JP6172804B2 - 免震建築物 - Google Patents

Description

本発明は、免震建築物に関し、特に、免震ピットに設けられた免震装置によって建物本体が支持されている免震建築物に関する。

例えば高層ビルのような大規模建築物として、建物本体を、免震ピットに設けられた積層ゴム支承式免震装置や、ダンパーや、滑り支承式免震装置等からなる公知の免震装置によって支持させることで、地震時の地震力を免震装置で吸収して、免震ピットから建物本体に地震力を緩和させた状態で伝えることにより、建物本体の横揺れを低減できるようにした免震建築物が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

これらの免震建築物では、免震ピットは、鉄筋コンクリート製の底盤部と、底盤部の周縁部分から立設して、免震ピットの周囲を囲んで設けられた土留め壁とからなり、土留め壁と建物本体の基部との間に間隔を保持して、地震時における免震装置による建物本体の横移動を可能にしている。また、土留め壁と建物本体の基部との間に保持された間隔は、想定される地震力に対する免震装置の設計変位量を鑑みて設定されており、想定内の大きさの地震が発生した際には、建物本体の基部を土留め壁に衝突させることなく、免震ピット内で建物本体の横移動させることが可能である。

一方、地震は、想定を超えて、さらに大きなものが発生することが考えられるため、特許文献１や特許文献２の免震建築物では、建物本体が地震時に想定の範囲を超えて横移動した場合に、免震ピットの土留め壁に建物本体が衝突する際の衝撃を抑制できるようにして、建物本体の損傷を少なくする工夫がなされている。

特開２００６−２８３２８８号公報 特開２０１２−２３３３６２号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された、建物本体が地震時に想定の範囲を超えて横移動した場合に、土留め壁に建物本体が衝突する際の衝撃を抑制できるようにする技術によれば、アイデアとしては優れている一方で、高層ビルのような大規模建築物の、相当の重量を有する建物本体が、土留め壁に衝突する際の衝撃を効果的に抑制できるようにするためには、特許文献１における、潜り込んだり乗り上げたりしながら接触する斜面部の構造及びこれに取り付けられる摩擦材や、特許文献１における、土留め壁の改良土露出部を形成する改良土（特許文献２）について、さらに開発を進める必要を生じて、現実に採用するのは困難である。

本発明は、既存の技術を応用した簡易な構成によって、建物本体が地震時に想定の範囲を超えて横移動した場合に、免震ピットの土留め壁に建物本体が衝突する際の衝撃を効果的に抑制できるようにして、建物本体の損傷を少なくすることのできる免震建築物を提供することを目的とする。

本発明は、免震ピットに設けられた免震装置によって建物本体が支持されており、免震ピットの周囲を囲む土留め壁と建物本体の基部との間に間隔を保持して、地震時における免震装置による建物本体の横移動を可能にしている免震建築物において、前記土留め壁は、免震ピットの底盤部の周縁部分から一体として立設する鉄筋コンクリート製の擁壁からなり、該鉄筋コンクリート製の擁壁には、内側からの衝突荷重によって当該擁壁が外側に折れ曲がるように誘導する、易損傷部が設けられている免震建築物を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の免震建築物は、前記易損傷部が、前記土留め壁を構成する前記鉄筋コンクリート製の擁壁の、前記底盤部との接合基端部分に設けられていることが好ましい。

また、本発明の免震建築物は、前記易損傷部が、前記鉄筋コンクリート製の擁壁における当該易損傷部に配筋された主鉄筋が周囲のコンクリートと付着していない状態となっている、非付着部によって形成されていることが好ましい。

さらに、本発明の免震建築物は、前記主鉄筋の非付着部と並設されて、補助主筋が、周囲のコンクリートと付着した状態で配筋されていることが好ましい。

さらにまた、本発明の免震建築物は、前記土留め壁を構成する前記鉄筋コンクリート製の擁壁における、前記建物本体の基部が衝突する可能性のある部分の内側表面を覆って、衝撃吸収材が取り付けられていることが好ましい。

また、本発明の免震建築物は、前記土留め壁を構成する前記鉄筋コンクリート製の擁壁の背面側に、セメント、合成樹脂、又は弾性補強繊維材を配合した改良土からなる埋戻し土が、衝撃吸収土として埋め戻されていることが好ましい。

本発明の免震建築物によれば、既存の技術を応用した簡易な構成によって、建物本体が地震時に想定の範囲を超えて横移動した場合に、免震ピットの土留め壁に建物本体が衝突する際の衝撃を効果的に抑制できるようにして、建物本体の損傷を少なくすることができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る免震建築物を、要部を破断した状態で示す略示正面図である。 免震ピットの易損傷部が形成された土留め壁を説明する要部略示断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、土留め壁に形成された易損傷部の好ましい形態を説明する配筋断面図である。 易損傷部が形成された土留め壁の他の形態を例示する略示断面図である。 易損傷部が形成された土留め壁の他の形態を例示する略示断面図である。 易損傷部が形成された土留め壁の他の形態を例示する略示断面図である。

図１に示す本発明の好ましい一実施形態に係る免震建築物１０は、例えば高層ビルであって、建物本体１１が、免震ピット１２に設けられた免震装置１３によって支持されていることにより、地震時の地震力を免震装置１３で吸収して、免震ピット１２から建物本体１１に地震力を緩和した状態で伝えることで、建物本体１１の横揺れを低減できるようになっている。また、本実施形態の免震建築物１０は、免震ピット１２の周囲を囲む土留め壁１４と建物本体１１の基部１１ａとの間に間隔ｓを保持して、地震時における免震装置１３による建物本体１１の横移動を可能にすると共に、想定を超えた大きな地震が発生して、建物本体１１が過度に横移動した場合には、土留め壁１４に建物本体１１の基部１１を衝突させて、建物本体１１の横移動を制限すると共に、衝突する際の衝撃を効果的に抑制できるようにする機能を備えている。

そして、本実施形態の免震建築物１０は、免震ピット１２に設けられた免震装置１３によって建物本体１１が支持されており、免震ピット１２の周囲を囲む土留め壁１４と建物本体１１の基部１１ａとの間に間隔ｓを保持して、地震時における免震装置１３による建物本体１１の横移動を可能にしている建築物において、図２及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、免震ピット１２の周囲を囲む土留め壁１４は、免震ピット１２の底盤部１５の周縁部分から一体として立設する鉄筋コンクリート製の擁壁１６からなり、この鉄筋コンクリート製の擁壁１６には、内側からの衝突荷重によって当該擁壁１６が外側に折れ曲がるように誘導する、易損傷部１７が設けられている。

また、本実施形態では、易損傷部１７は、土留め壁１４を構成する鉄筋コンクリート製の擁壁１６の底盤部１５との接合基端部分に設けられており、易損傷部１７は、鉄筋コンクリート製の擁壁１６における当該易損傷部１７に配筋された主鉄筋１８が周囲のコンクリートと付着していない状態となっている、非付着部１８ａによって形成されている。

本実施形態では、免震ピット１２は、図１に示すように、地盤面１９を凹状に窪ませて、建物本体１１の平面形状よりも一回り大きな、これと同様の例えば矩形の平面形状を備えるように形成されており、鉄筋コンクリート製の底盤部１５と、底盤部１５の周縁部分から一体として立設して、免震ピット１２の周囲を囲むように形成された、鉄筋コンクリート製の擁壁１６である土留め壁１４とからなる。底盤部１５の下方には、地中梁２０が、好ましくは縦横に格子状に配置されて一体として設けられている。格子状に配置された地中梁２０の各交点部分には、地中に打ち込まれた基礎杭２１の頭部が一体として接合されていて、建物本体１１からの荷重を強固に支持できるようになっている。

免震装置１３は、本実施形態では、好ましくは積層ゴム支承式免震装置となっている。積層ゴム支承式免震装置１３は、免震ゴムからなる弾性層と金属プレートからなる剛性層とを、交互に多数積層して円柱形状に成形した積層ゴム１３ａと、この積層ゴム１３ａを挟んで上下に一体として配置された、下部フーチング１３ｂ及び上部フーチング１３ｃとからなる公知のものである。免震装置１３は、格子状に配置された地中梁２０の各交点部分に下部フーチング１３ｂを接合すると共に、建物本体１１の基部１１ａを構成する柱脚部１１ｂに上部フーチング１３ｃを接合することによって、基礎杭２１の直上部分に各々配置されて複数取り付けられている。これによって、免震装置１３は、免震ピット１２の底盤部１５と、建物本体１１の基部１１ａとの間に介在して、建物本体１１を横移動可能な状態で、建物本体１１からの荷重を支持することができるようになっている。

本実施形態では、免震ピット１２の周囲を囲む土留め壁１４は、底盤部１５と連続して設けられた、鉄筋コンクリート製の擁壁１６となっている。この鉄筋コンクリート製の擁壁１６の、底盤部１５との接合基端部分には、図２に示すように、内側からの衝突荷重によって、外側に折れ曲がって倒れ込み易くなるように誘導する、易損傷部１７が設けられている。易損傷部１７は、本実施形態では、上述のように、当該易損傷部１７に配筋された主鉄筋１８に、周囲のコンクリートと付着していない非付着部１８ａを設けることによって形成されている。

すなわち、易損傷部１７は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、底盤部１５と土留め壁１４とに跨って配筋されてこれらを連続一体化する主鉄筋１８の、擁壁１６における底盤部１５との接合基端部分に配置された部分を、例えば１００〜５００ｍｍ程度の長さに亘って、周囲のコンクリートと付着していない非付着部１８ａとすることによって形成されている。図３（ａ）では、非付着部１８ａが設けられた主鉄筋１８は、底盤部１５から擁壁１６の略１／４の高さ位置まで延設して配筋されている。図３（ｂ）では、非付着部１８ａが設けられた連結主鉄筋１８は、底盤部１５から擁壁１６の上端部まで延設して、免震ピット１２側の主鉄筋１８と埋戻し土２２側の連結主鉄筋１８とがコの字形状に連結された状態で配筋されている。

ここで、例えば特開２００３−１５５７７８号公報に記載されるように、例えば柱と基礎との接合部分で当該柱と基礎とに連続して配筋される主鉄筋に、周囲のコンクリートやモルタルとの付着強度を実質的にゼロ（アンボンド状態）とした非付着部を設けることによって、地震時に曲げモーメント荷重を受けた際に、この非付着部において主鉄筋を降伏させて塑性変形させることで、地震エネルギーを効果的に吸収できることが知られている。本実施形態では、このような主鉄筋に非付着部を設けることで地震エネルギーを吸収させる機能を利用して、易損傷部１７を、免震ピット１２の周囲を囲む鉄筋コンクリート製の擁壁１６に容易に形成できるようになっている。

また、本実施形態では、周囲のコンクリートと付着していない非付着部１８ａを主鉄筋１８に設ける方法として、例えば主鉄筋１８の周囲を覆ってシース管を装着すると共に、これの内側にコンクリートやモルタルが入り込まないようにしたり、主鉄筋１８の周囲に布やテープを巻き付けたり、主鉄筋１８の周囲に合成樹脂を塗着させたりする方法等、公知の種々の方法を用いることができる。

なお、本実施形態では、主鉄筋１８は、鉄筋コンクリート製の擁壁１６の免震ピット１２側及び埋戻し土２２側の、両側の壁面に沿って設けられており、非付着部１８ａは、両側の主鉄筋１８に各々設けられている。免震ピット１２側及び埋戻し土２２側の双方の主鉄筋１８に非付着部１８ａを設けておくことで、易損傷部１７をよりスムーズに損傷させて、鉄筋コンクリート製の擁壁１６を外側に倒れ込ませることが可能になる。非付着部１８ａは、図６に示すように、建物本体１１の基部１１が土留め壁１４に衝突した際に、曲げモーメントによる引張り荷重を受けることになる、免震ピット１２側の主鉄筋１８にのみ設けて、易損傷部１７を形成することもできる。

そして、本実施形態では、主鉄筋１８の非付着部１８ａと並設して、補助主筋２３が、周囲のコンクリートと付着した状態で配筋されている。補助主筋２３は、主鉄筋１８に沿ってこれと平行又は略平行に延設して配筋されている。また補助主筋２３は、好ましくは非付着部１８ａの外側に、非付着部１８ａと離間した状態で並設されると共に、非付着部１８ａよりもさらに上方に延設して配筋されている。補助主筋２３は、主鉄筋１８と間隔をおいて並設されることにより、周囲のコンクリートと付着した状態で配筋されると共に、擁壁１６が延設する横方向に主鉄筋１８と同様のピッチで配筋されている。補助主筋２３は、主鉄筋１８の配筋ピッチの中間部分に配筋することもでき、主鉄筋１８に近接して配筋することもできる。

図３（ａ）では、補助主筋２３は、底盤部１５から擁壁１６の略１／４の高さ位置までしか配筋されていない主鉄筋１８を効果的の補強できるように、擁壁１６の上端部まで延設して、免震ピット１２側の補助主筋２３と、埋戻し土２２側の補助主筋２３とがコの字形状に連結された状態で配筋されている。図３（ｂ）では、補助主筋２３は、底盤部１５から擁壁１６の上端部まで延設してコの字形状に連結された状態で配筋されている、主鉄筋１８の非付着部１８ａに沿わせるようにして、非付着部１８ａを超えて擁壁１６の略１／４の高さ位置まで、添え筋として配筋されている。

主鉄筋１８の非付着部１８ａと並設して、補助主筋２３が、周囲のコンクリートと付着した状態で配筋されていることにより、主鉄筋１８に非付着部１８ａを設けたことによる鉄筋コンクリート製の擁壁１６のせん断耐力等の強度の低下を効果的に補って、建物本体１１の基部１１が土留め壁１４に衝突した際の易損傷部１７の損傷のし易さを保持しつつ、例えば地震が生じていない通常時や、想定内の地震が生じた際の土留め壁１４としての所望の強度を、安定した状態で保持することが可能になる。

また、本実施形態では、図２に示すように、土留め壁１４を構成する鉄筋コンクリート製の擁壁１６における、少なくとも建物本体１１の基部１１ａが衝突する可能性のある部分の内側表面（免震ピット１２側の面）を覆って、衝撃吸収材２４が取り付けられている。衝撃吸収材２４としては、例えばウレタン、ゴム等の、重量物の衝突時の衝撃を緩和する機能を備える、公知の各種の衝撃吸収材を用いることができる。土留め壁１４の内側表面に衝撃吸収材２４が取り付けられていることにより、建物本体１１の基部１１が土留め壁１４に衝突した際に、擁壁１６の損傷部１７を損傷させつつ、地震エネルギーをさらに効果的に吸収させることが可能になる。

本実施形態では、土留め壁１４を構成する鉄筋コンクリート製の擁壁１６の背面側に、セメント、合成樹脂、又は弾性補強繊維材を配合した改良土からなる埋戻し土２２が、衝撃吸収土として埋め戻されている。鉄筋コンクリート製の擁壁１６の背面側に衝撃吸収土２２が埋め戻されていることにより、建物本体１１の基部１１が土留め壁１４に衝突した際に、鉄筋コンクリート製の擁壁１６の損傷部１７を損傷させて擁壁１６を外側に倒れ込ませながら、地震エネルギーをさらに効果的に吸収させることが可能になる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の免震建築物１０によれば、既存の技術を応用した簡易な構成によって、建物本体１１が地震時に想定の範囲を超えて横移動した場合に、免震ピット１２の土留め壁１４に建物本体１１が衝突する際の衝撃を効果的に抑制できるようにして、建物本体１１の損傷を少なくすることが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、免震ピット１２の周囲を囲む土留め壁１４は、免震ピット１２の底盤部１５の周縁部分から一体として立設する鉄筋コンクリート製の擁壁１６からなり、この鉄筋コンクリート製の擁壁１６には、内側からの衝突荷重によって当該擁壁１６が外側に折れ曲がるように誘導する、易損傷部１７が設けられている。易損傷部１７は、例えば鉄筋コンクリート製の擁壁１６における当該易損傷部１７に配筋される部分の主鉄筋１８に非付着部１８ａを形成すること等による、公知の方法によって簡易に設けることができると共に、易損傷部１７は、想定外の地震が発生して建物本体１１が過度に横移動した場合に、建物本体１１の基部１１ａが土留め壁１４に衝突することによって容易に損傷して、鉄筋コンクリート製の擁壁１６を外側に倒れ込ませることで、衝突時の衝撃を効果的に吸収して抑制することができるので、建物本体１１に与える衝撃を緩和して、建物本体１１の損傷を少なくすることが可能になる。

また、本実施形態によれば、易損傷部１７は、建物本体１１の基部１１ａが土留め壁１４に衝突した際に、最も大きな曲げモーメント荷重が付加される、鉄筋コンクリート製の擁壁１６の底盤部１５との接合基端部分に設けられているので、衝突時の衝撃によって易損傷部１７をよりスムーズに損傷させて、擁壁１６を外側に倒れ込ませることが可能になる。

図４は、易損傷部１７’が形成された土留め壁１４’の他の形態を例示するものである。図４の土留め壁１４’では、当該土留め壁１４’を構成する鉄筋コンクリート製の擁壁１６’は、建物本体１１の基部１１ａを衝突させる部分である上部擁壁部１６ａ’と、上部擁壁部１６ａ’よりも壁厚が厚くなった下部擁壁部１６ｂ’とからなり、易損傷部１７’は、上部擁壁部１６ａ’の下部擁壁部１６ｂ’との接合基端部分に設けられている。また、衝撃吸収材２４’が、上部擁壁部１６ａ’の内側表面を覆って取り付けられており、上部擁壁部１６ａ’の背面側に、セメント、合成樹脂、又は弾性補強繊維材を配合した改良土からなる埋戻し土２２’が、衝撃吸収土として埋め戻されている。図４の土留め壁１４’によっても、上記実施形態の土留め壁１４’と同様の作用効果が奏される。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、土留め壁を構成する鉄筋コンクリート製の擁壁の内側表面を覆って、衝撃吸収材を取り付ける必要は必ずしもなく、擁壁の背面側に衝撃吸収土を埋め戻す必要は必ずしもない。また、主鉄筋の非付着部と並設して補助主筋を設ける必要は必ずしもない。さらに、内側からの衝突荷重によって鉄筋コンクリート製の擁壁が外側に折れ曲がるように誘導する易損傷部は、鉄筋コンクリート製の擁壁における当該易損傷部に配筋される部分の主鉄筋に非付着部を設けて形成する必要は必ずしもなく、例えば図５に示すように、土留め壁１４”を構成する鉄筋コンクリート製の擁壁１６”の一部に切欠き部１６ｃ”を形成して、この部分の擁壁１６”を薄厚とすることで、擁壁１６”が外側に折れ曲がるように誘導する易損傷部１７”を設けることもできる。

１０ 免震建築物
１１ 建物本体
１１ａ 基部
１２ 免震ピット
１３ 免震装置
１４ 土留め壁
１５ 底盤部
１６ 鉄筋コンクリート製の擁壁
１７ 易損傷部
１８ 主鉄筋
１９ 地盤面
２０ 地中梁
２１ 基礎杭
２２ 埋戻し土（衝撃吸収土）
２３ 補助主筋
２４ 衝撃吸収材

Claims (6)

1. 免震ピットに設けられた免震装置によって建物本体が支持されており、免震ピットの周囲を囲む土留め壁と建物本体の基部との間に間隔を保持して、地震時における免震装置による建物本体の横移動を可能にしている免震建築物において、
   前記土留め壁は、免震ピットの底盤部の周縁部分から一体として立設する鉄筋コンクリート製の擁壁からなり、該鉄筋コンクリート製の擁壁には、内側からの衝突荷重によって当該擁壁が外側に折れ曲がるように誘導する、易損傷部が設けられている免震建築物。
2. 前記易損傷部は、前記土留め壁を構成する前記鉄筋コンクリート製の擁壁の、前記底盤部との接合基端部分に設けられている請求項１記載の免震建築物。
3. 前記易損傷部は、前記鉄筋コンクリート製の擁壁における当該易損傷部に配筋された主鉄筋が周囲のコンクリートと付着していない状態となっている、非付着部によって形成されている請求項１又は２記載の免震建築物。
4. 前記主鉄筋の非付着部と並設されて、補助主筋が、周囲のコンクリートと付着した状態で配筋されている請求項３記載の免震建築物。
5. 前記土留め壁を構成する前記鉄筋コンクリート製の擁壁における、前記建物本体の基部が衝突する可能性のある部分の内側表面を覆って、衝撃吸収材が取り付けられている請求項１〜４のいずれか１項記載の免震建築物。
6. 前記土留め壁を構成する前記鉄筋コンクリート製の擁壁の背面側に、セメント、合成樹脂、又は弾性補強繊維材を配合した改良土からなる埋戻し土が、衝撃吸収土として埋め戻されている請求項１〜５のいずれか１項記載の免震建築物。

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