JP4210682B2 - 免震構造物 - Google Patents

Description

本願発明は免震構造物に関するものである。

従来の免震構造物としては、例えば特開２００１−２８８９２７号の発明が知られている。これは基礎と上部躯体との間に、積層ゴム支承からなる免震装置が適宜間隔ごとに設置されて上部躯体を支持し、この免震装置で地震時における構造物に作用する水平変位を吸収している。

特開２００１−２８８９２７号公報

しかし、上記の免震構造物においては、例えば震度２〜３以下の中小の地震や風などによる揺れでも免震装置が作動するために、高層階においては大きな揺れがいつまでも続く他、建物が常に揺れているといった不具合があった。

本願発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、例えば震度２〜３以下の中小の地震や風などによる揺れでは免震装置が作動せず、例えば震度３を越える地震などが発生した場合にのみ免震装置を作動させることができる免震構造物を提供することである。

以上の課題を解決するための免震構造物は、基礎と上部躯体との間に免震装置と制振ダンパとが設置されて上部駆体が支持され、該制振ダンパは、基礎に設置された下部固定体および上部駆体に設置された上部固定体と、矩形状の破砕体とから構成され、該破砕体の上下面には長さ方向に沿って、波形鋼板で覆った波形の凹凸部が形成され、該凹凸部が上下の固定体の凹凸部に嵌合された破砕体は長さ方向に移動しないように固定され、かつ凹凸部と直交する方向には移動可能とし、破砕体の側面には破壊用凹溝が形成されたことを特徴とする。

例えば震度２〜３以下の微震動や弱震動などの中小の地震や風などによる揺れによっては制振ダンパが破壊されないため免震装置が作動せず、例えば震度３を越える地震などが発生した場合には、制振ダンパが破壊されて免震装置が作動するため、震度３以下の中小の地震や風などの微震動や弱震動によって建物がいつまでも揺れ続けることや、常に揺れているという不具合を解消することができる。また破砕体は、上下固定体における対向した二枚の固定板の間に挿入されてボルトで固定されているため、ボルトを取り外すことにより、上下の固定体を基礎と上部駆体とに固定したままで、破砕体のみを取り外すことができる。また破砕体は凹凸部で固定体と嵌合しているため長さ方向には移動しないが、この凹凸部と直交する方向には移動できるため、破壊後の取り外しや交換が簡単にできる。

以下、本願発明の免震構造物の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成は異なった符号を付して説明する。

図１〜図４は第１の実施の形態の免震構造物１である。この免震構造物１は、基礎２における上部躯体３の柱の位置する箇所に免震装置４が設置されて上部躯体３が支持されるとともに、該上部躯体３と基礎２との間、すなわち柱間に制振ダンパ５が設置されて構成されている。

免震装置４は、例えば積層ゴム６と鋼板７とからなり、この積層ゴム６が基礎２と上部躯体３との間の水平方向の相対変位で弾性変形することによって、水平方向の地震力を緩和して上部躯体３の揺れの周期を大きくして、地震などによって基礎２から上部躯体３に伝播しようとする震動を緩和し、上部躯体３に生じる応力や変形を小さく抑えるものである。この免震装置４は、いわゆる震度３を越える地震に対応するものであり、震度３以下の中小の地震や風などの揺れに対しては制振ダンパ５で免震装置４を作動させないようにしている。

この制振ダンパ５はＸ方向およびＹ方向の横揺れに対応するため、免震装置４が設置された柱を繋ぐ大梁８と基礎梁９との間に設置されている。この制振ダンパ５は破砕体１０と固定体１１とから構成され、該固定体１１が下部固定体１３と上部固定体１４とからなっている。これらの固定体１３、１４は基礎２と上部躯体３とにボルト１２でそれぞれ設置され、対向した二枚の固定板１５の間には破砕体１０が挿入されて固定ボルト１６で固定されている。したがって、上下の固定体１３、１４がボルト１２を取り外すことにより、大梁８および基礎梁９から簡単に取り外せるとともに、破砕体１０も固定ボルト１６を取り外すことにより固定板１５から簡単に取り外せるようになっている。

この破砕体１０は繊維補強コンクリート、ガラス、プラスチック、金属で形成された方形の棒体であり、両側面、すなわち固定板１５に沿った側には、震動による破壊を補助する破壊用凹溝１７が形成されている。したがって、例えば震度２〜３以下の中小の地震や風などの揺れでは破砕体１０が破壊されないため免震装置４は作動しないが、例えば震度３を越える地震などが発生した場合には、図４に示すように、破壊用凹溝１７から破壊されて免震装置４が作動するようになっている。また破砕体１０は震度３を越える地震などで破砕されたとしても簡単に取り代えることができる。

なお破砕体１０は、図５の（１）に示すように、断面方形の筒体、または同図の（２）に示すように、断面円形、または断面円形の筒体（図示せず）であってもよい。

また図６および図７は第２の実施の形態の免震構造物１８である。この免震構造物１８は制振ダンパ１９の破砕体２０を矩形板にしたものであり、これ以外は第１の実施の形態の免震構造物１と同じ構成である。この破砕体２０も上下の固定板１５に挿入されて固定ボルト１６で固定されるので、この固定ボルト１６を取り外すことにより、固定板１５から取り外せるようになっている。また上記と同じように固定板１５に沿った両側面に震動による破壊を補助する破壊用凹溝１７が形成されている。したがって、例えば震度２〜３以下の中小の地震や風などの揺れでは破砕体２０が破壊されないため免震装置４は作動しないが、例えば震度３を越える地震などが発生した場合には、図４に示すように、破壊用凹溝１７から破壊されて免震装置４が作動するようになっている。

また図８および図９は第３の実施の形態の免震構造物２１である。この免震構造物２１は制振ダンパ２２の破砕体２３の上下面を波形鋼板２４で覆った波形の凹凸部２５に形成し、この凹凸部２５を固定体１３、１４の凹凸部２６に嵌合して構成されている。したがって、この破砕体２３は凹凸部２５、２６でかみ合っているため長さ方向には移動しないが、この凹凸部２５、２６と直行する方向には移動できるため、固定体１３、１４から外れるようになっており、破砕後の取り外しや交換が簡単にできる。また上下固定体１３、１４の凹凸部２６にも波形鋼板２４がアンカーボルト２７で取り付けられている。

この制振ダンパ２２は、破砕体２３と上下固定体１３、１４とをかみ合わせた状態で、大梁８および基礎梁９間に設置するが、これらを取り外して上下の固定体１３、１４を大梁８および基礎梁９に固定した後に、これらの間に破砕体２３を嵌め込むようにしても良く、上下の長さ調整は大梁８および基礎梁９と上下の固定体１３、１４との間に調整板（図示せず）等を挟み込んで行うようにする。

これも上記と同様に、例えば震度２〜３以下の中小の地震や風などの揺れでは破砕体２３が破壊されないため免震装置４は作動しないが、例えば震度３を越える地震が発生した場合には、破壊用凹溝１７から破壊されて免震装置４が作動するようになっている。

図１０および図１１は第４の実施の形態の免震構造物２８である。この免震構造物２８は制振ダンパ２９が異なる以外は、第１の実施の形態の免震構造物１と同じ構成である。この制振ダンパ２９は基礎２側に設置した下部固定体１３と、上部躯体３側に設置した上部固定体１４との間に筒状の破砕体３０が設置されて構成されている。

この破砕体３０はガラス、プラスチック、外周にカーボンファイバ、グラスファイバ、アラミド繊維などを巻き付けたコンクリートで形成され、上部固定体３１から下側に突出した上部突起３２が上部筒内に、下部固定体３３から上側に突出した下部突起３４が下部筒内にそれぞれ嵌入され、これらの突起３２、３４との間にポリブタジェンゴム、シリコンまたはプラスチックなどの充填材３５が充填されている。したがって、上記と同じように震度２〜３以下の中小の地震や風などの揺れでは破砕体３０が破壊されないため免震装置４は作動しないが、例えば震度３を越える地震が発生した場合には、破砕体３０が破壊されて免震装置４が作動するようになっている。

また上下固定体３１、３３は金属製の円柱体であり、段部３６におけるボルト３７で大梁８および基礎梁９に固定され、このボルト３７を取り外すと、大梁８および基礎梁９から簡単に取り外せるようになっている。

この制振ダンパ２９は、破砕体３０と上下固定体３１、３３とを嵌合させた状態、すなわち上部固定体３１の上部突起３２が上部筒内に、下部固定体３３の下部突起３４が下部筒内にそれぞれ嵌入された状態で、大梁８および基礎梁９間に設置するが、上下突起間のクリアランス３８を利用して上下の微調整を行い、上下固定体３１、３３を固定した後に破砕体３０の上部から筒内にポリブタジェンゴムなどの充填材３５を充填する。

図１２および図１３は第５の実施の形態の免震構造物３９である。この免震構造物３９は制振ダンパ４０が異なる以外は、第１の実施の形態の免震装置１と同じ構成である。この制振ダンパ４０は、上部躯体３側の上部固定体４１から下側に伸びた上部側板４２と、基礎２側の下部固定体４３から上側に伸びた下部側板４４とで筒状の破砕体４５が挟まれて構成されている。

この破砕体４５はガラス、プラスチック、外周にカーボンファイバ、グラスファイバ、アラミド繊維などを巻き付けたコンクリートで形成されて、下部固定体４３に設置されている。そして、この側面が上部固定体４１の上部側板４２と、下部固定体４３の下部側板４４とで挟まれてボルト４７でそれぞれ固定されており、これらの側板４２、４４がＸ方向およびＹ方向に作用する力に対向して設置されている。したがって、上記と同じように震度２〜３以下の中小の地震や風などでは破砕体４５が破壊されないため免震装置４は作動しないが、例えば震度３を越える地震などが発生した場合には、ボルト４７の固定箇所で破砕体４５が破壊されて免震装置４が作動するようになっている。

また上下固定体４１、４３は、上記と同じように金属製の円柱体であり、段部３６におけるボルト３７で大梁８および基礎梁９に固定され、このボルト３７を取り外すと、大梁８および基礎梁９から簡単に取り外せるようになっている。

この制振ダンパ４０は、破砕体４５と上下固定体４１、４３とを嵌合させた状態、すなわち上部固定体の上部側板４２と、下部固定体の下部側板４４とで破砕体４５を挟み付けた状態で、大梁８および基礎梁９間に設置するが、上下の微調整を破砕体４５と上部固定体４１とのクリアランス４６を利用して行う。

なお、上記のような免震装置４と制振ダンパ５、１９、２２、２９、４０とは、基礎２と上部躯体３との間に設置したが、これに限らず上部躯体３の途中階に設置することもできる。

第１の実施の形態の免震構造物を示し、（１）は平面図、（２）は同断面図である。 （１）は制振ダンパの正面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線断面図である。 図２の（１）のＢ−Ｂ線断面図である。 制振ダンパの破砕体が破壊した断面図である。 （１）および（２）は他の破砕体の断面図である。 第２の実施の形態の免震構造物における制振ダンパの正面図である。 （１）は図６のＣ−Ｃ線断面図、（２）は同Ｄ−Ｄ線断面図である。 第３の実施の形態の免震構造物における制振ダンパの正面図である。 図８のＥ−Ｅ線断面図である。 第４の実施の形態の免震構造物における制振ダンパの正面図である。 （１）は図１０のＦ−Ｆ線断面図、（２）は同Ｇ−Ｇ線断面図である。 第５の実施の形態の免震構造物における制振ダンパの正面図である。 （１）は図１２のＨ−Ｈ線断面図、（２）は同Ｉ−Ｉ線断面図である。

符号の説明

１、１８、２１、２８、３９ 免震構造物
２ 基礎
３ 上部躯体
４ 免震装置
５、１９、２２、２９、４０ 制振ダンパ
６ 積層ゴム
７ 鋼板
８ 大梁
９ 基礎梁
１０、２０、２３、３０、４５ 破砕体
１１ 固定体
１２、３７、４７ ボルト
１３、３３、４３ 下部固定体
１４、３１、４１ 上部固定体
１５ 固定板
１６ 固定ボルト
１７ 破砕用凹溝
２４ 波形鋼板
２５、２６ 凹凸部
２７ アンカーボルト
３２ 上部突起
３４ 下部突起
３５ 充填材
３６ 段部
３８、４６ クリアランス
４２ 上部側板
４４ 下部側板

Claims (1)

1. 基礎と上部躯体との間に免震装置と制振ダンパとが設置されて上部駆体が支持され、該制振ダンパは、基礎に設置された下部固定体および上部駆体に設置された上部固定体と、矩形状の破砕体とから構成され、該破砕体の上下面には長さ方向に沿って、波形鋼板で覆った波形の凹凸部が形成され、該凹凸部が上下の固定体の凹凸部に嵌合された破砕体が長さ方向に移動しないように固定され、かつ凹凸部と直交する方向には移動可能とし、破砕体の側面には破壊用凹溝が形成されたことを特徴とする免震構造物。

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