JP6644496B2 - 耐震用支承装置 - Google Patents

Description

この発明は、コンクリートを打設して構築される環状壁体を有する（周囲環状の）構造物、例えば、貯水タンクや建築物等の前記壁体と床版との間に、その床版に対し壁体を移動可能に支承する耐震用支承装置に関するものである。

例えば、貯水タンクにおける床版と壁体の耐震用支承装置として図３、図４に示すものがある。この支承装置は、床版１と壁体２の間の支承部に所定の間隔をもって配設した弾性支承体３と、壁体２の設置位置に所定の間隔をもって一方を床版１内に固設し他方は支承部を通って壁体２内に固設した一対以上の耐震ケーブル４とを有し、前記一対以上の耐震ケーブル４は支承付近で壁体２軸方向に互いに逆方向となるように斜めに配置され、かつ支承部の耐震ケーブル４を一定長だけ被覆するスリーブ５とにより構成される（特許文献１段落００１６、図２参照）。

この耐震用支承装置の弾性支承体３は、地震時の水平力によりせん断変形し、その変形量に基づくせん断抵抗によって、壁体２の振動を減衰させる（特許文献１段落００１９、図３参照）。また、耐震ケーブル４は、水平力及び垂直力に対してスリーブ５部分で伸縮することでそれらの力を吸収する（特許文献１、請求項１、図１〜図５参照）。このように、この支承装置は、地震時に発生する大きな水平力を減衰させる弾性支承体の減衰作用と、同水平力や鉛直力を耐震ケーブル４の伸縮により吸収する作用とによって、安全で信頼性のある構造物を維持する。

特許第２８１６８１８号公報

従来の耐震用支承装置は、それなりに有効であるが、壁体２の外側又は内側への振動（変形）に対しては、弾性支承体３及び耐震ケーブル４も十分に抗していない。

この発明は、以上の実状の下、壁体の内外側（図４の矢印方向）への振動に対して十分に抗し得る構造とすることを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、上記耐震ケーブルを環状壁体の内側に向かって床版に延ばして固定するようにしたのである。
このようにすれば、壁体の内外側への振動に対して、その壁体の内側に向かう耐震ケーブルがスリーブ部分で伸縮することでその振動力を吸収する。

この発明の構成としては、コンクリートにより構築された環状壁体を有する構造物の前記壁体と床版との間に、その床版に対し壁体を移動可能に支承する耐震用支承装置において、前記床版と壁体との間に前記環状周方向に所定の間隔を持って配設した弾性支承体と、前記環状周方向に所定の間隔を持って配設されて壁体と床版との支承部（界面）を通過した耐震ケーブルとを有し、その耐震ケーブルは、その一端が前記壁体に上下方向に延びた後に固定されているとともに他端が前記支承部手前からその支承部を通って床版に向かい斜めに延びてさらに前記環状の内側に向かって延びた後に床版内に固定されており、耐震ケーブルの前記斜めに延びる部分にスリーブが被覆されている構成を採用することができる。

そのコンクリートを打設して構築される環状壁体を有する構造物には、従来と同様に、貯水タンクや住宅、ビル等の建築物を挙げることができる。上記弾性支承体及び耐震ケーブルの環状周方向の配設間隔は、それらの振動吸収性を考慮して実験などによって適宜に設定する。

この構成において、上記壁体の下端周囲を囲む廻縁と壁体の間に弾性体を設けたものとすれば、その弾性体によっても壁体の内外側への振動力に抗するものとすることができる。その弾性体の環状廻縁周方向の配設間隔は、その振動吸収性を考慮して実験などによって適宜に設定する。なお、図４に示す従来例においても、廻縁と壁体の間に縁切材を介在しているが、その縁切材はスチレンフォームからなって、この発明の弾性体のように振動に対して緩衝作用を行うものではない。
また、上記床版の内側に延びる耐震ケーブルに加えて、一端が上記壁体に上下方向に延びた後に固定されているとともに他端が支承部手前からその支承部を通って床版に向かい斜めに延びてさらに上記環状の周方向に向かって延びた後に床版内に固定された周方向耐震ケーブルを設け、その周方向耐震ケーブルの前記斜めに延びる部分にスリーブが被覆されている構成とすれば、その耐震ケーブルの伸縮によって、従来と同様に、地震時の水平力や鉛直力を吸収して、さらに安全で信頼性のある構造物を得ることができる。

上記弾性支承体や弾性体としては、一般に硬質ゴムが用いられ、通常時の壁体や屋根等による荷重の大きさや、地震時の水平力等の大きさに応じて厚さや幅そして長さを適宜に設定する。
耐震ケーブルとしては、比較的強度の大きいＰＣ鋼材が用いられ、地震時の水平力や鉛直力に応じてＰＣ鋼材の径や配置本数が決められる。また、近年開発されている高分子緊張材等を使用すれば、耐錆効果が期待できて有効である。なお、ＰＣ鋼材は、プレストレスト・コンクリート（ＰＣ）に緊張を与える緊張材のことであり、ＰＣ鋼線（直径８ｍｍ以下の高強度鋼）、ＰＣ鋼棒（直径１０ｍｍ以上の高強度鋼）、ＰＣ鋼より線（ＰＣ鋼線をより合わせたもの）などが挙げられる。

この発明に係る構造物の壁体の構築方法としては、現地において直接コンクリートを打設する方法を用いても良いが、工場等で所定の幅に壁体を製作したプレキャストパネルを、現地で組み立てて構築する方法を用いれば、品質管理の向上や工期の短縮等が図れる。この場合、耐震ケーブルは各プレキャストパネル間の間詰コンクリート部に設置されることになり、弾性支承体は各プレキャストパネル下に配置する。

耐震ケーブルの支承部分（環状内側又は周方向に延びる部分）に設けるスリーブは、水平力や鉛直力等によるエネルギーを吸収するために、耐震ケーブルの所定の長さだけ被覆して、そのスリーブ内において耐震ケーブルが自由に伸縮可能な状態にする。

この発明は、以上のように構成して、壁体の外側又は内側への振動に対して、その壁体の内側に向かう耐震ケーブルがスリーブ部分で伸縮することでその振動力を吸収するようにしたので、壁体の内側又は外側への振動力が加わる構造物を、安全で信頼性のあるものとすることができる。

この発明に係る耐震用支承装置の設置状態の一実施形態を示し、（ａ）は要部概略正面図、（ｂ）は要部切断図 同他の実施形態を示し、（ａ）は概略要部正面図、（ｂ）は要部断面図 従来の耐震用支承装置を採用した貯水タンクの概略斜視図 同貯水タンクの要部切断図

この発明の一実施形態を図１に示し、この実施形態の支承装置は、図３に示す貯水タンクＰに採用したものである。その図３において、この貯水タンクＰは、基礎地盤の上に栗石を敷均し、その上にコンクリートを打設して床版１が構築され、この床版１の上に円環状の壁体２が構築される。その壁体２の構築後、壁体２の下端外周前面に沿うように廻縁１ａをコンクリート打設して形成する。

上記壁体２は、工場等で製作されたプレキャストコンクリートパネル２ａ（以下パネルという）を順次建て込み、その全パネル２ａの建て込みが完了すると、各パネル２ａ間に型枠を組み、間詰コンクリート２ｂを打設し、その間詰コンクリート２ｂを介し各パネル２ａを一体化して壁体２を構築する。

このとき、床版１と間詰コンクリート２ｂとの間にスチレンフォーム等の縁切材９を介在し、各パネル２ａと床版１との間にはラバーパッド（硬質ゴム）等からなる弾性支承体３を介在する。この弾性支承体３は緩衝作用を発揮する限りにおいて、一のパネル２ａの幅全長であっても、両端等の所要間隔であっても良い。
また、パネル２ａ及び間詰コンクリート２ｂの上下方向所要間隔にその全周に亘ってＰＣ鋼より線８を内装し、そのＰＣ鋼より線８を緊張することによってパネル２ａ及び間詰コンクリート２ｂにプレストレスを付与してＰＣタンク（Pre-stressed Concrete Tank）とする。

床版１上の壁体２下端の内周面側に上記縁切材９を介在して水切り部（後打ち部）１ｂをコンクリート打設する。このとき、水切り部１ｂと床版１との界面は止水板６で止水する。
なお、床版１、間詰コンクリート２ｂ、水切り部１ｂ、廻縁１ａ内には、鉄筋７を適宜に設けて配筋する。

以上の構成は従来と同様であり、この実施形態は、壁体２の下端周囲を囲む廻縁１ａと壁体２（パネル２ａ）の間に上記ラバーパッド等からなる弾性板１１を設けている。この弾性板１１の配置は、緩衝作用を発揮する限りにおいて、図１（ａ）に示すように、壁体２の全周に亘って連続的に設けたり、その全周に亘って所要間隔に設けたりすることができる。このとき、弾性板１１の材質が縁切り作用を有する物である場合は、廻縁１ａと壁体２の間の縁切り材を兼ねる。同縁切り作用の無い材質の場合、又は所要間隔に設けた場合の空いている（弾性板１１を設けていない）部分には、上記縁切り材９を介在する。なお、床版１と水切り部１ｂとの界面、廻縁１ａと壁体２の界面には、適宜にシリコン系などの充填工を充填する。

上記間詰コンクリート２ｂ内から床版１にはＰＣ鋼より線からなる耐震ケーブル１２が設けられている。この耐震ケーブル１２は、その一端が間詰コンクリート２ｂに上下方向に延びた後に固定されているとともに他端が床版１にタンク（環状壁体２）の内側（中心）に向かって（タンクの半径方向に）延びた後に固定されており、すなわち、耐震ケーブル１２の他端は、前記支承部手前からその支承部を通って床版１に向かって斜めに延びてさらに環状の内側に向かい延びた後に固定されており、その床版１の内側に延びる斜めの耐震ケーブル１２の一定長さにポリエチレン、ウレタン、ゴム等からなる筒状スリーブ１３が被覆されて、その被覆部分において耐震ケーブル１２が伸縮可能となっている。耐震ケーブル１２の端は、間詰コンクリート２ｂ内及び床版１内の鉄筋７に番線により結束して固定する。
耐震ケーブル１２の本数は、２本に限らず、１本、３本以上と任意である。

なお、この実施形態の床版１及び壁体２は、各耐震ケーブル１２の他端を固定した床版１を構築した後、各耐震ケーブル１２の一端間にパネル２ａを順次建て込み、その各パネル２ａ間に型枠を組み、間詰コンクリート２ｂを打設し、その間詰コンクリート２ｂを介し各パネル２ａを一体化して壁体２を構築する。

この実施形態は以上の構成であり、地震が発生すると、壁体２の半径方向（外側方向又は内側方向）等の横揺れ振動に対して、その壁体２の内側に向かう全周囲等間隔位置の耐震ケーブル１２がスリーブ１３部分で伸縮することでその振動力を吸収する。このため、このＰＣタンクＰを安全で信頼性のあるものとする。
なお、壁体２の頂部は、壁体２上部に変形が生じないように、頂版と一体化させて構築しておくことが必要である。

他の実施形態を図２に示し、この実施形態は、上記実施形態において、従来の地震時の水平力や鉛直力を吸収する周方向耐震ケーブル４及びスリーブ５を設けたものである。すなわち、図２に示すように、一対の耐震ケーブル４は支承付近で壁体２の軸方向に互いに逆方向となるように斜めに配置され、かつ支承部の斜めの耐震ケーブル４を一定長だけ被覆するスリーブ５を設け、その両耐震ケーブル４の間に上記耐震ケーブル１２を設けている。その耐震ケーブル４、１２の本数は、２本に限らず、１本、３本以上と任意であり、また、その配置も、図示のように、耐震ケーブル４の間に耐震ケーブル１２を設けたり、両耐震ケーブル４、１２を周方向に交互に設けたり等と任意である。このとき、両耐震ケーブル４，１２は交差しないようにする。

この実施形態は、地震が発生すると、壁体２の半径方向等の横揺れ振動に対して、その壁体２の内側に向かう耐震ケーブル１２がスリーブ１３部分で伸縮することでその振動力を吸収するとともに、水平力及び垂直力に対して耐震ケーブル４がスリーブ５部分で伸縮することでそれらの力を吸収する。このため、この支承装置は、さらに安全で信頼性のあるＰＣタンクを維持する。

上記各実施形態では、壁体２のパネル２ａ方式を例示したが、現地において壁体２全部の型枠支保工を組み、直接コンクリートを打設して壁体２を構築する方法を用いても良い。このとき、コンクリート打設の壁体２と床版１との界面全周には弾性支承体３を介在する。
また、各実施形態において、各パネル２ａ下部及びにその下部前面に配設される弾性支承体３、弾性板１１も、通常の自重等による圧縮力や地震時に発生する水平力の大きさに応じて、厚さや幅および長さが決められる。
さらに、この発明は、貯水タンクＰに限らず、コンクリートを打設して構築される環状壁体を有する構造物、例えば、住宅、ビル等の建築物に採用することができ、その環状も円環状に限らず、四角環状、五角環状等の多角環状の構造物に採用できることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 床版
１ａ 廻縁
１ｂ 水切り部
２ 壁体
２ａ 壁体をなすプレキャストコンクリートパネル
２ｂ 同間詰コンクリート
３ 弾性支承体（ラバーパッド）
４、１２ 耐震ケーブル
５、１３ スリーブ
６ 止水板
７ 鉄筋（配筋）
８ ＰＣ鋼より線
９ 縁切材（スチレンフォーム）
１１ 弾性板（ラバーパッド）
Ｐ ＰＣタンク

Claims (3)

1. コンクリートにより構築された環状壁体（２）を有する構造物の前記壁体（２）と床版（１）との間に、その床版（１）に対し壁体（２）を移動可能に支承する耐震用支承装置であって、
   上記床版（１）と壁体（２）との間に上記環状周方向に所定の間隔を持って配設した弾性支承体（３）と、前記環状周方向に所定の間隔を持って配設されて壁体（２）と床版（１）との支承部を通過した耐震ケーブル（１２）とを有し、その耐震ケーブル（１２）は、その一端が前記壁体（２）に上下方向に延びた後に固定されているとともに他端が前記支承部手前からその支承部を通って前記床版（１）に向かい斜めに延びてさらに前記環状の内側に向かって延びた後に床版（１）内に固定されており、その耐震ケーブル（１２）の前記斜めに延びた部分にスリーブ（１３）が被覆されていることを特徴とする耐震用支承装置。
2. 上記壁体（２）の下端前面周囲を囲む廻縁（１ａ）と壁体（２）の間に弾性体（１１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の耐震用支承装置。
3. 上記床版（１）の内側に延びる耐震ケーブル（１２）に加えて、一端が上記壁体（２）に上下方向に延びた後に固定されているとともに他端が上記支承部手前からその支承部を通って床版（１）に向かい斜めに延びてさらに上記環状の周方向に向かって延びた後に床版（１）内に固定された周方向耐震ケーブル（４）を設け、その周方向耐震ケーブル（４）の前記斜めに延びる部分にスリーブ（５）が被覆されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐震用支承装置。

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