JP5944194B2 - 建造物の免震工法及び免震構造 - Google Patents

Description

本発明は、建造物の免震工法及び免震構造に関するものであり、より詳細には、主に一般戸建て住宅を対象とする、簡易で比較的低コストにて施工することができる建造物の免震工法及び免震構造に関するものである。

地震大国と言われる日本においては、古くより建造物について、種々の地震対策がなされてきている。その主なる方法は、地震力に対して構造自体で耐える耐震工法と、地震の揺れを吸収して、地震エネルギーが建造物に伝わりにくくする免震工法とに大別できる。

免震工法には、鉛直方向に構造物を支持しつつ水平方向に柔軟に変位可能なアイソレータ（積層ゴムアイソレータやボールスライドレール等）を介して、地盤等との構造的絶縁を図る免震支承方式と、ダンパー等を用いて震動エネルギーを吸収するダンパー方式がある。また、建築基準法では構造上免震とは認められていないが、空気圧を利用して建造物全体を基礎の一部と共に浮上させることで、エネルギーの建造物への伝達を抑えるＡＩＲ断震という技術があり（特許文献１：特開２０１１−８９６２３号公報）、更に、水中浮上方式（特許文献２：特開平６−９３６２２号公報、特許文献３：特開平９−１５１６２３号公報）並びに空気圧浮上方式と水中浮上方式とを併用する方式（特許文献４：特開平１０−２２７３３２号公報）等も提案されている。

このように、従来より種々の免震工法が提案され、一部が実施されているが、それらの多くは、中高層住宅や集合住宅向けの比較的大掛かりな工事となってコストも嵩むものであり、一般の戸建て住宅に施工するには適さない。また、一般の戸建て住宅の場合は、建物重量が軽いために免震化が難しいということもあって、一般の戸建て住宅向け免震工法は余り普及していない。

特開２０１１−８９６２３号公報 特開平６−９３６２２号公報 特開平９−１５１６２３号公報 特開平１０−２２７３３２号公報

上述したように、免震工法は地震対策として有効な手段であるが、従来提案されている種々の免震工法は、いずれも中高層住宅や集合住宅向けであって、比較的大掛かりな工事となってコストも嵩むものであって、一般の戸建て住宅向けではなく、一般の戸建て住宅向け免震工法は余り普及していないのが実情である。

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、比較的簡易な方法であって低コストにて施工でき、一般の戸建て住宅について実施するのに好適な免震工法及び免震構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、地盤に掘設した凹部内に、底盤と囲壁とから成る箱状の構造体を埋設し、前記底盤には、その上に築造する建造物の布基礎対応位置に前記布基礎が収まる免震ピットを、前記布基礎の高さよりも少し浅く凹設し、また、前記底盤上の適宜位置に貯水槽を配備し、前記布基礎はその側面に浮体を添設した状態で前記免震ピット内に配置し、前記貯水槽に、所定以上の震動発生時に開口して内部貯留水を排出する排出口を設け、前記排出口から排出された水が前記免震ピット内に流入することにより、建造物を前記布基礎ごと浮上可能にすることを特徴とする免震工法である。

一実施形態においては、予め前記免震ピット内に、前記布基礎が浮上しないレベルの水を張る。また、前記貯水槽の排出口を、震動センサからの信号に基づいて開口させるようにする。

前記布基礎を配置する免震ピットが一連のものではない場合は、前記各免震ピット同士を連通させる配管を前記各免震ピット間に配設して、前記各免震ピット内に流入する前記排出口から排出された水の水位が一定となるようにする。また、前記貯水槽内の貯留水を、防火用水及び非常用生活用水として利用可能にする。

上記課題を解決するための請求項６に記載の発明は、地盤に掘設した凹部内に、底盤と囲壁とから成る箱状の構造体が埋設され、前記底盤には、その上に築造される建造物の布基礎対応位置に前記布基礎が収まる免震ピットが、前記布基礎の高さよりも少し浅く凹設され、また、前記底盤上の適宜位置に貯水槽が配備され、前記布基礎は、その側面に浮体が添設された状態で前記免震ピット内に配置され、前記貯水槽には、所定以上の震動発生時に開口して内部貯留水を排出する排出口が設けられ、前記排出口から排出された水が前記免震ピット内に流入することにより、前記建造物が前記布基礎ごと浮上可能にしたことを特徴とする免震構造である。

一実施形態においては、予め前記免震ピット内に、前記布基礎が浮上しないレベルの水が張られ、また、前記貯水槽に震動センサが設置され、前記排出口が前記震動センサからの信号に基づいて開口するようにされる。また、一実施形態においては、前記布基礎を配置する免震ピットが一連のものではない場合において、前記各免震ピット内における前記排出口から排出された水の水位を一定に保持するために、前記各免震ピット同士を連通させる配管が前記各免震ピット間に配設される。

本発明は上記のとおりであって、地盤に掘設した凹部内に、底盤と囲壁とから成る箱状の構造体を埋設し、前記底盤には、その上に築造する建造物の布基礎対応位置に前記布基礎が収まる免震ピットを、前記布基礎の高さよりも少し浅く凹設し、また、前記底盤上の適宜位置に貯水槽を配備し、前記布基礎はその側面に浮体を添設した状態で前記免震ピット内に配置し、前記貯水槽に、所定以上の震動発生時に開口して内部貯留水を排出する排出口を設け、前記排出口から排出された水が前記免震ピット内に流入することにより、建造物が直ちに前記布基礎ごと浮上するようにしたものであって、施工を比較的容易且つ低コストにて行うことができ、一般の戸建て住宅について実施するのに好適なる効果がある。

本発明に係る免震工法及び免震構造を説明するための簡略平面図である。 本発明に係る免震工法及び免震構造の平常時（非浮上時）の状態を説明するための簡略平面図である。 本発明に係る免震工法及び免震構造の有事の際の浮上状態を説明するための簡略平面図である。

本発明を実施するための好ましい形態につき、添付図面に依拠して説明する。なお、添付の図面は、あくまで本発明を分かりやすく説明するためのもので、そこに示されている各部の寸法やサイズ比率等は、実際に施工されるものとはかなり異なっていることを理解されたい。本発明に係る建造物の免震工法並びに免震構造においては、施工個所の地盤に掘設した凹部内に、底盤２と囲壁３とから成る箱状の構造体１を埋設する。底盤２には、その上に築造される建造物の布基礎１１対応位置に、布基礎１１が十分に収まる大きさの免震ピット４を、布基礎１１の高さよりも少し浅く凹設する。

免震ピット４は布基礎１１に対応して形成されるものであって、通例、そのすべてが一連のものとして形成されるが、不連続に形成される場合もあり得る。不連続に形成する場合には、各免震ピット４同士を接続するための配管を配設し、各免震ピット４内の水位が一定となるようにして、建造物の水平状態が維持されるようにする。

布基礎１１の両側面には、その上面及び底面を残して浮体１２が設置され、布基礎１１は、その浮体１２を添設した状態で免震ピット４内に配置される。浮体１２は、布基礎１１及びその上に築造される建造物を浮上させるに足る浮力を発生させるためのもので、発泡樹脂、中空体、あるいは、それらを併用したもの等が用いられる。布基礎１１上には、常法により土台１３が設置されるが、免震ピット４の深さは布基礎１１の高さよりも少し浅いため、布基礎１１は、免震ピット４内に配置された際にその上部が少し露出するので、土台１３が底盤２に接することはない（図２、３参照）。

通例、免震ピット４内には、予め、布基礎１１が浮上しないレベルの水が張られる。その状態においては、布基礎１１の底面は免震ピット４の内底面に当接している。本発明に係る方法においては、大地震発生時に建造物を浮上させて、震動が建造物に伝達されることを回避することを企図しているので、建造物の浮上は地震発生後即座になされる必要がある。そのため、予め免震ピット４内に張られる水量は、平常時における建造物の比重が１．０５以下、好ましくは、１．０１程度となるように設定される必要がある。そのようにしておけば、後述するようにして免震ピット４内に水が流入すると、直ちに建造物の比重が１以下となって浮上可能となる。

底盤１上には、土台１３を避けるようにして貯水槽６が配備される。貯水槽６は、底盤２と建造物の底面との間の限られた空間内に配置することになるため、高さがなく、縦横に長いものとなる。また、貯水槽６は、一般に直方体形状とされるが、それに限られる訳ではない。

貯水槽６には、所定震度以上の震度の地震が発生した際に、自動的に解錠されて開口する排出口７が配設される。例えば、排出口７は、震度センサ８と、震度センサ８からの信号に基づいて解錠動作する電子ロックとから成る電子制御式のものとされ、あるいは、所定震度以上の震度によって破損するように強度設定され、又は、解錠するように構成されたロックを備えたものとされる。

貯水槽６内には常時水が満たされるが、その水は、非常時における防火用水として、あるいは、生活用水として利用可能にするために、外部に汲み出し可能にされ、また、適時補給可能にするために、適宜補給用配管と汲み出し用配管とが配置される。予め免震ピット４内に水が張られている場合には、その水を利用することも可能にすることが好ましい。

上記構成の本発明に係る免震構造においては、大きな地震が発生し、それが所定震度以上であると、貯水槽６の排出口７が自動的に開き、内部に貯留されていた水が流出する。流出した水は、即座に底盤２を伝って各免震ピット４内に流れ込み、予め免震ピット４内に張られている水と混ざり合い、浮体１２に囲まれることにより十分な浮力を得た布基礎１１を、その上の建造物ごと浮上させる。そして、布基礎１１は、そのまま免震ピット４内において浮遊状態となるため、地震に伴う底盤２の揺れが直接布基礎１１に伝達されることはない。

上述したように建造物は、平時において比重が１に近い状態にされており、免震ピット４内に水が補充されると、その比重が直ちに１以下となって浮上するため、建造物への震動の伝達が阻止され、以て建造物の破損が回避されると共に、建造物内における安全が確保される。

また、浮遊状態の布基礎１１は、揺れに伴って免震ピット４の内壁に当たることがあるが、その場合は浮体１２が緩衝材として機能するため、建造物に大きな衝撃が加わることはない。そして、大地震の後には余震があることを考慮し、数日間はその状態のままとし、余震が収まった頃、適宜ポンプを用いる等して免震ピット４内の水を抜き、布基礎１１の底面を免震ピット４の内底面に着座させる。また、直ちに排出口７のロックを戻すと共に、貯水槽６内に水を補給し、後の地震に備える。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは言うまでもない。従って、この発明は、添付請求の範囲において限定した以外は、その特定の実施形態に制約されるものではない。

１ 箱状構造体
２ 底盤
３ 囲壁
４ 免震ピット
６ 貯水槽
７ 排出口
８ 震動センサ
１１ 布基礎
１２ 浮体
１３ 土台

Claims (9)

1. 地盤に掘設した凹部内に、底盤と囲壁とから成る箱状の構造体を埋設し、前記底盤には、その上に築造する建造物の布基礎対応位置に前記布基礎が収まる免震ピットを、前記布基礎の高さよりも少し浅く凹設し、また、前記底盤上の適宜位置に貯水槽を配備し、前記布基礎はその側面に浮体を添設した状態で前記免震ピット内に配置し、前記貯水槽に、所定以上の震動発生時に開口して内部貯留水を排出する排出口を設け、前記排出口から排出された水が前記免震ピット内に流入することにより、建造物を前記布基礎ごと浮上可能にすることを特徴とする免震工法。
2. 予め前記免震ピット内に、前記布基礎が浮上しないレベルの水を張る、請求項１に記載の免震工法。
3. 前記貯水槽の排出口を、震動センサからの信号に基づいて開口させる、請求項１又は２に記載の免震工法。
4. 前記布基礎を配置する免震ピットが一連のものではない場合において、前記各免震ピット同士を連通させる配管を前記各免震ピット間に配設して、前記各免震ピット内に流入する前記排出口から排出された水の水位が一定となるようにする、請求項１乃至３のいずれかに記載の免震工法。
5. 前記貯水槽内及び前記免震ピット内の水は、防火用水及び非常用生活用水としての利用を可能にする、請求項１乃至４のいずれかに記載の免震工法。
6. 地盤に掘設した凹部内に、底盤と囲壁とから成る箱状の構造体が埋設され、前記底盤には、その上に築造される建造物の布基礎対応位置に前記布基礎が収まる免震ピットが、前記布基礎の高さよりも少し浅く凹設され、また、前記底盤上の適宜位置に貯水槽が配備され、前記布基礎は、その側面に浮体が添設された状態で前記免震ピット内に配置され、前記貯水槽には、所定以上の震動発生時に開口して内部貯留水を排出する排出口が設けられ、前記排出口から排出された水が前記免震ピット内に流入することにより、前記建造物が前記布基礎ごと浮上可能にしたことを特徴とする免震構造。
7. 前記免震ピット内には、予め前記布基礎が浮上しないレベルの水が張られる、請求項６に記載の免震構造。
8. 前記貯水槽に震動センサを設置し、前記排出口を前記震動センサからの信号に基づいて開口するようにした、請求項６又は７に記載の免震構造。
9. 前記布基礎を配置する免震ピットが一連のものではない場合において、前記各免震ピット内における前記排出口から排出された水の水位を一定に保持するために、前記各免震ピット同士を連通させる配管が前記各免震ピット間に配設された、請求項６乃至８のいずれかに記載の免震構造。

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