JP4620182B1 - 木造または鉄骨造建築物の免震基礎装置 - Google Patents

木造または鉄骨造建築物の免震基礎装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 木造または鉄骨造建築物の免震基礎装置の部品点数の削減、システム組み立ての容易性及び建物荷重の耐強度性の増強を図ると共に地震の上下動及び全方位の水平動を免震。
【解決手段】 建築物の土台を載せる複数列の対向する構台間にわたり横長金属板を重ね合わせた本体Aと、本体Aを支持する横長金属板を重ね合わせた支持体Bと、本体Aと支持体B間に介挿する支持体BSとをシャフトSで連結し、シャフトリード長孔SLHにシャフトSを遊嵌し支持体Bを本体Aへ遊動可能に連結して上下動を免震。基礎ベースプレートCSにリードアンカーLAを固着し、基礎ベースプレートCSと支持体ベースプレートCに連通するリードアンカー遊動孔LAHを設けてリードアンカーLAを遊嵌し、支持体ベースプレートCをY方向へ遊動可能に連結、基礎ベースプレートCSをX方向へ遊動可能に連結し全方位の水平動を免震。
【選択図】 図2

Description

本発明は木造または鉄骨造建築物の免震基礎装置に関し、出願人の先願に係る免震基礎装置の改良発明である。
免震基礎装置に関する特許発明がある、特許文献1。
出願人の先願に係る未公開の免震基礎装置がある、特許文献2。
特許第3941961号公報。 特願2008−333422。
特許文献1に記載の特許発明は、建物の横揺れと縦揺れを免震すると共に揺れ止まり時に建物を元位置に固定するための免震基礎装置であり、構造が複雑で部品点数が多く、それに伴って組み立てが煩雑である。
特許文献2に記載の未公開の出願発明は、建物の土台を載せる構台に縦方向の複数の金属板からなる本体を連結し、縦方向の複数の金属板からなる支持体と、本体と支持体の間にスペーサー支持体を介挿し且つ横方向のシャフトで支持体を本体に上下摺動可能に挟持し、地盤に固着した横方向の基礎ベースプレート上に支持体を支える支持体ベースプレートを重ね合わせリードアンカーで水平方向へ摺動可能に連結し、リードアンカーを遊嵌するリードアンカー長孔を支持体ベースプレートのY方向と基礎ベースプレートのX方向へ設け、リードアンカーがリードアンカー長孔内を遊動することによりX方向とY方向への水平動を吸収して免震するものであり、したがつて90度に分かれるX方向とY方向への水平動をそれぞれ個別に分けて免震するが、X方向とY方向の中間方向への例えば45度方向の複雑な水平動に対しては有効に免震しない恐れがある。又、金属板の本体Aと支持体Bの空間に介挿した複数の支持体に形成されている傾斜角45度の斜面同士の圧接で構台に加わる建物の下降荷重を支持しているが、本体の外側の中央下部に固着した略二等辺三角形状の支持体に形成された山形の斜面を、支持体の内側に固着した略平行四辺形状の支持体に形成される一方の斜面と圧接させると共に、その他方の斜面を支持体の内側に固着した他の支持体の斜面と圧接させている構成であるため、本体に固着した支持体により建物の下降荷重を直接的に支持するものではなく、支持体に固着した支持体を介して間接的に建物の下降荷重を支える構成であり、本体に固着した支持体の耐荷重強度に難点があると共に、各支持体に形成されている45度の斜面同士の圧接で上下動を免震する構成であるため支持体自体の上下動高さが支持体の真上及び真下への上下動高さに比べ免震の振幅が半減する。
木造または鉄骨造建築物の土台を載せる複数列の構台HS間にわたり金属板を縦方向へ重ね合わせて形成した本体Aの両端を固着し、本体Aの両側面に金属板を縦方向へ重ね合わせた支持体Bを挟持し、本体Aと支持体Bの間に複数の支持体BSを介挿し、重ね合わせた本体Aと支持体Bの上部と下部にシャフトSを挿通し、本体Aに固着するシャフトS1と支持体BSに固着するシャフトS2を遊嵌するシャフトリード長孔SLHを本体A及び支持体Bに設けて支持体Bを本体Aの両側面に上下及び左右遊動可能に連結し、本体Aの両側部に固着する一対の支持体BS2の内側に形成した斜面を、支持体B1の両側部に固着する一対の支持体BS3の外側に形成した斜面に下向きに圧接させると共に支持体BS3の内側の斜面を本体Aの中央部に固着する支持体BS1の両側の斜面に圧接させ、支持体B1の上部に固着する支持体BS4の下面を支持体BS3の上面に下向きに圧接させて地震の上下動を免震し、コンクリート基礎に固着した基礎ベースプレートCS上に支持体ベースプレートCを重ね合わせて支持体ベースプレートC上に本体A、支持体B及び支持体BSを立設し、基礎ベースプレートCSに固着したリードアンカーLAを遊嵌すリードアンカー遊動孔LAHを支持体ベースプレートCのY方向へ設けると共に基礎ベースプレートCSのX方向に設け、基礎ベースプレートCSに設けたリードアンカー遊動孔LAHに基礎ベースプレートCSを押圧する加圧プレートCS3を遊嵌して基礎ベースプレートCSから伝播するY方向とX方向の全方位にわたる水平動を免震し、構造の簡略化並びに強度増強及び生産コストの低減と、併せてシステム組み立て作業性の向上を図ることを目的とする。
地震発生時に建物に伝播する全方位にわたる水平動及び大きな振幅の上下動を免震し、装置の簡略化及び耐荷重強度の増強と、本体Aに加わる建物の長期にわたる下降荷重を支え、地震静止時には本体Aが下降せず建物の安定を維持し、且つ生産コストの低減と併せてシステム組み立ての作業性向上を図ることができる。
本発明の外観を示す正面図。 本発明の組立てシステムを示す正面図。 中央線で縦断した左半部は図2におけるX1−X1断面図、同右半部は図2におけるX2−X2 断面図。 中央線で横断した上半部は本体A1を示す正面図、同下半部は本体A2を示す正面図。 本体ASを示す正面図であり、本体ASに支持体B1をシャフトS1、S2で連結した状態を示す正面図。 支持体BS1、BS2、BS3及びBS4を示す正面詳細図であり、本体Aと支持体Bの間に介挿し本体Aに固着した支持体BS2の斜面Bが、支持体Bに固着した支持体BS3の斜面Cに圧接し、支持体BS3の他方の斜面Dと本体Aに固着した支持体BS1の斜面Aが圧接し、本体Aに固着した支持体BS4の下面が、支持体BS3の上面に圧接した状態を示す正面図。 支持体B1、B2、B3、B3L及びB3aを示す正面詳細図であり、本体Aの中央下部と支持体BS1にシャフトS1を固着し、支持体B3aをX字形に重ねて本体ASの内側に固着し、支持体B3aにそれぞれ設けた斜め方向に交差するシャフトリード孔SLH3にシャフトS1を遊嵌し、本体Aの両側上部と支持体BS3に固着した2本のシャフトS2を支持体B1に設けた横方向のシャフトリード孔SLH2に遊嵌した状態を示す正面図。 本体Aを挟持する本体A3の下部をアングル鋼材の本体A4で構台HSに固着する状態を示す側面図。 「X−X線で切断した右半部」は、基礎ベースプレートCS1、CS2の平面図、「X−X線で切断した左半部」は、支持体ベースプレートC1、C2の平面図。 「Z−Z線で分断した左半部」は図9におけるY−Y断面図、「Z−Z線で分断した右半部」は図9におけるX1−X1切断端面図。 図9におけるX1−X1断面図。 図9における平面図を時計方向へ90度回転させた要部拡大平面図。 図12におけるにおけるY−Y断面図。 図12におけるX−X断面図。 シャフトSを本体Aと支持体Bに装着した状態を示す縦断面図。 補助免震基礎装置を示す外観正面図。 補助免震基礎装置の支持体ベースプレートC1と基礎ベースプレートCS1を示す平面図。 補助免震基礎装置の組み立てシステムを示す側面図。 補助免震基礎装置の本体Aを示す正面図。 補助免震基礎装置の支持体B1及び支持体B3を示す正面図。 補助免震基礎装置の支持体BS1を示す正面図。 平屋建築物において構台に配置する免震基礎装置と補助免震基礎装置を示す平面図。 2階建て建築物において構台に配置する免震基礎装置と補助免震基礎装置を示す平面図
図1は本発明の外観を示す正面図。
図2は本発明の組立てシステムを示す正面図。
図3において中央線で縦断した左半部は図2におけるX1−X1断面図、同、右半部は図2におけるX2−X2断面図。
図4において中央線で横断した上半部は本体A1を示す正面図、同、下半部は本体A2を示す正面図。
図5は2枚1組の本体ASの内側にそれぞれ2枚1組の支持体B1を重ね合わせ支持体B1の下部を、アングル鋼材の一対の支持体B3Lで挟みボルトを用いて一体的に固着し、本体Aの外側と、支持体B1の内側の間に介挿した支持体BS3に2本のシャフトS2を固着し、シャフトS2を最も外側の本体ASに設けた斜め方向のシャフトリード長孔SLH3に遊嵌すると共に、本体Aの外側と支持体B1の内側の間に介挿した支持体BS1に本体Aの中央下部に固着した1本のシャフトS1の頭部を本体ASから突出させた状態を示す本体ASの正面図。
図6は本体Aと支持体Bの間に介挿する複数の支持体BSを示す詳細図であり、本体A1の両端部外側に重ね合わせて固着した同型2枚づつの支持体BS2に形成した45度の傾斜角を有する斜面Bが、支持体B1の内側に固着した同型2枚づつの支持体BS3に形成した45度の傾斜角を有する外側の斜面Cに圧接し、支持体BS3の内側の45度の傾斜角を有する斜面Dが、本体Aの中央部に固着した同型2枚づつの支持体BS1の両側の45度の傾斜角を有する斜面Aに圧接し、支持体B1の上部に固着した同型2枚づつの横長矩形状の支持体BS4の下面とスペーサー支持体BS3の上面が圧接した状態を示す正面図。尚、支持体BS3の下部に脚部BS3aを内側ヘ張り出しスペースサー支持体BS3に対し加わる建物の長期に及ぶ下降荷重を安定して支えると共に、支持体BS4の水平な下面と支持体BS3の水平な上面が圧接しているため支持体BS3から伝播する地震の上下動の振幅をそのまま直接に伝え大きな免震効果を奏する。
図7は支持体B1、B2、B3及び支持体B3Lを示す詳細図であり、本体Aの中央下部と支持体BS1に1本のシャフトS1を固着し、同型2枚づつの支持体B3を2枚づつX字形に重ねて本体ASの内側に固着し、支持体B3にそれぞれ設けた斜め方向に交差するシャフトリード孔SLH3にシャフトS1を遊嵌し、本体Aの両側上部と支持体BS3に固着した2本のシャフトS2を支持体B1に設けた横方向のシャフトリード孔SLH2に遊嵌し、X方向に重ね合わせた支持体B3が交差し左右両側に形成されるV型の凹陥部B3aに嵌合して支持体B1の水平動を制止すると共に、斜め方向へ交差するシャフトリード孔SLH3に遊嵌したシャフトS1による上下動の制止作用と相俟って建物からの長期荷重を支持するストッパープレートB3SPを本体ASに固着した状態を示し、本体Aの下降を確実に防止する正面図。
図8は本体Aの両端部を挟持する本体A3をアングル鋼材の本体A4を用いて構台HSに固着する状態を示す側面図。
図9において「X−X線で切断した左半部」は、上下に2枚を重ね合わせ一体的に溶着し且つコンクリート基礎にアンカーボルトABを用いて固定した基礎ベースプレートCS1、CS2上に、上下に2枚を重ね合わせた支持体ベースプレートC1と支持体ベースプレートC2を遊動可能に載せた状態を示す平面図であり、支持体ベースプレートC1及びC2にY方向へ連通して設けたリードアンカー遊動孔LAHにリードアンカー繋ぎ板LACPで連結され且つ基礎ベースプレートCS2に固着し立設された2本のリードアンカーLA1を遊嵌してY方向へ遊動自在とすると共に、支持体ベースプレートC2に設けたリードアンカー遊動孔LAHの1個所に4本の丸鋼バネSP1をX方向へ装填し、リードアンカーLA1が図示における右Y方向へ遊動したときリードアンカー繋ぎ板LACPが丸鋼バネSP1を押圧して撓ませ水平動の衝撃を緩和する状態を示し、図9において「X−X線で切断した右半部」は、重ね合わせて溶着した基礎ベースプレートCS1及びCS2のX方向へ設けたリードアンカー遊動孔LAH内をリードアンカー繋ぎ板LACPで一体に連結したリードアンカーLA1が遊動し、基礎ベースプレートCS1及びCS2に設けたリードアンカー遊動孔LAHの2個所にX方向へ装填した2本の丸鋼バネSP2をリードアンカーLA1のリードアンカー繋ぎ板LACPが当衝すると丸鋼バネSP2がY方向右側へ湾曲して水平動の衝撃を緩和する状態を示すと共に、基礎ベースプレートCS2に固着し立設された2本のリードアンカーLA2が基礎ベースプレートCS1及び基礎ベースプレートCS2に設けたリードアンカー遊動孔LAH内をX方向へ遊動する状態を示している。
図10のZ−Z線で切断した左半部は図9におけるX−Y断面図、右半部は図9におけるX−Y切断端面図であり図中、CS4は裏板である。
図11の中央部縦断線の左半部は図9におけるX1−X1断面図、同右半部は図9におけるX2−X2断面図である。リードアンカーLA1はリードアンカー繋ぎ板LACPで連結され、リードアンカーLA1が基礎ベースプレートCS1、CS2のX方向に連通して設けたリードアンカー遊動孔LAH内をX方向及びY方向へ遊動することで、支持体ベースプレートC1及び支持体ベースプレートC2ヘ基礎ベースプレートCS2から伝播する全方位にわたる水平動を免震する。
図12は、図9を90度、時計方向へ回転させた拡大平面図。
図13は、図12におけるY−Y断面図。
図14は図12におけるX−X断面図。
図15は1本のシャフトS1と2本のシャフトS2を本体Aと支持体Bに装着した状態を示す縦断面図。
図16は建物の土台を載せるチャンネル型鋼からなる構台CSを建物の外側の土台に配設する補助免震基礎装置を示す外観正面図。
図17は同、平面図。
図18は組立てシステムを示す縦断面図。
図19は本体A1、A2、A3及びA4を示す正面図。
図20は支持体B1及び支持体B3を示す正面図。
図21は支持体BS1を示す正面図。
図22は平屋建築物において構台に配置する免震基礎装置と補助免震基礎装置を示す平面図。
図23は2階建て建築物において構台に配置する免震基礎装置と補助免震基礎装置を示す平面図である。
図22及び図23に示すように、主たる免震基礎装置における構台HSを囲むようにして補助免震基礎装置の構台CSを配置し、図16及び図19に示すように、1枚の本体A2(芯板)の外側を2枚の本体A1(側板)で挟み本体A1の一方の外側を更に2枚の三角形状の本体A3(側板)で挟んで埋め込みボルトで一体に合着すると共に、本体A1の他方の外側を更に2枚の本体A4で挟んで埋め込みボルトで一体に合着し、本体A2と本体A1を本体A3から突出させて六角ボルトで一体に合着し、その合着部を構台CSの内底面ヘ挿し込み本体A3の垂直面が構台CSの立ち上がり縁CSaの先端に接触する位置まで押し込む。略く字形の2枚の支持体BS1を本体A1と支持体B1の間に介挿し且つ支持体BS1及び支持体B1の下面を支持体ベースプレートC1に溶着すると共に支持体B1をアングル鋼材で且つリブ付きの2枚の支持体B3で挟み、その垂直リブB3aを構台CSの下方の立ち上がり面CSaの先端に接触させると共に支持体BS1に形成されている斜面BS1aを構台CSの下方の立ち上がり面CSaに接触させて下方から支承し、且つ本体A3の斜面A3aを支持体BS1の斜面BS1aに当接させる。
支持体B3の水平面を支持体ベースプレートC1にボルトで取り付け固定すると共に、その水平リブB3bと垂直リブB3aを支持体B1にボルトで固定して支持体B1を支持体ベースプレートC1の上面に立設固定する。コンクリート基礎にアンカーボルトABで基礎ベースプレートCS2を固定し、基礎ベースプレートCS2の上面に2枚重ね合わせた支持ベースプレートC1、C2を遊動自在に設置する。
本体A1と支持体BS1に固着したシャフトS1を支持体B1に設けた横方向のシャフトリード長孔SLH2に遊嵌すると共に、支持体BS1に設けた斜め方向のシャフトリード長孔SLH3に遊嵌する。
本体A4に形成されている斜面A4aを、支持体BS1の両側縁に平行して形成されている他方の斜面BS1bに圧接させ、本体A1と本体A4に固着したシャフトS2を支持体B1に設けている縦方向のシャフトリード長孔SLH1に遊嵌する。
図17に示すように、支持体ベースプレートC1は矢印形状であり、支持体ベースプレートC2は略山形状であり、基礎ベースプレートCS2の上面は支持体ベースプレートC2の下面と接触し、基礎ベースプレートCS2に固着されリードアンカー繋ぎ板LACPで一体に連結している2本のリードアンカーLA1を支持体ベースプレートC1、C2のX方向に設けているリードアンカー遊動孔LAH1に遊嵌し、リードアンカー繋ぎ板LACPで一体に連結している2本のリードアンカーLA2を基礎ベースプレートCS2のY方向に設けているリードアンカー遊動孔LAH2に遊嵌する。したがつて地盤から伝わる地震の水平動をX方向とY方向に分けて免震すると共に横方向のシャフトリード長孔SLH2に遊嵌したシャフトS1の遊動で免震する。地震の上下動は支持体B1と本体A4に連通する縦方向のシャフトリード長孔SLH1に遊嵌したシャフトS2の遊動で免震され、斜め方向のシャフトリード長孔SLH3に遊嵌したシャフトS1が斜め方向の上下動を支持体BS1に形成されてY斜面BS1bに接触する本体A4の斜面A4aによる相互受圧作用で本体Aの受ける下降荷重を免震すると共に圧接から生ずる滑降力は水平動に変わるが、シャフトS1が横方向のシャフトリード長孔SLH2内で同時に揺れ動くためシャフトS1の動きが制止され本体Aが揺れ止まるため建物静止時の安定を確保できる。
構台上に設けている土台に木造及び鉄骨造の建物を建築することにより、地震の水平動と上下動を吸収し揺れを抑えて免震すると共に震動後の静止位置で建物を動かないように固定するため、建物や人畜及び建物内の什器類に被害を与えない著効がある。
「本体A」
A1−A2の挟持板 A2−芯板 A3−A1の挟持板 A4(アングル型鋼)−構台HSへの取り付け板 AS−本体Aの最外側板
「支持体B」
B1 B2 B3L(アングル型鋼) B3(平板) X字形に重ね合わせ B3a 凹陥部
「支持体BS」
BS1 BS1a、BS1b―BS1の斜面
BS2 BS2の斜面D
BS3 BS3の斜面B,斜面C
「支持体ベースプレートC」
C1 C2(平板) C3、ステンレス材の滑り板
「基礎ベースプレートCS」
CS1 CS2(平板) CS3 加圧プレート CS4、裏板
「シャフトS」
S1 S2
「シャフトリード長孔SLH」
SLH1 縦方向 SLH2 横方向 SLH3 斜め方向
「HS−構台(H型鋼)
「AB」 アンカーボルト
「LA」 リードアンカー
LA1 LA2
「LACP」 リードアンカー繋ぎ板
「LAH」 リードアンカー遊動孔
リードアンカーLA1とLA2を遊嵌
「SP」 丸鋼バネ
SP1、支持体ベースプレートC2に装填 SP2、基礎ベ―スプレートCS1に装填
「SW」 ストッパー壁 基礎ベ―スプレートCS1に設けたリードアンカー遊動孔LAHに形成

Claims (1)

  1. 木造または鉄骨造建築物の土台を載せる複数列の対向する構台HS間にわたり複数の横長金属板を縦方向へ重ね合わせ連結した本体Aの両端を取り付け、本体Aの外側面に複数の横長金属板を縦方向へ重ね合せた支持体Bを取り付け、本体Aと支持体Bの空間に複数の支持体BSを介挿し、本体Aの両端部に固着する支持体BS2に形成した斜面Bと対向して支持体Bに固着する支持体BS3に形成した斜面Cに下向きに圧接させ、本体Aの中央部に固着する支持体BS1の両側に形成した斜面Aに支持体BS3に形成した斜面Dを圧接させ、支持体BS1の上位において本体Aに固着する支持体BS4の下面を支持体BS3の上面に圧接させ、本体A及び支持体BS1に固着するシャフトS1と、支持体BS3に固着するシャフトS2を本体Aと支持体Bに設けたシャフトリード長孔SLHに遊嵌し、コンクリ−ト基礎にアンカーボルトABで固着する基礎ベースプレートCS上に支持体ベースプレートCを重ね合わせて設けると共に支持体ベースプレートCのY方向にリードアンカー遊動孔LAHを、基礎ベースプレートCSのX方向にリードアンカー遊動孔LAHをそれぞれ設けてリードアンカーLA1及びリードアンカーLA2を遊嵌し、支持体ベースプレートC上に本体A、支持体B及び支持体BSを立設し、基礎ベースプレートCSから伝播する地震の上下動と水平動を免震し、基礎ベースプレートCS1に設けているリードアンカー遊動孔LAHに基礎ベースプレートCS1を押圧し遊動させる加圧プレートCS3を配設し、加圧プレートCS3を下位の基礎ベースプレートCS2に固着したリードアンカーLA2に連結しているリードアンカー繋ぎ板LACPで押圧し、加圧プレートCS3がX方向へ遊動し加圧プレートCS3に形成した斜面CS3aが基礎ベースプレートCS1のリードアンカー遊動孔LAHに形成されている斜めのストッパー壁SW1に当衝すると加圧プレートCS3にY方向への遊動が発生し、基礎ベースプレートCS上に遊動可能に設けた支持体ベースプレートCから伝播する地震の全方位にわたる水平動を免震することを特徴とする木造または鉄骨造建築物の免震基礎装置。
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