JP4097202B2 - 浮き上がり防止装置及び構造物のアンカー構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物の上部構造と下部構造との間に装着され、下部構造の上に上部構造を固定する構造物のアンカー構造と、構造物のアンカー構造に用いる浮き上がり防止装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
住宅などの軽量構造物は、一般に布基礎とも言われる基礎コンクリート101の上に建築されている。基礎コンクリート101（下部構造）の上に建築物（構造物）の土台103（上部構造）を固定する場合は、例えば、図１７に示すように、Ｌ字状のアンカーボルト102の下部を基礎コンクリート101に埋設し、アンカーボルト102の上部を土台103に貫通させ、その土台103の上面に突出した部分をワッシャ104、ナット105で固定している。
【０００３】
しかし、単に土台103を基礎コンクリート101の上に固定しただけでは、大型車の通行により生じる交通振動が、基礎コンクリート101から土台103にそのまま伝わる。このため、図１８に示すように、土台103と基礎コンクリート101の間にゴム板100を挟んで、交通震動を緩和するものがあった。しかし、この場合でも、アンカーボルト102が土台103と基礎コンクリート101をしっかりと連結しており、アンカーボルト102を介して基礎コンクリート101から土台103に震動がそのまま伝わり、震動はさほど緩和されず、十分な免震効果は得られなかった。
【０００４】
なお、このようなゴム板100は、住宅の基礎部の通気用の基礎パッキン材としての機能を備えている。すなわち、ゴム板100を、基礎コンクリート101と住宅の土台103との間に所定の間隔を開けて複数配設することにより、土台103と基礎コンクリート101との間に生じた隙間から基礎コンクリート101の内部の換気が行え、基礎コンクリート101内の空気の流れが良くなり、湿気を低減させることができる。また、基礎コンクリート101と土台103との縁を切ることにより、基礎コンクリート101が吸った水分を土台103に伝えないという作用がある。
【０００５】
この種の基礎パッキン材の一般的な技術水準を示す公知文献としては、下記の特許文献１が知られている。
【０００６】
また、ダンプカーなどの大型の自動車や鉄道車両の通行に伴う交通振動や地震による振動を吸収する制振機能を兼ね備えた基礎パッキン材としては、上下の硬質板の間に円形の穴を有する復元用のゴム材を配設し、ゴム材の穴の中に硬球体を転動可能に配設した転がり支承構造を備えたものが下記の特許文献２に提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３５５３５０号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１０４０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１に記載されている基礎パッキン材は、構造物の上部構造と下部構造の間にゴム材を挟んだだけであり、地震やダンプカーなどの大型の自動車による振動や鉄道車両の通行に伴う交通振動を吸収する制振機能が十分でなかった。
【０００９】
また、特許文献２に記載されている基礎パッキン材は、一定の制振効果は期待できるものの、構造上、設置時に硬球体がゴム材の穴の中央に位置していることが保証されていない。このため、硬球体がゴム材の穴の内周面に接した状態で配設されている可能性があり、このような場合には振動時に硬球体がすぐにゴム材に乗り上げてしまう。本発明者らの知見によれば、ゴム材に硬球体が乗り上げると、硬球体が乗り上げた位置でゴム材が破損する場合があるので、十分な制振効果を得ることができない。
【００１０】
また、積層ゴムとオイルダンパーを組み合わせた免震装置はよく知られているが、このような免震工法で用いられる積層ゴムやオイルダンパーは１基あたりの装置が負担する鉛直荷重や水平荷重が大きいため、また装置の構造上、小型化することが難しいために、装置が大きく、設置コストや設置スペースが嵩み、一般住宅などの比較的小さな構造物には不経済であり、あまり普及していない。
【００１１】
本発明者らは、嵩張らず、安価で、振動吸収性能と基礎パッキン材としての機能を兼ね備えた構造物のアンカー構造30として、図７に示すように、転がり支承装置32（又は滑り支承装置）を、図示されていない構造物の上部構造の鉛直荷重を支持するように、構造物の下部構造3と上部構造との間に分散させて配設するとともに、高減衰ゴムの上下端面に硬質板をそれぞれ取り付けた複数の制振装置33を、前記構造物の上部構造の捩じれ振動を抑制するように、構造物の下部構造３と上部構造との間に分散させて配設したものを提案している。
【００１２】
そして、斯かる構造物のアンカー構造30に用いるストッパ装置として、図８に示すように、構造物の上部構造２と下部構造３にそれぞれ配設され、向かい合う面にそれぞれ転動面を有する上下の硬質板51、52と、上下の硬質板51、52の間に挟まれ、かつ、上下の硬質板51、52の転動面の中央部に位置決めした状態で配設した硬球体53と、上下の硬質板51、52の転動面の周縁部にそれぞれ硬球体53の転動領域を画定するように突設したストッパ部材54、55と、ストッパ部材54、55の内周面に配設した弾性緩衝材56、57を備えたストッパ機能を備えた転がり支承装置50を提案している。なお、図示したストッパ機能を備えた転がり支承装置50は、上下の硬質板51、52に取り付けた位置決め部材58、59によって、硬球体53を上下の硬質板51、52の転動面の中央部に位置決めしている。
【００１３】
斯かるストッパ機能を備えた転がり支承装置50は、図９に示すように、地震時に上下の硬質板51、52が水平方向に相対移動したときに、上下の硬質板51、52の相対移動に応じて上下の硬質板51、52間を転動する硬球体53の転動を、上下の硬質板51、52に取り付けたストッパ部材54、55で挟んで規制し、上下のストッパ部材54、55及び硬球体53を介して上下の硬質板51、52の相対的な水平方向の変位を規制している。
【００１４】
このストッパ機能を備えた転がり支承装置50は、転がり支承装置を兼用しており、図７に示すように、転がり支承装置32の全部又は一部を斯かるストッパ機能を備えた転がり支承装置に置き換えれば良く、他のストッパ装置を別途設ける必要が無いという利点がある。
【００１５】
しかし、このストッパ機能を備えた転がり支承装置50は、地震により上部構造に作用する慣性力が大きく、一つの装置に作用する水平力が設計段階で予定されたよりも大きい水平力が作用する大地震が発生した場合には、図９に示す状態で、更に硬球体53が下側のストッパ部材55に取り付けた弾性緩衝材57に乗り上げ、又は、上側のストッパ部材54が硬球体53に乗り上げるように力が作用するため、上部構造２に鉛直方向の力が作用して上部構造２が浮き上がる。上部構造２が浮き上がるのを防止するためには、転がり支承装置32に代えてストッパ機能を備えた転がり支承装置50の数を増やして、一つの装置に作用する水平力を軽減すると良い。しかし、斯かるストッパ機能を備えた転がり支承装置50はストッパ機能のない通常の転がり支承装置33に比べて割高であるから、ストッパ機能を備えた転がり支承装置50の数を増やすと構造物のアンカー構造のコストが割高になることもある。
【００１６】
そこで、本発明は、斯かる構造物のアンカー構造において上述した上部構造の浮き上がりを防止することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る浮き上がり防止装置は、構造物の上部構造と下部構造との向かい合う面にそれぞれ配設した上下の硬質板と、上下の硬質板の間において、下側の硬質板の上に滑動自在に配設した、上下両端に周方向に連続して突出した係合部を有する滑動体と、上下の硬質板の向かい合う面に、滑動体の滑動領域を画定するように突設した円筒状の上下の壁部と、上側の壁部の下縁及び下側の壁部の上縁からそれぞれ周方向に連続して内径方向に突設した浮き上がり防止片部とを有する浮き上がり防止部材を備え、上下の硬質板が水平方向に相対的に移動して滑動体が上下の硬質板の間において滑動領域の周縁部に滑動したときに、上下の硬質板に取り付けた浮き上がり防止部材の浮き上がり防止片部が滑動体の上下の係合部にそれぞれオーバーラップして、上側の硬質板が浮き上がるのを防止するように構成している。さらに、滑動体の滑動抵抗を小さくするため、構造物の上部構造と下部構造との間に配設する際に、転がり支承装置又は滑り支承装置と一緒に配設すると共に、滑動体と上側の硬質板との間に隙間を設け、滑動体を上側の硬質板に対して非接触状態で水平方向に移動可能に配設したことを特徴としている。
【００１８】
この浮き上がり防止装置においては、滑動体と上側の硬質板との隙間を１ｍｍ以上に設定すると良い。
【００１９】
また、滑動体が上下の浮き上がり防止部材から受ける剪断力に破損するのを防止するため、構造物の上部構造と下部構造との間に配設する際に、別途ストッパ装置と一緒に配設し、ストッパ装置により、上下の硬質板の水平方向の相対移動が規制されたときに、上下の浮き上がり防止部材の浮き上がり防止片部が滑動体の上下の係合部にそれぞれオーバーラップし、かつ、滑動体が上下の浮き上がり防止部材の両方に水平方向に同時に当接しないようにするとよい。この場合、滑動体を一方の浮き上がり防止部材に当接させたときに、当接しない他方の浮き上がり防止部材と滑動体との間に水平方向に生じる隙間を５ｍｍ以上に設定すると良い。
【００２０】
また、滑動体と浮き上がり防止部材に十分な強度を確保し、浮き上がり防止部材の内周面及び／又は滑動体の外周面に、弾性緩衝材を配設し、地震時に構造物の上部構造と下部構造とが相対的に水平方向に移動したときに、上下の浮き上がり防止部材が滑動体に当接するようにすれば、浮き上がり防止装置により、構造物の上部構造と下部構造の相対的な水平方向の移動量を規制することができ、この浮き上がり防止装置にストッパの機能を持たせることができる。
【００２１】
また、上述した浮き上がり防止装置は、嵩張らず、安価に製造できるから、転がり支承装置又は滑り支承装置を、構造物の上部構造の鉛直荷重を支持するように、構造物の下部構造と上部構造との間に分散させて配設するとともに、高減衰ゴムの上下端面に硬質板をそれぞれ取り付けた複数の制振装置を、前記構造物の上部構造の捩じれ振動を抑制するように、構造物の下部構造と上部構造との間に分散させて配設した構造物のアンカー構造の浮き上がり防止装置に好適である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る浮き上がり防止装置及び浮き上がり防止装置を用いた構造部のアンカー構造を図面に基づいて説明する。
【００２３】
浮き上がり防止装置１は、図１に示すように、住宅の土台２（構造物の上部構造）と基礎コンクリート３（下部構造）の向かい合う面に配設した上下の硬質板４、５と、下側の硬質板５の上に滑動自在に配設した滑動体６と、上下の硬質板４、５の向かい合う面において、滑動体６の滑動領域の周縁部に突設した浮き上がり防止部材７、８を備えている。
【００２４】
硬質板４、５は、図２に示すように、所要の硬さと平面度を備えた略ひし形の板状部材である。下側の硬質板５の上面には、滑動体６を配設する滑動面を備えている。滑動面は、滑動体６の円滑な滑動を確保するため、滑らかに仕上げている。なお、上下の硬質板４、５の間隔Ｄは、住宅の土台２と基礎コンクリート３との間に、別途設けた支承装置（転がり支承装置、滑り支承装置）の高さにより定まる。
【００２５】
滑動体６は、円柱形状の柱部９と、柱部９の上下両端に周方向に連続して外径方向に突出した円板状の係合部10、11を有する略ダンベル形状の部材である。この滑動体６の高さＨは、上下の硬質板４、５の間隔Ｄよりも低く設定し、滑動体６と上側の硬質板４を非接触にして、滑動体６の滑動に対する抵抗を軽減している。滑動体６の上面と上側の硬質板４の下面との隙間は、滑動体６の円滑な滑動を確保するため、１ｍｍ以上に設定するとよい。
【００２６】
滑動面となる下側の硬質板５の上面と滑動体６の下面は、円滑な滑動を確保するため摩擦係数を小さくすると良く、例えば、研磨加工又は樹脂コーティングなどの表面処理を施したものでも良いし、具体的には、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂（ナイロン６、ナイロン６６）等の自己潤滑性及び耐磨耗性に優れたものや、硬質なプラスチックにガラス繊維、カーボン繊維、アスベスト、炭酸カルシウム、マイカ（雲母）、ウィスカー等の各種無機質充填材、又は二硫化モリブデン、カーボン粉末、グラファイトの様な固体潤滑材を混入させたものや、ステンレスの様な金属板又は合成樹脂板にポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂をコーティングしたものや、表面を平滑面としたセラミックスを用いると良い。
【００２７】
浮き上がり防止部材７、８は、それぞれ滑動体６の上下の係合部10、11に係合し、上側の硬質板４の浮き上がりを防止する部材であり、上下の硬質板４、５の向かい合う面にそれぞれ取り付けられている。この浮き上がり防止部材７、８は、滑動体６の滑動領域を画定するように硬質板４、５に突設した円筒形状の壁部12、13と、壁部12、13の上縁及び下縁からそれぞれ周方向に連続して内径方向に突出した浮き上がり防止片部14、15とを有する。
【００２８】
この浮き上がり防止装置１は、図１に示すように、上下の硬質板４、５の間に滑動体６を配設した状態で、住宅の土台２（構造物の上部構造）と基礎コンクリート３（下部構造）との間に施工される。
【００２９】
この浮き上がり防止装置１の上下の硬質板４、５の両側には、図２に示すように、アンカーボルト16、17を締結するボルト締結部18、19が設けられている。片側の第１ボルト締結部18には両側のボルト締結部18、19を結ぶ直線Ｌに沿って切欠き20を形成しており、反対側の第２ボルト締結部19には両側のボルト締結部18、19を結ぶ直線Ｌに直交する方向に沿って切欠き21を形成している。第２ボルト締結部19の切欠き21は、詳しくは、第１ボルト締結部18の所定の締結位置（例えば、設計上のボルト締結位置Ｏ）を中心とし、所定のボルトピッチ（例えば、設計上のボルトピッチＰ）を半径とする円弧Ｃに沿って形成している。なお、各ボルト締結部18、19の切欠き20、21の幅は、アンカーボルト16、17の直径よりも少し大きくなっており、切欠き20、21に沿ってアンカーボルト16、17を装着・離脱させることができるようになっている。また、切欠き20、21は、施工時の誤差を許容できるように、設計上のボルト締結位置よりも深く形成している。
【００３０】
この浮き上がり防止装置１を施工するときは、図３に示すように、切欠き20に沿って第１ボルト締結部18に片側のアンカーボルト16に装着し、図中の２点鎖線で示すように、浮き上がり防止装置１を回動させて切欠き21に沿って反対側のアンカーボルト17を第２ボルト締結部19に装着し、ナットで浮き上がり防止装置１を固定するとよい。
【００３１】
この浮き上がり防止装置１は、住宅の土台２（構造物の上部構造）と基礎コンクリート３（下部構造）の間に転がり支承装置32（図１５参照）や滑り支承装置、ストッパ機能を備えた転がり支承装置50、及び、制振装置33（図１６参照）と一緒に施工され、住宅の土台２と基礎コンクリート３の間に制振層31を構成する。
【００３２】
地震発生時は、住宅の土台２と基礎コンクリート３が相対的に水平方向に変位する。この浮き上がり防止装置１は、図４に示すように、住宅の土台２と基礎コンクリート３の相対変位に応じて、上下の硬質板４、５が相対的に水平方向に変位する。滑動体６は、図５に示すように、上下の硬質板４、５の何れか一方の浮き上がり防止部材７、８（弾性緩衝材９、１０）に当接して、下側の硬質板５の上を滑り始める。そして、一緒に配設されているストッパ機能を備えた転がり支承装置50（図9参照）のストッパ機能が機能したときには、図６に示すように、滑動体６の上下の係合部10、11に、上下の浮き上がり防止部材７、８の浮き上がり防止片部14、15がそれぞれオーバーラップした状態（被さった状態）になる。
【００３３】
この状態で、一緒に配設されたストッパ機能を備えた転がり支承装置50（図９参照）において、硬球体53が下側のストッパ部材55に取り付けた弾性緩衝材57に乗り上げ、又は、上側のストッパ部材54が硬球体53に乗り上げようとする力が作用して住宅の土台２（上部構造）に鉛直方向上向きの力が作用する場合がある。このとき浮き上がり防止装置１は、住宅の土台２（上部構造）に作用する鉛直方向の力に対し、滑動体６の上下の係合部10、11と、滑動体６の係合部10、11にそれぞれオーバーラップした上下の浮き上がり防止部材７、８の浮き上がり防止片部14、15が鉛直方向に係合して、住宅の土台２（構造物の上部構造）が浮き上がるのを防止することができる。
【００３４】
なお、この実施形態に係る浮き上がり防止装置１は、一緒に配設されるストッパ装置50との相対的な関係において、滑動体６が上下の浮き上がり防止部材７、８の両方に水平方向に同時に当接しないようにしている。換言すれば、図９に示すように、ストッパ装置50により上下の硬質板４、５の水平方向の相対移動が規制され、滑動体６が上下の何れか一方の浮き上がり防止部材７（８）に当接しているとき、他方の浮き上がり防止装置８（７）と滑動体６との間に隙間Sが生じるようにしている。
【００３５】
これにより、滑動体６が上下両方の浮き上がり防止部材７、８に挟まれ、滑動体６又は浮き上がり防止部材７、８に大きな剪断力が作用するのを防止することができる。なお、滑動体６を上下の何れか一方の浮き上がり防止部材７（８）に当接させたとき、当接しない側の浮き上がり防止部材８（７）と滑動体６との間には、５ｍｍ程度の隙間Ｓが生じるようにすると良い。また、滑動体６と浮き上がり防止部材７、８が当たったときの当接音を緩和するため、滑動体６又は浮き上がり防止部材７、８に弾性緩衝材を取り付けてもよい。
【００３６】
次に、浮き上がり防止装置の変形例を説明する。
【００３７】
変形例に係る浮き上がり防止装置１aは、図１０に示すように、浮き上がり防止部材７、８の壁部12、13の内周面に滑動体６が浮き上がり防止部材７、８に衝突したときの衝撃及び衝突音を緩和する弾性緩衝材22、23を配設したものである。弾性緩衝材22、23には、ゴムや軟質ウレタン材などの弾性素材を用いると良い。この浮き上がり防止装置１aは、ストッパ機能を備えた転がり支承装置のストッパ機能が機能したときに、図１１に示すように、滑動体６が上下両方の浮き上がり防止部材７、８に水平方向に当接するようにしており、上述した浮き上がり防止機能と共に、構造物の上部構造と下部構造の水平方向の変位を規制するストッパの機能も兼ねている。
【００３８】
このストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置１aを用いれば、そのストッパ機能により、構造物の上部構造と下部構造の水平変位を規制するので、ストッパ機能を備えた転がり支承装置50に作用する水平力を軽減することができる。また各ストッパ機能を備えた転がり支承装置50において、水平力が軽減され、住宅の土台２（構造物の上部構造）を上方に押し上げようとする力が小さくなるので、浮き上がり防止装置１aに鉛直方向に作用する力も小さくなる。また、浮き上がり防止部材７、８の内周面に弾性緩衝材22、23を配設しているので、滑動体６と浮き上がり防止部材７、８が衝突したときの衝撃や衝突音も緩和でき、滑動体６の円滑な滑動を確保することができる。なお、このストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置1aでは、ストッパとしての機能を奏するときに、滑動体６と浮き上がり防止部材７、８に水平方向の剪断力が掛かるので、滑動体６と浮き上がり防止部材７、８に剪断力に対する十分な強度を確保する必要がある。
【００３９】
斯かるストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置1aについて、浮き上がり防止部材７、８の内周面に弾性緩衝材22、23を配設したものを例示したが、図12に示す浮き上がり防止装置1a’ように、弾性緩衝材24は滑動体６の外周面に配設しても良く、また、図13に示す浮き上がり防止装置1a’’ように、浮き上がり防止部材７、８の内周面と滑動体６の外周面の両方に弾性緩衝材22、23、24を配設しても良い。なお、滑動体６の外周面に弾性緩衝材24を配設する場合は、弾性緩衝材24が滑動体６の滑動の妨げにならないように、弾性緩衝材24が上下の硬質板４、５に接触しないように配設すると良い。
【００４０】
次に、この浮き上がり防止装置１を用いた構造物のアンカー構造30’の実施形態を説明する。
【００４１】
構造物のアンカー構造30’は、図１４に示すように、住宅（構造物の上部構造）の鉛直荷重を略均等に支承するように、複数の転がり支承装置32（又は滑り支承装置）とストッパ機能を備えた転がり支承装置50を分散させて配設するとともに、協働して住宅（構造物の上部構造）の捩じれ振動を抑制するように、複数の制振装置33を分散させて配設し、更に住宅の土台２と基礎コンクリート３との間に浮き上がり防止装置１を配設したものである。
【００４２】
本発明に係る浮き上がり防止装置１は、安価に製造・設置でき、嵩張らないので、上述した構造物のアンカー構造30’に用いるのに好適であり、斯かる構造物のアンカー構造30’において、浮き上がり防止装置１を構造物の上部構造と下部構造の間に配設することにより、地震時に構造物の上部構造が浮き上がるのを規制することができる。
【００４３】
なお、浮き上がり防止装置１を配設する位置は、任意に定めることができるが、構造物の上部構造を押し上げようとする力の力点と、それを規制する浮き上がり防止装置１の距離が近い方が、浮き上がり防止装置１の滑動体６及び浮き上がり防止部材７、８に鉛直方向に作用する力が小さくなり、浮き上がり防止装置１の設置個数を少なくすることができ、設備コストを低減することができる。このため好ましくは、浮き上がり防止装置１は、ストッパ機能を備えた転がり支承装置50の近くに配設すると良い。
【００４４】
この浮き上がり防止装置１を配設すれば、ストッパ機能を備えた転がり支承装置50により、構造物の上部構造２を浮き上がらせるように鉛直方向の力が作用した場合でも、構造物の上部構造２が浮き上がることがなく、地震の揺れに対し、制振装置33の制振機能が効率よく発揮されるようになる。
【００４５】
以下に、構造物のアンカー構造に用いる転がり支承装置32と制振装置33を説明する。
【００４６】
転がり支承装置32には、例えば、図１５に示すように、硬球体41と、硬球体41を内部に収容する円筒形状の位置決め部材42と、硬球体41及び位置決め部材42を上下に挟む硬質板43、44を備えたものを用いる。制振装置33には、例えば、図１６に示すように、高減衰ゴム製のゴム状弾性体からなる円柱形状の制振部材45と、制振部材45を上下に挟む硬質板46、47と、ゴム製の被覆材48を備え、制振部材45の上端及び下端にそれぞれ硬質板46、47を加硫接着し、制振部材45の外周面をゴム製の被覆材48で被覆したものを用いる。
【００４７】
この転がり支承装置32と制振装置33は、嵩張らないので、基礎パッキンの機能を兼ね備えた構造物のアンカー構造に好適である。なお、転がり支承装置32に替えて、滑り支承装置（図示省略）を用いても良い。制振装置33は、具体的には、構造物の上部構造２と下部構造３との間の制振層31の偏心率が３％以内になるように配設する。なお、構造物の上部構造２と下部構造３との間の制振層31の偏心率は、後記式１により算出するとよい。また、ストッパ機能を備えた転がり支承装置50（図８、９参照）は、上部構造の鉛直荷重を支承する転がり支承装置としての機能を兼ね備えており、構造物のアンカー構造において、鉛直荷重を支承する支承装置の一部又は全部に用いられる。
【００４８】
転がり支承装置32に用いる硬球体41は、所要の硬さと真球度を備えた球体であり、例えば、略球形に粗加工した鋼材に転動加工を施して製造すると良い。転動加工は、略球形に粗加工した鋼材を研磨板で上下に挟み、研磨板間で転動させて鋼材の表面の歪を除去しながら、球形に整形するものである。硬球体41は、転動加工により加工硬化が生じて硬さが増す。この転動加工によれば、Ｓ１５Ｃなどの安価な鋼材を用いて、ＨＲＣ２０以上の硬さと、高度な真球度を備えた硬球体41を得ることができ、硬球体41の部品コストを安くすることができる。なお、硬球体41には、例えば、ニッケルメッキなどの防錆処理を施しておくことが望ましい。ストッパ機能を備えた転がり支承装置50に用いる硬球体53についても、上部構造の鉛直荷重を支承し、硬質板51、52に挟まれて円滑に転がることが要求されるので、硬球体41と同様の加工を施したものを用いると良い。
【００４９】
また、転がり支承装置32に用いる硬質板43、44は、所要の硬さと平面度を備えた略ひし形の板状部材であり、中央部に位置決め部材42を接着して硬球体41を中央に位置決めしている。硬質板43、44には、硬球体41を位置決めする位置を中心として、硬球体41の直径の２倍以上の距離を半径とする円を含む転動面を備えている。硬質板43、44の転動面もニッケルメッキなどの防錆処理を施しておくとよい。上下の硬質板43、44の両側には、施工を容易にするため、ストッパ装置１と同様のボルト締結部18、19（図２、図３参照）を設けている。
【００５０】
硬質板43、44は、例えば、板状素材に冷間圧延加工を施すことにより製造するとよい。冷間圧延加工は、板状素材を圧延ローラで挟みながら引き抜くものであり、熱処理を施すことがないので歪が生じることがなく、これにより所要の平面度を確保することができる。また加工硬化により所要の硬さを得ることができる。この冷間圧延加工によれば、ＳＵＳ３０４などの鋼材を用いて、ＨＲＣ２０以上、より好ましくはＨＲＣ２５以上の硬質板43、44を得ることができる。
【００５１】
また、硬質板43、44は、設置後、硬球体41から鉛直方向の荷重を受けるのでクリープ歪みにより、鉛直方向に窪みが生じる。地震時に硬球体41を滑らかに転動させるためには、このクリープ歪み量は小さければ小さいほど良い。上述したように冷間圧延加工により加工硬化させたものは、クリープ歪みが小さくなるので好適である。具体的には、６０年相当の鉛直沈み込み量が２００μｍ以下のものを用いることにより、硬球体41の円滑な転動を長期間（一般的な住宅の耐用年数期間）維持することができる。ストッパ機能を備えた転がり支承装置50に用いる硬質板51、52についても、上部構造の鉛直荷重を支承し、硬球体53を挟んで円滑に転動させることが要求されるので、硬質板43、44と同様の加工を施したものを用いると良い。
【００５２】
また、位置決め部材42は、例えば、軟質ウレタンフォームやポリスチレン発泡体やポリエチレン発泡体などの軟質弾性材料を用いると良い。位置決め部材42の内径は、硬球体41の直径と同じか、硬球体41の直径よりも少し小さいものを用い、硬球体41の位置決めを確実に行えるようにすると良い。また、図１５のように、硬球体41の周囲を位置決め部材42で覆うことにより、硬球体41の転動領域に塵や埃が入るのを防止することができる。ストッパ機能を備えた転がり支承装置50に用いる位置決め部材58、59についても、位置決め部材42と同様の材質を備えたものを用いると良い。
【００５３】
なお、この転がり支承装置32は、位置決め部材42を下側の硬質板44又は上側の硬質板43の何れかにだけ接着しており、また、位置決め部材42は、外周側を接着しており、内周側は接着していない。これにより、地震時に硬球体41が転動すると、硬球体41の転動に応じて容易に変形するようになり、硬球体41の転がりに対する抵抗が軽減している。
【００５４】
また、制振装置33に用いる制振部材45は、高減衰ゴムを用いるとよく、後記表１に、ゴム材料の好適な配合例を示す。なお、表１中、phrは、配合剤の質量をゴム１００部に対する部数で示すときに用いる記号である。
【００５５】
以上、本発明に係る浮き上がり防止部材、及び、構造物のアンカー構造を説明したが、本発明に係る浮き上がり防止部材及び構造物のアンカー構造は上記に限定されるものではない。また、ストッパ機能を備えた浮き上がり防止部材は、構造物の上部構造と下部構造の相対的な水平方向の移動量を規制するストッパの機能を備えており、嵩張らず、安価に製造できるので、上述した構造物のアンカー構造のストッパ装置として用いても良い。
【００５６】
【表１】

【００５７】
【式１】

【００５８】
【発明の効果】
本発明に係る浮き上がり防止装置は、地震発生時に構造物の上部構造と下部構造の相対的な水平方向の変位に応じて、上下の硬質板が相対的に水平方向に変位し、ストッパ装置が機能したときには、滑動体の上下の係合部に、上下の浮き上がり防止部材の浮き上がり防止片部がそれぞれオーバーラップした状態（被さった状態）になる。この状態で、構造物の上部構造に鉛直方向上向きの力が作用すると、浮き上がり防止装置は、構造物の上部構造に作用する鉛直方向の力に対し、滑動体の上下の係合部と、上下の浮き上がり防止部材の浮き上がり防止片部が鉛直方向に係合して、構造物の上部構造が浮き上がるのを防止することができる。しかも、滑動体と上側の硬質板との間に隙間を設け、滑動体を上側の硬質板に対して非接触状態で水平方向に移動可能に配設したことにより、滑動体の滑動抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る浮き上がり防止装置を示す縦断面図。
【図２】 図１に示す浮き上がり防止装置の平面図。
【図３】 図１に示す浮き上がり防止装置の施工工程を示す平面図。
【図４】 図１に示す浮き上がり防止装置の使用状態を示す縦断面図。
【図５】 図１に示す浮き上がり防止装置の使用状態を示す縦断面図。
【図６】 図１に示す浮き上がり防止装置の使用状態を示す縦断面図。
【図７】 構造物のアンカー構造を示す平面図。
【図８】 構造物のアンカー構造に用いるストッパ機能を備えた転がり支承装置の一実施形態を示す縦断面図。
【図９】 図８に示すストッパ機能を備えた転がり支承装置の使用状態を示す縦断面図。
【図１０】 ストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置の実施形態を示す縦断面図。
【図１１】 ストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置の使用状態を示す縦断面図。
【図１２】 ストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置の変形例を示す縦断面図。
【図１３】 ストッパ機能を備えた浮き上がり防止装置の変形例を示す縦断面図。
【図１４】 構造物のアンカー構造に浮き上がり防止装置を配設した状態を示す平面図。
【図１５】 構造物のアンカー構造に用いる転がり支承装置の一実施形態を示す縦断面図。
【図１６】 構造物のアンカー構造に用いる制振装置の一実施形態を示す縦断面図。
【図１７】 従来の住宅の上部構造のアンカー構造を示す図。
【図１８】 基礎パッキン材を示す図。
【符号の説明】
１ 浮き上がり防止装置
２ 住宅の土台（構造物の上部構造）
３ 基礎コンクリート（下部構造）
４、５ 硬質板
６ 滑動体
７、８ 浮き上がり防止部材
１０、１１ 係合部
１２、１３ 壁部
１４、１５ 浮き上がり防止片部
２２、２３ 弾性緩衝材

Claims (6)

1. 構造物の上部構造と下部構造との向かい合う面にそれぞれ配設した上下の硬質板と、
   前記上下の硬質板の間において、下側の硬質板の上に滑動自在に配設した、上下両端に突出した係合部を有する滑動体と、
   前記上下の硬質板の向かい合う面に、前記滑動体の滑動領域を画定するように突設した円筒状の上下の壁部と、前記上側の壁部の下縁及び前記下側の壁部の上縁からそれぞれ内径方向に突設した浮き上がり防止片部とを有する浮き上がり防止部材とを備え、
   前記上下の硬質板が水平方向に相対的に移動して滑動体が上下の硬質板の間において滑動領域の周縁部に滑動したときに、上下の硬質板に取り付けた浮き上がり防止部材の浮き上がり防止片部が滑動体の上下の係合部にそれぞれオーバーラップして、上側の硬質板が浮き上がるのを防止するように構成し、
   構造物の上部構造と下部構造との間に配設する際に、転がり支承装置又は滑り支承装置と一緒に配設すると共に、滑動体と上側の硬質板との間に隙間を設け、前記滑動体を上側の硬質板に対して非接触状態で水平方向に移動可能に構成したことを特徴とする浮き上がり防止装置。
2. 前記滑動体と上側の硬質板との隙間を１ｍｍ以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載の浮き上がり防止装置。
3. 構造物の上部構造と下部構造との間に配設する際に、別途ストッパ装置と一緒に配設し、
   前記ストッパ装置により上下の硬質板の水平方向の相対移動が規制されたときに、前記上下の浮き上がり防止部材の浮き上がり防止片部が滑動体の上下の係合部にそれぞれオーバーラップし、かつ、滑動体が上下の浮き上がり防止部材の両方に水平方向に同時に当接しないようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浮き上がり防止装置。
4. 前記ストッパ装置により上下の硬質板の水平方向の相対移動が規制されたときに、
   滑動体を一方の浮き上がり防止部材に当接させると、当接しない他方の浮き上がり防止部材と滑動体との間に水平方向に５ｍｍ以上の隙間が生じることを特徴とする請求項３に記載の浮き上がり防止装置。
5. 前記浮き上がり防止部材の内周面及び／又は滑動体の外周面に、弾性緩衝材を配設し、
   地震時に構造物の上部構造と下部構造とが相対的に水平方向に移動したときに、前記上下の浮き上がり防止部材を滑動体に当接させて、構造物の上部構造と下部構造の相対的な水平方向の移動量を規制することを特徴とする請求項１又は２に記載の浮き上がり防止装置。
6. 転がり支承装置又は滑り支承装置を、構造物の上部構造の鉛直荷重を支持するように、構造物の下部構造と上部構造との間に分散させて配設するとともに、
   高減衰ゴムの上下端面に硬質板をそれぞれ取り付けた複数の制振装置を、前記構造物の上部構造の捩じれ振動を抑制するように、構造物の下部構造と上部構造との間に分散させて配設した構造物のアンカー構造において、
   前記構造物の下部構造と上部構造との間に請求項１から５の何れかに記載の浮き上がり防止装置を配設したことを特徴とする構造物のアンカー構造。

Images