JP6667908B2 - Seismic isolation structure and seismic isolation wooden building - Google Patents
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Description
本発明は、免震構造及び免震木造建築物に係り、詳しくは、建築物を支える架台を、木材を骨材にして組立てた木骨架台で構成した免震構造及びそれを備えた免震木造建築物に関する。 The present invention relates to a seismic isolation structure and a seismic isolation wooden building, and more particularly, to a seismic isolation structure comprising a timber frame assembling a timber supporting a building with wood as an aggregate, and a seismic isolation device having the same. Related to wooden buildings.
我が国は、地震国であり、常に大地震の恐怖に脅かされている。大地震が発生すると、多くの建築物が倒壊や半壊だけでなく、日常生活で基幹となる道路、その他の交通網などの輸送機関や電気、水道、ガスなどのインフラ設備が崩壊して地域社会を大混乱に陥れる。
この地震に対して、建築物が倒壊するのを防止乃至軽減する構造乃至工法が開発されている。これらの構造として、例えば、耐震構造(壁や柱を強化するために補強材を入れることで建築物自体を堅くして振動に対抗する構造)、また制振構造(建築物内に振動軽減装置を設置し、地震エネルギーを吸収、建築物に粘りを持たせて振動を抑える構造)、さらに免震構造(建築物と地面の間に免震装置を設置、建築物を地面から絶縁して、震動を伝えない構造)などがある。
Japan is an earthquake country and is always threatened by the fear of a major earthquake. When a major earthquake occurs, many buildings are not only collapsed or partially destroyed, but also the transportation facilities such as roads and other transportation networks, which are essential for daily life, and the infrastructure facilities such as electricity, water, gas, etc. collapse, and the local community is destroyed. Into havoc.
Structures and construction methods for preventing or reducing the collapse of buildings in response to this earthquake have been developed. These structures include, for example, an earthquake-resistant structure (a structure in which the building itself is stiffened by inserting reinforcing materials to strengthen walls and columns to resist vibration), and a vibration damping structure (a vibration reduction device in the building) A structure to absorb seismic energy, make the building sticky and suppress vibration, and a seismic isolation structure (a seismic isolation device is installed between the building and the ground to insulate the building from the ground, Structure that does not transmit vibration).
これらのうち、免震構造は、さらに建築物内の揺れを軽減するという利点がある。すなわち、免振装置を基礎に埋め込んで、この免震装置が激しい地震エネルギーを吸収して、ゆるやかな横揺れに変え、家具の転倒などの被害を最小限に喰いとめることができるなどの利点がある。
この免震構造は、上記の利点を有することから、これまで主に高層ビル用の免震装置及び工法の研究・開発が行われ、現在、大都市の新築高層ビルや重要な公共施設などで採用されている。
日本の住宅事情は、その大半が木造であることから、この木造住宅の免震化は、一般に工事が難しく、その重量が軽いために効果が薄く、しかも施工費を含めた全体のコストが高額になるために普及し難いと言われて、これまではそれへの取組みが遅れていた。
しかし、近年、住宅メーカー及び産学共同プロジェクトなどにおいて、一般木造住宅用の免震装置及び施工技術の研究・開発が進められて、一部の住宅例えばプレハブ住宅などに採用され始め、その一方でその研究・開発の成果が特許文献でも紹介されている。
Of these, the seismic isolation structure has the advantage of further reducing the shaking in the building. In other words, the seismic isolation device is embedded in the foundation, and this seismic isolation device absorbs intense seismic energy, changes it to gentle rolling, and has the advantage of minimizing damage such as falling furniture. is there.
Since this seismic isolation structure has the above-mentioned advantages, research and development of seismic isolation devices and construction methods for high-rise buildings have been mainly conducted so far, and currently, high-rise buildings in major cities and important public facilities are being used. Has been adopted.
In Japan, the majority of housing is wooden, so seismic isolation of wooden houses is generally difficult to construct, light in weight and ineffective, and overall costs including construction costs are high. It is said that it is difficult to spread because it becomes, so far, the approach to it has been delayed.
However, in recent years, housing manufacturers and industry-academia joint projects have been researching and developing seismic isolation devices and construction techniques for general wooden houses, and have begun to be adopted in some houses, such as prefabricated houses. The results of research and development are also introduced in patent literature.
例えば下記特許文献1(特許第3827115号公報)には免震構造物が記載されている。
この免震構造物は、地盤上に設置された下部構造体と、この下部構造体の上部に位置する平面フレームと、下部構造体と水平フレームとの間に介在された免震装置と、平面フレームの上部に位置された上部構造体と、を備え、平面フレームは、鉄骨造り、木造り、鉄筋コンクリート造りであり、これらは火打ち部材で補強された構造となっている。
For example, Patent Literature 1 (Japanese Patent No. 3829115) describes a seismic isolation structure.
This seismic isolation structure includes a lower structure installed on the ground, a flat frame located above the lower structure, a seismic isolation device interposed between the lower structure and the horizontal frame, An upper structure located above the frame, wherein the planar frame is made of steel, wooden, or reinforced concrete, and has a structure reinforced with a fire-hitting member.
また、下記特許文献2(特開2008−266958号公報)には、積層材で構成した木造住宅用架台が記載されている。
この木造住宅用架台は、図8に示したように、基礎2に架台1を複数の小型の免震装置3を介して支持させ、架台を木材により組み立てて、その少なくとも周縁部を複数の針葉樹からなる積層材で構成したものである。すなわち、この架台1は、複数の木材(例えば、大引や根太など)5と締結具により中空の多角形や枠形などに組み立てられて、これらの木材5は複数の針葉樹の積層した積層材で構成され、また、この架台1は下面の複数の角部や隅部などに免震装置用の取付け板4が装着された構成となっている。
なお、この架台1は、四隅部に平面略三角形の木製補強材6を配設し、これらはボルトを含む締結具を介し嵌合させて変形を防止している。
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-266958) described below describes a wooden house base made of a laminated material.
As shown in FIG. 8, this wooden house mount has the
The
さらに、下記特許文献3(特許第4491004号公報)には、同様の木造住宅用架台が記載されている。
この木造住宅用架台は、上記特許文献2に記載の架台を改良したものであって、架台は枠木材と複数の縦横木材とを組み合わせ、これら枠木材と複数の縦横木材との間で中空領域を形成し、この中空領域に複数の梁木材が縦、横、斜めに水平に架設されて、これらの梁木材で、地震発生時の引張りに対する強度を向上させ、架台の変形を抑制し、建設コストを低減させた構造となっている。
Further, Patent Document 3 (Japanese Patent No. 4491004) describes a similar wooden housing base.
This wooden house gantry is an improvement of the gantry described in
上記特許文献1〜3に記載の免震構造物は、いずれも地盤上に構築された基礎と、この基礎の上に位置し建築物を支える架台と、基礎と架台との間に介在されて免震機能を発揮する複数個の免震装置などの部材で構成されている。
これらの部材のうち、上記特許文献1の平面フレーム、すなわち架台は鉄骨造り、木造り、鉄筋コンクリート造りのいずれかのものになっている。
これらの架台にあって、鉄筋コンクリート製の架台は、コンクリートスラブ(床版)造りとなるので、その工法は、まず型枠を造り、次いで鉄筋の配設、コンクリート打ち込み、型枠外しなどの各工程を経たものとなり、これらの作業は面倒で手間が掛かり、その結果、工期が長く、またその重量が重く、ローコスト化ができないなどの課題がある。
また、鉄骨製の架台は、金属加工専門メーカーへの特注品となり、材料費、加工費などを含め製品が鉄筋コンクリートの架台より高価になる。
さらに木造りの架台(以下、木造架台という)は免震装置との緊締などに課題がある。なお、この課題は他の特許文献2、3の架台に関連して後記する。
The seismic isolation structures described in
Among these members, the flat frame of
In these gantry, the reinforced concrete gantry is made of concrete slab (floor slab), so the method of construction is to first make the formwork, and then to arrange the reinforcing bars, drive in the concrete, remove the formwork, etc. These operations are troublesome and troublesome, and as a result, there are problems such as a long construction period, heavy weight, and low cost.
In addition, a steel frame is a custom-made product to a metalworking specialty manufacturer, and the product is more expensive than a reinforced concrete frame, including material costs and processing costs.
In addition, wooden gantry (hereinafter referred to as wooden gantry) has problems in tightening with seismic isolation device. Note that this problem will be described later in connection with the mounts of
上記特許文献2、3の免震構造は、木材からなる木造架台で構成されている。しかし、これらの木造架台には、以下の課題がある。
すなわち、この課題は、木造架台と免震装置との結合箇所における緊締強度(課題1)、及び木造架台のねじれ強度(課題2)である。
The seismic isolation structures of
That is, the issues are the tightening strength at the joint between the wooden gantry and the seismic isolation device (Problem 1), and the torsional strength of the wooden gantry (Problem 2).
以下、これらの課題1、2について説明する。
Hereinafter, these
課題1:木造架台と免震装置との結合箇所における緊締強度について
免震構造は、建築物と地面との間に複数個の免震装置を設置し、この建築物を地面(基礎)から絶縁して震動を伝えない構造であることから、架台と免震装置とを堅固に結合(緊締ともいう)しなければならならない。その理由は堅固に結合(緊締)しなければ建築物(架台)を地面(基礎)と絶縁できず、地震発生時の地震力により建築物が傾くなどして、免震効果が発揮されないからである。
ところが、免震構造において、架台を木材で構成すると、この木造架台と免震装置との結合は、架台木材と免震装置を構成する金属との結合となり、この結合は、地震発生時の地震力によって、緩み、動かず、移動せず、外れず(以下、総称して滑動ともいう)などしない、勿論、破壊などしない堅固で強固な緊締強度にしなければならない。しかし、木造架台との結合では、このような堅固で強固な緊締強度を確保するのが困難である。
すなわち、木造架台は木材からなり、この木材は、入手が簡単且つ加工などが容易及び安価などの利点がある一方でまた、脆弱で、腐敗などが起り易く、また経年劣化も大きくこれにより脆くなるなどの弱点があり、金属材や鉄筋コンクリ材と比べて、耐久性などに難ある。
Problem 1: Tightening strength at the joint between the wooden frame and the seismic isolation device The seismic isolation structure installs multiple seismic isolation devices between the building and the ground, and insulates this building from the ground (foundation) Since the structure does not transmit vibrations, the gantry and the seismic isolation device must be firmly connected (also called tightening). The reason is that the building (stand) cannot be insulated from the ground (foundation) unless it is firmly connected (tightened), and the seismic force at the time of the earthquake causes the building to tilt and the seismic isolation effect is not exhibited. is there.
However, in the seismic isolation structure, if the base is made of wood, the connection between the wooden base and the seismic isolation device will be the connection between the base timber and the metal that composes the seismic isolation device. The force must not be loosened, do not move, do not move, do not come off (hereinafter, also referred to as sliding), and, of course, must be strong and strong without breaking. However, it is difficult to secure such a firm and strong tightening strength in connection with a wooden frame.
That is, the wooden gantry is made of wood, and while this wood has advantages such as easy availability, easy processing and low cost, it is also fragile, susceptible to decay, etc., and has a great deterioration over time, thereby becoming brittle. It has weaknesses such as metal materials and reinforced concrete, and has poor durability.
一方、免震装置は、通常、上記特許文献2の明細書にも記載されているように、一対の受皿と、これらの受皿の間に介在する球体と、一対の受皿を接続して球体を包囲する接続体とで構成されて、これら一対の受け皿はいずれも金属材である。
そうすると、木造架台と免震装置との結合は、材料が異なる木材と金属とになり、木骨架台の木材は免震装置の金属材より脆弱であることから、これらの結合は、前記したように、滑動しない堅固で強固な緊締強度を確保が極めて困難になる。
そこで、この特許文献2は、免震装置と木造架台とを取付け板を介して結合しているが、この取付け板を介した結合だけでは、必要とする緊締強度を確保することには限界がある。また、上記特許文献1は火打ち部材を設け、この部材に免震装置を結合しているが、この結合でも必要とする緊締強度を確保するのが困難である。
On the other hand, as described in the specification of
Then, the connection between the wooden frame and the seismic isolation device is made of wood and metal made of different materials, and the timber of the timber frame base is more vulnerable than the metal material of the seismic isolation device. In addition, it is extremely difficult to secure a firm and strong tightening strength that does not slide.
Therefore, in
課題2;木造架台のねじれ強度について
地震発生時に、建築物は強い横揺れを受けて、架台に過大な引張り力が作用して、木造架台がねじれ変形を起し易くなる。
そこで、上記文献1の平面プレートは、火打ち部材を設置・補強して、平面プレートが(ねじれ)変形するのを防止している。また、上記特許文献2の架台は、架台を構成する複数の木材の交差部に補強金具を装着すると共に、架台の四隅部内に平面略三角形で木製の補強材をボルトで結合して、架台の変形を防止している。さらに、上記、特許文献3の架台は、架台の枠木材と複数の縦横木材との間に中空領域を形成し、この中空領域に複数の梁木材を縦、横、斜めに水平に架設して、強度や剛性を向上さて、架台の変形を防止している。
しかし、これらの火打ち部材、補強金具を装着した木製補強材及び梁木材は、一般にスジカイ(筋交い)と呼ばれているものであり、このようなスジカイ補強は局所的な結合、いわゆる点接触による結合であって結合面積が少なく、その結果、構造計算で必要な剛性、いわゆる床面剛性を確保することが困難になっている。
Problem 2: About the torsional strength of the wooden gantry When an earthquake occurs, the building is subjected to strong rolling, and an excessive tensile force acts on the gantry, so that the wooden gantry tends to be twisted and deformed.
In view of this, the flat plate disclosed in the above-mentioned
However, these fire-hitting members, wooden reinforcements and wood beams to which the reinforcing metal fittings are attached are generally called sujikai (bracing), and such sujikai reinforcement is locally joined, that is, joined by so-called point contact. However, the coupling area is small, and as a result, it is difficult to secure rigidity required for structural calculation, that is, floor rigidity.
ところで、旧来からの木造在来工法においても、免震構造に対する需要は高い。特に山陰地方においては全新築個数の約65%が木造在来工法によって建築されるにも拘わらず、この木造在来工法に完成された免震技術は未だ確立されておらず、近年、住宅メーカー及び産学共同プロジェクトなどにおいて、この住宅用の免振装置及び施工技術の研究・開発が進められて、一部の住宅例えばプレハブ住宅などに採用され始めている程度である。 By the way, even in the traditional wooden construction method, there is a high demand for the seismic isolation structure. In particular, in the San'in region, although about 65% of all new buildings are built using the conventional wooden construction method, the seismic isolation technology completed by this conventional wooden construction method has not yet been established. In addition, research and development of this vibration isolator and construction technology for houses have been promoted in industry-academia joint projects and the like, and are only beginning to be adopted in some houses such as prefabricated houses.
免震住宅の設計・施工技術は、新しい技術であり、構造設計は中央官庁において個別に審査され高いハードルとなっており、地方の民間企業独自ではこのハードルを越えて設計・施工することが大変困難になっている。すなわち、免震構造は建築基準法では特定行政庁での構造審査は認められていない、いわゆる専門機関による構造計算適合性判定が必要な物件となる構法である。そこで、この免震構造は、免震告示に示された方法で構造計算を行う必要があり、この計算は上部構造(建築物)、免震層、下部構造(基礎)及び相互の接合部について構造設計を行う計算であって、木造建築物の免震架台の設計においては、木造架台に所定の床面剛性、すなわち面内せん断剛性、面外曲げ剛性及びねじれ剛性によって、免震告示に示された規準を満たす剛性が要求されている。 The design and construction technology for seismically isolated houses is a new technology, and the structural design has been individually examined by the central government office and is a high hurdle, and it is very difficult for local private companies to design and construct beyond this hurdle. It has become difficult. In other words, the seismic isolation structure is a construction method that does not allow structural examination by a specific administrative agency under the Building Standards Law, and requires a so-called specialized agency to determine the suitability of structural calculations. Therefore, it is necessary to calculate the seismic isolation structure using the method indicated in the seismic isolation notification, and this calculation is performed for the superstructure (building), seismic isolation layer, substructure (foundation), and the joints between them. This is a calculation for structural design, and in the design of a seismic isolation frame for a wooden building, the seismic isolation notice is given to the wooden frame according to the specified floor rigidity, that is, in-plane shear rigidity, out-of-plane bending rigidity, and torsional rigidity. Rigidity that satisfies the specified criteria is required.
本発明者らは、木造りの架台は、上記課題1、2を抱え、これらは上記特許文献1〜3に記載の架台でも困難を極め解決が難しくなっていることから、それらを構解決すべく、木造在来工法による免震戸建て住宅の設計及び実験、具体的には、山陰地方の気候風土に適した建築デザインをベースに、近年需要の多い変則的平面形状や立体形状の住宅デザインも含めて展開した。
この展開において、まず、上記課題1の緊締強度は、プレート受木骨及び免震プレートなどを設けることにより解決でき、また上記課題2の木造架台のねじれ強度は、木造りの架台とプレート受木骨との結合を局所的な点結合でなく、より面積が大きい面接触結合により行い、しかも免震装置とを所定大きさの免震プレートを介して結合し、その際に、免震プレートの大きさは、採用・使用する免震装置の地震時の建物の応答変位量(移動量)に一定の余りを加算し、この加算値をベースして計算した大きさ(なお、この大きさは免震建築物に不可欠な免震クリアランスと関係している)にすることによって、木造架台は、構造計算で要求される床面剛性が確保できることに想到し本発明を完成させるに至ったものである。なお、免震クリアアランスは地震が起きたときに免震装置が変位し、建築物(建物)が揺れても安全な基礎と建物との隙間(クリアランス)である。
The present inventors have found that the wooden gantry has the above-mentioned
In this development, first, the tightening strength of the above-mentioned
本発明の目的は、建築物を支える架台を、木材を骨材にして組立てた木骨架台で構成し、この木骨架台により、免震装置などとの間で生じる課題を解決し、免震装置との結合において強固な緊締強度を確保すると共に架台は構造計算で要求される床面剛性を確保し、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現して、トータルローコスト化を図って木造住宅への適用を容易にした免震構造を提供することにある。 An object of the present invention is to construct a gantry supporting a building with a wooden gantry assembled from wood as an aggregate, and to solve a problem generated with a seismic isolation device and the like by using the wooden gantry, In addition to securing strong tightening strength in connection with the equipment, the gantry secures the floor rigidity required for structural calculation, realizes simple and simple construction method, shortens the construction period, etc., and reduces total cost. It is an object of the present invention to provide a seismic isolation structure that is easily applied to a wooden house.
また、本発明の他の目的は、上記の目的を有する免震構造を備え、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現し、トータルコストの低減が実現でき、しかも近年需要の多い変則的平面形状、や立体形状の住宅デザインの免震木造建築物を提供することにある。 Further, another object of the present invention is to provide a seismic isolation structure having the above-mentioned object, to realize simplification and simplification of the construction method, shorten the construction period, etc., to realize a reduction in total cost, and to meet demand in recent years. It is an object to provide seismically isolated wooden buildings with many irregular planar shapes and three-dimensional housing designs.
本発明の第1の態様の免震構造は、地盤上に構築された基礎と、前記基礎の上に配列された複数個の免震装置と、前記各免震装置に固定される複数枚の免震プレートと、前記各免震プレートが固定されて木造建築物を支える木造りの木骨架台と、を備えた免震構造にあって、前記木骨架台は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠と、前記外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠を有し、前記複数個の格子枠のうち、前記各免震装置に対応する格子枠にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨と、で構成されて、当該木骨架台は、前記各免震装置との間にそれぞれ前記免震プレートを介在させて、前記各免震プレートは、表裏面の一方の面が前記各免震装置に、他方の面が前記各格子枠を形成する周辺の枠材及び前記プレート受木骨に結合されていることを特徴とする。
A seismic isolation structure according to a first aspect of the present invention includes a foundation constructed on the ground, a plurality of seismic isolation devices arranged on the foundation, and a plurality of In a seismic isolation structure including a seismic isolation plate and a wooden timber frame supporting each of the seismic isolation plates to support a wooden building, the timber frame has a space of a predetermined size inside. And a plurality of grid frames of a predetermined size formed by partitioning a plurality of inner frame members in a grid at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions in the outer frame, and Of the lattice frames, the plate frame is inserted and fixed to the lattice frame corresponding to each of the seismic isolation devices, respectively, and the timber frame is configured between each of the seismic isolation devices. With the seismic isolation plate interposed, one of the front and back surfaces of each seismic isolation plate is connected to the respective seismic isolation device, and the other There, characterized in that it is coupled to the frame member and the plate receiving part bone around which form the respective lattice frame.
本発明の第2の態様の免震構造は、第1の態様の免震構造において、前記免震装置、前記免震プレート及び前記木骨架台の前記プレート受木骨の接触結合面の面積をそれぞれA1、A2及びA3としたとき、これらは以下の関係、
A2>A1,A2>A3
にあることを特徴とする。
The seismic isolation structure according to a second aspect of the present invention is the seismic isolation structure according to the first aspect, wherein the area of the contact coupling surface of the seismic isolation device, the seismic isolation plate, and the plate-bearing bone of the timber frame base is respectively set. When A1, A2 and A3, these are the following relations:
A2> A1, A2> A3
Is characterized in that:
本発明の第3の態様の免震構造は、第1または第2の態様の免震構造において、前記木骨架台を構成する外周枠、格子枠及びプレート受木骨はいずれも積層材で形成されていることを特徴とする。
Seismic isolation structure of a third aspect of the present invention, in the seismic isolation of the first or second aspect, the half-timbered peripheral frame constituting a frame, lattice frame and the plate receiving part bone formed both in laminate It is characterized by having.
本発明の第4態様の木造免震建築物は、第1〜第3の態様のいずれかの免震構造を備えたことを特徴とする。
A fourth embodiment of the wooden seismic isolation structure of the present invention is provided with the seismic isolation structure of any one of the first to third aspects.
本発明の第1の態様の免震構造は、地盤上に構築された基礎と、前記基礎の上に配列された複数個の免震装置と、前記各免震装置に固定される複数枚の免震プレートと、前記各免震プレートが固定されて木造建築物を支える木造りの木骨架台と、を備えた免震構造にあって、前記木骨架台は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠と、前記外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠を有し、前記複数個の格子枠のうち、前記各免震装置に対応する格子枠にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨と、で構成されて、当該木骨架台は、前記各免震装置との間にそれぞれ前記免震プレートを介在させて、前記各免震プレートは、表裏面の一方の面が前記各免震装置に、他方の面が前記各格子枠を形成する周辺の枠材及び前記プレート受木骨に結合された構成を有する。
この構成により、まず、木骨架台は、木造りなので、他のコンクリート造り、鉄骨造りと比べて、安価且つ加工が容易で製作が簡単になる。また、免震装置に対応する格子枠内にプレート受木骨が略均等且つバランスよく組込み・固定されるので、軽量にして堅固になる。さらに、免震プレートが固定さるので堅固になる。
その結果、木造りの木骨架台にあって、免震装置との間などで生じる課題、例えば、免震装置との結合で強固な緊締強度が確保できしかも構造計算で要求される床面剛性が確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現でき、トータルローコスト化を図って木造住宅への適用が容易になる。
A seismic isolation structure according to a first aspect of the present invention includes a foundation constructed on the ground, a plurality of seismic isolation devices arranged on the foundation, and a plurality of In a seismic isolation structure including a seismic isolation plate and a wooden timber frame supporting each of the seismic isolation plates to support a wooden building, the timber frame has a space of a predetermined size inside. And a plurality of grid frames of a predetermined size formed by partitioning a plurality of inner frame members in a grid at predetermined intervals in the vertical and horizontal directions in the outer frame, and Of the lattice frames, the plate frame is inserted and fixed to the lattice frame corresponding to each of the seismic isolation devices, respectively, and the timber frame is configured between each of the seismic isolation devices. With the seismic isolation plate interposed, one of the front and back surfaces of each seismic isolation plate is connected to the respective seismic isolation device, and the other There has a coupled structure to the frame member and the plate receiving part bone around which form the respective lattice frame.
With this configuration, first, since the wooden frame base is made of wood, it is inexpensive, easily processed, and easily manufactured as compared with other concrete and steel structures. Further, since the plate receiving bones are incorporated and fixed in the lattice frame corresponding to the seismic isolation device in a substantially uniform and well-balanced manner, the weight and the rigidity are improved. In addition, the seismic isolation plate is fixed, making it more solid.
As a result, in the case of a wooden timber frame, problems that occur with the seismic isolation device, such as securing strong tightening strength by coupling with the seismic isolation device, and floor stiffness required for structural calculations , The construction method can be simplified and simplified, and the construction period can be shortened, etc., and the total cost can be reduced to facilitate application to wooden houses.
本発明の第2の態様の免震構造によれば、免震プレート及び木骨架台のプレート受木骨の接触結合面の面積をそれぞれA1、A2及びA3とし、それらの大きさが、A2>A1,A2>A3とされているので、構造計算で求められる床面剛性を確保できる。すなわち、木骨架台は、面内せん断剛性、面外曲げ剛性及びねじれ剛性によって、免震告示に示された規準を満たす剛性が確保できる。
According to the seismic isolation structure of the second aspect of the present invention, the areas of the contact coupling surfaces of the seismic isolation plate and the plate receiving bone of the timber frame are A1, A2 and A3, respectively, and their sizes are A2> A1 , A2> A3, it is possible to secure the floor rigidity required by the structural calculation. That is, the timber frame base can secure the rigidity that satisfies the criteria shown in the seismic isolation notice by the in-plane shear rigidity, out-of-plane bending rigidity, and torsional rigidity.
本発明の第3の態様の免震構造によれば、木骨架台を構成する外周枠、格子枠及びプレート受木骨はいずれも積層材で形成されているので、入手、加工容易、安価に所望の強度を確保できる。
According to the seismic isolation structure of the third aspect of the present invention, since the outer frame, the lattice frame, and the plate receiving frame that constitute the timber frame are all formed of a laminated material, they can be easily obtained, easily processed, and inexpensively. Strength can be secured.
本発明の第4の態様の木造免震建築物によれば、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現し、トータルコストの低減を実現でき、しかも近年需要の多い変則的平面形状、や立体形状の住宅デザイン免震木造建築物を提供できる。
According to the wooden seismic isolation building of the fourth aspect of the present invention, the construction method can be simplified and simplified, the construction period can be shortened, etc., and the total cost can be reduced. We can provide house design seismically isolated wooden buildings of three-dimensional and three-dimensional shapes.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る免震構造及びそれを備えた免震木造建築物を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための免震構造及びそれを備えた免震木造建築物を例示するものであって、本発明をこれに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。 Hereinafter, a seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention and a seismic isolation wooden building including the same will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is an example of a base-isolated structure for embodying the technical idea of the present invention and a base-isolated wooden building having the same, and it is specified that the present invention is specified to this. It is not intended and is equally applicable to other embodiments that fall within the scope of the appended claims.
[実施形態]
図1〜図3を参照して、本発明の実施形態に係る免震構造及びそれを備えた免震木造建築物の概要を説明する。なお、図1は本発明の実施形態に係る免震構造を備えた免震木造建築物の正面図(南側立面図)、図2Aは図1の免震木造建築物の一部破断した免震構造主要部分の拡大断面図、図2Bは免震装置の断面図、図3は本発明の実施形態に係る免震構造主要部分のアイソメ(等角投影)図である。
[Embodiment]
With reference to FIGS. 1 to 3, an outline of a seismic isolation structure according to an embodiment of the present invention and a seismic isolation wooden building including the same will be described. 1 is a front view (south elevation) of a base-isolated wooden building having a base-isolated structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a partially broken base-isolated wooden building of FIG. FIG. 2B is an enlarged sectional view of a main part of the seismic isolation structure, FIG. 2B is a sectional view of the seismic isolation device, and FIG. 3 is an isometric (isometric projection) view of the main part of the seismic isolation structure according to the embodiment of the present invention.
本発明の実施形態に係る免震構造を備えた免震木造建築物10は、図1、図2に示したように、地上2階建て木造住宅からなり、この木造住宅は、地盤GLに構築した基礎の下部構造体10Gと、その上部に位置し上部構造体10Fの木造住宅を支える木材を骨材にした架台(以下、木骨架台という)21と、下部構造体10Gと上部構造体10Fとの間にあって免震装置16が配設される免震層10Dと、を備え、免震層10Dには、複数個の免震装置161〜1612(図4A、図5B参照)が配列されている。
木骨架台21は集積材で形成されている。なお、本発明は木造建築物を地上木造2階建住宅に限定するものでなく任意のものでもよい。
A seismic isolation
The
この免震木造建築物(木造住宅)における免震構造11は、図1〜図3に示したように、基礎の下部構造10Gと、免震層10Dに配列された複数個の免震装置16と、各免震装置に固定される複数枚の免震プレート19と、各免震プレートが固定されて木造住宅を支える集積材からなる木骨架台21と、を備え、木骨架台21は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠22と、この外周枠22内に複数本の縦枠材23、内枠材24及びつなぎ枠材25からなる内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠30と、これら複数個の格子枠30のうち、各免震装置16に対応する格子枠30にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨26と、を有し、木骨架台21は、各免震装置16との間にそれぞれ免震プレート19を介在させて、免震プレート19は、表裏面の一方の面が免震装置16に、他方の面が各格子枠30を形成する周辺の枠材及びプレート受木骨26に結合されて構成されている。なお、符号14は立ち上がり基礎、15は免震台、28は構造用合板を示している。
この免震構造11は、免震装置16、免震プレート19、プレート受木骨26を固定した木骨架台の結合平面のそれぞれの面積をA1、A2及びA3として比較すると、これらは、以下の関係式(a)にしてある。
A2>A1,A2>A3・・・・・・・・・・・・(a)
そして、この関係式(a)において、免震プレート19の面積A2は、採用・使用する免震装置によって決定される。
すなわち、免震プレートの面積A2は、採用・使用する免震装置の地震時の建物の応答変位量(移動量)に一定の余りを加算し、この加算値をベースして計算した大きさになっている。なお、この大きさ(長さ)は免震建築物に不可欠な免震クリアランスと関係している。
以上、免震プレートA2の面積を上記にし、関係式(a)を満たすことによって、木骨架台は免震構造計算において要求される床面剛性を確保できるものとなる。
When the
A2> A1, A2> A3 (a)
And in this relational expression (a), the area A2 of the
That is, the area A2 of the seismic isolation plate is calculated by adding a certain remainder to the response displacement (movement amount) of the building during the earthquake of the seismic isolation device to be adopted and used, and calculating the size based on the added value. Has become. This size (length) is related to the seismic isolation clearance, which is indispensable for seismic isolation buildings.
As described above, by setting the area of the seismic isolation plate A2 to the above and satisfying the relational expression (a), the timber frame base can secure the floor rigidity required in the seismic isolation structure calculation.
この免震構造によれば、以下の優れた作用効果を奏する。
すなわち、建築物を支える架台を、木材を骨材にして組立てた木骨架台で構成し、この木骨架台により、免震装置などとの間で生じる課題が解決されて、免震装置との結合において強固な緊締強度が確保されると共に架台は構造計算で要求される床面剛性も確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現されて、トータルローコストを図られて木造住宅への適用が容易になる。
さらに付言すると、まず、木骨架台は、木造りなので、他のコンクリート造り、鉄骨造りと比べて、安価且つ加工が容易で製作が簡単になる。また、免震装置に対応する格子枠内にプレート受木骨が略均等且つバランスよく組込み・固定されるので、軽量にして堅固になる。さらに、免震プレートが固定さるので堅固になる。
その結果、木造りの木骨架台にあって、免震装置との間などで生じる課題、例えば、免震装置との結合で強固な緊締強度が確保できしかも構造計算で要求される床面剛性が確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現でき、トータルローコストを図って木造住宅への適用が容易になる。
According to this seismic isolation structure, the following excellent operational effects can be obtained.
In other words, the gantry supporting the building is composed of a wooden gantry assembled from wood as aggregate, and the problem with the seismic isolation device is solved by this wooden gantry, Strong fastening strength is secured in the connection, and the gantry also secures the floor rigidity required for the structural calculation, which simplifies and simplifies the construction method and shortens the construction period. Application to wooden houses becomes easy.
In addition, first, since the wooden frame base is made of wood, it is inexpensive, easily processed, and easily manufactured as compared with other concrete and steel frames. Further, since the plate receiving bones are incorporated and fixed in the lattice frame corresponding to the seismic isolation device in a substantially uniform and well-balanced manner, the weight and the rigidity are improved. In addition, the seismic isolation plate is fixed, making it more solid.
As a result, in the case of a wooden timber frame, problems that occur with the seismic isolation device, such as securing strong tightening strength by coupling with the seismic isolation device, and floor stiffness required for structural calculations Simplification and simplification of the construction method and shortening of the construction period can be realized, so that total low cost can be achieved and application to a wooden house becomes easy.
以下、この免震構造及びこれを備えた免震木造住宅の個々の構成及び他の特徴を説明する。 Hereinafter, the individual configuration and other features of the seismic isolation structure and the seismic isolation wooden house provided with the same will be described.
免震木造建築物(以下、単に建物ともいう)10は、免震層10Dに、複数個の免震装置161〜1612(図4A、図5B参照)が所定の位置にそれぞれ配列されている。これらの免震装置は同じ構成のものとなっている。
免震装置16は、図2Bに示したように、対向する一対の受皿17a、17bと、これらの受皿の間に移動可能に介在する球体18と、一対の受皿17a、17bを接続して球体18を外側から包囲する可撓性の接続体とを備え、各受皿17a、17bは、対向面に球用の凹み穴170がみ形成されている。
球体18は、単数乃至複数の鉄球や鋼球等からなり、一対の受皿17a、17bの凹み穴170にころがり接触可能に摺接して、地震の発生時に地震エネルギーを吸収して一対の受皿17a、17bを移動変位させる。また、接続体は、弾性円筒形に形成され、開口した端部が各受皿17a、17bの周縁部に嵌着されている。
この免震装置によれば、地震が発生して建物の基礎が震動(振動ともいう)すると、免震装置の球体が接続体の内部を転がってベアリング機能を発揮し、一対の受皿が相反する方向にスライドして地震の揺れを受け流し、この受け流し効果により建物が免震されることとなる。この免震作用により、住宅内の家具等は転倒せず、居住者は恐怖を感じるのを低減できる。なお、このような免震装置は、既に製品化・市販され公知となっている。
Seismic isolation wooden buildings (hereinafter, simply also referred building) 10, the seismic isolation layer 10 D, a plurality of seismic isolation device 161-164 12 (Fig. 4A, see FIG. 5B) are arranged respectively at predetermined positions ing. These seismic isolation devices have the same configuration.
As shown in FIG. 2B, the
According to this seismic isolation device, when an earthquake occurs and the foundation of the building vibrates (also referred to as vibration), the sphere of the seismic isolation device rolls inside the connecting body to exert a bearing function, and the pair of saucers are incompatible. The building slides in the direction to receive the shaking of the earthquake, and the effect of the parrying causes the building to be isolated. Due to this seismic isolation function, the furniture and the like in the house do not fall over, and the occupants can reduce their fear. In addition, such a seismic isolation device is already commercialized, marketed, and known.
本発明の実施形態の免震構造及び免震木造建築物は、既に市販されている例えば以下の免震装置を使用する。
メーカー名(オイレス工業株式会社)、製品名(軽量建築物用免震装置:FPS−HP)、製品対象(木造1〜3階建て程度を目安)、製品構造(ステンレス板をプレスして成型し、空洞部分に充填材を満たして製作)、可動子径(100φ)、長期面圧(最大13.5N/mm2、建物全体の平均で10.0N/mm2が目安)。
また、FPS―HP本体の外形寸法は630×630×H(93.1)mmである。
この免震装置は、使用する個数が少ないと装置間隔が大きくなり、住宅を支える架台の負担が大きくなることから、メーカーは建築面積(1階の床面積)10m2に1基程度の使用を推奨している。以上は同社発行のパンフレットから引用したものである。
なお、この製品仕様は、後記する下部構造体、木骨架台、上部構造体などの設計寸法などを決める基礎となっている。また、本発明は免震装置を上記のものに限定するものでなく、他のメーカー及び他の仕様の免震装置を使用できる。
The seismic isolation structure and the seismic isolation wooden building of the embodiment of the present invention use, for example, the following seismic isolation devices that are already commercially available.
Manufacturer name (Oiles Industry Co., Ltd.), Product name (Lightweight building seismic isolation device: FPS-HP), Product target (Approximately 1 to 3 story wooden), Product structure (Pressing and molding stainless steel plate) , manufactured meets the filler into the cavity portion), the movable element diameter (100Fai), long-term surface pressure (up to 13.5N / mm 2, 10.0N / mm 2 is measure an average of the entire building).
The outer dimensions of the FPS-HP main body are 630 × 630 × H (93.1) mm.
The seismic isolation device, the device spacing as small number of uses increases, the loads of the frame supporting the housing is increased, manufacturers use of about one on the building area (first floor floor area) 10 m 2 Recommended. The above is quoted from a pamphlet issued by the company.
The product specifications are the basis for determining the design dimensions of the lower structure, the timber frame support, the upper structure, and the like, which will be described later. In addition, the present invention is not limited to the seismic isolation device described above, and seismic isolation devices of other manufacturers and other specifications can be used.
次に、図4を参照して上部構造体を説明する。なお、図4は図1の免震木造建築物を示し、図4Aは1階平面図、図4Bは2階平面図である。
上部構造体10Fは、地上2階建て木造住宅からなり、この住宅は、2階部分が建築面積の約50%を占め、それが北東面側に偏在している。そして、図4に示したように、1階101Fは平面形状にあって中庭を組込んだコ字形にし、南面側中央に木造デッキ(例えば12m2)を設け、それぞれ所定の間取り、1階に、それぞれ所定の大きさの例えば和室、DK、趣味室、土間収納、洗面・浴室、玄関ホール、機械室など、また、2階102Fに寝室、和室、子供室、クローゼットなどが設けてある。なお、この住宅は、延べ床面積が例えば133.88m2、建築面積は106.20m2である。
この木造住宅は純日本風のものであって、1階101Fに木造デッキを設け、建築面積の約50%の2階建部分を北東面側に偏在させているので、上記特許文献1に開示の建物(平面形状及び立体形状が定形)に比し平面形状及び立体形状が変則的なデザインになっている。このため、免震構造計算は従来の定形の計算をそのまま適用できず、それと対比して面倒になっている。なお、木造住宅は、上記のものに限るものではなく、任意タイプの住宅でもよい。
Next, the upper structure will be described with reference to FIG. 4 shows the seismic isolation wooden building of FIG. 1, FIG. 4A is a first floor plan view, and FIG. 4B is a second floor plan view.
The upper structure 10F is composed of a two-story wooden house having a height of about 50% of the building area, and the house is unevenly distributed on the northeast side. Then, as shown in FIG. 4, the
This wooden house is of a pure Japanese style, and a wooden deck is provided on the first floor 101F, and a two-story part of about 50% of the building area is unevenly distributed on the northeast side. The planar shape and the three-dimensional shape are irregular designs compared to the disclosed building (the planar shape and the three-dimensional shape are fixed). For this reason, conventional seismic calculation cannot be directly applied to the calculation of seismic isolation structure, which is troublesome in comparison. The wooden house is not limited to the above-mentioned one, but may be any type of house.
1階101Fの床下には、図4Aに示したように、複数個の免震装置161〜1612が配設されている。
Under the floor of the first floor 101F , a plurality of
この木造住宅は、東西南北にそれぞれ所定の免震クリアランスをあけて建てられている。なお、このクリアランスについては後記する。 This wooden house is built with predetermined seismic isolation clearances on the east, west, north and south. The clearance will be described later.
図5を参照して、下部構造体を説明する。なお、図5は図1の免震木造建築物の基礎部分を示し、図5Aは基礎部分における免震台配列の平面図、図5Bは各免震装置に対応する免震プレート配列の平面図である。
下部構造体10Gは、地盤GLにあって、建物周辺との間に所定の免震クラランスをあけて構築されている。
免震クリアランス(以下、クリアランスという)は、免震建築物に不可欠なものであって、地震力による建物の水平方向への変位(動き)が、この最大の水平変位が発生しても周囲の構造物や土地などと衝突しないように設ける隙間、すなわち、建物周辺との離隔をいい、それは建物を隣地及び道路境界線、または周辺工作物等との離隔であって、構造計算で求まる地震時の建物の応答位置(移動量)に一定の余裕を加えた離隔である。
一定の余裕は、建物の移動により人が挟まれるおそれがある部分(例えば、1階の外壁や出窓部分など)にあっては例えばプラス20cm以上、また人が立ち入るおそれがない部分(例えば、軒先、2階のバルコニー先など)にあっては例えばプラス10cm以上などであり、これらは告示で決められている。
このクリアランスは、採用・使用する免震装置によって変更される。すなわち、本実施形態では、FPS―HPを使用するので、設計で用いることができる応答変位量は405mm(100φ)であり、その結果、建物配置設計のクリアランスは、応答変位量405mmに一定の余裕100mm乃至200mmを加えた離隔値となる。
図1の符号L1、L2は、建物一側壁からのクリアランスを示している。勿論、他の四方側壁でも所定のクリアランスがとってある。
The lower structure will be described with reference to FIG. 5 shows a base portion of the base-isolated wooden building of FIG. 1, FIG. 5A is a plan view of an array of base-isolated tables in the base portion, and FIG. 5B is a plan view of an array of base-isolated plates corresponding to each base-isolation device. It is.
Seismic isolation clearance (hereinafter referred to as clearance) is indispensable for seismic isolation buildings, and the horizontal displacement (movement) of the building caused by seismic force will not affect the surrounding area even if this maximum horizontal displacement occurs. A gap provided so as not to collide with a structure or land, that is, the separation from the periphery of a building, which is the separation of the building from the adjacent land and road boundary, or the surrounding work, etc. This is a separation obtained by adding a certain margin to the response position (movement amount) of the building.
A certain allowance is, for example, at least 20 cm in a portion where a person may be pinched by the movement of a building (for example, an outer wall or a bay window portion on the first floor), or a portion where a person does not enter (for example, an eaves front). , On the second floor balcony, etc.), for example, plus 10 cm or more, which are determined by notification.
This clearance is changed depending on the seismic isolation device used and used. That is, in this embodiment, since the FPS-HP is used, the response displacement amount that can be used in the design is 405 mm (100φ), and as a result, the clearance of the building layout design has a certain margin for the response displacement amount of 405 mm. The separation value is obtained by adding 100 mm to 200 mm.
Symbols L 1 and L 2 in FIG. 1 indicate the clearance from one side wall of the building. Of course, the other four side walls have a predetermined clearance.
この下部構造体10Gは、図2Aに示したように、鉄筋コンクリート構造からなり、割り栗石12上にベタ基礎ベースコンクリート13を敷設し、地中梁に結合され、複数個の免震装置16(複数個のうちの1個)を支持する複数個の免震台15(複数個のうちの1個)を有する剛健な構造体で構成されている。地中梁はベタ基礎部分に鉄筋(図示省略)を配筋しコンクリートを打設した構成となっている。
下部構造体10Gの外周囲は、立ち上がり基礎14で囲まれて内部に所定の個数、この実施形態では12個の免震台151〜1512(図5A参照)が設置されている。
複数個の免震台151〜1512は、同じであり、符号15aはつなぎ補強増し打ちコンクリートを示しており、これにより免震台は補強され剛健なものとなる。
各免震台は、例えば縦900mm×横900mm×高さ(約350mm)の大きさとなっている。
外周囲の立ち上がり基礎14は、隣地境界線などとの間で所定のクリアランスが確保されて構築されており、また、免震装置16は立ち上がり基礎14から所定距離LG離されている。なお、下部構造体は、これに限定するものでなく他の基礎構造、例えばフラットスラブ形式のものでもよい。
The
Outer periphery of the
A plurality of
Each seismic isolation table has a size of, for example, 900 mm long × 900 mm wide × height (about 350 mm).
Rising
複数個の免震台151〜1512は、図5Aに示したように、住宅1階101F(図4A参照)の間取り対応した位置に配設されている。
これらの免震台151〜1512は、縦4列、横3段に配列されている。図5Bの左側1列目は3個の免震台151〜153が所定の間隔y1、y2、また、2列目は3個の免震台154〜156が間隔y1、y2、3列目が3個の免震台157〜159が間隔y1、y2、4列目が3個の免震台1510〜1512が間隔y1、y2をそれぞれ開け、また各列間もそれぞれ所定の間隔x1、x2、x3、x4、x1が開いている。
これらの間隔は、採用・使用する免震装置によって決定される。
本実施形態ではFPS―HPを使用するので、この装置は建築面積(1階の床面積)10m2当たり1基を配設する。
これにより、各寸法は、例えば、y1は750mm、y2は3750mm、また、x1は750mm、x2は3300mm、x3は4500mm、x4は2500mmとなる。
なお、最下段の間隔は、変則的な平面形状に合わせて、細かくx1、x2、x1、x5(3000mm)、x1、x4.x1に分かれている。
A plurality of MenShindai 15 1-15 12, as shown in FIG. 5A, is disposed in the floor plan corresponding positions of the
These MenShindai 15 1-15 12, four vertical columns are arranged in three horizontal stages.
These intervals are determined by the seismic isolation device used and used.
In this embodiment, since FPS-HP is used, this apparatus is provided with one unit per 10 m 2 of the building area (floor area of the first floor).
Thus, the dimensions are, for example, y 1 is 750 mm, y 2 is 3750Mm, also, x 1 is 750 mm, x 2 is 3300 mm, x 3 is 4500 mm, x 4 becomes 2500 mm.
The distance of the lowermost stage, in accordance with the irregular planar shape, finely x 1, x 2, x 1 , x 5 (3000mm),
複数個の免震台151〜1512に対応する位置に、それぞれ免震プレート191〜1912が配設される。これらの免震プレートは、上面が木骨架台21、下面が免震装置16に結合される。
これらの免震プレー191〜1912は、図5Bに示したように、各免震台151〜1512に対応した位置にあって、縦4列、横3段で配列され、配列寸法は上記y1、y2及びx2、x3、x4と同じである。
At positions corresponding to the plurality of MenShindai 15 1-15 12, the
These seismic isolation play 19 1-19 12, as shown in FIG 5B, in a position corresponding to each MenShindai 15 1-15 12, four vertical columns, arranged in three horizontal stages arranged dimensions Is the same as y 1 , y 2 and x 2 , x 3 , and x 4 .
図6を参照して、免震プレートを説明する。なお、図6は図5Bの免震プレートを示し、図6Aは平面図、図6Bは加工・取付け詳細断面図である。
免震プレート19(図2)は、複数個の免震プレート191〜1912(図6)からなり、これらは上記2の課題(木骨架台のねじれ強度)を解決して、構造計算で要求される床面剛性を確保するものである。
この実施形態では、各免震プレート191〜1912は同じ形状であって、所定の面積及び肉厚さを有する正方形状の金属板で形成されている。すなわち、四辺19a〜19dの長さが同じ正方形になっている。辺の長さは、採用・使用する免震装置によって決定される。すなわち、免振装置の地震時の建物の応答変位量(移動量)に一定の余りを加算し、この加算値を2倍以上にした長さにする。
本実施形態では、FPS−HPの応答変位量は405mm、一定の余りは100〜200mm、これらの合計値の2倍値は1010〜1210mmとなる。そこで、本実施形態では、上記の値に基づいて一辺の長さを1500mmとした。
したがって、寸法は、横辺a1は1500mm、縦辺b1は1500mm、肉厚は12mmである。また、肉厚(12mm)も、採用・使用する免震装置によって変更される。
これにより、木骨架台との結合面積が大きくなり、堅固に結合可能になる。
なお、免震プレートは、正方形に限定するものでなく、長方形、いわゆる矩形状のものにしてもよい。この場合、短辺の長さを基準にして決定する。
この免震プレート19は、外周囲縁に近接した箇所に辺に沿って複数個のネジ孔191が所定の間隔をあけて穿設され、角部を結ぶ対角線上及び対向辺の中心線上に所定の間隔をあけて、ネジ孔192が穿設されている、
この免震プレート19は、表面をプレート受木骨26及びこれが固定された格子枠30を形成する周辺の枠材(外周枠22、縦枠材23、横枠材24、つなぎ枠材25)に当接させて、スクリューネジ20をそれぞれ各ネジ孔191、192に挿通して、格子枠を形成する周辺の枠材及びプレート受木骨26に打ち付け固定される(図6B参照)。また、裏面は免震装置16に固定する(図示省略)。
免震プレート19を木骨架台21に装着・固定することによって、木材からなる架台、すなわち、格子枠30及びプレート受木骨26の凹み乃至撓みなどを防止できる。また、この免震プレート19は、前記したように構造計算で要求される床面剛性を確保する重要な機能を果たすものとなっている。免震装置16、免震プレート19、プレート受木骨26を固定した木骨架台21の結合平面のそれぞれの面積をA1、A2及びA3の関係は後記する。
The seismic isolation plate will be described with reference to FIG. 6 shows the seismic isolation plate of FIG. 5B, FIG. 6A is a plan view, and FIG. 6B is a detailed sectional view of processing and mounting.
Seismic isolation plate 19 (FIG. 2) consists of a plurality of seismic isolation plates 19 1 to 19 12 (FIG. 6), which are to solve the above problems 2 (torsional strength half-timbered frame), in the structure calculations This ensures the required floor stiffness.
In this embodiment, each of the
In the present embodiment, the response displacement amount of the FPS-HP is 405 mm, the remainder is 100 to 200 mm, and a double value of the total value is 1010 to 1210 mm. Therefore, in the present embodiment, the length of one side is set to 1500 mm based on the above value.
Therefore, the dimensions, the lateral side a 1 is 1500 mm, the longitudinal side b 1 is 1500 mm, the wall thickness is 12 mm. The thickness (12 mm) is also changed depending on the seismic isolation device to be adopted and used.
As a result, the connection area with the timber frame is increased, and the connection can be firmly performed.
In addition, the seismic isolation plate is not limited to a square, but may be a rectangle, that is, a so-called rectangular shape. In this case, it is determined based on the length of the short side.
The
The surface of the
By mounting and fixing the
図7を参照して木骨架台を説明する。なお、図7は図1の免震木造建築物を支える木骨架台を示し、図7Aは平面図、図7Bは図7Aのプレート受木骨1個の斜視図である。
木骨架台21は、建物の荷重を支える台であって、免震装置を全ての建物の柱直下に装置を設置することが事実上できないために建物の柱軸力を免震装置に伝達するためのものである。
この木骨架台21は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠22と、この外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠30と、これら複数個の格子枠30のうち、各免震装置161〜1612に対応する格子枠30にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨26と、を有し、外周枠22、複数本の内枠材及びプレート受木骨26は、それぞれ積層材で形成されている。
なお、積層材は、単板のような薄めの挽板を数多く重ね合せ接着成形した木材であって、高い強度を有している。
The timber frame base will be described with reference to FIG. 7 shows a timber frame supporting the seismic isolation wooden building of FIG. 1, FIG. 7A is a plan view, and FIG. 7B is a perspective view of one plate receiving bone of FIG. 7A.
The
The
The laminated material is wood made by laminating and bonding many thin ground plates such as veneers, and has high strength.
外周枠22は、下部構造体10Gの立ち上り基礎14に対応した形状を有し、複数本の外枠材221〜228で形成されている。すなわち、立ち上り基礎に対応した形状にして、積層材からなる所定形状及び太さの柱状体を加工・繋ぎ合わせて形成されている。
柱状体は、四角柱が好ましい。その寸法は、横幅は例えば120mm及び高さは300mmである。なお、図7Aにあって、横長は11,800mm及び縦長は9000mmであって、これらを細分した長さc1は1500mm、c2は1800mm、c3は3000mm、c4は1000mm及びd1は1500mm、d2は2250mmとなっている。
The pillar is preferably a square pillar. Its dimensions are, for example, 120 mm in width and 300 mm in height. Incidentally, in the FIG. 7A, a horizontally long 11,800mm and portrait is 9000 mm, length c 1 obtained by dividing these is 1500 mm, c 2 is 1800 mm, c 3 is 3000 mm, c 4 is 1000mm and d 1 is 1500mm, d 2 has a 2250mm.
複数本の内枠材は、縦枠材23、横枠材24及びツナギ枠材25からなり、所定の太さの積層材からなる四角柱で形成されている。
縦枠材23は2本の四角柱231、232、横枠材24は2本の四角柱241〜244からなり、ツナギ枠材25も2本の四角柱251、252で形成されている。
これらの内枠材で外周枠22内を格子状に区分することによって内部に所定の空間を有する格子枠30が形成される。これらの格子枠30のうち、各免震装置に対応する枠内のスペースs1にプレート受木骨26が嵌挿して固定される。
この嵌挿・固定は、格子枠30とプレート受木骨26との間で面と面との結合となるので、従来技術の局所的(点接触結合)な結合に比べて堅固になる。また、木骨架台21は、免震装置16に対応する格子状の枠内にプレート受木骨26が嵌挿・固定されることによって、堅固になる。すなわち、複数個のプレート受木骨26が格子状の枠内に略均等且つバランスよく配置・固定され、且つそれらが格子枠30内で堅固に結合されるからである。なお、木骨架台21を1枚の板状体で形成することも考えられるが、そうすると、肉厚の板状体を全体に敷設しなければならないので、材料費が嵩み且つ重量も重くなる。本実施形態の木骨架台21によれば、上記の板状体架台と比べると、少ない材料で且つ軽量なものになる。
A plurality of inner frame member, the
By dividing the inside of the outer
Since this fitting / fixing is a surface-to-surface connection between the
プレート受木骨26は、図7Bに示したように、所定の縦横幅及び肉厚の複数枚の板片を積層した略正立法体ブロックからなり、その大きさは、格子枠の空間に嵌め込まれる大きさになっている。
このプレート受木骨26は、複数個の格子枠のうち、免震装置に対応する格子枠のスペースs1内にそれぞれ嵌め込み固定されるので、格子枠の全部でなく一部の格子枠であることから、架台を堅固にしてしかも軽量にできる。なお、プレート受木骨26の部材寸法は、例えば縦横幅は120mm、高さhは210mmである。
As shown in FIG. 7B, the
That the plate receiving
以上説明した部材を使用して、免震構造及びそれを備えた免震木造住宅を構築する。
図2を参照して、まず、地上に下部構造10Gを構築し、免震層10D内の複数個の免震台15に、それぞれ免震装置16を設置する。次いで、それらの間にそれぞれ免震プレート19を介在させて、木骨架台21を固定する。この木骨架台の上に構造用合板28を設置し、その上に仕上フロアー29を敷設接する。なお、木骨架台21にあって、枠材とプレート受木骨26とが高さが違い間に隙間が空くので、この隙間に断熱材27を詰め込む。
その後、この木骨架台21上に木造住宅を建設する。この建設は、従来の建築と同じである。説明は省略する。
A seismic isolation structure and a seismic isolation wooden house provided with the same are constructed using the members described above.
Referring to FIG. 2, first, to construct a
Thereafter, a wooden house is constructed on the
構築した免震構造11は、免震装置16、免震プレート19、プレート受木骨26を固定した木骨架台21の結合平面のそれぞれの面積をA1、A2及びA3として比較すると、これらは、以下の関係(a)となる。
A2>A1,A2>A3・・・・・・・・・・・・(a)
なお、この関係式(a)において、免震プレート19の面積A2は、採用・使用する免震装置によって決定、すなわち、免振プレートを正方形にすると、その一辺の長さは、地震時の建物の応答変位量(移動量)に一定の余りを加算し、加算値の2倍以上にした長さにして、この長さで面積が算出されている。免震プレートは、正方形に限定するものでなく、長方形、いわゆる矩形状のものにしてもよい。この場合、短辺の長さを基準にして決定される。応答量変位量及び余りは、採用・使用する免震装置によって異なっている。
免震構造は、上記関係式(a)の条件を満たすことによって、構造計算で要求される床面剛性(免震告示に示された規準を満た剛性)、すなわち面内せん断剛性、面外曲げ剛性及びねじれ剛性を確保できる。
The constructed
A2> A1, A2> A3 (a)
In this relational expression (a), the area A2 of the
The seismic isolation structure satisfies the condition of the above relational expression (a) to obtain the floor stiffness required in the structural calculation (stiffness that satisfies the criteria shown in the seismic isolation notification), ie, in-plane shear stiffness and out-of-plane bending. Rigidity and torsional rigidity can be secured.
この実施形態の免震構造によれば、まず、木骨架台は、木造りなので、他のコンクリート造り、鉄骨造りと比べて、安価且つ加工が容易で製作が簡単になる。また、免震装置に対応する格子枠内にプレート受木骨が略均等且つバランスよく組込み・固定されるので、軽量にして堅固になる。さらに、免震プレートが固定されるので堅固になる。
その結果、木造りの木骨架台にあって、免震装置との間などで生じる課題、例えば、免震装置との結合で強固な緊締強度が確保できしかも構造計算で要求される床面剛性が確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現でき、トータルローコストを図って木造住宅への適用が容易になる。
According to the seismic isolation structure of this embodiment, first, the timber frame base is made of wood, so that it is inexpensive, easily processed, and easily manufactured as compared with other concrete and steel structures. Further, since the plate receiving bones are incorporated and fixed in the lattice frame corresponding to the seismic isolation device in a substantially uniform and well-balanced manner, the weight and the rigidity are improved. Furthermore, the seismic isolation plate is fixed, so that it becomes solid.
As a result, in the case of a wooden timber frame, problems that occur with the seismic isolation device, such as securing strong tightening strength by coupling with the seismic isolation device, and floor stiffness required for structural calculations Simplification and simplification of the construction method and shortening of the construction period can be realized, so that total low cost can be achieved and application to a wooden house becomes easy.
また、免震木造建築物は、この免震構造を備えることにより、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現し、トータルコストの低減を実現でき、しかも近年需要の多い変則的平面形状、や立体形状の住宅デザインにできる。 In addition, seismically isolated wooden buildings are equipped with this seismic isolation structure, which enables simplification and simplification of the construction method and shortens the construction period, thereby reducing the total cost. It can be a flat or three-dimensional house design.
10 免震木造建築物
10G 下部構造体
10D 免震層
10F 上部構造体(木造建築物)
11 免震構造
14 立ち上り基礎
15、151〜1512 免震台
16、161〜1612 免震装置
19、11〜1912 免震プレート
21 木骨架台
22 外周枠
23 縦枠材
24 横枠材
25 ツナギ枠材
26 プレート受木骨
27 断熱材
28 構造用合板
29 仕上フロアー
30 格子枠
10 seismic isolation
11
30 lattice frame
Claims (4)
前記木骨架台は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠と、前記外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠を有し、前記複数個の格子枠のうち、前記各免震装置に対応する格子枠にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨と、で構成されて、
当該木骨架台は、前記各免震装置との間にそれぞれ前記免震プレートを介在させて、前記各免震プレートは、表裏面の一方の面が前記各免震装置に、他方の面が前記各格子枠を形成する周辺の枠材及び前記プレート受木骨に結合されていることを特徴とする免震構造。 A foundation constructed on the ground, a plurality of seismic isolation devices arranged on the foundation, a plurality of seismic isolation plates fixed to the respective seismic isolation devices, and the respective seismic isolation plates are fixed. And a wooden timber frame supporting a wooden building.
The wooden frame mount has an outer peripheral frame provided with a space of a predetermined size inside, and a predetermined size formed by partitioning a plurality of inner frame materials in the outer peripheral frame into a lattice shape at predetermined intervals vertically and horizontally. It has a plurality of lattice frames, of the plurality of lattice frames, each of the lattice frames corresponding to each of the seismic isolation device, and a plate receiving bone fixed and inserted, respectively,
The timber frame base has the seismic isolation plates interposed between the seismic isolation devices, respectively, and each of the seismic isolation plates has one of the front and back surfaces on the seismic isolation device and the other surface on the other side. A seismic isolation structure, which is coupled to a peripheral frame member forming each of the lattice frames and the plate receiving frame .
A2>A1,A2>A3
にあることを特徴とする請求項1に記載の免震構造。 When the areas of the contact coupling surfaces of the seismic isolation device, the seismic isolation plate, and the plate receiving bone of the timber frame are A1, A2, and A3, respectively, these are the following relationships:
A2> A1, A2> A3
The seismic isolation structure according to claim 1, wherein:
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