JP4596146B2

JP4596146B2 - 浮力を利用した免震構造

Info

Publication number: JP4596146B2
Application number: JP2005137342A
Authority: JP
Inventors: 剛野津; 巧大山
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: JP2006316425A

Description

本発明は、水の浮力を利用して建物の免震性能を向上させた免震構造に関するものである。

図２は、本出願人が先に提案した浮力を利用した免震構造（例えば、特許文献１参照）の概略説明図である。この免震構造は、免震装置１を介して支持した建物２を貯水ピット（掘割）３で取り囲み、貯水ピット３内に水５を貯えて前記建物２の下部を水没させることにより、水の浮力と免震装置１で建物２の自重を支持したものである。

このように、貯水ピット３内に水５を入れて浮力を持たせ、免震装置１に作用する建物２の鉛直荷重を低下させることにより、建物が１回揺れるのにかかる固有周期を長くすることができる。そのため、軟弱地盤帯でも高い免震性能を発揮することができるようになる。
特開２００４−２７７３２号公報

ところで、貯水ピット３内には常に水が貯えられているので、水質等の管理が必要であり、例えば、地下水の流入や飛来物による汚染等の問題に対処しなくてはならない。また、蒸発等による水位低下によって浮力が変動するので、水位を一定範囲に管理しておかなくてはならない。水位低下に対処する案としては、水道水を注入することを想定している。

ところが、建物の規模が大きくなると、水道水の注水量も大量になることが予測されるため、ランニングコストをできるだけ低く抑える必要性が出てくる。

本発明は、上記事情を考慮し、貯水ピット内の水位を維持するためのランニングコストを極力低く抑えることができるようにした、浮力を利用した免震構造を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、免震装置を介して支持した建物を貯水ピットで取り囲み、貯水ピット内に水を貯えて前記建物の下部を水没させることにより、水の浮力と前記免震装置で前記建物の自重を支持した建物の免震構造において、雨水を集めて貯留する集水槽と、該集水槽内の水を前記貯水ピットに補給する雨水補給手段とを具備することを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の浮力を利用した建物の免震構造であって、前記雨水補給手段とは別に、貯水ピット内に水道水を補給する水道水補給手段を具備することを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の浮力を利用した建物の免震構造であって、前記貯水ピット内の水を循環させながら水質管理手段により水質管理する循環式水処理系を備えると共に、前記雨水補給手段として、集水槽内の水をバルブを介して前記水質管理手段の手前で前記循環式水処理系に合流させる雨水合流路を備えることを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の浮力を利用した建物の免震構造であって、前記貯水ピット内の水位を一定範囲に維持する水位管理手段を有することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、集水槽に貯めておいた雨水を、雨水補給手段により必要に応じて貯水ピットに補給することができるので、雨量が十分にある場合は、水道水の補給の必要を無くすか、水道水の補給の必要がある場合でも、その量をできるだけ少なくすることができる。従って、ランニングコストを抑制する効果が得られる。

請求項２の発明によれば、雨水補給手段とは別に、貯水ピット内に水道水を補給する水道水補給手段を備えたので、雨水だけで賄えない場合に備えることができる。

請求項３の発明によれば、貯水ピット内の水を循環させながら水質管理手段により水質管理する循環式水処理系を備えるので、貯水ピット内の水質を常に清潔な状態に保つことができる。また、集水槽の貯めておいた雨水を、バルブを介して水質管理手段の手前で循環式水処理系に合流させるので、清浄化した上で雨水を貯水ピット内に補給することができる。

請求項４の発明によれば、貯水ピット内の水位を一定範囲に維持する水位管理手段を備えたので、雨水や水道水を、必要に応じた量だけ補給することによって、貯水ピット内の水位を一定の範囲に保つことができる。

図１は実施形態の浮力を利用した免震構造の要部構成図である。
この浮力を利用した免震構造は、免震装置１を介して支持した建物２を貯水ピット（掘割）３で取り囲み、貯水ピット３内に水５を貯えて建物２の下部を水没させることにより、水の浮力と免震装置１で建物２の自重を支持したものであり、貯水ピット３内の水５を循環させながら水質管理手段（後述）により水質管理する循環式水処理系１０と、雨水Ｗ２を集めて貯留する集水槽２５とを備えている。

循環式水処理系１０の配管１０Ａの途中には、配管１０Ａを通して一定方向に水を流通させる循環ポンプ１１と、水質管理手段としてのスクリーン１２、砂濾過装置１３、薬剤添加装置１４とが配設されている。ポンプ１１、スクリーン１２、砂濾過装置１３、薬剤添加装置１４は、上流側からこの順に並んでおり、薬剤添加装置１４は、薬剤注入ポンプ１５により混合槽１６に薬剤を注入し、混合槽１６内で薬剤を水と混合して、配管１０Ａの下流側に流すようになっている。

この他に、配管１０Ａのポンプ１１の手前（上流側）には、切替バルブ１７が配設されている。この切替バルブ１７は、３つの入口ポート１７ａ、１７ｂ、１７ｃの１つを、ポンプ１１につながる出口ポート１７ｄに選択的に連通させることができるものであり、第１の入口ポート１７ａには、貯水ピット３の排水溝６につながる配管１０ａが接続されている。

また、第２の入口ポート１７ｂには、集水槽２５内に貯めた雨水Ｗ２を、ポンプ１１の手前で循環式水処理系１０に合流させる雨水合流管（雨水合流路、雨水補給手段）２６が接続されている。また、第３の入口ポート１７ｃには、水道水Ｗ１を補給するための水道水補給管（水道水補給手段）２１が接続されている。

また、この免震構造は、貯水ピット３内の水位を一定範囲に維持するための水位管理手段５１を有している。この水位管理手段５１は、貯水ピット３内の水位を検出する水位センサ５２の検出信号に応じて切替バルブ１７を駆動制御することにより、貯水ピット３内の水位を一定に管理する機能を有している。

即ち、通常時は、連続または不連続でポンプ１１を駆動して、循環式水処理系１０内に貯水ピット３の水を循環させることにより、水質を管理する。このときは、切替バルブ１７は、第１の入口ポート１７ａを開けている。

そして、蒸発等により貯水ピット３内の水位が低下した場合は、切替バルブ１７を操作して第２の入口ポート１７ｂを開く。そうすると、集水槽２５内に溜まっている雨水Ｗ２が循環式水処理系１０内に合流する。それにより、循環式水処理系１０内のスクリーン１２、砂濾過装置１３、薬剤添加装置１４を順次通過して清浄化された水が、貯水ピット３内に補給される。水位が一定範囲に復帰したら、通常運転に戻す。

また、補給すべき雨水が不足する場合は、切替バルブ１７を操作して第３の入口ポート１７ｃを開き、水道水Ｗ１を循環式水処理系１０内に補給する。それにより、貯水ピット３内の水位を一定に管理することができる。

一般的に貯水ピット３内の水位は、常時１〜２ｍ程度の変化が許容できるように設計してある。従って、その範囲内にあるうちは、雨水による補給で十分に賄うことができ、最低設計水位になるまでに降雨があれば、水道水Ｗ１の補給の必要はない。そして万一、晴天が続き、水面が許容値以下になったときには、切替バルブ１７を操作して水道水Ｗ１を補給すればよい。

従って、貯水ピット３内の水位維持のために水道水Ｗ１を補給する必要がほとんどなくなり、ランニングコストの低減が図れる。また、切替バルブ１７の操作だけで水道水Ｗ１の補給も可能なため、万一のときにも安心できる。また、貯水ピット３内の水５を循環させながら水質管理できるので、貯水ピット３の水質を常に清潔な状態に保つことができる。また、雨水を補給する場合は、循環式水処理系に合流させてから貯水ピット３に導入するので、貯水ピット３内を汚染することもない。

本発明の実施形態の要部構成図である。従来の浮力を利用した免震構造の断面図である。

符号の説明

１免震装置
２建物
３貯水ピット
５水
１０循環式水処理系
１１ポンプ
１２スクリーン
１３砂濾過装置
１４薬剤添加装置
１７切替バルブ
２１水道水補給管（水道水補給手段）
２５集水槽
２６雨水合流管（雨水合流手段）
５１水位管理手段
Ｗ１水道水
Ｗ２雨水

Claims

免震装置を介して支持した建物を貯水ピットで取り囲み、貯水ピット内に水を貯えて前記建物の下部を水没させることにより、水の浮力と前記免震装置で前記建物の自重を支持した建物の免震構造において、
雨水を集めて貯留する集水槽と、該集水槽内の水を前記貯水ピットに補給する雨水補給手段とを具備することを特徴とする浮力を利用した建物の免震構造。
前記雨水補給手段とは別に、貯水ピット内に水道水を補給する水道水補給手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の浮力を利用した建物の免震構造。
前記貯水ピット内の水を循環させながら水質管理手段により水質管理する循環式水処理系を備えると共に、前記雨水補給手段として、集水槽内の水をバルブを介して前記水質管理手段の手前で前記循環式水処理系に合流させる雨水合流路を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の浮力を利用した建物の免震構造。
前記貯水ピット内の水位を一定範囲に維持する水位管理手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浮力を利用した建物の免震構造。