JP5725592B2 - Buildings that deal with natural disasters (tsunamis, tornadoes, etc.) - Google Patents
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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。 The present invention relates to a building having a performance capable of withstanding the power of natural disasters such as a tsunami and a tornado and protecting people's lives when a disaster occurs.
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。 For buildings, fabric foundations and solid foundations are placed on the ground, and frames such as ramen structures and wall-type structures are placed on top of them using wood, reinforced concrete materials, steel frames, etc. to ensure the prescribed strength. If the ground support capacity is insufficient with only the foundations and solid foundations that are the direct foundations, make sure that the ground support capacity is secured by providing a pile under the cloth foundation or solid foundation. It is built in.
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。 However, the power of natural disasters such as tsunamis and tornadoes is far beyond expectations, and it has become clear from recent disaster cases that it is difficult to ensure safety in the conventional buildings mentioned above. Yes.
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。 In other words, when a tsunami or tornado occurs, the conventional building structure cannot completely transmit the force acting on the walls and roof to the foundation, or the foundation is insufficient in strength. It was not possible to maintain safety in order to do this.
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。 On the other hand, Japan's existing industrial urban infrastructure is concentrated in low places such as coastal areas and plains. Especially, tsunami disasters have such a large impact that the functions of major cities are completely lost. However, because the urban industry structure requires waterfronts, it is impossible to prevent disasters by building high breakwaters, and it is easy to move all existing cities to higher ground, including infrastructure construction. Not a thing.
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ー(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。 Therefore, for disasters such as tsunamis, floating shelters (for example, Patent Document 1) for temporarily evacuating people and building shelters (for example, Patent Document 2) that are fixed on land are provided on the ground. A way to save life has been proposed.
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。 However, these methods need to predict the time when disasters such as tsunamis and tornadoes will strike in advance, let the residents recognize them, and evacuate to the shelter for evacuation. It is difficult to predict the situation, and it is difficult to say that it is a method that can be surely applied to anyone because the time until a disaster reaches is extremely short.
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。 The present invention is intended to solve such problems of the conventional technology, and by providing a strong building that can withstand natural disasters such as tsunami and tornado, The purpose is to make it possible to cope with disasters such as tsunami in the space to be used.
前記目的を達成するために、筒型の基礎の一形態で、平面の形が、円形や小判型等で、錐台の側面のように下方に徐々に広がる基礎(以下、「錐台型の筒型基礎」と言う。)を形成し、この基礎の上端を、そのまま上方の地上部に伸ばして、連続した部材で壁を形成するようにし、この筒型の壁2と屋根部版3とを一体に連結し、また、錐台型の筒型基礎1´又は筒型の壁2を横断し、錐台型の筒型基礎1´又は筒型の壁2と結合する版5を配置して、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、直接地下の錐台型の筒型基礎1´に伝え、また、この錐台型の筒型基礎1´を通して、錐台型の筒型基礎1´に接する地盤に伝達して、さらに建物を安定させ、強靭なものにできることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned purpose, it is a form of a cylindrical foundation, and the shape of the plane is a circle or an oval shape, and gradually spreads downward like the side surface of the frustum (hereinafter referred to as “frustum-shaped And the upper end of the foundation is extended to the upper ground part as it is to form a wall with continuous members, and the
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、また、筒状の建物の内側にいくつかの小さい内部筒型18、柱型等の基礎を備え、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経済性を図ることができることを特徴とする。 In addition, for the building of the present invention, the cylindrical plane shape is such that the surface on the side where the tsunami comes is made convex, such as a circle, to reduce the horizontal force received by the building, It can be economically applied to a large-scale building by providing such a small
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。 Further, the building of the present invention is provided with an opening reinforcing
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。 The above contents are summarized as technically specific items as follows.
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錐台型の筒型基礎1´を備え、そのまま上方の地上部に伸ばして、連続した部材で筒型の壁2や屋根部版3を連結して一体に形成して、また、錐台型の筒型基礎1´又は筒型の壁2を横断して筒本体と結合する版5を配置して、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、直接地下の錐台型の筒型の基礎1´に伝え、また、この錐台型の筒型基礎1´を通して、錐台型の筒型基礎1´に接する地盤に伝達するようにしている。That is, in the present invention, the building is provided with a
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。 According to this, in the event of a natural disaster such as a tsunami, it will be possible to reliably protect people's lives without damaging the buildings that they live in everyday life, making it easier to restore the city after a disaster. become able to.
また、前記本発明の建物において、錐台型の筒型基礎1´や筒型の壁2を横断して、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ることができるようにしており、さらに、錐台型の筒型基礎の場合は、基礎に生じる曲げモーメントを、基礎の軸力で支持できるようにして、さらに建物の耐力を高めることができるようにしたものである。 Further, in the building of the present invention, the strength of the entire cylindrical building is provided by including a
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、柱型等の基礎を備え、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。 According to this, it becomes possible to apply this invention also to a large-scale building, and it couple | bonds with this cylinder main body instead of the floor of a building in the most suitable position according to the scale and shape of a cylinder. By arranging the
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。 Moreover, in the said invention, about the cylindrical planar shape, the surface where the tsunami comes can be made into a convex shape such as a circle so that the horizontal force received by the building can be reduced to achieve economic efficiency.
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。 Further, in the above invention, since the
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、津波等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、常時使用する利便性に富む扉とは別に災害時の大きな外力にも対処し、水密性を確保する水門7を備えるようにすることもできる。Further, in the above-mentioned invention, a high-
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。 According to this, it is possible to protect the living space from the disaster for a long time by securing the sluice gate in the event of a disaster such as a tsunami while ensuring daily living.
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。 Furthermore, in the above invention, in the state where the building is submerged due to a tsunami or the like, in preparation for a situation where water enters the building due to some unforeseen circumstances, the partition wall of the room or the upper wall of the
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。 According to this, the resident can stay in the building for a long time at the time of a disaster, and the possibility of protecting people's lives can be increased.
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。 As described above, buildings that deal with natural disasters (such as tsunamis and tornadoes) of the present invention are strong enough to withstand disasters such as tsunamis and tornadoes. It is possible to cope with natural disasters of the city, and to prevent damage to the buildings that form the base of the city, so that the city can be restored early in the event of a disaster.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
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り、錐台の側面のように下方に徐々に広がる基礎(錐台型の筒型基礎)にして、さらに耐力を高めたものである。 FIG. 1 shows a schematic view of a building according to the first embodiment of the present invention, and is a perspective view obliquely viewed from above, and a foundation that gradually spreads downward like a side surface of a frustum (a frustum-shaped cylindrical foundation). ) And further increased proof stress.
図1に示す建物は、平面の形が、円形や小判型等の錐台型の筒型基礎1´を備え、地上部もその筒型のまま伸ばして連続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。The building shown in FIG. 1 includes a cylindrical base 1 ' having a truncated cone shape such as a circular shape or an oval shape, and has a
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、確実に地下の錐台型の筒型基礎1´に伝え、この錐台型の筒型基礎1´を通して、錐台型の筒型基礎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。This ensures that the horizontal, vertical and levitation forces acting on the
水平力は錐台型の筒型基礎1´に接する地盤の横方向及び鉛直方向の抵抗により支持され、鉛直方向の押込力は錐台型の筒型基礎1´先端(下端)の支持力及び錐台型の筒型基礎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、建物の重量と、錐台型の筒型基礎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。The horizontal force is supported by the lateral and vertical resistance of the ground in contact with the frustum-shaped
特に地盤の横方向の抵抗については、錐台型の筒型基礎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。In particular, the lateral resistance of the ground can be expected to reach the maximum value of the passive earth pressure over the entire projected area of the frustum-shaped cylindrical foundation 1 'in the horizontal force acting direction. It can be made into a simple building.
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。 In FIG. 1, general building components such as ceilings and floor slabs other than the structural frame are omitted, but it goes without saying that general building components exist within the technical scope of the present invention. .
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。FIG. 2: is the perspective view seen from diagonally upward which shows the schematic diagram of the building in 1st Embodiment, and is explanatory drawing of the plate couple | bonded with a cylinder main body.
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。Drawing 3 is an AA line section explanatory view of a building in a 1st embodiment.
図2及び図3示す建物は、本発明の建物について、錐台型の筒型基礎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。The building shown in FIG. 2 and FIG. 3 includes the
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。 According to this, it becomes possible to apply this invention also to a large-scale building, and it couple | bonds with this cylinder main body instead of the floor of a building in the most suitable position according to the scale and shape of a cylinder. By arranging the
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。 It is not necessary to replace all the floor slabs of each floor with this
この第1実施形態において、錐台型の筒型基礎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。In this first embodiment , the frustum-type
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。 In the first embodiment , the
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。 The
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。 Examples of the forming material of the first embodiment include reinforced concrete, steel reinforced concrete and steel, a resin material such as high-strength polyester, or a material obtained by molding them.
錐台型の筒型基礎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、錐台型の筒型基礎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。錐台型の筒型基礎1´は、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、例えば、鋼管矢板を油圧式可変超高周波型バイブロ機で打設して傾斜した壁を形成するようにし、円弧部については、上部は管径が細く、下部は管径が太い異型鋼管に鋼管矢板の継ぎ手を取付けたものを使用して打設し、異型鋼管矢板を使用することによって生じる鋼管矢板上部における土と鋼管矢板との隙間については、事前にグラウトを行うための配管を鋼管矢板に取付けておき、鋼管矢板設置後にこの配管を通して、グラウト材を充填して空隙をなくして、地盤の抵抗を確実に確保するようにすることもできる。 The frustum-shaped cylindrical foundation 1 ' can be formed by a continuous underground wall construction method (material is reinforced concrete, steel reinforced concrete, etc.) or pile placing method (material is steel pipe sheet pile, H steel, etc.) The
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。Drawing 4 is an explanatory view of the BB line section of the building of a 2nd embodiment, and shows the example of the plane shape of the building of a 1st embodiment .
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。 By forming the surface of the
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。 Needless to say, the planar shape includes polygonal cylinders such as a square cylinder in addition to those illustrated in FIG.
図5は、第2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。FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB of the building of the second embodiment (in the case of a large scale), and shows an example of the planar shape of the building of the first embodiment (in the case of a large scale).
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)、柱型等の基礎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。 When the building scale is large and the span in the plane direction is large, and the thickness of the
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。FIG. 6 is a front explanatory view of the opening reinforcement of the building of the third embodiment, and FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view taken along the line C-C of the opening reinforcement of the building of the third embodiment.
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。About the building of 1st Embodiment, since the
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。FIG. 8 is an explanatory plan view of the building of the fourth embodiment, and shows an example of the room layout of the building of the first embodiment.
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(ガラス製又は樹脂製等)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、常時使用する利便性に富む扉とは別に災害時の大きな外力にも対処し、水密性を確保する水門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。The
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。FIG. 9 is a cross-sectional explanatory diagram of the room of the building according to the fifth embodiment, and shows a coping method when water enters the building for some reason in a state where the building is submerged due to a tsunami or the like. .
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。 The partition wall in the building or the upper wall of the
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。 Further, a part of the air reservoir 15 is provided with a
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。 A part of the ceiling 11 is provided with a ceiling back inspection port 13 so that it can enter and leave the air reservoir 15 of the ceiling back 12 in an emergency.
1´錐台型の筒型基礎
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 錐台型の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 1 'frustum-shaped
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