JP5616508B1 - 自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物 - Google Patents

Abstract

【課題】 津波や竜巻等の自然災害の力は、予想をはるかに超えて大きいものがあり、従来のような建物では、安全性を確保することが難しいことから、人々が一時的に避難するためのシェルタ—を地上に備えて人命を守る方法が提案されているが、これらの方法は、事前に、津波や竜巻等の災害が襲来する時刻を予測して、居住者に認識させ、避難用のシェルターまで避難させる必要があるり、確実に誰にでも適用できる方法であるとは言い難いものがある。【解決手段】 当該自然災害（津波や竜巻等）に対処する建物は、平面の形が、円形や小判型等の筒型の基礎１を備え、地上部もその筒型のまま伸ばして、連続して筒型の壁２や屋根部版３を連結して一体に形成して、津波や竜巻等の自然災害に耐える事ができる強靭な建物を提供することによって、人々が日常生活する空間の中で津波等の災害に対処できるようにするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、津波や竜巻等の自然災害の力に耐える性能を備え、災害発生時に人々の命を守る性能を備えた建物に関するものである。

建物は、布基礎やべた基礎を地盤に配置し、その上に木材や鉄筋コンクリート材、鉄骨材等を用いて、所定の強度を確保するように、ラーメン構造や壁式構造等の骨組みを配置して造られており、直接基礎である布基礎やべた基礎だけでは地盤の支持力が不足する場合には、布基礎やべた基礎の下に杭を備えるようにして地盤の支持力を確保するように造られている。

しかし、津波や竜巻等の自然災害の力は予想をはるかに超えており、前記の従来のような建物では、安全性を確保することが難しいことが、最近の災害の事例から明らかになっている。

すなわち、津波や竜巻等の発生時に、従来の建物の構造では、壁や屋根に作用する力を完全に基礎に伝えることができず、又は、基礎に伝えることができても基礎の耐力が不足するために安全性を保つことができなかったのである。

一方、我が国の既存の産業都市基盤は海岸部や平野部など、低い位置に集積しており、特に津波災害については、主要な都市の機能を完全に消失させてしまうほどその影響範囲が大きいわけであるが、都市産業の構造が水辺を必要とするため、高い防波堤を築いて災害を防ぐこともできず、また、既存の都市全部を新たに高台に移すことも、インフラーの構築を含め容易なことではない。

そこで、津波等の災害について、人々が一時的に避難するための浮遊式のシェルタ−（例えば特許文献１）や、土地に定着する建物のシェルタ−（例えば特許文献２）を地上に備えて人の命を守る方法が提案されている。

しかし、これらの方法は、事前に、津波や竜巻等の災害が襲来する時刻を予測して、居住者に認識させ、避難用のシェルターまで避難させる必要があるが、災害が襲来する詳細な時刻を予測することは難しく、また、災害が到達するまでの時間が極めて短いことなどから、確実に誰にでも適用できる方法であるとは言い難いものがある。

特開２００４−３２２９３号公報 特開２０１３−６７９５２号公報

本発明は、このような従来の技術が有していた問題を解決しようとするものであり、津波や竜巻等の自然災害に耐えことができる強靭な建物を提供することによって、人々が日常生活する空間の中で津波等の災害に対処できるようにすることを目的とするものである。

前記目的を達成するために、平面の形が円形や小判型等の筒型であって、筒型の内側に内部筒型１８を１個乃至複数個有する基礎を備え、地上部も筒型のまま伸ばして、地上部の壁を形成するようにし、地上部の筒型の壁２と屋根部版３とを一体に連結し、また、筒型の基礎１又は筒型の壁２を横断して筒本体と結合する版５を１個乃至複数個配置して、前記内部筒型１８を、筒本体と結合する版５又は屋根部版３と結合して、津波や竜巻等の災害時に筒型の壁２や屋根部版３に作用する力を、直接地下の筒型の基礎１に伝え、また、この筒型の基礎１を通して、筒型の基礎１に接する地盤に伝達して、建物を安定させ、強靭なものにできることを特徴とする。

また、上記本発明の建物について、筒型の平面形状について、津波が来る側の面を円形等の凸型にして、建物が受ける水平力を低減させ、経済性を図ることができることを特徴とする。

また、上記本発明の建物について、扉、窓等の開口４の周りに開口補強部材８を備えて開口を自由に配置できるようにし、彩光用高強度ブロック６、及び開閉が不可欠な玄関や窓等には水門７を備え、また、浸水時には、居室の上部に空気溜まり１５と防災用具の保管庫１４を備えて、居住性及び防災性に優れることを特徴とする。

以上の内容を技術的な特定事項としてまとめると、以下のようになる。

すなわち、本発明では、建物について、平面の形が円形や小判型等の筒型であって、筒型の内側に内部筒型１８を１個乃至複数個有する基礎を備え、地上部も筒型のまま伸ばして、地上部の壁を形成するようにし、地上部の筒型の壁２と屋根部版３とを一体に連結し、また、筒型の基礎１又は筒型の壁２を横断して筒本体と結合する版５を１個乃至複数個配置して、前記内部筒型１８を、筒本体と結合する版５又は屋根部版３と結合して、津波や竜巻等の災害時に筒型の壁２や屋根部版３に作用する力を、直接地下の筒型の基礎１に伝え、また、この筒型の基礎１を通して、筒型の基礎１に接する地盤に伝達するようにしている。

これによれば、津波等の自然災害時に、日常生活している建物が損壊することなく、確実に人々の命を守ることができるようになり、災害後の都市の復旧を容易にすることができるようになる。

これによれば、本発明を大規模な建物にも適用することが可能となり、また、筒の規模や形状に応じて、もっとも適当な位置に建物の床の替わりに、この筒本体と結合する版５を配置することによって、また、筒状の建物の内側にいくつかの小さい内部筒型１８を備え、筒本体と結合する版５又は屋根部版３とも結合することによって、大規模な建物にも適用して建物全体としての経済性を図ることができるようになる。

また、前記発明において、筒型の平面形状について、津波が来る側の面を円形等の凸型にして、建物が受ける水平力を低減させて経済性を図ることができるようになる。

また、前記発明において、扉、窓等の開口４が大きいため、強度の低減が懸念される場合には、扉、窓等の開口４の周りに、筒型の壁２と一体となって外力に抵抗する開口補強部材８を備えるようにすれば、開口による強度の低減を防ぎ、扉、窓等の開口４を必要な位置に容易に配置することもできるようになる。

また、前記発明において、筒型の壁２の彩光が必要な窓等の開口部に、津波の力に耐える採光用高強度ブロック６を備え、また、機能上開閉が不可欠な玄関や窓等の開口部には水門７を備えるようにすることもできる。

これによれば、日常の居住性を確保しながら、津波等の災害時には水門を閉めて、長時間居住空間を災害から守ることができるようになる。

さらに、前記発明において、津波等で建物が水没している状態で、なんらかの不測の事情により建物の中に水が浸入する事態に備えて、部屋の仕切壁又は外壁９の上部壁と直上階の床版１０をコンクリート等で密実に形成して、また、電気配線等の設備用貫通孔をエポキシ樹脂等で密閉して、天井裏１２及び居室１７の上部に空気だまり１５を備えるようにし、この空気溜まり１５の一部に非常用食料や懐中電灯、酸素ボンベ等の防災用具の保管庫１４を備えるようにすることもできる。

これによれば、居住者が災害時に長時間建物の中に留まることができるようになり、人々の命を守る可能性を高めることができるようになる。

上述したように、本発明の自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物は、津波や竜巻等の災害に耐えることができる強靭なものであり、人々が日常の居住空間の中で津波等の自然災害に対処できるようにするものであり、また、都市の基盤となる建物が損壊することを防いで、災害時に都市の復旧を早期に行うことができるようにするものである。

第１実施形態における建物の使用状態を示す斜め上から見た斜視図である。 第１実施形態における建物の使用状態を示す斜め上から見た斜視図であり、筒本体と結合する版の説明図である。 第１実施形態の建物のＡ−Ａ線断面説明図である。 第２実施形態の建物のＢ−Ｂ線断面説明図である。 第１実施形態の建物（大規模な場合）のＢ−Ｂ線断面説明図である。 第３実施形態の建物の開口補強の正面説明図である。 第３実施形態の建物の開口補強のＣ−Ｃ線断面説明図である。 第４実施形態の建物の平面説明図である。 第５実施形態の建物の居室の断面説明図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態における建物の概要図を示し、斜め上から見た斜視図である。

図１に示す建物は、平面の形が、円形や小判型等の筒型の基礎１を備え、地上部もその筒型のまま伸ばして連結するように筒型の壁２を形成し、さらに頂部の屋根部版３をこの壁に連結して一体として形成されている。

これにより、大規模な津波や竜巻等の発生時に筒型の壁２や屋根部版３に作用する水平力、鉛直力及び浮上力を、確実に地下の筒型の基礎１に伝え、この筒型の基礎１を通して、筒型の基礎１に接する地盤に伝達して建物を安定させるようになっている。

水平力は筒型の基礎１に接する地盤の横方向の抵抗により支持され、鉛直方向の押込力は筒型の基礎１先端（下端）の支持力及び筒型の基礎１の側面と地盤との間の摩擦抵抗により支持され、浮上り力は筒型の基礎１の側面と地盤との間の摩擦抵抗及び筒型基礎内側の土砂等１６の重量により支持される。

特に地盤の横方向の抵抗については、筒型の基礎１の水平力作用方向投影面積全部にわる受動土圧の最大値までを期待することができることから、津波にも耐え得る強靭な建物にすることができるのである。

図１においては、構造フレーム以外の天井や床版等一般の建物の構成要素を省略しているが、本発明の技術的範囲の中に一般的な建物の構成要素が存在することは言うまでもない。

図２は、第１実施形態における建物の概要図を示し、斜め上から見た斜視図であり、筒本体と結合する版の説明図である。

図３は、第１実施形態における建物のＡ−Ａ線断面説明図である。

図２及び図３示す建物は、本発明の建物について、筒型の基礎１や筒型の壁２を横断する筒本体と結合する版５を備えるようにして、筒状建物全体としての強度や剛性を高めたものである。

これによれば、本発明を大規模な建物にも適用することが可能となり、また、筒の規模や形状に応じて、もっとも適当な位置に建物の床の替わりに、この筒本体と結合する版５を配置することによって、建物全体としての経済性を図ることができるようになる。

この筒本体と結合する版５については、各階の床版全部をこれに替える必要はなく、有効な位置の階の床版を選定してこれに替えれば足り、また、屋根部版３の替りにこの筒本体と結合する版５を設けてもよい。

この第１実施形態において、筒型の基礎１や筒型の壁２を横断する筒本体と結合する版５とは、筒型の基礎１や筒型の壁２の内側の空間を上下に仕切るような状態で設ける版を指し示している。

第１実施形態において、屋根部版３は、曲版や直版等で必要な強度を備えるように形成される。

この屋根部版３は、上向きに凸型にした曲版（ドーム状等）で、重心位置付近を頂点として対象になるように形成すれば、鉛直力に対してアーチアクションを期待できるようになり、経済性を増すことができ、また、デザイン性に優れるようにすることもできる。

第１実施形態の形成材料としては、例えば、鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリートや鉄骨、高強度のポリエステル等の樹脂材、あるいは、これらを成型したもの等がある。

筒型の基礎１は、連続地中壁工法（材料は鉄筋コンクリート、鉄骨鉄筋コンクリート等）や杭の打設工法（材料は鋼管矢板、Ｈ鋼等）等で形成することができ、筒型の壁２、屋根部版３、及び筒本体と結合する版５は、筒型の基礎１の形成材料と同一の材料で、又は、前記の他の材料で、必要な強度を備えるように厚さを調整して形成される。

図４は、第２実施形態の建物のＢ−Ｂ線断面の説明図であり、第１実施形態の建物の平面形状の例を示している。

津波が直接当たる筒型の壁２の面を平面的に円形等の凸型に形成することによって、建物が受ける津波による水平力を低減させ、また、アーチアクションを期待することで、筒型の壁２の曲げモーメントを軽減して経済性に優れるようにすることもできる。

平面形状としては図４で例示したものの他、四角の筒等の多角形の筒も含まれることは言うまでもない。

図５は、第１実施形態の建物（大規模な場合）のＢ−Ｂ線断面説明図であり、第１実施形態の建物（大規模な場合）の平面形状の例を示している。

建物の規模が大きく平面方向のスパンが大きくなり、筒本体と結合する版５や屋根部版３の厚さが大きくなる場合に、筒状の建物の内側にいくつかの小さい内部筒型１８（円形、多角形等）を備えるようにして、筒本体と結合する版５や屋根部版３とも結合することによって、筒本体と結合する版５や屋根部版３の厚さを軽減することができ、建物全体としての経済性を図ることができるようになる。

図６は、第３実施形態の建物の開口補強の正面説明図であり、図７は、第３実施形態の建物の開口補強のＣ−Ｃ線断面説明図である。

第１実施形態の建物について、扉、窓等の開口４が大きいため、強度の低減が懸念される場合には、扉、窓等の開口４の周りに、筒型の壁２と一体となって外力に抵抗する開口補強部材８を備えるようにして、開口による強度の低減を防ぎ、扉、窓等の開口４を必要な位置に容易に配置することができるようになる。

図８は、第４実施形態の建物の平面説明図であり、第１実施形態の建物の部屋配置の例を示している。

筒型の壁２の彩光が必要な窓等の開口部に津波の力に耐える採光用高強度ブロック６を備えるようにし、また、機能上開閉が不可欠な玄関や窓等には水門７を備えるようにして、津波等で建物が水没しても、建屋内に水が浸入するのを防ぐようにすることもできる。

図９は、第５実施形態の建物の居室の断面説明図であり、津波等で建物が水没している状態で、なんらかの事情で建物の中に水が浸入する場合における対処方法を示している。

建物の中の仕切壁又は外壁９の上部壁と直上階の床版１０をコンクリート等で密実に形成して、また、電気配線等の設備用貫通孔をエポキシ樹脂等で密閉して、天井裏１２及び居室１７の上部に空気だまり１５を備えるようにしている。

また、この空気溜まり１５の一部に非常用食料や懐中電灯、酸素ボンベ等の防災用具の保管庫１４を備えるようにして、浸水時に長時間建物の中にとどまることができるようにしている。

天井１１の一部には天井裏点検口１３を備えており、非常時に天井裏１２の空気だまり１５に出入りすることができるようになっている。

１ 筒型の基礎
２ 筒型の壁
３ 屋根部版
４ 扉、窓等の開口
５ 筒本体と結合する版
６ 彩光用高強度ブロック
７ 水門
８ 開口補強部材
９ 仕切壁又は外壁
１０ 床版
１１ 天井
１２ 天井裏
１３ 天井裏点検口
１４ 防災用具の保管庫
１５ 空気溜まり
１６ 筒型基礎内側の土砂等
１７ 居室
１８ 内部筒型
ＧＬ 地盤面
ＷＬ１ 浸水時の水位
ＷＬ２ 居室内部の水位

Claims (5)

1. 平面の形が円形や小判型等の筒型であって、筒型の内側に内部筒型を１個乃至複数個有する基礎を備え、地上部も筒型のまま伸ばして、地上部の壁を形成するようにし、壁と屋根とを一体に連結し、また、筒型の基礎又は壁を横断する筒本体と結合する版を１個乃至複数個配置して、前記内部筒型を、筒本体と結合する版又は屋根と結合したことを特徴とする自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物。
2. 前記の建物であって、筒型の平面形状について、津波が来る側の面を円形等の凸型にして建物が受ける力を低減させるようにした請求項１に記載の自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物。
3. 前記の建物であって、壁や屋根において、扉や窓等のための開口部周囲に、壁と一体となった補強用の部材を備えるようにした請求項１乃至請求項２の何れかに記載の自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物。
4. 前記の建物であって、壁の窓等の開口部に彩光のために高強度のブロックを備え、開閉が不可欠な玄関や窓等には水門を備えるようにした請求項１乃至請求項３の何れかに記載の自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物。
5. 前記の建物であって、部屋の仕切壁の上部壁及び直上階の床版をコンクリート等で密実に形成して、また、電気配線等の設備用貫通孔等の開口隙間をエポキシ樹脂等で密実に形成して、津波等で建物が水没しても、居室の天井裏及び居室の上部に空気だまりができる空間を備えるようにし、また、この空間の一部に非常用食料や懐中電灯、酸素ボンベ等の防災用具の保管庫を備えるようにした請求項１乃至請求項４に記載の自然災害（津波、竜巻等）に対処する建物。

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