JP5953218B2 - 免震建物構造 - Google Patents

Description

本発明は、免震建物構造に関する。

建物の免震化を目的として、擁壁により囲まれた基礎部分に免震装置を配設する場合がある。免震装置は、積層ゴム等により水平移動することで、地震時の揺れを吸収する。

免震装置を備えた建物１０１は、地震力により免震装置が変形した際に、基礎部分１０２が擁壁１０３に接触することがないように、基礎部分１０２と擁壁１０３との間に十分なクリアランスＣを確保しておく必要がある（図９参照）。

一方、擁壁１０３の位置は敷地境界により決定される場合が多いため、擁壁１０３からのクリアランスを確保すると、建物１０１の大きさが制限されることがある。
特許文献１には、既存建物を免震化する構造として、擁壁の一部を斫ることにより凹部を形成し、擁壁と基礎部分との間のクリアランスを確保する免震建物構造が開示されている。

特開２０１１−３８３７５号公報

前記従来の免震建物構造は、凹部を形成することにより、擁壁の部分的な強度低下が懸念される。

本発明は、前記の問題点を解決するものであり、擁壁の強度を維持したまま、擁壁と基礎との間のクリアランスを確保することを可能とした免震建物構造を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、第一の発明に係る免震建物構造は、基礎部に配設された免震装置と、前記基礎部の周囲を囲う擁壁と、を備える免震建物構造であって、前記基礎部は、前記免震装置の上面が固定された上固定部と前記免震装置の下面が固定された下固定部とを有しており、前記擁壁には、前記上固定部の位置に対応して開口部が形成されていて、前記開口部を遮蔽する板材と、少なくとも前記開口部の周囲を補強する補強部材とが配設されていることを特徴としている。
免震建物構造において、前記板材は鋼板からなることが望ましく、また、前記補強部材は形鋼材を格子状に組み合わせた格子部を含むことが望ましい。なお、前記板材の部材厚と前記格子部の部材厚とを加えた厚さは、前記擁壁の厚さよりも小さい。

かかる免震建物構造によれば、擁壁に開口部を形成しているので、擁壁と基礎との間にクリアランスを確保することができる。開口部は、補強部材により補強されているため、擁壁の強度を維持することも可能である。さらに、開口部は板材により遮蔽されているため、土留め壁としての機能が低下することもない。なお、開口部の補強は、開口部の内空から補強してもよいし、開口部の外周部から補強してもよい。

また、第二の発明に係る免震建物構造は、基礎部に配設された免震装置と、前記基礎部の周囲を囲う擁壁とを備える免震建物構造であって、前記基礎部は、前記免震装置の上面が固定された上固定部と前記免震装置の下面が固定された下固定部とを有しており、前記擁壁は、前記上固定部の位置に対応して凹部が形成されていて、前記凹部は、前記擁壁の壁厚を変化させることなく背面側に張り出させることにより形成されていることを特徴としている。

さらに、第三の発明に係る免震建物構造は、基礎部に配設された免震装置と、前記基礎部の周囲を囲う擁壁とを備える免震建物構造であって、前記基礎部は、前記免震装置の上面が固定された上固定部と前記免震装置の下面が固定された下固定部とを有しており、前記擁壁は、前記上固定部の位置に対応して凹部が形成されていて、前記凹部は、前記擁壁の壁厚を小さくすることにより形成されているとともに前記凹部の背面側に配設された杭と一体に固定されていることを特徴としている。

かかる免震建物構造によれば、擁壁に凹部を形成しているので、擁壁と基礎との間にクリアランスを確保することができる。また、擁壁の凹部は補強されているため、擁壁の強度が凹部において低下することもない。

本発明の免震建物構造によれば、擁壁の強度を維持したまま、擁壁と基礎との間のクリアランスを確保することが可能となる。

第一の実施形態に係る免震建物構造の一部を示す断面図である。 図１の免震建物構造の開口部を示す立面図である。 図１の免震建物構造の平断面図である。 第一の実施形態の免震建物構造の他の形態を示す断面図である。 図４の免震建物構造の平断面図である。 第二の実施形態に係る免震建物構造の一部を示す平断面図である。 第三の実施形態に係る免震建物構造の一部を示す平断面図である。 第四の実施形態に係る免震建物構造の一部を示す平断面図である。 従来の免震建物構造の一部を示す平断面図である。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態に係る免震建物構造１は、図１に示すように、建物１０の基礎部１１に配設された免震装置２と、基礎部１１の周囲を囲う擁壁３とを備えている。

建物１０は、複層階建ての鉄筋コンクリート造または鉄骨鉄筋コンクリート造の新設建物である。なお、建物１０の規模や用途等は限定されない。擁壁３は、免震ピット立ち上がり擁壁である。
建物１０の基礎部１１は、上基礎１２と下基礎１３とを備えている。

上基礎１２と下基礎１３は、隙間を有して重ね合わされている。上基礎１２と下基礎１３との間には、免震装置２が介設されている。

上基礎１２は、格子状に組み合わされた梁部材１２ａからなる。上基礎１２（梁部材１２ａ）の上面には、床スラブ１４が一体に形成されている。
梁部材１２ａ同士の交差部には、免震装置２の上面が固定される上固定部１５が形成されている。

上固定部１５は、直方体形状のコンクリート部材である。上固定部１５の側面には梁部材１２ａが接続されている。
上固定部１５は、柱１７よりも大きな平面形状を有しており、擁壁３側に突出している。なお、上固定部１５の形状寸法は限定されるものではない。

下基礎１３は、地盤面に敷設された基礎スラブ１３ａと、基礎スラブ１３ａの上面に配設された基礎梁１３ｂとを備えている。
基礎梁１３ｂは、格子状に配設されている。また、基礎梁１３ｂ同士の交差部には免震装置２の下面が固定される下固定部１６が形成されている。

下固定部１６は、直方体形状のコンクリート部材である。下固定部１６の側面には基礎梁１３ｂが接続されている。
下固定部１６は、上固定部１５と同形状に形成されている。なお、下固定部１６の形状寸法は限定されるものではない。

なお、建物１０の基礎部１１の構成は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。例えば、本実施形態では、直接基礎構造の場合について説明するが、杭基礎構造であってもよい。また、上基礎１２および下基礎１３の構成は、基礎部１１の基礎構造等に応じて適宜設定すればよい。

免震装置２は、建物１０の柱１７の真下となる位置に配設されている。
免震装置２は、金属板とゴムシートとを交互に組み合わせてなる積層ゴムにより構成されている。なお、免震装置２の構造は限定されない。

擁壁３は、下基礎１３（基礎スラブ１３ａ）から立設された土留め壁であって、基礎部１１の周囲を囲っている。
擁壁３には、建物１０の突出部分である上固定部１５の位置に対応して、擁壁３を貫通する開口部３１が形成されている。

図２に示すように、本実施形態の開口部３１は矩形状を呈している。なお、開口部３１の形状は、上固定部１５の側面の形状よりも大きければ限定されるものではない。
開口部３１の内側には、図１および図２に示すように、補強部材４０と板材４１とが配設されている。補強部材４０は、格子部４２と枠部４３とを備えている。

板材４１は、開口部３１と同形状の鋼板からなり、開口部３１を遮蔽している。
板材４１は、図１および図３に示すように、擁壁３の裏面（地山側面）と面一となるように、開口部３１の地山側（基礎部１１と反対側）に配設されている。

板材４１は、その周縁に沿って設けられた補強部材４０の枠部４３を介して開口部３１の内周面に固定されている。板材４１と枠部４３との固定方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合している。

本実施形態の枠部４３は、開口部３１の周縁部を補強する部材であって、山形鋼からなる。
枠部（山形鋼）４３の一片は板材４１の周縁部に固定され、枠部（山形鋼）４３の他片は開口部３１の内周面に固定されている。

図２に示すように、開口部３１の上面および左右の側面に配設された枠部（山形鋼）４３には、スタッド材（異形棒鋼スタッド）４４が固定されている。枠部４３は、擁壁３に埋め込まれたスタッド材４４を介して開口部３１の内周面に沿って固定されている。

開口部３１の下面に沿って配設された枠部４３は、山形鋼の他片を貫通したアンカーボルト４５により擁壁３に固定されている。
また、図１および図３に示すように、枠部４３と開口部３１との間には、止水板４６が介設されている。
なお、枠部４３の固定方法は限定されるものではない。例えば、全周囲がスタッド材４４を介して固定されていてもよいし、全周囲がアンカーボルト４５を介して固定されていてもよい。また、枠部４３を構成する材料も限定されない。

格子部４２は、板材４１の基礎部１１側に配設されているとともに枠部４３に固定されている。
なお、格子部４２の固定方法は限定されない。

図２に示すように、格子部４２は、開口部３１を補強する部材であって、形鋼材を組み合わせることにより格子状を呈している。
格子部４２を構成する形鋼材は限定されるものではなく、例えば、Ｈ形鋼、山形鋼、溝形鋼等を使用すればよい。

板材４１の部材厚と格子部４２の部材厚とを加えた厚さは、擁壁３の厚さよりも小さい。また、格子部４２と上固定部１５とのクリアランス（離隔距離）Ｃは、上固定部１５の地震時の想定最大水平移動量よりも大きい。

以上、第一の実施形態の免震建物構造１によれば、擁壁３に開口部３１を設けることで、地震時の水平移動のクリアランスＣを確保しているため、地震力により上基礎１２が擁壁に対して相対的に水平移動したとしても、擁壁３と建物１０の突出部分（上固定部１５）とが衝突することがない。
そのため、免震装置２による免震効果が低下することがなく、また、擁壁３、建物１０および免震装置２に破損が生じることもない。

また、免震建物構造１によれば、開口部３１により免震装置２に必要なクリアランスＣを確保しているため、擁壁３と基礎部１１との間隔を最小限に抑えることができ、ゆえに、合理的な設計が可能となる。
つまり、擁壁３を建物１０に近づけることで、擁壁３の寸法を最小限に抑えることができ、施工費の低減化を図ることができる。または、擁壁３に建物１０の外周面（外側の柱１７）を近づけることで、建物１０の内空間を最大限に広げることもできる。

さらに、免震建物構造１によれば、地上部分の外周柱と外壁との間隔を狭めることができるため、跳ね出し梁の突出寸法を減らすことができる。
地上部分の外周柱を免震装置２よりも外側に設けたい場合には、斜め柱を設ける場合がある。斜め柱の傾斜角が大きくなると、不経済な構造になるとともに設計の自由度が低くなるが、本実施形態の免震建物構造１によれば、地下部分の外周柱との位置のずれを小さくすることが可能になるので、斜め柱の傾斜角を小さくすることができ、ひいては、設計の自由度を高めることができる。

開口部３１は、補強部材４０により補強されているため、擁壁３に必要な強度が確保されている。
また、開口部３１は、板材４１により遮蔽されているため、開口部３１から土砂が入りこむこともない。また、開口部３１の周囲には止水板４６が配設されているため、止水性も確保されている。

なお、本実施形態では、補強部材４０を枠部４３と格子部４２とを組み合わせることにより構成したが、補強部材４０の構成は限定されるものではない。例えば、図４および図５に示すように、補強部材４０を枠部４３のみで構成してもよい。こうすれば、擁壁３と基礎部１１との間隔をより小さくすることが可能となる。
また、補強部材４０の格子部４２に代えてブレース等を配置してもよいし、補強部材４０として格子部４２を直接開口部３１に配置してもよい。

また、本実施形態では、板材４１を鋼板により構成したが、板材４１の材質は限定されるものではなく、例えば、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）部材であってもよい。ＰＣａ部材は、周面から張り出された鉄筋を巻き込んだ状態で擁壁３を構築することで開口部３１に固定すればよい。このとき、ＰＣａ部材の周囲には止水板を配設しておく。なお、ＰＣａ部材の固定方法は限定されない。

また、本実施形態では、開口部３１の内側に補強部材４０を配設する場合について説明したが、開口部３１の外周囲に沿って補強部材を配設することにより開口部３１を該周部から補強してもよい。
また、開口部３１は、開口部３１の外周囲において擁壁３を背面側の土留杭等に固定することにより補強してもよい。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態に係る免震建物構造１は、図６に示すように、建物１０の基礎部１１に配設された免震装置２と、基礎部１１の周囲を囲う擁壁３とを備えている。

建物１０の基礎部１１は、上基礎１２と下基礎（図示省略）とを備えている。
上基礎１２と下基礎とは、隙間を有して重ね合わされている。上基礎１２と下基礎との間には、免震装置２が介設されている。

上基礎１２は、格子状に組み合わされた梁部材１２ａからなる。梁部材１２ａ同士の交差部には、免震装置２の上面が固定される上固定部１５が形成されている。
下基礎１３は、格子状に組み合わされた基礎梁（図示省略）を備えている。基礎梁同士の交差部には免震装置２の下面が固定される下固定部１６が形成されている。

免震装置２は、建物１０の柱１７の真下となる位置に配設されている（図１参照）。
なお、基礎部１１および免震装置２の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

擁壁３は、下基礎１３（基礎スラブ１３ａ）から立設された土留め壁であって、基礎部１１の周囲を囲っている。
擁壁３には、図６に示すように、建物１０の突出部分である上固定部１５の位置に対応して、凹部３２が形成されている。

凹部３２は、擁壁３の一部を地山側（基礎部１１と反対側）に張り出させることにより形成されている。擁壁３は平面視コ字状に形成されていて、擁壁３の壁厚は凹部３２となる部分においても変化していない。

本実施形態の凹部３２は、矩形状を呈している。なお、凹部３２の形状は、上固定部１５の側面の形状よりも大きければ限定されるものではない。

以上、第二の実施形態の免震建物構造１によれば、擁壁３に凹部３２を設けることで地震時の水平移動のクリアランスＣを確保しているため、地震力により上基礎１２が擁壁３に対して相対的に水平移動したとしても、擁壁３と建物１０の突出部分（上固定部１５）とが衝突することがない。
そのため、免震装置２による免震効果が低下することがなく、また、擁壁３、建物１０および免震装置２に破損が生じることもない。

また、本実施形態の免震建物構造１によれば、凹部３２により免震装置２に必要なクリアランスＣを確保しているため、擁壁３と基礎部１１との間隔を最小限に抑えることができ、ゆえに、合理的な設計が可能となる。
つまり、擁壁３を建物１０に近づけることで、擁壁３の寸法を最小限に抑えることができ、施工費の低減化を図ることができる。または、擁壁３に建物１０の外周面（外側の柱１７）を近づけることで、建物１０の内空間を最大限に広げることもできる。

さらに、凹部３２は、擁壁３に必要な壁厚を変化させることなく形成されているため、擁壁３に必要な強度が確保されている。
なお、凹部３２は、必要に応じて外周部を補強してもよい。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態（参考実施形態）に係る免震建物構造１は、図７に示すように、建物１０の基礎部１１に配設された免震装置２と、基礎部１１の周囲を囲う擁壁３とを備えている。

建物１０の基礎部１１は、上基礎１２と下基礎（図示省略）とを備えている。
上基礎１２と下基礎とは、隙間を有して重ね合わされている。上基礎１２と下基礎との間には、免震装置２が介設されている。

上基礎１２は、格子状に組み合わされた梁部材１２ａからなる。梁部材１２ａ同士の交差部には、免震装置２の上面が固定される上固定部１５が形成されている。
下基礎１３は、格子状に組み合わされた基礎梁（図示省略）を備えている。基礎梁同士の交差部には免震装置２の下面が固定される下固定部１６が形成されている。

また、免震装置２は、建物１０の柱１７の真下となる位置に配設されている。
なお、基礎部１１および免震装置２の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

擁壁３は、下基礎１３（基礎スラブ１３ａ）から立設された土留め壁であって、基礎部１１の周囲を囲っている。
擁壁３には、図７に示すように、建物１０の突出部分である上固定部１５の位置に対応して、凹部３２が形成されている。

本実施形態の凹部３２は、正面視矩形状を呈している。なお、凹部３２の形状は、上固定部１５の側面の形状よりも大きければ限定されるものではない。

凹部３２は、擁壁３の一部の壁厚を小さくすることにより形成されている。
凹部３２の周縁には、枠状の補強部３３が形成されている。

補強部３３は、鉄筋量が増加されているとともに、部材厚が他の部分よりも大きくなるように形成されている。なお、補強部３３の構成は限定されるものではない。

以上、第三の実施形態の免震建物構造１によれば、凹部３２の位置において壁厚が小さくなった擁壁３が補強部３３により補強されているため、擁壁３に必要な強度が確保されている。
この他の第三の実施形態の免震建物構造１の作用効果は、前記各実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

なお、凹部３２の形成方法は限定されるものではないが、例えば、凸部を有した型枠を利用して形成してもよいし、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）部材を配設することにより壁厚の小さい部分を形成してもよい。ＰＣａ部材を利用する場合には、ＰＣａ部材の鉄筋を側面から張り出させておき、擁壁３の本体部分をこの鉄筋を巻き込んだ状態で形成する。また、ＰＣａ部材の周囲には止水板を配置しておく。

また、補強部３３は、凹部３２の内周面に沿って補強部材を配設することにより形成してもよいし、凹部３２の外周部に沿って補強部材を配設することにより形成してもよい。

＜第四の実施形態＞
第四の実施形態に係る免震建物構造１は、図８に示すように、建物１０の基礎部１１に配設された免震装置２と、基礎部１１の周囲を囲う擁壁３とを備えている。

建物１０の基礎部１１は、上基礎１２と下基礎（図示省略）とを備えている。
上基礎１２と下基礎とは、隙間を有して重ね合わされている。上基礎１２と下基礎との間には、免震装置２が介設されている。

上基礎１２は、格子状に組み合わされた梁部材１２ａからなる。梁部材１２ａ同士の交差部には、免震装置２の上面が固定される上固定部１５が形成されている。
下基礎１３は、格子状に組み合わされた基礎梁（図示省略）を備えている。基礎梁同士の交差部には免震装置２の下面が固定される下固定部１６が形成されている。

また、免震装置２は、建物１０の柱１７の真下となる位置に配設されている。
なお、基礎部１１および免震装置２の詳細は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

擁壁３は、下基礎１３（基礎スラブ１３ａ）から立設された土留め壁であって、基礎部１１の周囲を囲っている。
擁壁３には、図８に示すように、建物１０の突出部分である上固定部１５の位置に対応して、凹部３２が形成されている。

凹部３２は、擁壁３の一部の壁厚を小さくすることにより形成されている。
本実施形態の凹部３２は、矩形状を呈している。なお、凹部３２の形状は、上固定部１５の側面の形状よりも大きければ限定されるものではない。

擁壁３の背面には、山留杭４７が配設されている。擁壁３は、山留杭４７に沿って形成されており、凹部３２の底および凹部３２の縁部分においてのみ山留杭４７に固定されている。
本実施形態では、山留杭４７に予めスタッド４８を植設しておき、スタッド４８を巻き込んだ状態で擁壁３を形成することで、擁壁３と山留杭４７とを固定する。なお、山留杭４７への擁壁３の固定方法は限定されない。また、擁壁３と山留杭４７とを固定する範囲は限定されない。

以上、第四の実施形態の免震建物構造１によれば、凹部３２の底および縁部分において、擁壁３を山留杭４７に固定しているため、壁厚を小さくした部分の強度が補強されている。つまり、山留杭４７と擁壁３とを一体化することにより、凹部３２の該周囲が補強されているため、擁壁３に必要な強度を確保するとともに、地震時の水平移動のクリアランスＣを確保している。

この他の第四の実施形態の免震建物構造１の作用効果は、前記各実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、本発明の免震建物構造は、新設の建物および擁壁であってもよいし、既存の建物を改修することにより形成してもよい。

前記各実施形態では、免震装置を柱の真下に配設したが、免震装置は必ずしも柱の真下である必要はない。

１ 免震建物構造
１０ 建物
１５ 上固定部
１６ 下固定部
２ 免震装置
３ 擁壁
３１ 開口部
３２ 凹部
３３ 補強部
４１ 板材
４０ 補強部材
４７ 山留杭（杭）

Claims (4)

1. 基礎部に配設された免震装置と、前記基礎部の周囲を囲う擁壁と、を備える免震建物構造であって、
   前記基礎部は、前記免震装置の上面が固定された上固定部と、前記免震装置の下面が固定された下固定部とを有しており、
   前記擁壁には、前記上固定部の位置に対応して開口部が形成されていて、
   前記開口部を遮蔽する板材と、少なくとも前記開口部の周囲を補強する補強部材とが配設されていることを特徴とする、免震建物構造。
2. 前記板材は、鋼板からなり、
   前記補強部材は、形鋼材を格子状に組み合わせた格子部を含み、
   前記板材の部材厚と前記格子部の部材厚とを加えた厚さが、前記擁壁の厚さよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の免震建物構造。
3. 基礎部に配設された免震装置と、前記基礎部の周囲を囲う擁壁と、を備える免震建物構造であって、
   前記基礎部は、前記免震装置の上面が固定された上固定部と、前記免震装置の下面が固定された下固定部とを有しており、
   前記擁壁は、前記上固定部の位置に対応して凹部が形成されていて、
   前記凹部は、前記擁壁の壁厚を変化させることなく背面側に張り出させることにより形成されていることを特徴とする、免震建物構造。
4. 基礎部に配設された免震装置と、前記基礎部の周囲を囲う擁壁と、を備える免震建物構造であって、
   前記基礎部は、前記免震装置の上面が固定された上固定部と、前記免震装置の下面が固定された下固定部とを有しており、
   前記擁壁は、前記上固定部の位置に対応して凹部が形成されていて、
   前記凹部は、前記擁壁の壁厚を小さくすることにより形成されているとともに、前記凹部の背面側に配設された杭と一体に固定されていることを特徴とする、免震建物構造。

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