JP6329388B2 - 免震構造物 - Google Patents

Description

本発明は、免震構造物に関する。

地震時に、免震装置で支持された上部構造物と、免震装置を設置した下部構造物の間で相対的な変位が生じる。このため、免震装置で支持された上部構造物と、下部構造物に跨って壁状部材を取付ける場合には、壁状部材を移動可能とする等、相対的な変位が生じても、壁状部材が損傷しないようにする必要がある。
上部構造物と下部構造物の間で相対的な変位が生じたとき、壁状部材を移動可能とする技術としては、例えば特許文献１がある。

特許文献１には、擁壁と、擁壁から所定の距離を開けて構築され、地盤に設けられた免震装置で支持された構造物と、構造物と擁壁の間に設けられた水切り屋根（壁状部材）と、水切り屋根を押し上げる押上機構が記載されている。ここに、水切り屋根は、一端が擁壁に回転可能に取付けられ、構造物側の他端が自由端とされ、自由端が、構造物に取付けられた押上機構で、構造物に沿って押し上げられる構成とされている。
これにより、地震等によって擁壁と構造物の間で相対的な変位が生じても、水切り屋根と構造物の衝突が回避され、水切り屋根の損傷が抑制される。

特開２００４−６０２７３号公報

しかし、特許文献１の水切り屋根は、構造物の外側に、構造物と対面して配置された擁壁に、擁壁側端部が回転可能に支持された構成であり、水切り屋根の支持部が構造物と対面して配置されていない構造物には、適用することはできない。

本発明は、上記事実に鑑み、壁状部材の支持部が構造物と対面して配置されていなくても、壁状部材の損傷を抑制できる免震構造物を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る免震構造物は、免震装置が設けられた構造物の柱と、前記免震装置で支持された屋根と、前記屋根に回転可能に連結され、前記屋根から下方へ張り出すと共に前記屋根の動きに追随して移動する壁状部材と、一端が前記壁状部材に水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結され、他端が前記柱に水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結された棒状部材と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、可動体が、上部構造物に回転可能に連結されると共に、棒状部材により、可動体と棒状部材の間、及び棒状部材と下部構造物の間が、水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結されている。このため、可動体が上部構造物の動きに追随して移動しても、可動体の自由な移動が抑制され、可動体の損傷が抑制される。
また、可動体が上部構造物と下部構造物の間に設けられていても、地震時等の上部構造物と下部構造物の間の相対的な変位に追随し、可動体の損傷を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の免震構造物において、前記棒状部材の両端は、自在継手で回転可能に連結されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、自在継手により、可動体と棒状部材の間、及び棒状部材と下部構造物の間の回転方向が広い範囲で許容される。この結果、可動体と棒状部材の間の相対的な変位に、広く追随することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の免震構造物において、前記構造物は競技用施設であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、競技用施設の柱で免震装置が支持され、免震装置で競技用施設の屋根が支持され、屋根から下方へ壁状部材が張り出している。これにより、地震時に、競技用施設の柱と屋根が相対的に変位しても、屋根に回転可能に連結された壁状部材の損傷を、回転可能に連結された棒状部材で抑制することができる。

本発明は、上記構成としてあるので、壁状部材の支持部が構造物と対面して配置されていなくても、壁状部材の損傷を抑制できる免震構造物を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る免震構造物の基本構成を模式的に示す正面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、いずれも本発明の第１実施形態に係る免震構造物の地震時のＸ軸方向の移動を示す部分正面面である。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る免震構造物の他の基本構成を模式的に示す正面図であり、（Ｂ）（Ｃ）は、いずれも本発明の第１実施形態に係る他の免震構造物の地震時のＸ軸方向の移動を示す部分正面面である。 （Ａ）（Ｂ）は、いずれも本発明の第１実施形態に係る免震構造物の地震時のＺ軸方向の移動を示す部分正面面である。 （Ａ）（Ｂ）は、いずれも本発明の第１実施形態に係る免震構造物の地震時のＹ軸方向の移動を示す部分正面面である。 本発明の第２実施形態に係る免震構造物の基本構成を模式的に示す部分斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る免震構造物の基本構成を模式的に示す部分正面図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る免震構造物の地震時のＸ軸方向の移動を示す部分正面面であり、（Ｂ）は、Ｚ軸方向の移動を示す部分正面面であり、（Ｃ）は、Ｙ軸方向の移動を示す部分正面面である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る免震構造物１０について、図１〜図４を用いて説明する。
第１実施形態は、免震構造物１０の建物（構造物）１２への適用例である。

図１の正面図に示すように、免震構造物１０は、上下方向に分割された建物１２を有し、建物１２の分割部に免震装置１４が設けられている。ここに、分割された構造物の上側を上部建物（上部構造物）１２Ｕ、下側を下部建物（下部構造物）１２Ｄとする。
免震装置１４は、一般的な市販品であり説明は省略する。免震装置１４は、下部建物１２Ｄの上部と、上部建物１２Ｕの下部の間に取付けられ、下部建物１２Ｄにより支持され、上部建物１２Ｕを支持している。

上部建物１２Ｕの側壁には、壁状のプレート（可動体）１６が取付けられている。プレート１６は、上端部が少なくとも１方向に回動可能な継手１８を介して、矢印Ｒ１の方向に回動可能に取り付けられている。これにより、プレート１６は、継手１８を中心にして、矢印Ｒ１の方向に、上部建物１２Ｕの動きに追随して移動することができる。

プレート１６は、鋼材、木材、樹脂材等の広く、一般的に使用されている建築材料で、平板状に形成された庇や壁体等である。プレート１６は、上部建物１２Ｕの側壁下部から、下方へ向けて取付けられ、下部建物１２Ｄの側壁を覆い、建物１２に吹き込む風雨を遮断し、意匠性を向上させる。プレート１６の下端部は、下部建物１２Ｄの側壁上部まで達している。なお、プレート１６の下端部は、可動範囲が確保されれば、床面近傍まで達していても良い。

プレート１６と下部建物１２Ｄの間には、プレート１６を支持するブレース（棒状部材）２４が設けられている。ブレース２４のプレート１６側の端部は、プレート１６の下部と自在継手２２を介して、水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結されている。これにより、自在継手２２を中心にして、プレート１６とブレース２４の位置関係を、自在に変更することができる。
また、ブレース２４の下部建物１２Ｄ側の端部は、下部建物１２Ｄの側壁に自在継手２０で、水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結されている。これにより、ブレース２４は、自在継手２０の位置を中心にして矢印Ｒ２の方向へ回転できる。

本実施形態によれば、プレート１６が、上部建物１２Ｕに、継手１８を介して回転可能に設けられているため、プレート１６は、上部建物１２Ｕと下部建物１２Ｄの間の、プレート１６の回転方向（矢印Ｒ１の方向）の相対的な変位に追随することができる。

また、ブレース２４により、プレート１６とブレース２４の間、及びブレース２４と下部建物１２Ｄの間が回転可能に連結されている。このため、上部建物１２Ｕと下部建物１２Ｄの間が、プレート１６の回転方向と交差する方向に相対的な変位を生じても、プレート１６が追随することができる。なお、ブレース２４の両端に自在継手２０、２２を設けているので、プレート１６を上部建物１２Ｕと下部建物１２Ｄの相対的な変位に追随させることができる。
このように、プレート１６の取付け部が、上部建物１２Ｕと対面して配置されていなくても、地震時に、プレート１６の損傷を抑制することができる。

次に、プレート１６の追随動作について、図２〜図４を用いて説明する。
なお、上部建物１２Ｕと下部建物１２Ｄの間の三次元方向の相対的な変位については、便宜上、上部建物１２Ｕを静止させ、下部建物１２Ｄのみを移動させた状態を例にとり説明する。静止する部位と移動する部位が逆であっても、本実施形態における作用は同じである。

図２（Ａ）は、下部建物１２Ｄが、矢印Ｘ１の方向（Ｘ軸方向）へ移動した場合の、プレート１６の移動を示した図である。
プレート１６は、下部建物１２Ｄの移動に対応して、ブレース２４で矢印Ｘ１の方向へ移動させられる。このとき、上部建物１２Ｕは静止している。これにより、プレート１６は、継手１８を中心に矢印Ｒ４の方向へ回転して、下部建物１２Ｄと上部建物１２Ｕの相対的な移動を吸収する。この結果、プレート１６の損傷が抑制される。

図２（Ｂ）は、下部建物１２Ｄが、矢印Ｘ２の方向（Ｘ軸方向）へ移動した場合の、プレート１６の移動を示した図である。
プレート１６は、下部建物１２Ｄの移動に対応して、ブレース２４で矢印Ｘ２の方向へ移動させられる。このとき、上部建物１２Ｕは静止している。これにより、プレート１６は、継手１８を中心に矢印Ｒ５の方向へ回転して、下部建物１２Ｄと上部建物１２Ｕの相対的な移動を吸収する。この結果、プレート１６の損傷が抑制される。

なお、図２（Ｂ）に示したように、プレート１６の取付け位置が上部建物１２Ｕと近い場合や、継手１８、自在継手２０、２２の位置関係から、下部建物１２Ｄが、矢印Ｘ１の方向へ移動する場合がある。このような場合には、下部建物１２Ｄの移動が、プレート１６により妨げられる可能性があり、プレート１６の一部を折り曲げてもよい。
例えば、図３（Ａ）に示すように、プレート１７の一部に、プレート１７の平面部を上部建物１２Ｕから離す方向の折曲げ部２６を設ける。これにより、図３（Ｂ）に示すように、下部建物１２ＤがＸ１方向に移動しても、ブレース２４の両端部の回転方向が十分に確保され、下部建物１２ＤのＸ１方向への移動にスムーズに対応することができる。
また、本構成とすることにより、図３（Ｃ）に示すように、下部建物１２ＤがＸ２方向に移動しても、ブレース２４の両端部の回転方向が十分に確保され、下部建物１２Ｄの移動にスムーズに対応することができる。なお、図示は省略するが、以下に説明する他の方向の移動においても問題は生じない。

図４（Ａ）は、下部建物１２Ｄが、矢印Ｚ１の方向（Ｚ軸方向）へ移動した場合の、プレート１６の移動を示した図である。
プレート１６は、下部建物１２Ｄの移動に対応してブレース２４で矢印Ｚ１の方向へ移動させられる。このとき、上部建物１２Ｕは静止している。これにより、プレート１６は、継手１８を中心に矢印Ｒ６の方向へ回転して、下部建物１２Ｄと上部建物１２Ｕの相対的な移動を吸収する。この結果、プレート１６の損傷が抑制される。

図４（Ｂ）は、下部建物１２Ｄが、矢印Ｚ２の方向（Ｚ軸方向）へ移動した場合の、プレート１６の移動を示した図である。
プレート１６は、下部建物１２Ｄの移動に対応してブレース２４で矢印Ｚ２の方向へ移動させられる。このとき、上部建物１２Ｕは静止している。これにより、プレート１６は、継手１８を中心に矢印Ｒ７の方向へ回転して、下部建物１２Ｄと上部建物１２Ｕの相対的な移動を吸収する。この結果、プレート１６の損傷が抑制される。

図５（Ａ）は、下部建物１２Ｄが、矢印Ｙ１の方向（Ｙ軸方向）へ移動した場合の、プレート１６の移動を示した図である。
プレート１６は、上部建物１２Ｕと共に静止しており、下部建物１２Ｄと共に、ブレース２４の下部建物１２Ｄ側の自在継手２０は、矢印Ｙ１の方向へ移動させられる。ここに、ブレース２４の両端には自在継手２２が取り付けられているので、ブレース２４の横方向の回転が許容される。この結果、下部建物１２Ｄと上部構造物１２Ｕの矢印Ｙ１の方向の相対的な移動が吸収され、プレート１６の損傷が抑制される。

図５（Ｂ）は、下部建物１２Ｄが、矢印Ｙ２の方向（Ｙ軸方向）へ移動した場合の、プレート１６の移動を示した図である。
プレート１６は、上部建物１２Ｕと共に静止しており、下部建物１２Ｄと共に、ブレース２４の下部建物１２Ｄ側の自在継手２０は、矢印Ｙ２の方向へ移動させられる。ここに、ブレース２４の両端には自在継手２２が取り付けられているので、ブレース２４の横方向の回転が許容される。この結果、下部建物１２Ｄと上部構造物１２Ｕの矢印Ｙ２の方向の相対的な移動が吸収され、プレート１６の損傷が抑制される。

本実施形態は、上記構成としてあるので、プレート１６の支持部が構造物１２と対面して配置されていなくても、プレート１６の損傷を抑制することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る免震構造物３０について、図６〜図８を用いて説明する。
第２実施形態は、免震構造物３０のスタジアム（競技用施設）３４への適用例である。第１実施形態との相違点を中心に説明する。

免震構造物３０は、スタジアム（競技用施設）３４の屋根３８に、壁状のプレート（可動体）３２を取付けた構成である。
図６の斜視図に示すように、スタジアム３４は、グラウンド４２を囲んで観客席４４が設けられ、観客席４４の一部（四隅部）が屋根３８で覆われた構成である。
屋根３８は、スタジアム３４の四隅部に４か所形成され、いずれの屋根３８も、観客席４４の上に設けられたトラス梁４６で、グラウンド４２側の端部が高い位置で支持され、四隅部に向けて下り勾配とされている。

トラス梁４６の両端部は、免震装置１４を介して、柱（下部構造物）３６で支持されている。また、屋根３８の四隅部は、２か所の転がり支承１５を介して、柱３７で支持されている。また、屋根３８の先端から、プレート３２が下方へ張り出して設けられている。

具体的には、図７に示すように、屋根３８の先端部は、柱３６からスタジアム３４の外側へ向けてせり出され、屋根３８の先端部には、少なくとも１方向に回転可能な継手１８を介して、プレート３２の先端が取り付けられている。これにより、プレート３２は、矢印Ｒ１の方向に、屋根３８の動きに追随して移動することができる。

プレート３２は、鋼材、木材、樹脂材等の広く、一般的に使用されている建築材料で、平板状に形成された庇や壁等である。プレート３２は、屋根３８の端部から、観客席４４を囲むように下方へ向けて取付けられ、観客席４４に吹き込む風雨を遮断し、且つ、意匠性を向上させる。プレート３２の下部は、柱３６の中央部まで達している。なお、プレート３２の可動範囲が確保されれば、床面近傍まで達していても良い。

プレート３２と柱３６の間には、プレート３２を支持するブレース（棒状部材）２４が設けられている。ブレース２４は、プレート３２側の端部が、プレート１６の下部と自在継手２２を介して、回転可能に連結されている。これにより、自在継手２２を中心に、プレート１６とブレース２４の位置関係を、自由に変更することができる。
また、ブレース２４は、柱３６側の端部が、自在継手２０を介して、柱３６の側壁に連結されている。これにより、ブレース２４は、自在継手２０の位置で矢印Ｒ２の方向へ回転できる。

更に、プレート３２とブレース２４の間には、自在継手２２が設けられているので、プレート３２とブレース２４の間の位置関係を自在に調整できる。これにより、屋根３８と柱３６の間に、三次元方向の相対的な変位が生じても、追随することができる。

次に、プレート１６の追随動作について、図７を用いて説明する。

図８（Ａ）は、柱３６が、矢印Ｘの方向（Ｘ軸方向）へ移動した場合の、プレート３２の移動を示した図である。
プレート３２は、柱３６の移動に対応して、ブレース２４で矢印Ｘの方向へ移動させられる。このとき、屋根３８は静止している。これにより、プレート３２は、継手１８を中心に矢印Ｒ５の方向へ回転して、柱３６と屋根３８の相対的な移動を吸収する。この結果、プレート１６の損傷が抑制される。
なお、柱３６が、矢印Ｘと反対方向（Ｘ軸方向）へ移動した場合については、プレート３２の移動方向が異なるのみであり、説明は省略する。

図８（Ｂ）は、柱３６が、矢印Ｚの方向（Ｚ軸方向）へ移動した場合の、プレート３２の移動を示した図である。
柱３６の、矢印Ｚの方向への移動により、自在継手２０が矢印Ｚの方向へ移動させられる。このとき、屋根３８は静止している。これにより、プレート３２は、継手１８を中心に矢印Ｒ６の方向へ回転して、柱３６と屋根３８の相対的な移動を吸収する。この結果、プレート１６の損傷が抑制される
なお、柱３６が、矢印Ｚと反対の方向（Ｚ軸方向）へ移動した場合については、ブレース２４の支持角度が異なるのみであり、説明は省略する。

図８（Ｃ）は、柱３６が、矢印Ｙの方向（Ｙ軸方向）へ移動した場合の、プレート３２の移動を示した図である。
柱３６の移動に対応して、プレート３２は屋根３８と共に静止しており、柱３６と共に、ブレース２４の柱３６側の自在継手２０は、矢印Ｙの方向へ移動させられる。ここに、ブレース２４の両端には自在継手２２が取り付けられているので、ブレース２４の横方向（矢印Ｙの方向）への回転を許容する。この結果、ブレース２４の横方向の回転で柱３６の移動が吸収され、プレート１６の損傷が抑制される。
なお、柱３６が、矢印Ｙと反対の方向（Ｙ軸方向）へ移動した場合については、ブレース２４の支持方向が異なるのみであり、説明は省略する。

以上説明したように、本構成によれば、スタジアム３４の柱３６で、免震装置１４が支持され、免震装置１４で、スタジアム３４の屋根３８が支持され、屋根３８から下方へプレート３２が張り出している。これにより、地震時に、スタジアム３４の柱３６と屋根３８が相対的に変位しても、屋根３８に回転可能に連結されたプレート１６の損傷を、回転可能に連結されたブレース２４で抑制することができる。
他の構成は第１実施形態と同じであり、説明は省略する。

１０、３０ 免震構造物
１２ 建物（構造物）
１２Ｕ 上部建物（上部構造物）
１２Ｄ 下部建物（下部構造物）
１４ 免震装置
１６ プレート（可動体）
１８ 継手
２０ 自在継手
２２ 自在継手
２４ ブレース（棒状部材）
３２ プレート（壁状部材、可動体）
３４ スタジアム（競技用施設、構造物）
３６ 柱（下部構造物）
３８ 屋根（上部構造物）

Claims (3)

1. 免震装置が設けられた構造物の柱と、
   前記免震装置で支持された屋根と、
   前記屋根に回転可能に連結され、前記屋根から下方へ張り出すと共に前記屋根の動きに追随して移動する壁状部材と、
   一端が前記壁状部材に水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結され、他端が前記柱に水平方向と鉛直方向へ回転可能に連結された棒状部材と、
   を有する免震構造物。
2. 前記棒状部材の両端は、自在継手で回転可能に連結されている請求項１に記載の免震構造物。
3. 前記構造物は競技用施設である、請求項１又は２に記載の免震構造物。

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