JP5432653B2 - 免震建物形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、上下のパネル間に積層ゴムを設けて構成された積層ゴム支承を、建物に組み込んで免震建物を形成する免震建物形成方法に関する。

建物の新築や、改修に伴って積層ゴム支承を建物に組み込むにあたっては、その過程において、積層ゴム支承が変形してしまうと、完成後に正規の免震性能を発揮できなくなる危険性がある。従って、建物完成までの期間は、積層ゴム支承が変形しないように拘束しておくことが好ましい。
従来、この種の免震建物形成方法としては、積層ゴム支承を建物に組み込む過程において、前記積層ゴム支承に作用する上部建物重量等の鉛直荷重と、捻れ力等の水平荷重とを負担する拘束用プレートを、ボルトによって前記積層ゴム支承の上パネルと下パネルとにわたって止着しておく方法があった。（例えば、特許文献１参照）

特開平１１−１７２９５５号公報（図２）

上述した従来の免震建物形成方法によれば、特に、ボルトの締め付け強さを規定するものではないので、設置する人による接合強さに個人差があり、拘束用プレートの強度を効率よく発揮しきれないことがあった。
即ち、ボルトを強く締め付けた場合には、積層ゴム支承に作用する前記鉛直荷重と前記水平荷重の何れもがすべて拘束用プレートに流れるため、プレートの強度が不足することが懸念され、有効断面積の大きな高強度のプレートを使用しなければならなくなる。従って、拘束用プレートの重量が増加するから取付作業性が低下し、且つ、コストアップに繋がるといった問題がある。
一方、ボルトを弱く締めた場合には、積層ゴム支承の拘束が不充分となり、前記鉛直荷重や水平荷重によって積層ゴム支承が変形してしまう問題がある。
以上のように、従来の方法によれば、積層ゴム支承の防護の確実性に乏しく、且つ、拘束用プレートの設置作業効率が低く、コスト高となり易い問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、積層ゴム支承への悪影響を抑えるにあたり、より確実に、且つ、経済的に実施できる免震建物形成方法を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、上下のパネル間に積層ゴムを設けて構成された積層ゴム支承を、外周部に山留め壁を設ける建物に組み込んで免震建物を形成する過程において、複数の前記積層ゴム支承の内、平面視において前記山留め壁に近接する列に設置されているぜ積層ゴム支承のみに、前記積層ゴム支承に作用する鉛直荷重と水平荷重とを負担する矩形の拘束用プレートを、その長手方向が前記土留め壁への土圧の作用方向に沿う姿勢にして、ボルト接合によって前記積層ゴム支承の上パネルと下パネルとにわたって取り付け、前記ボルト接合によるボルトの締め付けは、前記水平荷重より前記鉛直荷重が大きい場合に、前記水平荷重の作用では滑動せず、且つ、鉛直荷重の作用で滑動する摩擦力が得られる状態に行うところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、拘束用プレートを積層ゴム支承に取り付けるボルトの締め付けを、前記水平荷重より前記鉛直荷重が大きい場合に、前記水平荷重の作用では滑動せず、且つ、鉛直荷重の作用で滑動する摩擦力が得られる状態に行うから、水平荷重の作用に対しては拘束用プレートがその強度を発揮でき、積層ゴム支承が変形することをより確実に防止することができる。
尚、積層ゴム支承は、もともと鉛直荷重の作用に対しては、充分な耐力を備えているから、仮に、建物建設過程において鉛直荷重が積層ゴム支承に作用しても悪影響を与えるものではない。
また、積層ゴム支承と拘束用プレートとの接合部分の摩擦力が、鉛直荷重の作用に対しては接合部分が滑動する値となるようにボルト締め付けを行うから、作用した鉛直荷重のすべてを拘束用プレートで負担することがなくなる。即ち、拘束用プレートと積層ゴム支承との両方に分散した状態で鉛直荷重を受けるから、それに伴ってプレートの厚みや強度を適切な値に低下させることができ、材料コストの低減に加えて、軽量化による取付作業性の向上を図ることが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記ボルトの締め付け管理は、トルクレンチによって行うところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、ボルトの締め付け強さを、トルクレンチによって定量的に管理することができるから、必要な接合摩擦力を簡単且つ正確に確保でき、拘束用プレートの取付作業性や取付性能の向上を図ることができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記ボルト接合に係るボルト挿通孔は、縦長形状のルーズホールとして形成するところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、積層ゴム支承への鉛直荷重の作用に伴って積層ゴム支承と拘束用プレートとが滑動する際に、ボルト挿通孔（縦長形状のルーズホール）の中を、長手方向（縦方向）に沿ってボルトが相対移動することができ、スムースに接合部の滑動を許容できる。従って、ボルト挿通孔の内周面の一個所にボルトが押し当たって応力集中が発生することを防止し易い。
また、ボルト挿通孔を大径の円形ルーズホールとするのに比べて、拘束用プレートの断面欠損をより少なくして強度低下を抑制できる。

本発明の第４の特徴構成は、前記積層ゴム支承は、逆打ち工法における構真柱の柱頭に取り付けるところにある。

土留め壁の際に設置される構真柱には、地下掘削の進行によって変化する側方土圧の影響で水平荷重が作用し易く、構真柱の柱頭に積層ゴム支承を設置して上部構造の建設と地下掘削とを並行して実施する逆打ち工法においては、積層ゴム支承に前記水平荷重が悪影響を及ぼすことが懸念される。
本発明の第４の特徴構成によれば、前述の各作用を有効に利用することで、逆打ち工法で免震建物を建設する場合に、積層ゴム支承に悪影響が及ばない状態で、経済的に建設を進めることができる。

免震建物の要部を示す正面視断面図 積層ゴム支承の説明図 免震建物の形成方法を示す説明図 免震建物の形成方法を示す説明図 免震建物の形成方法を示す説明図 免震建物の形成方法を示す説明図 積層ゴム支承の平面配置図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の免震建物形成方法を採用して建設された免震建物Ｂの要部を示しており、地下１階部分に積層ゴム支承１が組み込まれている。
前記免震建物Ｂは、地下部分の建設と地上部分の建設とが並行して実施される所謂「逆打ち工法」によって形成されている。
地下部分の建設に当たっては、予め外周部に山留め壁２を形成しておき、その内側を掘削しながら地下１階部分を形成し、順次、下層の掘削と躯体の建設とを繰り返して実施される。

前記積層ゴム支承１は、図２に示すように、矩形の金属製上パネル１Ａと、矩形の金属製下パネル１Ｃとを設けると共に、両パネル間に、ゴム等からなる弾性層と鋼板等からなる剛性層とを交互に多数積層して円柱状に成形した積層ゴム１Ｂを一体的に設けて構成してあり、剛性層どうしが水平方向に相対変位するに伴う弾性層の変形で、地震時の建物の振動周期を長周期化することができる。
尚、積層ゴム支承１は、当該実施形態の免震建物Ｂにおいては、地下１階の各柱の上下中間部に設置されており、特に、平面視において前記山留め壁２に近接する列に設置されている積層ゴム支承１に関しては、建物の完成間際まで、水平変位を拘束する拘束用プレート３が取り付けられている。
即ち、地下掘削に先行させて地中に設置される構真柱４の上に、前記積層ゴム支承１を介して地上部分の建設が実施されるが、山留め壁２に近接する構真柱４には、地下掘削に伴う土圧変化の影響で水平変位が発生し易く（図５参照）、この水平変位が積層ゴム支承１に及ぶのを前記拘束用プレート３によって防止するものである。
前記拘束用プレート３は、図２に示すように、金属製の矩形板で構成してある。また、上辺部分と下辺部分とにそれぞれ複数のボルト挿通孔５が辺に沿って間隔をあけて設けてあり、このボルト挿通孔５に挿通させた高力ボルト６によって、前記上パネル１Ａと前記下パネル１Ｃとにわたる状態にアングル部材７を介してボルト接合してある。
尚、拘束用プレート３は、上パネル１Ａと下パネル１Ｃとの各４辺にわたって取り付けることに限らず、当該実施形態においては、土留め壁２への土圧の作用方向に沿ったセン断力がプレート面内応力として作用する該当辺にわたって取り付けてある。具体的には、図７に示すように、平面視において土留めコーナ部に設置される積層ゴム支承１の場合は、コーナー部で直交する二つの土留め壁２にそれぞれ面する２辺に取り付けてあり、その他の土留め壁際の積層ゴム支承１の場合は、土留め壁２の面に直交する２辺に取り付けてある。
また、図２に示すように、前記ボルト挿通孔５の内、下辺部分の各ボルト挿通孔５ｂは、高力ボルト６が挿通できる程度の僅かなクリアランスを備えた丸穴として設けられている。
一方、上辺部分の各ボルト挿通孔５ａは、挿通させた高力ボルト６が径方向に沿って縦横に移動させることができる程度のクリアランスを備えた縦長形状のルーズホールとして設けられている。

前記高力ボルト６の締め付けは、前記アングル部材７と拘束用プレート３との接合面での摩擦力が所定の範囲におさまるようにトルクレンチによって正確に管理されている。
上述の摩擦力は、該当する積層ゴム支承１に作用する水平荷重と鉛直荷重との関係から設定される。
ここに前記水平荷重とは、地下掘削に伴う土圧変化の影響で構真柱４が水平に変位する際の変位力を意味し、前記鉛直荷重とは、上方に形成された免震建物Ｂから積層ゴム支承１に作用する建物重量を意味する。通常の場合、建物重量（鉛直荷重）は、構真柱４の水平変位力（水平荷重）に比べて圧倒的に大きな値となる。
前記摩擦力の設定は、前記水平荷重の作用では滑動せず、且つ、鉛直荷重の作用で滑動する範囲で設定される。即ち、水平荷重〜鉛直荷重の範囲で設定される。
従って、積層ゴム支承１は、前記拘束用プレート３を装着してある状態では、前記水平荷重による水平変位は防止でき、且つ、前記鉛直荷重については、前記拘束用プレート３と共に負担することが出来る。
尚、前記アングル部材７と拘束用プレート３との接合面での摩擦力は、前記高力ボルト６の回転トルク値と一定の関係があるから、トルクレンチを用いて高力ボルトを所定回転トルクとなるように締め付けることで、所望の摩擦力を容易に確保することができる。

次に、免震建物Ｂの形成方法に関して説明する。
［１］山留め壁２を形成すると共に、その内側を地下１階部分まで掘削し、柱芯位置に、構真台柱８、構真柱４を設置する（図３参照）。
［２］構真柱４の上端部に鉄骨鉄筋コンクリート造の免震下部基礎９を形成した後、その上に積層ゴム支承１を設置する（図４参照）。
［３］前記積層ゴム支承１の上に、１階躯体を形成すると共に、土留め壁２に近接する箇所に設置してある積層ゴム支承１には、前記拘束用プレート３を取り付ける（図５参照）。
［４］地上部では上部躯体を形成する一方、地下部では二次掘削を行った後、地下１階躯体を形成する（図６参照）。以後、地上部での上部躯体の形成と、地下部での掘削と下部躯体の形成とを繰り返して実施する。
［５］免震建物Ｂの完成間際に、前記拘束用プレート３を取り外す。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記積層ゴム支承１は、先の実施形態で説明した構造形式や形状や素材に限るものではなく、適宜、変更することが可能である。
また、拘束用プレート３の取付構造に関しても、適宜変更することが可能である。
また、積層ゴム支承１に対する拘束用プレート３の取り付け箇所は、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、例えば、積層ゴム支承１の全周にわたって取り付けるように構成してあってもよい。
〈２〉 また、積層ゴム支承１を組み込む箇所は、先の実施形態で説明した地下１階部分に限るものではなく、他の地下階であったり、地上階の中間免震として組み込まれるものであってもよい。
〈３〉 前記積層ゴム支承１を組み込む建物は、新規建物に限らず、例えば、免震を施してない既存建物に、積層ゴム支承１を組み込む免震改修も対象となる。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 積層ゴム支承
１Ａ 上パネル
１Ｂ 積層ゴム
１Ｃ 下パネル
３ 拘束用プレート
４ 構真柱
５ ボルト挿通孔
Ｂ 免震建物

Claims (4)

1. 上下のパネル間に積層ゴムを設けて構成された積層ゴム支承を、外周部に山留め壁を設ける建物に組み込んで免震建物を形成する過程において、
   複数の前記積層ゴム支承の内、平面視において前記山留め壁に近接する列に設置されている前記積層ゴム支承のみに、前記積層ゴム支承に作用する鉛直荷重と水平荷重とを負担する矩形の拘束用プレートを、その長手方向が前記土留め壁への土圧の作用方向に沿う姿勢にして、ボルト接合によって前記積層ゴム支承の上パネルと下パネルとにわたって取り付け、
   前記ボルト接合によるボルトの締め付けは、前記水平荷重より前記鉛直荷重が大きい場合に、前記水平荷重の作用では滑動せず、且つ、鉛直荷重の作用で滑動する摩擦力が得られる状態に行う免震建物形成方法。
2. 前記ボルトの締め付け管理は、トルクレンチによって行う請求項１に記載の免震建物形成方法。
3. 前記ボルト接合に係るボルト挿通孔は、縦長形状のルーズホールとして形成する請求項１又は２に記載の免震建物形成方法。
4. 前記積層ゴム支承は、逆打ち工法における構真柱の柱頭に取り付ける請求項１〜３の何れか一項に記載の免震建物形成方法。

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