JP6192380B2

JP6192380B2 - 津波・洪水対応建物

Info

Publication number: JP6192380B2
Application number: JP2013130213A
Authority: JP
Inventors: 小田　康弘; 康弘小田
Original assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Current assignee: Penta Ocean Construction Co Ltd
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: JP2015004216A

Description

本発明は、津波・洪水による建物への構造上の損傷を低減するようにした津波・洪水対応建物に関する。

津波の来襲に備えた建物として、従来までは１階部分のコア周囲をピロティとする案が多い。すなわち、２階以上の建物が、１階の地上部分を柱構造体のみの外部空間とするピロティ構造を備えることで、津波による水が通り抜けて流れ、津波のエネルギーをできるだけ受けないようにして、対津波性能を高めるものである。たとえば、特許文献１では、避難シェルタにおいて、４本の柱を有するピロティ部と、これら４本の柱に支持された箱状の居室部と、を備える構造が提案されている。

特開2013-076257号公報

従来までは、津波の来襲に備えた津波対応建物として上述のようにピロティ構造を備える提案が多く、建物１階部分に外壁を設置し内部空間を通常のビルと同じように事務室や倉庫や商業施設などとして利用することはほとんど提案されていなかった。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、建物１階部分に外壁を有して１階レベルで事務室や倉庫や商業施設などの業務が可能でありながら、津波または洪水が来襲した際には構造上の損傷を低減可能な津波・洪水対応建物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本実施形態による津波・洪水対応建物は、建物外壁の腰壁高さまでの外部の増水に対して建物内への浸水を防止する防水ゾーンと、１階梁下または２階床下から腰壁部分までの空間に津波または洪水の水圧に抵抗しない外壁要素を設置することで津波または洪水に抵抗しないようにした津波・洪水非抵抗ゾーンと、を備えることを特徴とする。

この津波・洪水対応建物によれば、腰壁高さまでの増水には防水ゾーンで浸水を防止し、腰壁高さを超えるような大型の津波や洪水に対しては、腰壁部分よりも上部の津波・洪水非抵抗ゾーンで外壁要素が津波または洪水の水圧に抵抗しないので、建物への構造上の損傷を低減できる。このように、建物１階部分に外壁を有して１階レベルで事務室や倉庫や商業施設などの業務が可能でありながら、津波・洪水が来襲しても、建物に対する構造上の損傷を低減し、津波・洪水後の建物の改修を容易にし、建物の早期の再利用が可能となる。なお、建物の出入口には防水扉を配置することが好ましい。

上記津波・洪水対応建物において建物の中央近傍に防水扉を有し、１階床から２階床までまたは２階床以上まで防水区画された部位を備えることで、大型の津波または洪水が来襲した時に２階へまたはそれ以上まで避難することができる。

また、前記外壁要素は、縦回転軸を有し津波または洪水の水圧により回転するパネルから構成され、前記縦回転軸は前記パネルの縦方向中心線に対して非対称の位置に配置されることにより、外壁要素であるパネルは、津波または洪水の水圧により縦回転軸を中心に回転し、津波または洪水の水圧に抵抗しない。また、縦回転軸は非対称の位置にあるので、パネルが津波または洪水の水圧を受けて回転しやすい。なお、外壁要素としてのパネルは、建物外側からの水圧により回転するのみではなく、内側からの水圧（建物内部に流れ込んだ水による）でも回転するように構成される。

また、前記パネルは、隣接するパネル同士が接合部で接合され、前記接合部は、強風時の風圧で接合が解除されず、津波・洪水時の水圧で解除されるように構成されることが好ましい。

また、前記接合部は、前記パネルの端部にほぞ穴を形成し、前記ほぞ穴に接合部材を設置することで形成されるようにできる。接合部材は、たとえば、強風時の風圧で破断せず、津波・洪水時の水圧で破断するように構成する。

また、前記外壁要素は、津波または洪水の水圧により縦方向に回転するパネルから構成され、前記パネルは、縦方向に回転自在となるように上部の躯体に接合されることで、スイング式パネルを構成することができる。

また、前記パネルの躯体への保持のために前記パネルと前記躯体側との間に弾性体を係留させることが好ましい。

また、前記外壁の腰壁部分および前記外壁要素の内側に、津波または洪水の水圧による前記外壁要素の挙動および／または津波または洪水の水圧により容易に崩壊する強度の内壁を有することが好ましい。通常時に１階部分を事務室や倉庫や商業施設などとして利用する上で好ましい。

本発明によれば、建物１階部分に外壁を有して１階レベルで事務室や倉庫や商業施設などの業務が可能でありながら、津波または洪水が来襲した際には構造上の損傷を低減可能な津波・洪水対応建物を提供することができる。

第１の実施形態による津波対応建物の１階部分を示す平面図である。図１の津波対応建物の１階部分を示す立面図である。図１の津波対応建物の外壁パネルが回転した状態を示す平面図である。図１の津波対応建物の外壁パネルが風圧では回転しない状態（ａ）および水圧で回転した状態（ｂ）を示す要部平面図である。図１の津波対応建物の外壁パネルどうしの接合部を示す要部平面図である。図１の津波対応建物の外壁パネルを示す要部立面図である。図６のVII部分を拡大して示す拡大図である。図６の外壁パネルを縦方向に切断して見た断面図である。図６の外壁パネルおよび内壁を縦方向に切断して見た断面図である。第２の実施形態による津波対応建物の１階部分を示す平面図である。図１０の津波対応建物の１階部分を示す立面図である。図１０の外壁パネルを縦方向に切断して見た断面図である。図１０の外壁パネルおよび内壁を縦方向に切断して見た断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。

〈第１の実施形態〉
図１は第１の実施形態による津波対応建物の１階部分を示す平面図である。図２は図１の津波対応建物の１階部分を示す立面図である。図３は図１の津波対応建物の外壁パネルが回転した状態を示す平面図である。図４は図１の津波対応建物の外壁パネルが風圧では回転しない状態（ａ）および水圧で回転した状態（ｂ）を示す要部平面図である。図５は図１の津波対応建物の外壁パネルどうしの接合部を示す要部平面図である。図６は、図１の津波対応建物の外壁パネルを示す要部立面図である。図７は、図６のVII部分を拡大して示す拡大図である。

図１，図２に示すように、本実施形態による津波対応建物１０は、１階部分の外壁において、腰壁１ａの高さまでの外部の増水に対して建物内への浸水を防止するように腰壁１ａから構成された防水ゾーン１と、１階の梁Ｂの下端から腰壁１ａの上端までの空間（図８参照）に津波の水圧に抵抗しないように外壁パネルから構成された津波非抵抗ゾーン２と、を備える。

津波対応建物１０は、図１，図２のように、柱Ｃ，Ｃの間に配置された外壁パネル１１，１２，１４、出入口３、外壁パネル１４，１１，１２，１３を有する。外壁パネル１１，１２，１３，１４は、津波非抵抗ゾーン２において外壁を構成し、それぞれ縦回転軸１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを中心にして回転可能になっている。

津波対応建物１０は、さらに、図１のように、建物両脇の津波非抵抗ゾーン２において柱Ｃ，Ｃの間に縦回転軸１５ａ、１６ａを中心にして回転可能な外壁パネル１５，１６を有し、出入口３の反対側の津波非抵抗ゾーン２において柱Ｃ，Ｃの間に縦回転軸１１ａ，１２ａ，１４ａ，１３ａを中心にして回転可能な外壁パネル１１，１２，１４，１３を有する。外壁パネル１１〜１６は、建物外側からの水圧および建物内側からの水圧で回転可能で、外壁に対し±９０度回転したとき、その先端の軌跡は図１の破線のようになる。

図１，図６のように、外壁パネル１１〜１６は、矩形状平板から構成され、縦方向の中心線ｄ（図６）に対し片寄った非対称の位置に縦回転軸１１ａ〜１６ａが配置されている。外壁パネル１１〜１６は、通常は１階の梁Ｂの下端から腰壁１ａの上端までの空間を閉鎖するが、津波による水圧を一様に受けたとき、縦回転軸１１ａ〜１６ａを中心にした左右のモーメントが釣り合わないので、回転し開放する。

回転軸１１ａは、たとえば、図７のように、外壁パネル１１に内蔵されたさや管３１と、外壁パネル１１の下端側に位置しさや管３１内に収容された鋼管からなる短管３２と、短管３２が固定され躯体側に取り付けられたプレート３３と、から構成される。回転軸１１ａは、さや管３１が躯体側に固定された短管３２に回転可能に支持されながら外壁パネル１１とともに回転する。回転軸１１ａの上端側も同様の構成である。また、他の回転軸１２ａ〜１６ａも同様に構成される。

図１のように、津波対応建物１０は、一階部分の中央付近にセーフエリア２０を備える。セーフエリア２０は、防水扉２１を有し、１階床から２階床まで防水区画された壁２２から構成されている。セーフエリア２０の内部に備えられた階段により津波来襲時に２階へ避難できるようになっている。なお、セーフエリア２０は、２階床までに限定される必要はなく、２階床以上まで、または、屋上・屋根まで防水区画された壁を設けてもよい。

また、出入口３は、止水板からなる外側の防水扉１８と、内側の扉１７と、を有し、内側扉１７は、外壁パネル１１，１２と同様に津波の水圧を受けたとき縦回転軸１７ａを中心に回転可能である。防水ゾーン１に対応する出入口３の下方部分は防水扉１８が建物内への浸水を防止するようになっている。

図１に示す隣どうしの外壁パネル１１，１２は、図５のように、それらの端部１１ｂ，１２ｂにそれぞれほぞ穴を有し、平板で短冊状の接合部材３０（図６）が両ほぞ穴に渡って設置されることで、外壁パネル１１，１２を接合する接合部が形成される。

図５の接合部材３０は、たとえば、鉄鋼やアルミニウム等の金属材料や樹脂材料からなり、外壁パネル１１，１２に対する水圧や風圧による圧力の負荷により、曲げ応力が加わったとき、強風時の風圧で破断せず、津波・洪水時の水圧で破断するように構成できる。

すなわち、図４（ａ）のように、強風時の風圧ｂが等分布荷重として外壁パネル１１，１２に加わったとき、接合部材３０は破断せず、このため、外壁パネル１１，１２は回転せず、閉鎖したままの状態である。一方、図４（ｂ）のように、津波による水圧ｃ（ｃ＞ｂ）が同じく等分布荷重として外壁パネル１１，１２に加わったとき、接合部材３０が破断することで、外壁パネル１１，１２が回転し、開放される。

また、図１の外壁パネル１５，１６、外壁パネル１３および外壁パネル１４についても接合部を図５と同様に構成することで、接合部材が強風時の風圧で破断せず、津波・洪水時の水圧で破断するようにできる。

外壁パネル１１〜１６の回転・非回転（開放・閉鎖）を圧力の大小に応じて接合部材３０の破断・非破断により制御する場合、縦回転軸１１ａ〜１６ａの位置および接合部材３０の曲げ強さを設定することで上記制御が可能である。

なお、接合部材３０を硬質樹脂材料等の脆性材料から構成し、脆性的に破断可能なようにしてもよい。また、接合部材３０を鉄鋼やアルミニウム等の金属材料や樹脂材料から構成し、強風時の風圧で変形せずにほぞ穴から外れず、津波・洪水時の水圧で変形することでほぞ穴から外れるように構成してもよい。

次に、外壁パネルの構造について図８，図９を参照してさらに説明する。図８は、図６の外壁パネルを縦方向に切断して見た断面図である。図９は、図６の外壁パネルおよび内壁を縦方向に切断して見た断面図である。

図８のように、外壁パネル１１を躯体部分へ保持するために、ゴム板などの弾性部材３５を外壁パネル１１の上端・下端に配置し、外壁パネル１１が上端および下端で弾性部材３５により係留される。また、外壁において、外壁パネル１１の上端と梁Ｂの下端との間の隙間、および、外壁パネル１１の下端と腰壁１ａの上端との間の隙間を覆うように水切部３６が設けられ、雨水の隙間への侵入を防止している。

また、図９のように、腰壁１ａおよび外壁パネル１１〜１６の内側に内壁パネル３７を配置するようにしてもよい。内壁パネル３７は、津波の水圧による外壁パネルの挙動および／または津波の水圧により容易に崩壊する程度の強度を有する。内壁パネル３７は、たとえば、ＬＧＳ下地材にＰＢ仕上面３７ａを有するものを用いることができ、通常時に１階部分を事務室や倉庫や商業施設などとして利用する上で好ましい。

津波対応建物１０の津波来襲時の動作について図３等を参照して説明する。図３の方向Ａから津波対応建物１０に津波が来襲したとき、水位が低く腰壁１ａの高さ以下の場合は、図２の防水ゾーン１で建物内部への浸水を防ぐが、腰壁１ａの高さを超えるような場合は、津波による水圧が外壁パネルに加わり、たとえば、図４（ｂ）のように水圧ｃが外壁パネル１１，１２に加わると、外壁パネル１１，１２が回転する。

図３のように、津波対応建物１０に方向Ａから津波が押し寄せると、出入口３のある外壁、および、図の右側の外壁に流れが押し寄せ、その水圧で、上述のようにして、外壁パネル１１〜１６が内側に回転することで開放されて１階部分に水が流れ込む。その流れ込んだ水が出入口３の反対側の外壁、および、図の左側の外壁に内側から向かい、その内側からの水圧で外壁パネル１１〜１６が外側に回転することで開放され、建物の外側へと流れ出る。なお、図９のように内壁パネル３７を配置している場合、内壁パネル３７は、津波の水圧により外壁パネル１１〜１６が回転すること、および／または、津波の水圧で崩壊する。

以上のように、本実施形態によれば、津波対応建物１０に防水ゾーン１を超えるような大型の津波が来襲すると、津波非抵抗ゾーン２では、外壁パネル１１〜１６が津波の圧力の方向に応じて回転して開放され、津波による水が１階部分を通り抜けて流れ、津波のエネルギーをできるだけ受け止めない。このようにして、津波対応建物１０は、津波非抵抗ゾーン２で外壁パネル１１〜１６が津波の水圧に抵抗しないので、建物に対する構造上の損傷を低減することができる。このため、建物１階部分に外壁を有して１階レベルで事務室や倉庫や商業施設などの業務が可能でありながら、津波が来襲しても、建物に対する構造上の損傷を低減し、津波後の建物の改修を容易にし、建物の早期の再利用が可能となる。

〈第２の実施形態〉
図１０は、第２の実施形態による津波対応建物の１階部分を示す平面図である。図１１は、図１０の津波対応建物の１階部分を示す立面図である。図１２は、図１０の外壁パネルを縦方向に切断して見た断面図である。図１３は、図１０の外壁パネルおよび内壁を縦方向に切断して見た断面図である。

本実施形態による津波対応建物５０は、外壁パネルを横回転軸を中心にして縦方向に回転させるようにした点以外は、第１の実施形態とほぼ同様の構成であるので、図１０〜図１３では、同一部分には同一符号を付け、その説明は省略する。

図１０，図１１のように、津波対応建物５０は、柱Ｃ，Ｃの間に配置された外壁パネル５１，５２，５３，５４を有する。外壁パネル５１〜５４は、津波非抵抗ゾーン２において外壁を構成し、それぞれ横回転軸を中心にして縦方向に回転可能になっている。

図１２のように、外壁パネル５１は、梁Ｂの下端と外壁パネル５１の上端との間に横回転軸として縦回転用蝶番５５を配置することで、縦回転可能に梁Ｂに接合されている。外壁パネル５１の下端と躯体側との間の接合部には接合部材３８が配置されている。接合部材３８は、たとえば、図５，図６の接合部材３０と同様に構成されてよく、外壁パネル５１は、強風時の風圧では回転しないが、津波による水圧で回転する。また、梁Ｂの下端と外壁パネル５１の上端との間の隙間にゴム材等からなる弾性部材５６が配置され、外壁パネル５１は、弾性部材５６により係留される。

外壁パネル５１は、横回転軸として機能する縦回転用蝶番５５を中心にして、図１２の外側から津波の圧力を受けたとき、内側の方向ｇに回転し、たとえば、破線Ｇで示す内側位置まで移動し、また、内側から津波の圧力を受けたとき、外側の方向ｆに回転し、たとえば、破線Ｆで示す外側位置まで移動するようになっている。他の外壁パネル５２〜５４も外壁パネル５１と同様に構成されている。なお、外壁パネル５１，５４は、縦方向に分割して設けられているが、これに限定されず、一体であってもよい。分割の場合、外壁パネル５１，５４の縦方向の端部どうしは、たとえば、ガスケットやシール材によりシールされる。

また、図１３のように、腰壁１ａおよび外壁パネル５１〜５４の内側に内壁パネル３７を図９と同様に配置するようにしてもよい。

本実施形態の津波対応建物５０によれば、縦方向に回転する外壁パネル５１〜５４を備えることでスイング式パネルを構成し、外壁パネル５１〜５４は、津波が来襲したとき、その方向に応じて、縦回転用蝶番５５を中心にして回転しスイングし開放されることで、津波の水圧に抵抗しない。したがって、津波対応建物５０は、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施形態では、１階部分の高さを津波予想高さとしたが、本発明はこれに限定されず、津波予想高さに応じて、２階の外壁についても、または、２階以上の外壁についても同様の外壁パネル構造にしてよい。

また、本実施形態では、柱梁構面が外壁ラインになるようにしたが、本発明はこれに限定されず、構面が外壁ラインより内側になるようにしてもよい。

また、本実施形態において、建物外壁の窓や換気ガラリなどを外壁パネル内に組む込みことが可能である。また、建物の外壁部分は、全面を津波の水圧に抵抗しない外壁パネルとする必要は必ずしもなく、一部に固定部分があってもよい。

また、本実施形態は、津波対応建物として説明したが、本発明はこれに限定されず、洪水に対応可能な洪水対応建物として構成できることはもちろんである。

本発明によれば、建物一階部分に外壁を有し、一階レベルで事務室や倉庫や商業施設などの業務が可能でありながら、いったん大型の津波・洪水が来襲した際には、腰壁以上の部分の外壁要素が津波に抵抗しないので、建物の構造体への損傷を最小限にし、津波後の建物の改修を容易にし、早期の再利用を促すことができる。

１防水ゾーン
１ａ腰壁
２津波非抵抗ゾーン
３出入口
１１〜１６外壁パネル
１１ａ〜１６ａ縦回転軸，回転軸
１０，５０津波対応建物
２０セーフエリア
２１防水扉
２２壁
３０，３８接合部材
３７内壁パネル
５１〜５４外壁パネル
５５縦回転用蝶番
Ｂ２階梁

Claims

建物外壁の腰壁高さまでの外部の増水に対して建物内への浸水を防止する防水ゾーンと、
１階梁下または２階床下から腰壁部分までの空間に津波または洪水の水圧に抵抗しない外壁要素を設置することで津波または洪水に抵抗しないようにした津波・洪水非抵抗ゾーンと、を備えることを特徴とする津波・洪水対応建物。
建物の中央近傍に防水扉を有し、１階床から２階床までまたは２階床以上まで防水区画された部位を備えることを特徴とする請求項１に記載の津波・洪水対応建物。
前記外壁要素は、縦回転軸を有し津波または洪水の水圧により回転するパネルから構成され、
前記縦回転軸は前記パネルの縦方向中心線に対して非対称の位置に配置されることを特徴とする請求項１または２の津波・洪水対応建物。
前記パネルは、隣接するパネル同士が接合部で接合され、
前記接合部は、強風時の風圧で接合が解除されず、津波・洪水時の水圧で解除されるように構成されることを特徴とする請求項３に記載の津波・洪水対応建物。
前記接合部は、前記パネルの端部にほぞ穴を形成し、前記ほぞ穴に接合部材を設置することで構成されることを特徴とする請求項４に記載の津波・洪水対応建物。
前記外壁要素は、津波または洪水の水圧により縦方向に回転するパネルから構成され、
前記パネルは、縦方向に回転自在となるように上部の躯体に接合されることを特徴とする請求項１また２に記載の津波・洪水対応建物。
前記パネルの躯体への保持のために前記パネルと前記躯体側との間に弾性体を係留させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の津波・洪水対応建物。
前記外壁の腰壁部分および前記外壁要素の内側に、津波または洪水の水圧による前記外壁要素の挙動および／または津波または洪水の水圧により容易に崩壊する強度の内壁を有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の津波・洪水対応建物。