに合わせて下面側に袋ナット２ｂを各別に固着してある。従って、下部プレート２上に免震装置１を載置した状態で、免震装置１・ボルト挿通穴２ａを通して固定ボルト３を前記袋ナット２ｂに螺合させることによって、独立基礎Ｂ１に免震装置１を取付固定することができるものである。
【００１５】
前記免震装置１は、免震装置本体１Ａと、その上部に一体的に設けてあり建築構造部Ｂ２の柱部４・梁部５を取付自在な連結ブロック１Ｂとから構成してある。但し、免震装置本体１Ａと連結ブロック１Ｂとの一体化は、設置前から実施してあっても、設置時に実施するものであってもよい。
【００１６】
前記免震装置本体１Ａは、金属製薄板１ａとゴム製薄板１ｂとを交互に積層させて一体化し、夫々の薄板１ａ・１ｂどうしが横方向に層間変位自在に形成してあることによって、前記独立基礎Ｂ１と建物構造部Ｂ２との横方向相対移動に抵抗しながら追従し、免震効果を発揮できるように構成してあるものである。尚、前記各薄板１ａ・１ｂの中央部には、夫々を貫通する状態に鉛製の棒状体１ｃを設けてあり、前記各薄板１ａ・１ｂの層間変位に対するダンパー効果をより発揮できるように構成してある。
また、免震装置本体１Ａの上下端面部には、本体部分より大径の金属プレート１ｄを一体的に設けてあり、この金属プレート１ｄにも前記下部プレート２の各ボルト挿通穴２ａと同様に、それぞれ対応する位置にボルト挿通穴を形成してある。
【００１７】
前記連結プロック１Ｂは、鉄筋コンクリート製で、その下面には、前記免震装置本体１Ａと連結するための金属製上部プレート６を一体的に設けてある。この上部プレート６も、前記下部プレート２と同じ構成に形成してあり、前記下部プレート２の天地逆転状態に配置されている。そして、免震装置本体１Ａとこの上部プレート６とをボルト接合して一体化を図ってある。
また、連結ブロック１Ｂには、前述のように、建築構造部Ｂ２の柱部４を取り付けるための柱取付部７と、梁部５を取り付けるための梁取付部８とを設けてある。
【００１８】
前記柱取付部７は、当該連結ブロック１Ｂ内に埋め込まれた複数のＰＣ鋼棒７ａを備えて構成してある。前記各ＰＣ鋼棒７ａは、先端部が連結ブロック１Ｂ上方に突出する状態にそれぞれ埋設してあり、上方に配置した柱部４内に挿入されるＰＣ鋼棒４ａとカプラー９によって連結できるように形成してある。また、ＰＣ鋼棒７ａの基端部は、ＰＣ鋼棒緊張による反力を確保するための鍔形状に形成してある。尚、連結ブロック１Ｂ内の前記ＰＣ鋼棒７ａ基端部の周りには、コンクリートを補強する螺旋状鉄筋７ｂを複数埋設してある。
従って、連結ブロック１ＢのＰＣ鋼棒７ａに柱部４のＰＣ鋼棒４ａを連結すると共に、連結ブロック１Ｂ上に前記柱部４の下端部が位置する状態に設置し、前記ＰＣ鋼棒７ａを緊張させることによって、前記免震装置１と柱部４とを強固に連結することが可能となる。
【００１９】
一方、前記梁取付部８は、当該連結ブロック１Ｂの側部に形成された梁端部載置用段部８ａと、連結ブロック１Ｂ内に埋め込まれた複数のＰＣ鋼線挿通用シース８ｂを備えて構成してある。
【００２０】
因みに、前記梁部５は、プレストレストコンクリート製のプレキャスト部材で構成してあり、更に、当該連結ブロック１Ｂや、柱部４との連結に使用するＰＣ鋼線を挿通自在なシース５ａを、前記梁取付部８のシース８ｂの開口に対応する位置に合わせて埋設してある。
また、柱部４もプレキャスト部材で構成してあり、上下方向には前述のとおりＰＣ鋼棒４ａを挿通して緊張させる構造にしてあると共に、梁取付所定位置の側面部には、前記連結ブロック１Ｂと同様に梁端部載置用段部４ｂを各別に設けてある（図１参照）。また、各段部４ｂ上に載置した梁部５のシース５ａの開口に対応する位置に合わせて、梁部５との連結に使用するＰＣ鋼線を挿通自在なシース４ｃを埋設してある。
【００２１】
従って、梁部５の端部を前記段部８ａ上に載置した状態で、相互のシース５ａ・８ｂにＰＣ鋼線を挿通させて緊張させた状態に固定することによって免震装置１と梁部５とを強固に連結することが可能となる。
また、柱部４と梁部５との連結に関しても、同様に、柱部４の段部４ｂ上に梁部５の端部を載置した状態で、相互のシース４ｃ・５ａにＰＣ鋼線（プレストレス導入用長尺体に相当）を挿通させて緊張させた状態に固定することによって柱部４と梁部５とを強固に連結することが可能となる。
尚、柱部４の下端部には、柱本体とは別体に形成した柱脚ブロック４ｄを設けてあり、この柱脚ブロック４ｄの高さを修正することによって、柱部建方の精度を確保できるように構成してある。また、この柱脚ブロック４ｄにも梁部５をＰＣ鋼線によって緊張連結するためのシース４ｃを形成してあり、柱部４と梁部５との連結要領に準じて固定される。
【００２２】
従って、当該実施形態の免震建物構造によれば、免震装置１を設けた建物でありながら、免震装置１上に建物構造部Ｂ２を順次効率よく組み上げるだけで短い工期で免震建物を形成することが可能となると共に、建物構造部Ｂ２の剛性を高く確保し、前記免震装置１の免震性能をより効率よく発揮させることができるようになる。
【００２３】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００２４】
〈１〉 前記上部躯体は、先の実施形態で説明したプレストレストコンクリート構造の梁部とプレキャストの柱部で構成してあるものに限るものではなく、現場打ちの柱部や、鋼管コンクリートの柱部や、単なるプレキャストの梁部等を組み合わせた構造であってもよく、要するに、柱部４と梁部５とを、プレストレス導入用長尺体４ａの緊張によって連結してあるものであればよい。
〈２〉 前記プレストレス導入用長尺体は、先の実施形態で説明したＰＣ鋼線に限るものではなく、例えば、ＰＣ鋼棒であってもよく、それらを総称してプレストレス導入用長尺体という。
〈３〉 下部躯体は、先の実施形態で説明した独立基礎に限るものではなく、例えば、中層階に免震装置を設置する建物においては、免震装置より下方の各階層部が下部躯体にあたる。要するに、免震装置より下方に連続する躯体を下部躯体という。因みに、上部躯体についても同様に、免震装置設置階層における免震装置より上方の躯体を上部躯体という。
〈４〉 前記免震装置本体は、先の実施形態で説明した金属製薄板１ａとゴム製薄板１ｂとを積層させ、中心軸部分に鉛製棒状体１ｃのダンパーを内蔵させた形式のものに限るものではなく、前記棒状体１ｃの無い形式の免震装置本体であってもよい。また、オイルダンパーや金属製ダンパーと支承を組み合わせる形式の免震装置本体等であってもよくそれらを総称して免震装置本体という。
また、免震装置本体と連結ブロックとで免震装置を構成する以外に、免震装置本体の単体によって免震装置を構成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】建物を示す側面視断面図
【図２】建物の免震部分を示す分解断面図
【符号の説明】
１ 免震装置
４ 柱部
４ａ プレストレス導入用長尺体
５ 梁部
Ｂ１ 下部躯体
Ｂ２ 上部躯体

Claims (3)

1. 上部躯体と下部躯体との間に、免震装置を介在させてある免震建物構造であって、
   前記上部躯体は、柱部と梁部とを、プレストレス導入用長尺体の緊張によって連結してあり、前記免震装置は、免震装置本体の上部に一体に連結ブロックを設けて構成してあると共に、前記連結ブロックには、その側方に配置する梁端部を載置自在な載置部が形成してあり、前記上部躯体における最下部の梁部は、前記連結ブロックの前記載置部上に梁端部を載置した状態でプレストレス導入用長尺体の緊張によって前記連結ブロックと連結してある免震建物構造。
2. 前記上部躯体の柱部と梁部とは、プレキャストコンクリートで構成してあり、前記柱部には梁端部を載置自在な載置部が形成してあり、前記柱部の前記載置部上に梁端部を載置してある請求項１に記載の免震建物構造。
3. 前記梁部が、プレストレストコンクリートである請求項１又は２に記載の免震建物構造。

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