JP6982903B2

JP6982903B2 - 中間階免震構造物

Info

Publication number: JP6982903B2
Application number: JP2020078124A
Authority: JP
Inventors: 敏雄藤岡
Original assignee: SDR TECHNOLOGY CO., LTD.
Current assignee: SDR TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2040-04-27
Also published as: JP2021173074A

Description

本発明は、中間階免震構造物に関するものである。

地震動によって地盤から下部構造体に伝播した振動を、構造物の中間階の柱部分に免震装置を介装することにより、前記免震装置で下部構造体より上部の上部構造体への振動の伝播を低減する中間階免震構造物が知られている。

図１２〜図１４はその一例を示すもので、中間階免震構造物では積層ゴム等からなる免震装置１１が少なくとも１つの上部壁２を有した上部構造体３と、少なくとも１つの下部壁４を有した下部構造体５との間に配設される。

さらに、免震構造物に適応する意匠性向上のための壁構造１１０として可動壁７が回転移動自在手段を介して上部構造体３または下部構造体５のいずれか一方に介装される。

例えば、下記特許文献では可動壁を下部構造体に回転移動自在に設けた例が示されている。（図１３参照）
特開２００４−１７６４８３号公報

この特許文献１において前記回転移動自在手段はヒンジ１１７であり、ベースプレート１１３によって上部構造体３に固定されて可動壁７を支持すると共に可動壁７を上下方向に回転移動自在に案内している。図中１１１は、柱の４隅に設けたコーナーピラーである。

ところで地震時では図１４に示すように、下部構造体５と上部構造体３との水平方向の相対変位量が許容値を超えると、免震装置１１に損傷が生じて、復元力を失い進行破壊が起こる可能性がある。

そして、免震装置１１に許容値を超えた変位が生じた場合、上部構造体３自体が落下するなどの破損を生じる。

そこで、下記特許文献にもあるが、ダンパを設け、地震時に免震装置に作用する水平変位を低減することも行われる。
特開２００８−２７４６２２号公報

この特許文献２は、図１５に示すように、建築物の上部構造体５１を免震支持するために柱５３に挿入された免震支承装置５４と、免震支承装置５４の下方に形成された下部構造体５２から上部構造体５１へ向けて設けた縦反力部５６と、縦反力部５６と免震支承装置５４より下方の柱５３の部分とを連結する横反力部５７と、上部構造体５１の地震時の振動を減衰させるために縦反力部５６と上部構造体５１とを横方向で連結する粘性ダンパ５８とを有する。

地震による上部構造体５１からの慣性力により、粘性ダンパ５８に減衰力が発生する。減衰力は、水平方向で粘性ダンパ５８から縦反力部５６に作用する。この減衰力に対して、縦反力部５６、横反力部５７、および柱下部分５３ｂで形成された下部構造体５２の反力部が抵抗する。

主に、縦反力部５６に接続された横反力部５７の圧縮、引っ張りで減衰力に抵抗し、縦反力部５６の下部梁５５との接続部でも水平力を負担する。

前記のようなダンパを設け、地震時に免震装置に作用する引張力を低減することで免震装置自体が落下するなどの破損を生じる方法では、ダンパ設置のための構造を大きなスペースで確保しなければならない。

特に、柱の中間部に免震装置を設置する中間階免震構造物ではダンパの配設が困難である。

また、地震時の免震装置に作用する引張力の方向によっては、ダンパがうまく機能しないこともある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、下部構造体である下部柱と上部構造体である上部柱の間に免震装置を設ける中間免震構造物において、ダンパなどの緩衝装置を設けることなく、下部構造体と上部構造体との水平方向の相対変位量が一定以上大きくなることを確実に阻止して、上部構造体自体が落下するなどの破損を生じることを防止できる中間階免震構造物を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、下部構造体である下部柱と上部構造体である上部柱の間に免震装置を設け、可動壁が回転移動自在手段を介して上部構造体または下部構造体のいずれか一方に介装される中間免震構造物において、上部構造体に変位制限手段としての突出梁を垂下させて設け、この突出梁で前記下部柱の上部の周囲を囲繞し、突出梁と下部構造体の下部柱の隙間は耐火被覆としての可動水平板により閉塞したことを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、上部構造体の突出梁が下部構造体の柱方向に変位した際には突出梁の側面と下部構造体の下部柱の上部が当接し、突出梁がバリケードとなって変位規制を行い、上部構造体の過大な変位による免震装置の脱落の危険を防止することができる。

また、突出梁が耐火被覆となることを利用し、さらに突出梁と下部構造体の柱の間の空間は、これを可動水平板により閉塞することにより防火性能を向上させることができる。

請求項２記載の本発明は、可動水平板は天井板であり、隣接する建物躯体の内側の天井板と着脱自在に接合させることを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、平常時は可動水平板が天井板として隣接する建物躯体の内側の天井板と結合して一連の天井を形成し、地震時には可動水平板が建物躯体の内側の天井板から外れることで、天井の崩壊を防ぐことができる。

請求項３記載の本発明は、突出梁は上部構造体の一部として上部構造体に一体形成することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、突出梁を例えば、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造で形成するなど上部構造体の一部として一体形成することで施工時に設けることができる。なお、ＰＣ部材として後付けすることも可能である。また、ＲＣでの突出梁は耐火構造のものであり、これを耐火被覆として利用できる。

請求項４記載の本発明は、突出梁は上部構造体に取付ける鉄骨梁であることを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、突出梁を鉄骨梁とすることで、上部構造体に後付けで簡単に取付けることができる。

以上述べたように本発明の中間階免震構造物は、下部構造体である下部柱と上部構造体である上部柱の間に免震装置を設ける中間免震構造物において、ダンパなどの緩衝装置を設けることなく、下部構造体と上部構造体との水平方向の相対変位量が一定以上大きくなることを確実に阻止して、免震装置自体が落下するなどの破損を生じることを防止できるものである。

本発明の中間階免震構造物の第１実施形態を示す横断平面図である。図１のVII−VII線縦断面図で、平常時の状態図である。図１のVII−VII線縦断面図で、地震常時の状態図である。本発明の中間階免震構造物の１実施形態を示す要部の側面図である。本発明の中間階免震構造物の第２実施形態を示す縦断側面図である。図５のIX−IX線縦断面図である。本発明の中間階免震構造物の第３実施形態を示す縦断側面図で、平常時の状態図である。本発明の中間階免震構造物の第３実施形態を示す縦断側面図で、地震常時の状態図である。本発明の中間階免震構造物の第４実施形態を示す横断平面図である。図９のVIII−VIII線縦断面図で、平常時の状態図である。図９のVIII−VIII線縦断面図で、地震常時の状態図である。中間階免震構造物の横断平面図である。図１２のＶ−Ｖ線縦断面図で、平常時の状態図である。図１２のＶ−Ｖ線縦断面図で、地震常時の状態図である。従来例を示す縦断側面図である。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の本発明の中間階免震構造物の第１実施形態を示す横断平面図、図２は図１のVII−VII線縦断面図で、平常時の状態図、図３は同上地震常時の状態図で、前記図１２〜図１４で説明したのと同じで、下部構造体５である下部柱と上部構造体３である上部柱の間に積層ゴムによる免震装置１１を設け、また、可動壁７が回転移動自在手段を介して上部構造体または下部構造体のいずれか一方に介装される。

前記可動壁７の回転移動自在手段は詳細の図示は省略するが、ヒンジであり、ベースプレートによって上部構造体３に固定されて可動壁７を支持すると共に可動壁７を上下方向に回転移動自在に案内している。（図１２〜図１４参照）

本発明は上部構造体３に変位制限手段としての突出梁１２６を垂下させて設け、この突出梁１２６で下部構造体５の下部柱の上部の周囲を間隔を存して囲繞した。

図１の例は柱がコーナーに位置する場合であり、可動壁７が外壁として相互に直交するように設けられてあり、この可動壁７に対して建物躯体の内側に突出梁１２６を直交するように設ける。

上部構造体３が鉄筋コンクリート（ＲＣ）造だとして、突出梁１２６はこの上部構造体３の一部として鉄筋コンクリート（ＲＣ）造で一体形成する。

また、突出梁１２６の他の実施形態として、図５、図６に示すように、突出梁１２６を上部構造体３に取付ける鉄骨梁１７１として構成することもできる。

鉄骨梁１７１はスチフナー１７２を有する鉄骨で、埋込プレート１７４がチャンネル材の底部分として躯体梁を挟み込む縦ベースプレート１７５に繋がって設けられ、この埋込プレート１７４に縦ボルト１７６で鉄骨梁１７１を締結する。図中１７７は縦ベースプレート１７５を躯体梁に係止する通し横ボルト、１７８は梁１２６の側面と下部構造体５の下部柱が当接する際の緩衝材である。

この突出梁１２６を鉄骨梁１７１で構成すると、後付けで設けることが可能となる。

前記上部構造体３に一体に設ける梁の場合も、鉄骨梁の場合も当該突出梁１２６の下面高さは下部構造体５の下部柱の上面より下に位置して、上部構造体３の突出梁１２６が下部構造体５の柱方向に変位した際には突出梁１２６の側面と下部構造体５の下部柱が当接する。よってそれ以上の変位は阻止され、免震装置１１の脱落も回避される。

また、本発明は突出梁１２６と下部構造体５の柱の間の空間を横方向に移動する可動水平板１２５により閉塞できるようにした。可動水平板１２５は耐火被覆をなすものとして、断熱性能を有するボードで形成する。

図４はこの可動水平板１２５の取付けの詳細を示すもので、図中１２１は鋼材による取付プレートで、ボルト１２７で突出梁１２６の下部に取付プレート１２１を設け、この取付プレート１２１でレール１２３を水平に支承することで、可動水平板１２５は、レール１２３に沿って移動する。

可動水平板１２５の端部およびこの可動水平板１２５が当接する下部構造体５の下部柱の側面に、断熱材または熱膨張性の断熱材１２４を取付ける。

可動水平板１２５のレール１２３への係合は、スライド溝やガイドローラーを設けて行うことによるが、可動水平板１２５にはコンストンバネ１００により復元力が与えられていて、移動した分だけ元の位置に復元する。

前記可動水平板１２５の存在は耐火被覆構造を提供するものであり、突出梁１２６が耐火被覆となることを利用し、さらに突出梁１２６と下部構造体の柱の間の空間は、これを可動水平板１２５により閉塞することにより防火性能を向上させることができる。

図７、図８は本発明の第２実施形態を示すもので、前記構成に加えて前記可動水平板１２５を天井版として存在させ、これを内側の天井版と連結させる。

図中１６４は内側の天井版としての支承天井版で、上部構造体３に支持材１６３を垂下し、その先端にヒンジ１６２を介して回動自在に取り付け、バネ１６１で水平に保持し、天井版１６４と同一平面に納めた。

この支承天井版１６４の端部は上向きの鉤状係合部として形成し、前記可動水平板１２５の端部はこの上向きの鉤状係合部に係合する下向き鉤状係合部として形成し、これら両鉤状係合部を連結させることで図７に示すように平常時は一体に結合されて天井を形成する。

一方、地震時には図８に示すように可動水平板１２５が下部構造体５の変位で押出され、支承天井版１６４と離脱することで、天井の崩壊を防ぐことができる。

図９〜図１１は本発明の中間階免震構造物の第４実施形態を示すもので、入隅部において、直交する外壁に対して略４５°方向に可動壁１４１を設けた場合である。

上部構造体３に上部庇１２８を形成し、可動壁１４１はこの上部庇１２８からヒンジ１１７で吊支する。１２９は下部庇で、可動壁１４１はこの上部庇１２８と下部庇１２９間を閉塞する。

突出梁１２６には、脱着突出梁１３０がボルト１２７により固定されており、内部の点検やメンテナンス時に取外しが可能なものとなっている。

本実施形態によれば、入隅部で外壁が直交する場合にも、地震時の変形を阻害しない壁構造が可能となる。また、免震装置１１の周囲は前期の入隅部可動壁１４１や突出梁１２６とこれに介装された可動水平板１２５により閉塞されるため、耐火性能を付与できる。

図中１１８は下部庇１２９に突設した断面矢尻状とした斜めすべり材、１１５はコーナーピラー１１１をラッチして平常時の可動壁１４１の動きを固定するラッチ（図示せず）を解除するためのロッドの先端に形成する断面矢尻状としたロッド先端斜め材で、斜めすべり材１１８とロッド先端斜め材１１５の両者を当接させる。

可動壁１４１はヒンジ１１７で上部庇１２８から垂下がり、垂直状態となるが、さらにラッチに係止されて、強風等で動いてしまうことはない。

地震時には、斜めすべり材１１８とロッド先端斜め材１１５が当接してロッド先端斜め材１１５が押上げられ、ロッドが上方へ移動すると共にラッチが解除され、可動壁１４１の回転移動を可能にして当該壁の損傷を防止する。

２…上部壁３…上部構造体
４…下部壁５…下部構造体
７…可動壁１１…免震装置
５１…上部構造体５２…下部構造体
５３…柱５３ｂ…柱下部分
５４…免震支承装置５５…下部梁
５６…縦反力部５７…横反力部
５８…粘性ダンパ
１００…コンストンバネ１０１…係止材
１１０…壁構造１１１…コーナーピラー
１１３…ベースプレート１１５…ロッド先端斜め材
１１７…ヒンジ１１８…斜めすべり材
１２０…壁構造１２１…取付プレート
１２３…レール１２４…断熱材
１２５…可動水平１２６…突出梁
１２７…ボルト１２８…上部庇
１２９…下部庇１３０…脱着突出梁
１４１…可動壁１６１…バネ
１６２…ヒンジ１６３…支持材
１６４…天井版１７１…鉄骨梁
１７２…スチフナー１７４…埋込プレート
１７５…縦ベースプレート１７６…縦ボルト
１７７…通し横ボルト１７８…緩衝材

Claims

下部構造体である下部柱と上部構造体である上部柱の間に免震装置を設け、可動壁が回転移動自在手段を介して上部構造体または下部構造体のいずれか一方に介装される中間免震構造物において、上部構造体に変位制限手段としての突出梁を垂下させて設け、この突出梁で前記下部柱の上部の周囲を囲繞し、突出梁と下部構造体の下部柱の隙間は耐火被覆としての可動水平板により閉塞したことを特徴とする中間階免震構造物。
可動水平板は天井板であり、隣接する建物躯体の内側の天井板と着脱自在に接合させる請求項１記載の中間階免震構造物。
突出梁は上部構造体の一部として上部構造体に一体形成する請求項１または請求項２に記載の中間階免震構造物。
突出梁は上部構造体に取付ける鉄骨梁である請求項１または請求項２に記載の中間階免震構造物。