JP4129679B2 - 構造物の免震構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の建物を免震化するための構造物の免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、構造物の免震構造は、構造物の上部構造と下部構造との間に免震装置を介装して免震層を形成することにより、構造物全体の固有周期を長期化するとともに、上部構造への地震エネルギーの入力を防ぐ構成が考案されている。こうした免震層は、免震レトロフィットとして、耐震安全性に課題を有している既存の構造物に対して付加されるケースが増えつつある。しかし、免震装置が介装される免震層を地上階に水平に配置すると、エレベータ等の縦重心線を有する装置が備えられた連通空間に免震層が抵触するため、地震等により免震装置が作動し上部構造が水平方向の挙動を示した際の、クリアランスを連通空間内に設けるべく、エレベータ等の装置のサイズを縮小する等して連通空間内を再編成をする必要が生じる。
このような中、特許文献１に示すように、構造物の所定領域には基礎上に、他の領域には地下階の中間層に各々免震層を設け、両者間の段差部が当接する水平部材に開口を設けて、多段階免震層を形成する構成が考案されている。このような多段階免震層を用いて、構造物の所定領域内に連通空間を備える構成とすれば、免震層と連通空間の抵触を回避することは可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２１９０４号公報（ｐ４、図１参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、免震層を地下階及び基礎上に配置すると、地震時に水平方向への挙動を生じる上部構造に地下階が含まれることから、地震等により免震装置が作動して上部構造が水平方向の挙動を示した際に、越境する可能性が考えられるとともに、免震ピットを新たに構築する必要が生じるため、膨大な工費が生じることとなる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、敷地に余裕のない既存構造物に、簡略な構成で安価に耐震性能を付加することのできる構造物の免震構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の構造物の免震構造は、柱と梁を備える構造物の免震構造であって、前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記所定領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における他の領域側の開口部近傍を、該所定領域側に位置する柱の前記免震装置が備えられた位置の下方より突出して設けられたブラケットに支持することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の構造物の免震構造は、柱と梁を備える構造物の免震構造であって、前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記他の領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における所定領域側の開口部近傍を、該他の領域側に位置する柱より突出して設けられたブラケットに免震装置を介して支持することを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の構造物の免震構造は、前記構造物に、鉛直方向に連通する連通空間が備えられており、該連通空間が前記所定領域内に位置するとともに、前記第２の免震層が、連通空間の底部より下方に配置されることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の構造物の免震構造は、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部に、水平方向に伸縮自在な可動装置が備えられることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の構造物の免震構造は、既存構造物の少なくとも外周に位置する柱を含めた領域に対して、地上部の中間層に第１の免震層を形成するとともに、既存構造物内の所定領域には、該第１の免震層と異なる階層に第２の免震層を形成し、該第１の免震層と第２の免震層が連続する多段階免震層を形成することにより、地下階に現状機能を保持したい施設を備える場合や、鉛直方向に連続するエレベータ等を備えている既存構造物に対して、所定領域に現状機能を保持したい施設やエレベータ等を含める構成とすることで、敷地に余裕のないような場合であっても、エレベータや施設に改修を加えることなく、免震性能を付与することができるものである。
【００１２】
図１に示すように、既存の構造物１は、柱２と梁３を備えてなり、内方にはエレベータ８が設置された鉛直方向に延在する連通空間７が形成されている。該構造物１は地下階を有しており、前記連通空間７は地上階から地下階の中間層にまで連通している。
このような構造物１は、前記連通空間７を含む所定の広さを有する領域を第２の領域４、その他の領域を第１の領域５として区分しており、第２の領域４には、前記連通空間７の底部より下方に第２の免震層１２、第１の領域５には地上階の中間層に第１の免震層１１が形成されている。該第２の免震層１２は、第２の領域４に位置する前記柱２ａにおいて、前記連通空間７の底部より下方の所定位置に、免震装置９を介装することにより形成されており、第１の免震層１１は、第１の領域５に位置する前記柱２ｂにおいて、地上階の所定位置に、免震装置９を介装することにより形成されている。
【００１３】
なお、本実施の形態では、前記免震装置９に積層ゴムを用いているが、前記構造物１を支持することが可能で、かつ免震装置として機能するものであれば、何れを用いても良い。
また、第２の免震層１２は、前記連通空間７の直下に配置されているが、第１の免震層１１と異なる階層に設置されれば何れの高さ位置に配置されても良い。このとき、前記連通空間７は、上部構造１ａに位置することとなるため、連通空間７に備えられる前記エレベータ８も、上部構造１ａのみに備えられた構成となっている。したがって、改修後の下部構造１ｂにおいて、図２に示すように、下部構造１ｂに新たに連通空間７を設ければ、同一階層での乗り換えが必要になるものの、上部構造１ａと下部構造１ｂで、連続するエレベータ８の施設を設置できる。
さらに、第１の免震層１１と第２の免震層１２は、上下に連続する階層に各々配置されているが、第１の免震層１１が地上階に位置しており、第２の免震層１２が第１の免震層１１と異なる階層に備えられていれば、必ずしもこれにこだわるものではない。
また、前記第１の免震層１１は、水平に形成されているが、必ずしもこれにこだわるものではなく、少なくとも外周に位置する柱２に形成される第１の免震層１１が地上階の中間層に位置していれば、図３に示すように、階段状に配置する構成としても良い。
【００１４】
ところで、図２に示すように、これら第１の免震層１１及び第２の免震層１２は、その高さ方向の段差部１０ａが、前記第２の領域４と第１の領域５に跨って位置する前記梁３ａに当接することとなるが、この当接位置には開口部６が設けられている。このように、前記第２の領域４と第１の領域５に跨って位置する前記梁３ａに開口部６が設けられることにより、第１の免震層１１及び第２の免震層１２は、段差部１０ａが連通されて多段階免震層１０を形成する。該多段階免震層１０は、記免震装置９を備えることで、該多段階免震層１０より上方に位置する上部構造１ａの、下方に位置する下部構造１ｂに対する前記水平方向の挙動を絶縁し、前記構造物１全体の固有周期を長期化するとともに、上部構造１ａへの地震エネルギーの入力を抑制するため、前記構造物１には、多段階免震層１０を備える免震構造が形成されることとなる。
なお、前記開口部６は、地震等が発生した場合に、上部構造１ａが免震装置９を介して下部構造１ｂと異なる水平挙動を示す際の免震クリアランスとして機能するものである。したがって、開口部６には、前記上部構造１ａが水平挙動を示した際に、下部構造１ｂに抵触することのない十分な幅を確保しておく。
【００１５】
このとき、前記開口部６は梁３ａの何れの位置に設けても良く、前記第２の領域４の確保の仕方に応じて、適宜決定すればよい。つまり、前記構造物１に多段階免震層１０を付与する際に、現状機能を維持したい施設を含んだ第２の領域４が、平面計画でどのような平面視形状に構成されている場合にも、開口部６の位置を適宜調整することにより対応することができるものである。
なお、第２の領域４には、前記連通空間７のみならず、金融機関の倉庫、売り上げの多い売り場、発電機等の設備等、構造物の利用状況に応じて、現状機能を保持したい何れの施設をも含むことができ、図３に示すように、広領域を確保しても良い。
【００１６】
しかし、前記梁３ａに開口部６を設置すると、設置しない場合と比較して荷重等の鉛直方向に作用する力に対する耐力が低下することが考えられる。このため、前記梁３ａには、荷重等の鉛直方向に作用する力に対して、前記開口部６を設置する以前と同様の耐力を保持することを目的に、前記梁３ａの開口部６近傍を補強している。
前記梁３ａは、第２の領域４側に位置する柱２ａと第１の領域５側に位置する柱２ｂに架け渡されているが、例えば、図２に示すＡ部のように、前記第２の領域４の外周部近傍に柱２ａを配置させたい場合には、前記開口部６の配置位置を、前記第２の領域４側に位置する柱２ａとの取り合い部近傍に設置する。この場合には、該第２の領域４側に位置する柱２ａで前記免震装置９が備えられた高さ位置より下方に、第１の領域５に向けて水平に突出するブラケット１３を設け、該ブラケット１３の上面に支持部材１３ａを設置した上で、該支持部材１３ａに前記梁３における第１の領域５側の開口部６近傍を支持させる。
一方、図２に示すＢ部のように、前記第２の領域４の外周部に梁３ａを長く配置させたい場合には、前記開口部６の配置位置を前記第１の領域５側に位置する柱２ｂとの取り合い部近傍に設置する。この場合には、前記梁３ａより下方で、第１の領域５側に位置する柱２ｂに、第２の領域４に向けて水平に突出するブラケット１３を設け、該ブラケット１３の上面に免震装置９を介装した上で、該免震装置９に前記梁３における第２の領域４側の開口部６近傍を支持させる。
【００１７】
これにより、前記開口部６は、梁３の何れの位置に設けた場合にも、ブラケット１３に備えられた免震装置９もしくは支持部材１３ａを介して開口部６を支持されることから、荷重等の鉛直方向に作用する力に対する耐力は従来と変わることがないため、開口部６を有する該梁３ａを備える階層も、従来と同様に使用することができるものである。
【００１８】
上述する多段階免震層１０が構築された既存の構造物１は、地震等が発生すると、前記免震装置９に支持された上部構造１ａが下部構造１ｂに対して水平方向の異なる挙動を示すことから、前記開口部６の間隔が上部構造１ａの挙動に応じて伸縮する。このような前記開口部６の水平方向の伸縮に係る挙動に対応することを目的に、開口部６が形成される梁３ａに取り付く天井１４、床１５、及び第１の免震層１１及び第２の免震層１２の段差部１０ａに位置する壁１６等の天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａに可動部を構築する必要がある。以下に、これら天井１４、床１５及び壁１６の天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａ各々の可動部に備えられた天井可動装置１７、床可動装置２１、壁可動装置２６を詳述する。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、前記開口部６を有する梁３ａに備えられた天井１４は、一般部の梁３と同様に、天井仕上げ材１４ａと、該天井仕上げ材１４ａを梁３より吊り降ろす吊り材１４ｂにより構成されている。また、該天井仕上げ材１４ａには、前記梁３ａに備えられた開口部６と鉛直方向でほぼ同軸位置に、開口が設けられており、該開口を塞ぐように天井可動装置１７が備えられている。該天井可動装置１７は、前記天井仕上げ材１４ａと同一平面を形成して開口を塞ぐように配され、開口の一方の側部に鉛直方向に回転するヒンジ１９を介して、一方の側辺１８ａが取り付けられる可動天井仕上げ材１８と、天井仕上げ材１４ａの開口を広げる方向のテーパー面を持って、開口の他方の端部と前記梁３ａの底面を連結するように配される斜方板材２０により構成されている。ここで、前記ヒンジ１９が、水平面から鉛直下方向には回転しないように製作されているため、前記可動天井仕上げ材１８は、ヒンジ１９が取り付けられている一方の側辺１８ａを回転軸として、水平面より上方に回転するものの、水平面より下方へは回転しない構成となっている。
【００２０】
このような構成の天井可動装置１７は、地震等が生じると、前記多段階免震層１０に備えられた前記免震装置９が作動して前記上部構造１ａが水平方向に挙動し、前記梁３ａの開口部６の開口幅が小さくなると同時に天井仕上げ材１４ａの開口も小さくなる。これに伴い、前記可動天井仕上げ材１８の他方の側辺１８ｂには、斜方板材２０から押圧力が作用するため、図４（ｂ）に示すように、前記可動天井仕上げ材１８は、一方の側辺１８ａを回転軸として、他方の側辺１８ｂ近傍を斜方板材２０のテーパー面に沿わせながら上昇するように回転し、斜面を形成する。なお、前記可動天井仕上げ材１８を、よりスムーズに回転させることを目的に、可動天井仕上げ材１８の他方の側辺１８ｂの端面には、前記斜方板材２０のテーパー面と平行な面を形成させておくと良い。
【００２１】
これにより、天井仕上げ材１４ａの開口が狭まった場合にも、天井可動装置１７を構成する可動天井仕上げ材１８は、他方の側辺１８ｂ近傍を斜方板材２０のテーパー面に支持されて、斜面を形成しながら天井仕上げ材１４ａの開口を覆っており、損傷することがなく、天井可動装置１７は、天井１４の可動部として機能するものである。なお、天井可動装置１７を構成する可動天井仕上げ材１８は、斜方板材２０から押圧力が開放されれば、一方の側辺１８ａを回転軸として、他方の側辺１８ｂを斜方板材２０のテーパー面に沿わせながら下降するように回転し、水平面を形成するため、容易に通常時の状態に復元することができるものである。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、前記開口部６を有する梁３ａに備えられた床１５は、一般部の梁３と同様に、床仕上げ材１５ａと、前記梁３の上面に備えられて、表面を該床仕上げ材１５ａに覆われている床スラブ１５ｂにより構成されている。また、該床仕上げ材１５ａ及び床スラブ１５ｂには、前記梁３ａに備えられた開口部６と鉛直方向でほぼ同軸に、同様の幅を有する開口が設けられており、該開口を塞ぐように床可動装置２１が備えられている。該床可動装置２１は、前記床仕上げ材１５ａと同一平面を形成するして開口を塞ぐように配され、開口の一方の側部に鉛直方向に回転するヒンジ２３を介して、一方の側辺２２ａが取り付けられる可動床仕上げ材２２と、前記床スラブ１５ｂの開口に向けて水平方向に突出するように、床スラブ１５ｂ設けられた支持部材２４と、床仕上げ材１５ａの開口を狭める方向のテーパー面を持って、床仕上げ材１５ａの開口の他方の端部と前記支持部材２４とを連結するように配される斜方板材２５により構成されている。ここで、前記ヒンジ２３が、水平面から鉛直下方向には回転しないように製作されているため、前記可動床仕上げ材２２は、ヒンジ２３が取り付けられている一方の側辺２２ａを回転軸として、水平面より上方に回転するものの、水平面より下方へは回転しない構成となっている。
【００２３】
このような構成の床可動装置２１は、地震等が生じると、前記多段階免震層１０に備えられた前記免震装置９が作動して前記上部構造１ａが水平方向に挙動し、前記梁３ａの開口部６の開口幅が小さくなると同時に、床仕上げ材１５ａ及び床スラブ１５ｂの開口も小さくなる。これに伴い、前記可動床仕上げ材２２の他方の端辺２２ｂには、斜方板材２５から押圧力が作用するため、図５（ｂ）に示すように、前記可動床仕上げ材２２は、一方の側辺２２ａを回転軸として、他方の側辺２２ｂ近傍を斜方板材２５のテーパー面に沿いながら上昇するように回転し、斜面を形成する。なお、前記可動床仕上げ材２２を、よりスムーズに回転させることを目的に、可動床仕上げ材２２の他方の側辺２２ｂの端面には、前記斜方板材２５のテーパー面と平行な面を形成させておくと良い。
【００２４】
これにより、床仕上げ材１５ａ及び床スラブ１５ｂの開口が狭まった場合にも、床可動装置２１を構成する可動床仕上げ材２２は、他方の側辺２２ｂを斜方板材２５のテーパー面に支持されて、斜面を形成しながら床仕上げ材１５ａの開口を覆っており、損傷することがなく、床可動装置２１は、床１５の可動部として機能するものである。なお、可動床仕上げ材２２は、斜方板材２５から押圧力が開放されれば、一方の側辺２２ａを回転軸として、他方の側辺２２ｂを斜方板材２５のテーパー面に沿いながら下降するように回転し、水平面を形成するため、容易に通常時の状態に復元することができるものである。
【００２５】
図６（ａ）に示すように、前記壁１６は、壁仕上げ材１６ａと、表面を該壁仕上げ材１６ａに覆われている外壁躯体１６ｂにより構成されている。また、該壁仕上げ材１６ａ及び外壁躯体１６ｂには、前記多段階免震層１０の段差部１０ａと水平方向でほぼ同軸に、開口１６ｃが設けられており、該開口１６ｃを塞ぐように壁可動装置２６が備えられている。該壁可動装置２６は、前記壁仕上げ材１６ａと同一平面を形成するようにして開口を塞ぐように配され、開口の一方の側部に水平方向に回転するヒンジ２８を介して、一方の側辺２７ａが取り付けられる垂直壁部材２７と、前記開口１６ｃに向けて、水平方向に突出するように壁仕上げ材１６ａの裏面に設けられた支持部材２９と、開口１６ｃを狭める方向のテーパー面を持って、壁仕上げ材１６ａの開口の他方の端部と前記支持部材２９とを連結するように配される斜方板材３０により構成されている。ここで、前記ヒンジ２８が、壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面から後方向には回転しないように製作されているため、前記垂直壁部材２７は、ヒンジ２８が取り付けられている一方の側辺２７ａを回転軸として、壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面より外方に回転するものの、垂直面より内方へは回転しない構成となっている。
【００２６】
このような構成の壁可動装置２６は、地震等が生じると、前記多段階免震層１０に備えられた前記免震装置９が作動して前記上部構造１ａが水平方向に挙動し、前記梁３ａの開口部６の開口幅が小さくなると同時に、壁仕上げ材１６ａ及び外壁躯体１６ｂの開口１６ｃも小さくなる。これに伴い、前記垂直壁部材２７の他方の端辺２７ｂには、斜方板材３０から押圧力が作用するため、図６（ｂ）に示すように、前記垂直壁部材２７は、一方の側辺２７ａを回転軸として、他方の側辺２７ｂを斜方板材３０のテーパー面に沿わせながら壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面より外方に回転し、斜面を形成する。なお、前記垂直壁部材２７を、よりスムーズに回転させることを目的に、垂直壁部材２７の他方の側辺２７ｂの端面には、前記斜方板材３０のテーパー面と平行な面を形成させておくと良い。
【００２７】
これにより、壁仕上げ材１６ａ及び外壁躯体１６ｂの開口１６ｃが狭まった場合にも、壁可動装置２６を構成する垂直壁部材２７は、他方の側辺２７ｂを斜方板材３０のテーパー面に支持されて、斜面を形成しながら壁仕上げ材１６ａの開口を覆っており、損傷することがなく、壁可動装置２６は、壁１６の可動部として機能するものである。なお、垂直壁部材２７は、斜方板材３０から押圧力が開放されれば、一方の側辺２７ａを回転軸として、他方の側辺２７ｂを斜方板材３０のテーパー面に沿わせながら壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面に向けて内方に回転し、垂直面水平面を形成するため、容易に通常時の状態に復元することができるものである。
【００２８】
なお、上述する天井可動装置１７、床可動装置２１、壁可動装置２６は、一事例であって必ずしも上述する構成にこだわるものではなく、天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａの可動部に備えることが可能で、水平方向の伸縮を自在にすることのできる構成を有していれば、何れを用いても良い。
【００２９】
上述する構成によれば、構造物１の免震構造には、第１の領域５には、地上部の中間層に第１の免震層１１、第２の領域４には、第１の免震層１１と異なる階層内に第２の免震層１２が形成され、前記第２の領域４と第１の領域５との境界に位置する前記梁３ａには、第２の免震層１２と第１の免震層１１との高さ方向の段差部１０ａが当接する位置に、開口部６が設けられて、該開口部６を介して第２の免震層１２及び第１の免震層１１が連続する多段階免震層１０が形成される。
これにより、機械室などの建物全体の現状機能の維持に必要な施設が地下階にある場合に、その施設を含む領域を第２の領域４として多段階免震層１０を形成することにより、現状機能の維持に必要な施設が、多段階免震層１０の上方に位置する上部構造１ａとなるため、改修することなく現状のまま保持することができ、構造物１全体の機能を極力損なわずに免震性能を付与することができ、既存の構造物１に対する改修工事の影響を最小限に留めることが可能となる。
【００３０】
また、前記構造物１に備えられた連通空間７を第２の領域４に備えることにより、該連通空間７を多段階免震層１０より上方に位置する上部構造１ａとして改修することなく現状のまま保持することができるため、改修工事中であっても連通空間７に備えられるエレベータ８の使用ができるとともに、エレベータ８の断面を再編成する必要が無いため、連通空間７に係る改修工事も不要となり、工費削減、工期短縮に大きく寄与できるとともに、既存の構造物１の使用者に対する利便性を保持した状態で改修工事を実施することが可能となる。
【００３１】
前記梁３ａの開口部６近傍は、開口部６に隣接する柱２ａ、２ｂより水平に突出して設けられた前記ブラケット１３の上面に配置された免震装置９もしくは支持部材１３ａにより支持されることから、上部構造１ａの水平挙動を拘束することがないとともに、開口部６を備える以前に前記梁３ａが有していた鉛直方向の力が作用した際の耐力を、開口部６を備えた場合にも維持することができ、開口部６を有する梁３ａを備える階層にも、従来と同様の施設や設備を設置することができ、構造物１の利用者の利便性を保持することが可能となる。
【００３２】
前記梁３ａの開口部６、及び多段階免震層１０の段差部１０ａに取り付く構造物１の天井１４、床１５、壁１６の天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａには、伸縮自在な天井可動装置１７、床可動装置２１、壁可動装置２６を備えることから、震度５以下程度の地震であれば、構造物１の前記天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａを破壊することなく、ほぼ無被害で構造物１を保持することが可能であり、また震度６以上であっても、部分的な損傷や変形は避けられないものの、甚大な被害を回避することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の構造物の免震構造によれば、柱と梁を備える構造物の免震構造であって、前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成される。
これにより、機械室などの建物全体の現状機能の維持に必要な施設が地下階にある場合に、その施設を含む領域を所定領域として多段階免震層を形成することにより、現状機能の維持に必要な施設が、多段階免震層の上方に位置する上部構造となるため、改修することなく現状のまま保持することができ、構造物全体の機能を極力損なわずに免震性能を付与することができ、既存の構造物に対する改修工事の影響を最小限に留めることが可能となる。
そして、請求項１記載の構造物の免震構造では、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記所定領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における他の領域側の開口部近傍を、該所定領域側に位置する柱の前記免震装置が備えられた位置の下方より突出して設けられたブラケットに支持する。
また、請求項２記載の構造物の免震構造では、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記他の領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における所定領域側の開口部近傍を、該他の領域側に位置する柱より突出して設けられたブラケットに免震装置を介して支持する。
これにより、上部構造の水平挙動を拘束することがないとともに、開口部を備える以前に前記水平部材が有していた鉛直方向の力が作用した際の耐力を、開口部を備えた場合にも維持することができ、開口部を有する水平部材を備える階層にも、従来と同様の施設や設備を設置することができ、構造物の利用者の利便性を保持することが可能となる。
【００３４】
請求項３記載の構造物の免震構造によれば、前記構造物に、鉛直方向に連通する連通空間が備えられており、該連通空間が前記所定領域内に位置するとともに、前記第２の免震層が、連通空間の底部より下方に配置される。
これにより、該連通空間を多段階免震層より上方に位置する上部構造として改修することなく現状のまま保持することができるため、改修工事中であっても連通空間に備えられるエレベータの使用ができるとともに、エレベータの断面を再編成する必要が無いため、連通空間に係る改修工事も不要となり、工費削減、工期短縮に大きく寄与できるとともに、既存の構造物の使用者に対する利便性を保持した状態で改修工事を実施することが可能となる。
【００３６】
請求項４記載の構造物の免震構造によれば、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部に、水平方向に伸縮自在な可動装置が備えられることから、震度５以下程度の地震であれば、構造物の前記天井仕上げ材、床仕上げ材、壁仕上げ材を破壊することなく、ほぼ無被害で構造物を保持することが可能であり、また震度６以上であっても、部分的な損傷や変形は避けられないものの、甚大な被害を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る多段階免震層の概略を示す図である。
【図２】 本発明に係る多段階免震層の詳細を示す図である。
【図３】 本発明に係る多段階免震層を備えた構造物の他の事例を示す図である。
【図４】 本発明に係る天井仕上げ材の可動部に備えられる天井可動装置の詳細を示す図である。
【図５】 本発明に係る床仕上げ材の可動部に備えられる床可動装置の詳細を示す図である。
【図６】 本発明に係る壁仕上げ材の可動部に備えられる壁可動装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１ 構造物
２ 柱
３ 梁
４ 第２の領域
５ 第１の領域
６ 開口部
７ 連通空間
８ エレベータ
９ 免震装置
１０ 多段階免震層
１１ 第１の免震層
１２ 第２の免震層
１３ ブラケット
１４ 天井
１５ 床
１６ 壁
１７ 天井可動装置
１８ 可動天井仕上げ材
１９ ヒンジ
２０ 斜方板材
２１ 床可動装置
２２ 水平部材
２３ ヒンジ
２４ 支持部材
２５ 斜方板材
２６ 壁可動装置
２７ 垂直壁部材
２８ ヒンジ
２９ 支持部材
３０ 斜方板材
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の建物を免震化するための構造物の免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、構造物の免震構造は、構造物の上部構造と下部構造との間に免震装置を介装して免震層を形成することにより、構造物全体の固有周期を長期化するとともに、上部構造への地震エネルギーの入力を防ぐ構成が考案されている。こうした免震層は、免震レトロフィットとして、耐震安全性に課題を有している既存の構造物に対して付加されるケースが増えつつある。しかし、免震装置が介装される免震層を地上階に水平に配置すると、エレベータ等の縦重心線を有する装置が備えられた連通空間に免震層が抵触するため、地震等により免震装置が作動し上部構造が水平方向の挙動を示した際の、クリアランスを連通空間内に設けるべく、エレベータ等の装置のサイズを縮小する等して連通空間内を再編成をする必要が生じる。
このような中、特許文献１に示すように、構造物の所定領域には基礎上に、他の領域には地下階の中間層に各々免震層を設け、両者間の段差部が当接する水平部材に開口を設けて、多段階免震層を形成する構成が考案されている。このような多段階免震層を用いて、構造物の所定領域内に連通空間を備える構成とすれば、免震層と連通空間の抵触を回避することは可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２１９０４号公報（ｐ４、図１参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、免震層を地下階及び基礎上に配置すると、地震時に水平方向への挙動を生じる上部構造に地下階が含まれることから、地震等により免震装置が作動して上部構造が水平方向の挙動を示した際に、越境する可能性が考えられるとともに、免震ピットを新たに構築する必要が生じるため、膨大な工費が生じることとなる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、敷地に余裕のない既存構造物に、簡略な構成で安価に耐震性能を付加することのできる構造物の免震構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の構造物の免震構造は、柱と梁を備える構造物の免震構造であって、前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記所定領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における他の領域側の開口部近傍を、該所定領域側に位置する柱の前記免震装置が備えられた位置の下方より突出して設けられたブラケットに支持することを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の構造物の免震構造は、柱と梁を備える構造物の免震構造であって、前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記他の領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における所定領域側の開口部近傍を、該他の領域側に位置する柱より突出して設けられたブラケットに免震装置を介して支持することを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の構造物の免震構造は、前記構造物に、鉛直方向に連通する連通空間が備えられており、該連通空間が前記所定領域内に位置するとともに、前記第２の免震層が、連通空間の底部より下方に配置されることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の構造物の免震構造は、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部に、水平方向に伸縮自在な可動装置が備えられることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の構造物の免震構造は、既存構造物の少なくとも外周に位置する柱を含めた領域に対して、地上部の中間層に第１の免震層を形成するとともに、既存構造物内の所定領域には、該第１の免震層と異なる階層に第２の免震層を形成し、該第１の免震層と第２の免震層が連続する多段階免震層を形成することにより、地下階に現状機能を保持したい施設を備える場合や、鉛直方向に連続するエレベータ等を備えている既存構造物に対して、所定領域に現状機能を保持したい施設やエレベータ等を含める構成とすることで、敷地に余裕のないような場合であっても、エレベータや施設に改修を加えることなく、免震性能を付与することができるものである。
【００１２】
図１に示すように、既存の構造物１は、柱２と梁３を備えてなり、内方にはエレベータ８が設置された鉛直方向に延在する連通空間７が形成されている。該構造物１は地下階を有しており、前記連通空間７は地上階から地下階の中間層にまで連通している。
このような構造物１は、前記連通空間７を含む所定の広さを有する領域を第２の領域４、その他の領域を第１の領域５として区分しており、第２の領域４には、前記連通空間７の底部より下方に第２の免震層１２、第１の領域５には地上階の中間層に第１の免震層１１が形成されている。該第２の免震層１２は、第２の領域４に位置する前記柱２ａにおいて、前記連通空間７の底部より下方の所定位置に、免震装置９を介装することにより形成されており、第１の免震層１１は、第１の領域５に位置する前記柱２ｂにおいて、地上階の所定位置に、免震装置９を介装することにより形成されている。
【００１３】
なお、本実施の形態では、前記免震装置９に積層ゴムを用いているが、前記構造物１を支持することが可能で、かつ免震装置として機能するものであれば、何れを用いても良い。
また、第２の免震層１２は、前記連通空間７の直下に配置されているが、第１の免震層１１と異なる階層に設置されれば何れの高さ位置に配置されても良い。このとき、前記連通空間７は、上部構造１ａに位置することとなるため、連通空間７に備えられる前記エレベータ８も、上部構造１ａのみに備えられた構成となっている。したがって、改修後の下部構造１ｂにおいて、図２に示すように、下部構造１ｂに新たに連通空間７を設ければ、同一階層での乗り換えが必要になるものの、上部構造１ａと下部構造１ｂで、連続するエレベータ８の施設を設置できる。
さらに、第１の免震層１１と第２の免震層１２は、上下に連続する階層に各々配置されているが、第１の免震層１１が地上階に位置しており、第２の免震層１２が第１の免震層１１と異なる階層に備えられていれば、必ずしもこれにこだわるものではない。
また、前記第１の免震層１１は、水平に形成されているが、必ずしもこれにこだわるものではなく、少なくとも外周に位置する柱２に形成される第１の免震層１１が地上階の中間層に位置していれば、図３に示すように、階段状に配置する構成としても良い。
【００１４】
ところで、図２に示すように、これら第１の免震層１１及び第２の免震層１２は、その高さ方向の段差部１０ａが、前記第２の領域４と第１の領域５に跨って位置する前記梁３ａに当接することとなるが、この当接位置には開口部６が設けられている。このように、前記第２の領域４と第１の領域５に跨って位置する前記梁３ａに開口部６が設けられることにより、第１の免震層１１及び第２の免震層１２は、段差部１０ａが連通されて多段階免震層１０を形成する。該多段階免震層１０は、記免震装置９を備えることで、該多段階免震層１０より上方に位置する上部構造１ａの、下方に位置する下部構造１ｂに対する前記水平方向の挙動を絶縁し、前記構造物１全体の固有周期を長期化するとともに、上部構造１ａへの地震エネルギーの入力を抑制するため、前記構造物１には、多段階免震層１０を備える免震構造が形成されることとなる。
なお、前記開口部６は、地震等が発生した場合に、上部構造１ａが免震装置９を介して下部構造１ｂと異なる水平挙動を示す際の免震クリアランスとして機能するものである。したがって、開口部６には、前記上部構造１ａが水平挙動を示した際に、下部構造１ｂに抵触することのない十分な幅を確保しておく。
【００１５】
このとき、前記開口部６は梁３ａの何れの位置に設けても良く、前記第２の領域４の確保の仕方に応じて、適宜決定すればよい。つまり、前記構造物１に多段階免震層１０を付与する際に、現状機能を維持したい施設を含んだ第２の領域４が、平面計画でどのような平面視形状に構成されている場合にも、開口部６の位置を適宜調整することにより対応することができるものである。
なお、第２の領域４には、前記連通空間７のみならず、金融機関の倉庫、売り上げの多い売り場、発電機等の設備等、構造物の利用状況に応じて、現状機能を保持したい何れの施設をも含むことができ、図３に示すように、広領域を確保しても良い。
【００１６】
しかし、前記梁３ａに開口部６を設置すると、設置しない場合と比較して荷重等の鉛直方向に作用する力に対する耐力が低下することが考えられる。このため、前記梁３ａには、荷重等の鉛直方向に作用する力に対して、前記開口部６を設置する以前と同様の耐力を保持することを目的に、前記梁３ａの開口部６近傍を補強している。
前記梁３ａは、第２の領域４側に位置する柱２ａと第１の領域５側に位置する柱２ｂに架け渡されているが、例えば、図２に示すＡ部のように、前記第２の領域４の外周部近傍に柱２ａを配置させたい場合には、前記開口部６の配置位置を、前記第２の領域４側に位置する柱２ａとの取り合い部近傍に設置する。この場合には、該第２の領域４側に位置する柱２ａで前記免震装置９が備えられた高さ位置より下方に、第１の領域５に向けて水平に突出するブラケット１３を設け、該ブラケット１３の上面に支持部材１３ａを設置した上で、該支持部材１３ａに前記梁３における第１の領域５側の開口部６近傍を支持させる。
一方、図２に示すＢ部のように、前記第２の領域４の外周部に梁３ａを長く配置させたい場合には、前記開口部６の配置位置を前記第１の領域５側に位置する柱２ｂとの取り合い部近傍に設置する。この場合には、前記梁３ａより下方で、第１の領域５側に位置する柱２ｂに、第２の領域４に向けて水平に突出するブラケット１３を設け、該ブラケット１３の上面に免震装置９を介装した上で、該免震装置９に前記梁３における第２の領域４側の開口部６近傍を支持させる。
【００１７】
これにより、前記開口部６は、梁３の何れの位置に設けた場合にも、ブラケット１３に備えられた免震装置９もしくは支持部材１３ａを介して開口部６を支持されることから、荷重等の鉛直方向に作用する力に対する耐力は従来と変わることがないため、開口部６を有する該梁３ａを備える階層も、従来と同様に使用することができるものである。
【００１８】
上述する多段階免震層１０が構築された既存の構造物１は、地震等が発生すると、前記免震装置９に支持された上部構造１ａが下部構造１ｂに対して水平方向の異なる挙動を示すことから、前記開口部６の間隔が上部構造１ａの挙動に応じて伸縮する。このような前記開口部６の水平方向の伸縮に係る挙動に対応することを目的に、開口部６が形成される梁３ａに取り付く天井１４、床１５、及び第１の免震層１１及び第２の免震層１２の段差部１０ａに位置する壁１６等の天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａに可動部を構築する必要がある。以下に、これら天井１４、床１５及び壁１６の天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａ各々の可動部に備えられた天井可動装置１７、床可動装置２１、壁可動装置２６を詳述する。
【００１９】
図４（ａ）に示すように、前記開口部６を有する梁３ａに備えられた天井１４は、一般部の梁３と同様に、天井仕上げ材１４ａと、該天井仕上げ材１４ａを梁３より吊り降ろす吊り材１４ｂにより構成されている。また、該天井仕上げ材１４ａには、前記梁３ａに備えられた開口部６と鉛直方向でほぼ同軸位置に、開口が設けられており、該開口を塞ぐように天井可動装置１７が備えられている。該天井可動装置１７は、前記天井仕上げ材１４ａと同一平面を形成して開口を塞ぐように配され、開口の一方の側部に鉛直方向に回転するヒンジ１９を介して、一方の側辺１８ａが取り付けられる可動天井仕上げ材１８と、天井仕上げ材１４ａの開口を広げる方向のテーパー面を持って、開口の他方の端部と前記梁３ａの底面を連結するように配される斜方板材２０により構成されている。ここで、前記ヒンジ１９が、水平面から鉛直下方向には回転しないように製作されているため、前記可動天井仕上げ材１８は、ヒンジ１９が取り付けられている一方の側辺１８ａを回転軸として、水平面より上方に回転するものの、水平面より下方へは回転しない構成となっている。
【００２０】
このような構成の天井可動装置１７は、地震等が生じると、前記多段階免震層１０に備えられた前記免震装置９が作動して前記上部構造１ａが水平方向に挙動し、前記梁３ａの開口部６の開口幅が小さくなると同時に天井仕上げ材１４ａの開口も小さくなる。これに伴い、前記可動天井仕上げ材１８の他方の側辺１８ｂには、斜方板材２０から押圧力が作用するため、図４（ｂ）に示すように、前記可動天井仕上げ材１８は、一方の側辺１８ａを回転軸として、他方の側辺１８ｂ近傍を斜方板材２０のテーパー面に沿わせながら上昇するように回転し、斜面を形成する。なお、前記可動天井仕上げ材１８を、よりスムーズに回転させることを目的に、可動天井仕上げ材１８の他方の側辺１８ｂの端面には、前記斜方板材２０のテーパー面と平行な面を形成させておくと良い。
【００２１】
これにより、天井仕上げ材１４ａの開口が狭まった場合にも、天井可動装置１７を構成する可動天井仕上げ材１８は、他方の側辺１８ｂ近傍を斜方板材２０のテーパー面に支持されて、斜面を形成しながら天井仕上げ材１４ａの開口を覆っており、損傷することがなく、天井可動装置１７は、天井１４の可動部として機能するものである。なお、天井可動装置１７を構成する可動天井仕上げ材１８は、斜方板材２０から押圧力が開放されれば、一方の側辺１８ａを回転軸として、他方の側辺１８ｂを斜方板材２０のテーパー面に沿わせながら下降するように回転し、水平面を形成するため、容易に通常時の状態に復元することができるものである。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、前記開口部６を有する梁３ａに備えられた床１５は、一般部の梁３と同様に、床仕上げ材１５ａと、前記梁３の上面に備えられて、表面を該床仕上げ材１５ａに覆われている床スラブ１５ｂにより構成されている。また、該床仕上げ材１５ａ及び床スラブ１５ｂには、前記梁３ａに備えられた開口部６と鉛直方向でほぼ同軸に、同様の幅を有する開口が設けられており、該開口を塞ぐように床可動装置２１が備えられている。該床可動装置２１は、前記床仕上げ材１５ａと同一平面を形成するして開口を塞ぐように配され、開口の一方の側部に鉛直方向に回転するヒンジ２３を介して、一方の側辺２２ａが取り付けられる可動床仕上げ材２２と、前記床スラブ１５ｂの開口に向けて水平方向に突出するように、床スラブ１５ｂ設けられた支持部材２４と、床仕上げ材１５ａの開口を狭める方向のテーパー面を持って、床仕上げ材１５ａの開口の他方の端部と前記支持部材２４とを連結するように配される斜方板材２５により構成されている。ここで、前記ヒンジ２３が、水平面から鉛直下方向には回転しないように製作されているため、前記可動床仕上げ材２２は、ヒンジ２３が取り付けられている一方の側辺２２ａを回転軸として、水平面より上方に回転するものの、水平面より下方へは回転しない構成となっている。
【００２３】
このような構成の床可動装置２１は、地震等が生じると、前記多段階免震層１０に備えられた前記免震装置９が作動して前記上部構造１ａが水平方向に挙動し、前記梁３ａの開口部６の開口幅が小さくなると同時に、床仕上げ材１５ａ及び床スラブ１５ｂの開口も小さくなる。これに伴い、前記可動床仕上げ材２２の他方の端辺２２ｂには、斜方板材２５から押圧力が作用するため、図５（ｂ）に示すように、前記可動床仕上げ材２２は、一方の側辺２２ａを回転軸として、他方の側辺２２ｂ近傍を斜方板材２５のテーパー面に沿いながら上昇するように回転し、斜面を形成する。なお、前記可動床仕上げ材２２を、よりスムーズに回転させることを目的に、可動床仕上げ材２２の他方の側辺２２ｂの端面には、前記斜方板材２５のテーパー面と平行な面を形成させておくと良い。
【００２４】
これにより、床仕上げ材１５ａ及び床スラブ１５ｂの開口が狭まった場合にも、床可動装置２１を構成する可動床仕上げ材２２は、他方の側辺２２ｂを斜方板材２５のテーパー面に支持されて、斜面を形成しながら床仕上げ材１５ａの開口を覆っており、損傷することがなく、床可動装置２１は、床１５の可動部として機能するものである。なお、可動床仕上げ材２２は、斜方板材２５から押圧力が開放されれば、一方の側辺２２ａを回転軸として、他方の側辺２２ｂを斜方板材２５のテーパー面に沿いながら下降するように回転し、水平面を形成するため、容易に通常時の状態に復元することができるものである。
【００２５】
図６（ａ）に示すように、前記壁１６は、壁仕上げ材１６ａと、表面を該壁仕上げ材１６ａに覆われている外壁躯体１６ｂにより構成されている。また、該壁仕上げ材１６ａ及び外壁躯体１６ｂには、前記多段階免震層１０の段差部１０ａと水平方向でほぼ同軸に、開口１６ｃが設けられており、該開口１６ｃを塞ぐように壁可動装置２６が備えられている。該壁可動装置２６は、前記壁仕上げ材１６ａと同一平面を形成するようにして開口を塞ぐように配され、開口の一方の側部に水平方向に回転するヒンジ２８を介して、一方の側辺２７ａが取り付けられる垂直壁部材２７と、前記開口１６ｃに向けて、水平方向に突出するように壁仕上げ材１６ａの裏面に設けられた支持部材２９と、開口１６ｃを狭める方向のテーパー面を持って、壁仕上げ材１６ａの開口の他方の端部と前記支持部材２９とを連結するように配される斜方板材３０により構成されている。ここで、前記ヒンジ２８が、壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面から後方向には回転しないように製作されているため、前記垂直壁部材２７は、ヒンジ２８が取り付けられている一方の側辺２７ａを回転軸として、壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面より外方に回転するものの、垂直面より内方へは回転しない構成となっている。
【００２６】
このような構成の壁可動装置２６は、地震等が生じると、前記多段階免震層１０に備えられた前記免震装置９が作動して前記上部構造１ａが水平方向に挙動し、前記梁３ａの開口部６の開口幅が小さくなると同時に、壁仕上げ材１６ａ及び外壁躯体１６ｂの開口１６ｃも小さくなる。これに伴い、前記垂直壁部材２７の他方の端辺２７ｂには、斜方板材３０から押圧力が作用するため、図６（ｂ）に示すように、前記垂直壁部材２７は、一方の側辺２７ａを回転軸として、他方の側辺２７ｂを斜方板材３０のテーパー面に沿わせながら壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面より外方に回転し、斜面を形成する。なお、前記垂直壁部材２７を、よりスムーズに回転させることを目的に、垂直壁部材２７の他方の側辺２７ｂの端面には、前記斜方板材３０のテーパー面と平行な面を形成させておくと良い。
【００２７】
これにより、壁仕上げ材１６ａ及び外壁躯体１６ｂの開口１６ｃが狭まった場合にも、壁可動装置２６を構成する垂直壁部材２７は、他方の側辺２７ｂを斜方板材３０のテーパー面に支持されて、斜面を形成しながら壁仕上げ材１６ａの開口を覆っており、損傷することがなく、壁可動装置２６は、壁１６の可動部として機能するものである。なお、垂直壁部材２７は、斜方板材３０から押圧力が開放されれば、一方の側辺２７ａを回転軸として、他方の側辺２７ｂを斜方板材３０のテーパー面に沿わせながら壁仕上げ材１６ａと平行な垂直面に向けて内方に回転し、垂直面水平面を形成するため、容易に通常時の状態に復元することができるものである。
【００２８】
なお、上述する天井可動装置１７、床可動装置２１、壁可動装置２６は、一事例であって必ずしも上述する構成にこだわるものではなく、天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａの可動部に備えることが可能で、水平方向の伸縮を自在にすることのできる構成を有していれば、何れを用いても良い。
【００２９】
上述する構成によれば、構造物１の免震構造には、第１の領域５には、地上部の中間層に第１の免震層１１、第２の領域４には、第１の免震層１１と異なる階層内に第２の免震層１２が形成され、前記第２の領域４と第１の領域５との境界に位置する前記梁３ａには、第２の免震層１２と第１の免震層１１との高さ方向の段差部１０ａが当接する位置に、開口部６が設けられて、該開口部６を介して第２の免震層１２及び第１の免震層１１が連続する多段階免震層１０が形成される。
これにより、機械室などの建物全体の現状機能の維持に必要な施設が地下階にある場合に、その施設を含む領域を第２の領域４として多段階免震層１０を形成することにより、現状機能の維持に必要な施設が、多段階免震層１０の上方に位置する上部構造１ａとなるため、改修することなく現状のまま保持することができ、構造物１全体の機能を極力損なわずに免震性能を付与することができ、既存の構造物１に対する改修工事の影響を最小限に留めることが可能となる。
【００３０】
また、前記構造物１に備えられた連通空間７を第２の領域４に備えることにより、該連通空間７を多段階免震層１０より上方に位置する上部構造１ａとして改修することなく現状のまま保持することができるため、改修工事中であっても連通空間７に備えられるエレベータ８の使用ができるとともに、エレベータ８の断面を再編成する必要が無いため、連通空間７に係る改修工事も不要となり、工費削減、工期短縮に大きく寄与できるとともに、既存の構造物１の使用者に対する利便性を保持した状態で改修工事を実施することが可能となる。
【００３１】
前記梁３ａの開口部６近傍は、開口部６に隣接する柱２ａ、２ｂより水平に突出して設けられた前記ブラケット１３の上面に配置された免震装置９もしくは支持部材１３ａにより支持されることから、上部構造１ａの水平挙動を拘束することがないとともに、開口部６を備える以前に前記梁３ａが有していた鉛直方向の力が作用した際の耐力を、開口部６を備えた場合にも維持することができ、開口部６を有する梁３ａを備える階層にも、従来と同様の施設や設備を設置することができ、構造物１の利用者の利便性を保持することが可能となる。
【００３２】
前記梁３ａの開口部６、及び多段階免震層１０の段差部１０ａに取り付く構造物１の天井１４、床１５、壁１６の天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａには、伸縮自在な天井可動装置１７、床可動装置２１、壁可動装置２６を備えることから、震度５以下程度の地震であれば、構造物１の前記天井仕上げ材１４ａ、床仕上げ材１５ａ、壁仕上げ材１６ａを破壊することなく、ほぼ無被害で構造物１を保持することが可能であり、また震度６以上であっても、部分的な損傷や変形は避けられないものの、甚大な被害を回避することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の構造物の免震構造によれば、柱と梁を備える構造物の免震構造であって、前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成される。
これにより、機械室などの建物全体の現状機能の維持に必要な施設が地下階にある場合に、その施設を含む領域を所定領域として多段階免震層を形成することにより、現状機能の維持に必要な施設が、多段階免震層の上方に位置する上部構造となるため、改修することなく現状のまま保持することができ、構造物全体の機能を極力損なわずに免震性能を付与することができ、既存の構造物に対する改修工事の影響を最小限に留めることが可能となる。
そして、請求項１記載の構造物の免震構造では、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記所定領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における他の領域側の開口部近傍を、該所定領域側に位置する柱の前記免震装置が備えられた位置の下方より突出して設けられたブラケットに支持する。
また、請求項２記載の構造物の免震構造では、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記他の領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、前記水平部材における所定領域側の開口部近傍を、該他の領域側に位置する柱より突出して設けられたブラケットに免震装置を介して支持する。
これにより、上部構造の水平挙動を拘束することがないとともに、開口部を備える以前に前記水平部材が有していた鉛直方向の力が作用した際の耐力を、開口部を備えた場合にも維持することができ、開口部を有する水平部材を備える階層にも、従来と同様の施設や設備を設置することができ、構造物の利用者の利便性を保持することが可能となる。
【００３４】
請求項３記載の構造物の免震構造によれば、前記構造物に、鉛直方向に連通する連通空間が備えられており、該連通空間が前記所定領域内に位置するとともに、前記第２の免震層が、連通空間の底部より下方に配置される。
これにより、該連通空間を多段階免震層より上方に位置する上部構造として改修することなく現状のまま保持することができるため、改修工事中であっても連通空間に備えられるエレベータの使用ができるとともに、エレベータの断面を再編成する必要が無いため、連通空間に係る改修工事も不要となり、工費削減、工期短縮に大きく寄与できるとともに、既存の構造物の使用者に対する利便性を保持した状態で改修工事を実施することが可能となる。
【００３６】
請求項４記載の構造物の免震構造によれば、前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部に、水平方向に伸縮自在な可動装置が備えられることから、震度５以下程度の地震であれば、構造物の前記天井仕上げ材、床仕上げ材、壁仕上げ材を破壊することなく、ほぼ無被害で構造物を保持することが可能であり、また震度６以上であっても、部分的な損傷や変形は避けられないものの、甚大な被害を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る多段階免震層の概略を示す図である。
【図２】 本発明に係る多段階免震層の詳細を示す図である。
【図３】 本発明に係る多段階免震層を備えた構造物の他の事例を示す図である。
【図４】 本発明に係る天井仕上げ材の可動部に備えられる天井可動装置の詳細を示す図である。
【図５】 本発明に係る床仕上げ材の可動部に備えられる床可動装置の詳細を示す図である。
【図６】 本発明に係る壁仕上げ材の可動部に備えられる壁可動装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
１ 構造物
２ 柱
３ 梁
４ 第２の領域
５ 第１の領域
６ 開口部
７ 連通空間
８ エレベータ
９ 免震装置
１０ 多段階免震層
１１ 第１の免震層
１２ 第２の免震層
１３ ブラケット
１４ 天井
１５ 床
１６ 壁
１７ 天井可動装置
１８ 可動天井仕上げ材
１９ ヒンジ
２０ 斜方板材
２１ 床可動装置
２２ 水平部材
２３ ヒンジ
２４ 支持部材
２５ 斜方板材
２６ 壁可動装置
２７ 垂直壁部材
２８ ヒンジ
２９ 支持部材
３０ 斜方板材
Claims (4)
- 柱と梁を備える構造物の免震構造であって、
前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、
前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、
前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成され、
前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記所定領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、
前記水平部材における他の領域側の開口部近傍を、該所定領域側に位置する柱の前記免震装置が備えられた位置の下方より突出して設けられたブラケットに支持することを特徴とする構造物の免震構造。 - 柱と梁を備える構造物の免震構造であって、
前記構造物の少なくとも外周に位置する柱には、地上部の中間層内に免震装置が介装されて、第１の免震層が形成されるとともに、
前記構造物内の所定領域における柱には、前記第１の免震層と異なる階層内に免震装置が介装されて、第２の免震層が形成され、
前記所定領域と他の領域との境界に位置する水平部材には、第１の免震層と第２の免震層との高さ方向の段差部が当接する位置に、開口部が設けられて、第１の免震層及び第２の免震層が連続する多段階免震層が形成され、
前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部が、前記他の領域側に位置する柱との取り合い部近傍に設けられており、
前記水平部材における所定領域側の開口部近傍を、該他の領域側に位置する柱より突出して設けられたブラケットに免震装置を介して支持することを特徴とする構造物の免震構造。 - 請求項１または２に記載の構造物の免震構造において、
前記構造物に、鉛直方向に連通する連通空間が備えられており、
該連通空間が前記所定領域内に位置するとともに、前記第２の免震層が、連通空間の底部より下方に配置されることを特徴とする構造物の免震構造。 - 請求項１から３の何れか１項に記載の構造物の免震構造において、
前記所定領域と他の領域との境界に位置する前記水平部材に備えられた開口部に、水平方向に伸縮自在な可動装置が備えられることを特徴とする構造物の免震構造。
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