JP7055984B2 - 浮上り抑制構造 - Google Patents

Description

本発明は、浮上り抑制構造に関する。

下記特許文献１には、構造物が免震装置で支持された建築物が記載されている。

特開２０１７－２２３０８８号公報

上記特許文献１のように構造物を免震装置で支持する場合、構造物に対して、地震時における横揺れによる水平力の入力を抑制できる。しかし、縦揺れによる鉛直力の入力を抑制することは難しい。このため、構造物に地盤から離れる方向の力が作用して、構造物が浮上って損傷する可能性がある。また、免震装置を備えない構造の建築物においても、例えば杭と基礎梁とを接合するフーチングに大きな外力が加わる可能性がある。

本発明は上記事実を考慮して、構造物が浮上ることを抑制できる浮上り抑制構造を提供することを目的とする。

請求項１の浮上り抑制構造は、建物と、前記建物を支持する免震装置と、前記免震装置が固定された下部支持版と、前記下部支持版をスライド可能に支持する基礎部と、前記下部支持版と前記基礎部とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を有する構造物と、前記建物の周囲に構築された支持体と、一方の端部が前記支持体に対して上下方向を軸として回転可能に固定され、他方の端部が横方向へ跳ね出して前記建物を上から押えると共に前記建物に対して水平方向に相対移動可能な状態とされた押え部材と、を備えている。

地震時に大きな外力が構造物に作用すると構造物が浮き上がることがある。請求項１の浮上り抑制構造によると、構造物の周囲に構築された支持体に固定された押え部材が、構造物を押えているため、構造物の浮き上りを抑制できる。また、押え部材は、構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で支持体に固定されている。このため地震時に構造物が水平方向へ移動しても、抑え部材は損傷し難い。

請求項２の浮上り抑制構造は、構造物と、前記構造物の周囲に構築された支持体と、前記構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で前記支持体に固定され、横方向へ跳ね出して前記構造物を上から押える押え部材と、を備え、前記構造物は、建物と、前記建物を支持する免震装置と、前記免震装置が固定された下部支持版と、前記下部支持版をスライド可能に支持する基礎部と、前記下部支持版と前記基礎部とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、前記押え部材は、前記下部支持版を押えている。

請求項２の浮上り抑制構造によると、所定値以上のせん断力が作用した際に滑動抑制部材が破断して、下部支持版が基礎部の上を滑動する。このため、地震時の水平力によって免震装置に所定値以上のせん断力が入力されることが抑制され、免震装置が損傷し難い。さらに、押え部材によって下部支持版が基礎部から浮上ることが抑制されているため、地震時の鉛直力によって建物が損傷し難い。

一態様の浮上り抑制構造は、前記構造物は、建物と、前記建物を支持する免震装置と、前記免震装置が固定された下部支持版と、前記下部支持版をスライド可能に支持する基礎部と、前記下部支持版と前記基礎部とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、前記押え部材は、前記建物を押えている。

一態様の浮上り抑制構造によると、所定値以上のせん断力が作用した際に滑動抑制部材が破断して、下部支持版が基礎部の上を滑動する。このため、地震時の水平力によって免震装置に所定値以上のせん断力が入力されることが抑制され、免震装置が損傷し難い。さらに、押え部材によって建物が免震装置、下部支持版及び基礎部から浮上ることが抑制されているため、地震時の鉛直力によって建物が損傷し難い。

請求項３の浮上り抑制構造は、構造物と、前記構造物の周囲に構築された支持体と、前記構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で前記支持体に固定され、横方向へ跳ね出して前記構造物を上から押える押え部材と、を備え、前記構造物は、建物と、前記建物をスライド可能に支持する上部支持版と、前記上部支持版を支持する免震装置と、前記免震装置が固定された基礎部と、前記建物と前記上部支持版とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、前記押え部材は、前記上部支持版を押えている。

請求項３の浮上り抑制構造によると、所定値以上のせん断力が作用した際に滑動抑制部材が破断して、建物が上部支持版の上を滑動する。このため、地震時の水平力によって免震装置に所定値以上のせん断力が入力されることが抑制され、免震装置が損傷し難い。
さらに、押え部材によって上部支持版が免震装置から浮上ることが抑制されているため、地震時の鉛直力によって免震装置が損傷し難い。

請求項４の浮上り抑制構造は、構造物と、前記構造物の周囲に構築された支持体と、前記構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で前記支持体に固定され、横方向へ跳ね出して前記構造物を上から押える押え部材と、を備え、前記構造物は、建物と、前記建物をスライド可能に支持する上部支持版と、前記上部支持版を支持する免震装置と、前記免震装置が固定された基礎部と、前記建物と前記上部支持版とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、前記押え部材は、前記建物を押えている。

請求項４の浮上り抑制構造によると、所定値以上のせん断力が作用した際に滑動抑制部材が破断して、建物が上部支持版の上を滑動する。このため、免震装置に所定値以上のせん断力が入力されることが抑制され、地震時の水平力によって免震装置が損傷し難い。
さらに、押え部材によって建物が上部支持版、免震装置及び基礎部から浮上ることが抑制されているため、地震時の鉛直力によって免震装置が損傷し難い。

請求項５の浮上り抑制構造は、請求項１～４の何れか１項の浮上り抑制構造において、前記支持体は擁壁とされ、前記押え部材が固定されている。

請求項５の浮上り抑制構造によると、押え部材が擁壁に固定されている。このため、構造物を取り囲むように押え部材を配置できる。これにより構造物の浮上り抑制効果を高めることができる。

請求項６の浮上り抑制構造は、請求項５の浮上り抑制構造において、前記押え部材は、一方の端部が前記擁壁に対して上下方向を軸として回転可能に固定され、他方の端部が前記構造物に対して上下方向を軸として回転可能に固定され、前記擁壁と前記構造物が水平方向に相対移動した際に伸縮して抵抗力を発揮するダンパー機能を備えている。

請求項６の浮上り抑制構造によると、押え部材がダンパー機能を備えている。このため、地震時の水平力による擁壁と構造物との間の振動を減衰できる。

本発明に係る浮上り抑制構造によると、構造物が浮上ることを抑制できる。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る浮上り抑制構造を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造において、鋼板で形成した基礎部と支持版との接触面を示す部分拡大立断面図であり、（Ｂ）は基礎部と支持版との間に滑り材を挟んだ変形例を示す部分拡大立断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係る浮上り抑制構造における押え部材を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係る浮上り抑制構造において免震装置が変形した状態を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係る浮上り抑制構造において支持版が滑動した状態を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る浮上り抑制構造を示した立断面図である。 本発明の第３実施形態に係る浮上り抑制構造を示した立断面図である。 本発明の第４実施形態に係る浮上り抑制構造を示した立断面図である。 （Ａ）は本発明の第５実施形態に係る浮上り抑制構造を示した立断面図であり、（Ｂ）は第５実施形態に係る浮上り抑制構造において滑り材の配置を変更した変形例を示す立断面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造における押え部材の端部を擁壁に剛接した変形例を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造における押え部材をシリンダとシャフトを用いて形成した変形例を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は支持版が滑動した状態を示した平面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造における押え部材を角型鋼管のシリンダとＨ型鋼のシャフトで形成した例を示す斜視図であり、（Ｂ）は押え部材を角型鋼管のシリンダと角型鋼管のシャフトで形成した例を示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造における押え部材をシリンダ、シャフト及び剛接部材を用いて形成した変形例を示した立断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ－Ｂ線断面図である。 （Ａ）本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造を地震後に復元する方法を示す立断面図であり、（Ｂ）は支持版を複数設けた変形例を示す立断面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る浮上り抑制構造においてシアストッパーをコンクリートで形成した変形例を示す立断面図であり、（Ｂ）はコンクリート製のシアストッパーを円錐の一部の形状とした変形例を示す部分拡大立断面図であり、（Ｃ）はシアストッパーにスリットを形成した変形例を示す斜視図である。

［第１実施形態］
（浮上り抑制構造）
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る浮上り抑制構造１０は、建物２０と、建物２０を免震支持する複数の免震装置３０と、免震装置が固定された下部支持版４０（以下、支持版４０と称す）と、支持版４０が載置され、支持版４０をスライド可能に支持する基礎部５０と、建物２０の周囲を取り囲むように基礎部５０の外縁部から立設された擁壁５４と、を備えている。

支持版４０と基礎部５０との間には、支持版４０が基礎部５０の上部を滑動することを抑制する滑動抑制部材としてのシアストッパー６０が設けられている。さらに、擁壁５４には、押え部材７０が固定されている。押え部材７０は、擁壁５４から横方向へ跳ね出して、支持版４０を上から押さえている。

なお、建物２０、免震装置３０、支持版４０、基礎部５０、シアストッパー６０は、本発明における構造物の一例であり、擁壁５４は本発明における支持体の一例である。

（建物）
建物２０は例えば原子力関連施設とされ、同規模の他用途建物と比較して総重量が大きい。また、建物２０を支持する免震装置３０は、同規模の他用途建物と比較して多くの数量が設置されている。

（免震装置）
免震装置３０は、建物２０に固定された上フランジ３２と、支持版４０に固定された下フランジ３４と、上下端が上フランジ３２及び下フランジ３４に固定された積層体３６と、を備えている。積層体３６は、ゴムと鋼板とが交互に積層及び接着されて構成されており、上下方向（積層方向）の力に対しては変形しにくく、横方向（積層方向と直交する方向）の力に対しては変形しやすい。このため、地震時に支持版４０へ水平力が入力された際には、積層体３６が変形して、建物２０へ水平力が入力されることを抑制できる。

（支持版、基礎部）
支持版４０は、基礎部５０の上部に打設された鉄筋コンクリート製の床版であり、免震装置３０を介して建物２０を支持している。支持版４０の上部には免震装置３０の全数が固定されている他、図示しない建物２０の設備配管が敷設されている。

基礎部５０は鉄筋コンクリート製とされ、地盤Ｇを掘削して形成した地下空間の底（根切り底）に形成されている。基礎部５０の外周部には鉄筋コンクリート製の擁壁５４が立設されて、地盤Ｇからの土圧及び地下水からの水圧に抵抗している。

支持版４０を構成するコンクリートは、基礎部５０を構成するコンクリートが硬化した後に設置される。これにより支持版４０と基礎部５０とは縁が切られており、支持版４０が地震によって水平力を受けた際には、支持版４０が基礎部５０の上部を滑動できる。

詳しくは後述するが、本実施形態において支持版４０が滑動を開始する水平力、すなわち（支持版４０と基礎部５０との間の静止摩擦係数）×（垂直抗力：支持版４０と、支持版４０より上部の重量）は、免震装置３０が塑性変形を始める所定の水平力よりも小さく設定されている。換言すると、支持版４０と基礎部５０との間の静止摩擦係数は、免震装置３０が塑性変形を始める前に支持版４０が滑動を開始できる値に設定されている。

なお、支持版４０が基礎部５０の上部を滑動する際の静止摩擦係数及び動摩擦係数は、図２（Ａ）に示す支持版４０及び基礎部５０の接触面４０Ｅ、５０Ｅの仕上げ方法により任意の値に設定できる。

例えば本実施形態において、接触面４０Ｅ、５０Ｅは鋼板４２、５２によって形成されている。鋼板５２は、基礎部５０を構成するコンクリートの表面に、スタッドボルト等を用いて固定される。同様に鋼板４２は、支持版４０を構成するコンクリートの表面に固定される。

これにより、支持版４０が基礎部５０の上部を滑動する際の静止摩擦係数及び動摩擦係数（以下、これらを総称して単に摩擦係数と称すことがある）を小さくすることができる。また、鋼板４２、５２の何れかまたは双方を鋼とは異なる金属とすることで、摩擦係数を調整することもできる。

また、接触面４０Ｅ、５０Ｅの一方をコンクリート面とし、他方を鋼板の表面にしてもよい。この場合、基礎部５０を構成するコンクリートの表面又は支持版４０を構成するコンクリートの表面の何れか一方に、スタッドボルト等を用いて鋼板を固定すればよい。

また、例えば図２（Ｂ）に示すように、支持版４０と基礎部５０との間に、滑り材４４を挟む構成とすることもできる。滑り材４４は金属、フッ素樹脂など任意の素材を選定できる。さらに、所望の摩擦係数が確保できる場合、接触面４０Ｅ、５０Ｅはいずれもコンクリート面によって形成することもできる。

（シアストッパー）
図１（Ａ）に示すように、シアストッパー６０は円柱状の鋼棒であり、支持版４０及び基礎部５０の接触面４０Ｅ、５０Ｅを貫通するように軸方向が上下方向に沿うように配置されている。

シアストッパー６０は、地震時に支持版４０に水平力が作用した際に、支持版４０の滑動を抑制する滑動抑制部材である。また、シアストッパー６０は支持版４０と基礎部５０を連結し、所定値以上の水平力を受けた際にせん断破壊して支持版４０の滑動を許容する。したがって、シアストッパー６０の数量及び断面積を調整することにより、支持版４０が基礎部５０の上部を滑り出すタイミングを調整することができる。

つまり、シアストッパー６０が破断する水平力は、（シアストッパー６０を構成する鋼材の単位面積当たりのせん断強度）×（シアストッパー６０の断面積）×（シアストッパーの数量）で与えられるため、例えばシアストッパー６０の断面積を大きくすれば、シアストッパー６０を破断させるために必要な水平力が大きくなり、支持版４０が滑り出すタイミングを遅らせることができる。シアストッパー６０の数量を多くしても同様である。

また、シアストッパー６０の断面積を小さくすれば、シアストッパー６０を破断させるために必要な水平力が小さくなり、支持版４０が基礎部５０の上部を滑り出すタイミングを早めることができる。シアストッパー６０の数量を少なくしても同様である。

詳しくは後述するが、本実施形態においてシアストッパー６０が破断する水平力は、免震装置３０が塑性変形を始める水平力よりも小さくなるように、シアストッパーの断面積、数量が設定されている。換言すると、免震装置３０が塑性変形を始める前に、シアストッパー６０が破断する。

（押え部材）
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、押え部材７０は建物２０の周囲を取り囲むように複数配置されている。押え部材７０は、一端が擁壁５４に固定され、他端がローラー部材７２を介して支持版４０の上に載置されている。

図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、押え部材７０の擁壁５４側の端部にはヒンジ機構７４が形成されている。このヒンジ機構７４によって、押え部材７０は擁壁５４に対して上下方向を軸として回転可能に固定されている。また、押え部材７０の支持版４０側の端部の下面には、押え部材７０に対してローラー部材７２を回転可能に固定する嵌合溝７６が形成されている。この嵌合溝７６によって、押え部材７０と支持版４０とが横方向に相対移動した際に、押え部材７０とローラー部材７２とが分離することが抑制される。

ヒンジ機構７４は、擁壁５４に対する押え部材７０の横方向の変位（すなわち、鉛直方向の軸回りの回転）を許容する一方、上下方向の変位は抑制している。このため、支持版４０に上向きの力が作用して押え部材７０に上向きの力が伝達された場合、押え部材７０は支持版４０に下向きの反力を与え、支持版４０の浮上りを抑制する。

また、押え部材７０は、高さ方向において、支持版４０と建物２０との間に配置されている。すなわち、押え部材７０は、上面が建物２０の下面より下方に位置するように配置されている。このため、建物２０が変位しても、押え部材７０が建物２０の下方へ潜りこみ、建物２０と押え部材７０とが干渉しない。

（作用・効果）
本実施形態に係る浮上り抑制構造１０によると、基礎部５０が地震時に水平力を受けると、基礎部５０から支持版４０へ水平力が伝達される。このとき、図４（Ａ）に示すように、支持版４０から免震装置３０へ水平力が伝達され、免震装置３０の積層体３６が変形する。これにより建物２０への水平力の入力が抑制される。なお、図４（Ｂ）には、擁壁５４、支持版４０に対する建物２０の相対変位が二点鎖線で示されている。

そして大地震時には図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、免震装置３０が塑性変形を始める前にシアストッパー６０が破断し（シアストッパー６０Ａ、６０Ｂに分離）、支持版４０が基礎部５０の上を滑動する。

これにより、免震装置３０に所定値以上のせん断力が入力されることが抑制され、免震装置３０の損傷を抑制できる。さらに、支持版４０が基礎部５０の上を滑動すると、支持版４０と基礎部５０との間の摩擦により地震エネルギーが吸収され、振動が減衰される。

免震装置３０は塑性変形が抑制されているため、振動が減衰された後は、免震装置３０の形状は概ね変形前の状態に戻る。このため、建物２０と支持版４０との相対的な位置関係は、図１に示された地震前の状態と略一致する。また、支持版４０に敷設された建物２０の設備配管も、地震前の状態とほぼ同じ配置に復元される。

このため、設備配管は、免震装置３０の積層体３６が弾性域で変形する変形量に対応できる追随性を持たせておくことで、容易に損傷を抑制できる。

なお、浮上り抑制構造１０を復元するためには図１４（Ａ）に示すように、支持版４０の上部から、支持版４０を貫通し基礎部５０の内部に到達する挿入孔４０Ｈを穿孔し、この挿入孔４０Ｈへ、シアストッパー６０を挿入する。このように、浮上り抑制構造１０は復元が容易である。

また、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る浮上り抑制構造１０によると、基礎部５０が地震時に鉛直力（すなわち、縦揺れによる上向きの突き上げ力及び下向きの引張力）を受けると、基礎部５０から支持版４０へ鉛直力が伝達される。基礎部５０に上向きの突き上げ力が作用した際は、支持版４０は基礎部５０から上向きに押圧され、支持版４０は基礎部５０に追随して変位する。一方、基礎部５０に下向きの引張力が作用した際は、基礎部５０と支持版４０とは縁切られているため、支持版４０は基礎部５０から相対的に浮上ろうとする。

本実施形態においては、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、基礎部５０から擁壁５４が立設され、擁壁５４に押え部材７０が固定されている。押え部材７０は、上下方向の変位が抑制された状態で、支持版４０を上から押さえつけている。このため、支持版４０は基礎部５０と押え部材７０によって挟み込まれた状態となっている。これにより、支持版４０が基礎部５０から浮上ろうとしても、押え部材７０によって浮上りが抑制される。したがって、支持版４０並びに支持版４０の上部構造である免震装置３０及び建物２０の損傷が抑制される。

これに対して、もし支持版４０が浮上ると、浮上り状態から元の状態に戻った際に、支持版４０、免震装置３０及び建物２０は基礎部５０からの反力による衝撃を受けて損傷し易い。

また、本実施形態においては、押え部材７０は支持版４０を取り囲むように配置されている。より具体的には、押え部材７０は、平面視で四角形状とされた支持版４０の各辺を跨るように配置されている。このため、支持版４０の浮上り抑制効果に偏りが生じ難い。

さらに本実施形態においては、図３（Ｂ）に示すように、押え部材７０の擁壁５４側の端部にはヒンジ機構７４が形成され、押え部材７０は擁壁５４に対して上下方向を軸として回転可能に固定されている。このため、例えば図５（Ｂ）に示すように、支持版４０が基礎部５０の上で滑動し、支持版４０に固定された免震装置３０と押え部材７０とが接触した場合又は接触しそうになった場合でも、押え部材７０が回転することで、免震装置３０及び押え部材７０の損傷が抑制される。

なお、支持版４０の端縁には、ローラー部材７２の落下を抑制するための立ち上がり部を端縁に沿って設けてもよい。これにより、ローラー部材７２の欠落による浮上り抑制効果の低減を抑制できる。

また、本実施形態に係る浮上り抑制構造１０によると、図１（Ａ）に示すように、複数の免震装置３０が同じ建物２０及び同じ支持版４０に固定されているため、これらの免震装置３０は変位方向及び変位量が等しい。このため、隣り合う免震装置３０の間の間隔を狭くしても免震装置３０同士がぶつからない。したがって免震装置３０それぞれの周囲に個別に滑りスペースを確保する必要がない。

［第２実施形態］
（浮上り抑制構造）
図６に示すように、本発明の第２実施形態に係る浮上り抑制構造１１においては、建物２２の下端部における外周面に沿って跳ね出し部２２Ａが形成されている。また、押え部材７０は跳ね出し部２２Ａを上から押さえつけている。その他の構成は第１実施形態に係る浮上り抑制構造１０と同様であり説明を省略する。

建物２２には跳ね出し部２２Ａが形成されているため、建物２２は、建物２０と比較して底面積が大きく形成されている。このような場合においては、適宜免震装置３０の数量を増やしてもよい。この際、荷重バランスを考慮して免震装置３０における積層体３６のゴム硬度を適宜調整することが好ましい。

（作用・効果）
第２実施形態に係る浮上り抑制構造１１によると、地震時に支持版４０が基礎部５０から浮上ることを抑制できるほか、建物２２が支持版４０から浮上ることを抑制できる。これにより、建物２２の損傷を抑制できる。
また、建物２２と支持版４０との間に挟まれた免震装置３０に上下方向の引張力が作用することが抑制される。これにより、第１実施形態に係る浮上り抑制構造１０と比較して、免震装置３０の損傷抑制効果を高くできる。

［第３実施形態］
（浮上り抑制構造）
図７に示すように、本発明の第３実施形態に係る浮上り抑制構造１２は、建物２０と、建物２０をスライド可能に支持する上部支持版８０（以下、支持版８０と称す）と、上部支持版８０を免震支持する複数の免震装置３０と、免震装置３０が固定された基礎部５０と、建物２０の周囲を取り囲むように基礎部５０の外縁部から立設された擁壁５４と、を備えている。

建物２０と上部支持版８０との間には、建物２０が上部支持版８０の上部を滑動することを抑制する滑動抑制部材としてのシアストッパー６０が設けられている。さらに、擁壁５４には、押え部材７０が固定されている。押え部材７０は、擁壁５４から横方向へ跳ね出して、支持版８０を上から押さえている。

第３実施形態に係る浮上り抑制構造１２は、第１実施形態に係る浮上り抑制構造１０における免震装置３０及び支持版４０の上下関係を入れ替え、かつ、浮上り抑制構造１０において支持版４０と基礎部５０との境界部に形成されていた接触面４０Ｅ、５０Ｅの構成を、建物２０と支持版８０にそれぞれ形成したものである。

（作用・効果）
第３実施形態に係る浮上り抑制構造１２によると、地震時に基礎部５０に下向きの引張力が作用した際は、支持版８０が基礎部５０から相対的に浮上ろうとする。しかし支持版８０は、上下方向の変位が抑制された押え部材７０によって上から押さえつけられている。このため、支持版８０及び免震装置３０は基礎部５０と押え部材７０によって挟み込まれた状態となっている。これにより、支持版８０の浮上りが抑制される。また、支持版４０と基礎部５０との間に挟まれた免震装置３０に上下方向の引張力が作用することが抑制される。

［第４実施形態］
（浮上り抑制構造）
図８に示すように、本発明の第４実施形態に係る浮上り抑制構造１３においては、建物２４の下端部における外周面に沿って横方向外側へ延出された跳ね出し部２４Ａが形成されている。また、押え部材７０は跳ね出し部２４Ａを上から押さえつけている。その他の構成は第１実施形態に係る浮上り抑制構造１０と同様であり説明を省略する。

（作用・効果）
第４実施形態に係る浮上り抑制構造１３によると、地震時に支持版８０が基礎部５０から浮上ることを抑制できるほか、支持版８０と基礎部５０との間に挟まれた免震装置３０に上下方向の引張力が作用することが抑制される。また、建物２４が支持版８０から浮上ることを抑制できる。これにより、第４実施形態に係る浮上り抑制構造１０と比較して、建物２４の損傷抑制効果を高くできる。

［第５実施形態］
（浮上り抑制構造）
図９（Ａ）に示すように、本発明の第５実施形態に係る浮上り抑制構造１４においては、建物２６と基礎部５０との間に、下部支持版４０（図１参照）及び上部支持版８０（図７参照）の何れも配置されていない。

すなわち、基礎部５０に免震装置３８が固定され、免震装置３８に建物２６が載置されている。免震装置３８は滑り免震支承によって形成され、上端面に滑り材３８Ａが固定されている。また、建物２６の下端面が滑り面２６Ａとされ、滑り面２６Ａが滑り材３８Ａと摺接しながら、建物２６が免震装置３０の上部を滑動できる。

このように、本発明の実施形態においては、支持版４０、８０及びシアストッパー６０（図１参照）は必ずしも必須ではない。

また、浮上り抑制構造１４においては、押え部材７０は、建物２６を上から押えている。建物２６の外壁には、押え部材７０を挿通させる貫通孔２６Ｂが形成されている。貫通孔２６Ｂは、地震時に押え部材７０が変位した際に、押え部材７０と干渉しない程度の幅を備えている。

このように、押え部材７０によって建物を上から押える場合、建物の形状としては建物２２のように跳ね出し部２２Ａを備えてもよいし、建物２６のように貫通孔２６Ｂを形成してもよい。

（作用・効果）
第５実施形態に係る浮上り抑制構造１４によると、地震時に建物２６が基礎部５０から浮上ることを抑制できるほか、建物２６と基礎部５０との間に挟まれた免震装置３８に上下方向の引張力が作用することが抑制される。これにより、建物２６及び免震装置３８の損傷を抑制できる。

なお、本実施形態においては、免震装置３８の上端面に滑り材３８Ａが固定され建物２６の下端面が滑り面２６Ａとされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図９（Ｂ）に示すように、免震装置３８の下端面に滑り材３８Ａを固定して、基礎部５０の上面を滑り面５０Ａとしてもよい。このようにしても図９（Ａ）に示された浮上り抑制構造１４と同様の効果が得られる。

［その他の実施形態］
上述した各実施形態における押え部材７０は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ローラー部材７２及びヒンジ機構７４を備えているが、本発明の実施形態はこれに限らない。

押え部材は、一例として、図１０に示す押え部材９０のように、一端を擁壁５６に剛接合してもよい。すなわち、押え部材は擁壁５６に対して変位しないものとしてもよい。このように押え部材の構成を簡略化しても、支持版４０が浮上ることを抑制できる。なお、押え部材９０はローラー部材７２を備えている。

擁壁５６は、第１実施形態における擁壁５４と比較して、建物２０と離れた位置に形成されている。また、支持版９２は、第１実施形態における支持版４０と比較して大きく形成されている。このため、地震時に支持版９２及び建物２０が擁壁５６に対して変位しても、免震装置３０と押え部材９０とが干渉する蓋然性が低い。また、建物２０と押え部材９０とが干渉する蓋然性が低い。このため、押え部材９０の高さ寸法を大きくして重量を大きくし、押え効果を向上することができる。このように、建物２０の周囲に空間を広く確保できる場合は、押え部材９０の機構を単純化することが好適である。

押え部材は、別の一例として、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す押え部材１００のように、シリンダ１０２及びシャフト１０４を用いて形成し、回転ピン１０６を備えた構成としてもよい。押え部材１００においては、シリンダ１０２の一端にヒンジ機構７４が形成され、他端に挿入部１０８が形成されている。

挿入部１０８は、シリンダ１０２の端面に形成された挿入孔であり、シャフト１０４の一端が挿入される。シャフト１０４は、挿入部１０８から挿入されて、シリンダ１０２に対して矢印Ｐで示した方向に変位可能とされている。シャフト１０４の他端には、上下方向を軸とする回転ピン１０６が固定されている。回転ピン１０６は支持版４０に形成された挿入孔へ挿入されている。これによりシャフト１０４は、支持版４０に対して固定され、かつ、回転ピン１０６を軸として回転可能とされている。

押え部材１００によると、シャフト１０４の端部が回転ピン１０６を軸として回転するが、回転ピン１０６の位置は支持版４０に固定されている。また、押え部材１００はシリンダ１０２及びシャフト１０４が相対的に変位することで伸縮できる。

このため、図１１（Ｃ）に示すように支持版４０が変位しても、抑え部材１００と免震装置３０とが干渉することが抑制される。

さらに、支持版４０の変位が大きくなると、シリンダ１０２とシャフト１０４とが最も縮んだ状態となり、それ以上長さが変位しなくなる。このとき支持版４０が擁壁５４へ近づく方向へ変位しようとしても、抑え部材１００が突っ張り、変位が抑制される。このため、支持版４０と擁壁５４との衝突が抑制される。

なお、シリンダ１０２は、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、例えば角型鋼管を用いて形成される。角型鋼管としては、例えば日本工業規格（ＪＩＳ）等に規定される規格品の他、任意の寸法のものを用いる事ができる。製造方法としても、ロール成形、押出し成形、平板の溶接による成形等、任意の方法を採用することができる。

また、シャフト１０４は、図１２（Ａ）に示すシャフト１０４Ａのように、Ｈ型鋼を用いて形成してもよいし、図１２（Ｂ）に示すシャフト１０４Ｂのように、角型鋼管を用いて形成してもよい。シャフト１０４の寸法、製法についても任意の方法を採用することができる。

なお、シャフト１０４においてシリンダ１０２に挿入された端面には、押圧板１０４Ｃを設置することができる。また、シリンダ１０２の内部に粘弾性体を封入し、この粘弾性体を押え部材１００の伸縮に伴ってせん断変形させる機構を組み込むことでダンパーとして機能させてもよい。またはシリンダ１０２とシャフト１０４とを低降伏点鋼で連結して、低降伏点鋼を塑性変形させることによりダンパー機能を発揮させてもよい。あるいは、シャフト１０４とシリンダ１０２との周面摩擦によってダンパー機能を発揮させてもよい。

さらに、このダンパー機能は、押え部材１００が伸縮する際に、常時機能させるほか、例えば最も縮むタイミングや、最も伸びるタイミングのみに作用させることもできる。このようにダンパー機能が作用するタイミングを調整することで、シリンダ１０２とシャフト１０４との圧縮に伴う圧縮破損や、シリンダ１０２とシャフト１０４との伸長に伴う抜け落ちを抑制することができる。

押え部材は、また別の一例として、図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す押え部材１１０のように、シリンダ１１２、シャフト１１４、剛接部材１１６を用いて形成し、回転ピン１０６Ａ、１０６Ｂ及びローラー部材７２を備えた構成としてもよい。

押え部材１１０においては、剛接部材１１６の一端が擁壁５４に剛接合されている。剛接部材１１６の中央部及びシリンダ１１２の一端には回転ピン１０６Ｂが取り付けられ、シリンダ１１２を上下方向を軸として回転可能に支持している。なお、回転ピン１０６Ｂは、剛接部材１１６及びシリンダ１１２に対して、上下方向に移動できないように固定されている。

剛接部材１１６の他端とシリンダ１１２との間にはローラー部材７２が介装されており、シリンダ１１２の回転に伴う剛接部材１１６とシリンダ１１２との接触摩擦を低減している。

シリンダ１１２の他端には、挿入部１１８が形成されている。挿入部１１８は、シリンダ１１２の端面に形成された挿入孔であり、シャフト１１４の一端が挿入される。シャフト１１４は、挿入部１１８から挿入されて、シリンダ１１２に対して矢印Ｐで示した方向に変位可能とされている。シャフト１１４の他端には、上下方向を軸とする回転ピン１０６Ａが固定されている。回転ピン１０６Ａは支持版４０に形成された挿入孔へ挿入されている。これによりシャフト１１４は、支持版４０に対して固定され、かつ、回転ピン１０６Ａを軸として回転可能とされている。

押え部材１１０においては、シリンダ１１２の回転軸が、剛接部材１１６によって擁壁５４から離隔した位置に形成されている。このため、シリンダ１１２が回転した際の回転モーメントが、擁壁５４に作用し難い。このため、擁壁５４における押え部材の接合構造を簡略化できる。

押え部材１００及び押え部材１１０のように、シリンダとシャフトとを備えた押え部材の構造は、図７、図８に示す実施形態のように、建物が支持版８０の上を滑動する場合に用いることもできる。この場合、回転ピン１０６に代えてローラー部材７２を用いることが好適である。

具体的には、一例として、図７の押さえ部材７０を押え部材１００に代え、また、ローラー部材７２を用いる。これにより、地震時にシアストッパー６０が破断して建物２０が支持版８０の上を滑動した際、建物２０と押え部材１００が接触する。このときシャフト１０４がシリンダ１０２内を移動することにより、建物２０及び押え部材１００の損傷を抑制できる。

なお、これらの押え部材７０、９０、１００、１１０は、基礎部５０から立設された鉄筋コンクリート製の擁壁５４又は擁壁５６に固定されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。これらの押え部材は、例えば改良土により形成された山留壁に固定するものとしてもよいし、地盤Ｇが変形係数の大きい岩盤により形成されている場合は、岩盤に直接アンカー材等を打ちこんで固定するものとしてもよい。すなわち、本発明における押え部材は擁壁の有無に関わらず適宜設置することができる。

また、これらの押え部材は、基礎部５０から支持柱を立ち上げ、当該支持柱に固定してもよい。このような支持柱を用いる実施形態は、例えば支持版４０と擁壁５４との離隔距離が大きい場合に好適である。このように、本発明における「支持体」は、擁壁、地盤、改良地盤、基礎版などを含むものである。

さらに、上述した各実施形態においては、支持版４０、建物２０、２４、２６、免震装置３８等が水平方向に滑動するものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば本発明の浮上り抑制構造が適用される構造物は、滑動機構を備えていなくてもよい。さらに、構造物は免震装置を備えていなくてもよい。例えばベタ基礎、布基礎、杭基礎等で支持された非免震の建物を押え部材で押えるものとしてもよい。本発明によると、このような建物においても、地震時における浮上りを抑制することができる。

また、第１実施形態においては、支持版４０と基礎部５０との間の静止摩擦係数は、免震装置３０が塑性変形を始める前に支持版４０が滑動を開始できる値に設定されているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、支持版４０と基礎部５０との間の静止摩擦係数を、免震装置３０が塑性変形を始めた後（あるいは塑性変形を始めると同時）に、支持版４０が滑動を開始できる値に設定することもできる。

静止摩擦係数をこのように設定することで、免震装置３０の振動減衰能力を十分に発揮させることができる。このような実施形態は、免震装置３０の内部に鉛プラグを挿入し、鉛プラグを塑性変形させることにより振動を減衰させる場合などにおいて好適である。

同様に、第１実施形態においては、免震装置３０が塑性変形を始める前に、シアストッパー６０が破断するものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば、シアストッパー６０のせん断強度又は断面積を大きくして、免震装置３０が塑性変形を始めた後（あるいは塑性変形を始めると同時）に、シアストッパー６０を破断させてもよい。このような構成によっても、免震装置３０の振動減衰能力を十分に発揮させることができる。

すなわち、支持版４０と基礎部５０との間の静止摩擦係数、シアストッパー６０のせん断強度、断面積は任意であり、建物２０の用途、想定する地震力、免震装置３０のせん断耐力等によって適宜設定することができる。したがって、建物２０も原子力関連施設に限定されるものではなく、個人住宅や美術館、オフィスビルなど、規模の大小や用途を問わない。

なお、免震装置３０を塑性変形させる場合は、塑性変形させない場合と比較して免震装置の変形量が大きくなることがある。このような場合でも、例えば建物２０に固定された免震装置が支持版４０の上を滑る場合と比較すると建物２０と支持版４０との相対変位量は少ない。このため設備配管の損傷が抑制される。

また、第１実施形態において支持版４０は床版とされ、免震装置３０の全数が固定されているものとしたが本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図１４（Ｂ）に示す支持版４６のように、複数（２基以上）の免震装置３０が固定される構成であればよい。このように構成する場合、複数の支持版４６のそれぞれにシアストッパー６０を設けることで、滑動のタイミングを調整できる。

また、支持版４６のように支持版を複数設ける場合、押え部材７０は複数の支持版４６の何れかを押える構造とすることができるが、図１４（Ｂ）に示す建物２６及び押え部材７０のように、押え部材が建物を押える構造とすると好適である。これにより支持版４６のそれぞれを、建物を介して均一に押えることができる。

また、第１実施形態においてシアストッパー６０は鋼製とされているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図１５（Ａ）に示すシアストッパー６５のように、コンクリート製としてもよい。この場合、基礎部５０のコンクリート打設時に円柱状の雄型を表面から露出するように埋設する。コンクリートの硬化後にこれを取り出せば、基礎部５０の上面に凹部が形成される。そして支持版４０のコンクリートを、この凹部にも流し込んで一体的に打設する。これにより、コンクリート製のシアストッパー６５が形成される。

なお、シアストッパー６５は円柱状に限らず、角柱状でもよいし、図１５（Ｂ）に示すように、円錐の一部のような形状としてもよい。

このように、シアストッパーに求められるせん断強度や、せん断強度を強くしたい方向などにより、シアストッパーの材質、外形状は適宜選択することができる。さらに、図１５（Ｃ）に示すシアストッパー６７のように、スリットを設けることによりせん断強度を調整してもよい。

以上説明した、支持版４０と基礎部５０との間の静止摩擦係数、シアストッパー６０のせん断強度、断面積、材質及び形状、支持版の数量等は、上述した各実施形態においても適用することができる。また、この明細書に記載した各種の構成は、適宜組合わせて用いる事ができる。このように、本発明の実施形態は様々な態様とすることができる。

１０ 浮上り抑制構造
１１ 浮上り抑制構造
１２ 浮上り抑制構造
１３ 浮上り抑制構造
１４ 浮上り抑制構造
２０ 建物（構造物）
２２ 建物（構造物）
２４ 建物（構造物）
２６ 建物（構造物）
３０ 免震装置（構造物）
３８ 免震装置（構造物）
４０ 支持版（下部支持版）
５０ 基礎部
５４ 擁壁（支持体）
５６ 擁壁（支持体）
６０ シアストッパー（滑動抑制部材）
６５ シアストッパー（滑動抑制部材）
６７ シアストッパー（滑動抑制部材）
７０ 押え部材
８０ 支持版（上部支持版）
９０ 押え部材
１００ 押え部材
１１０ 押え部材

Claims (6)

1. 建物と、前記建物を支持する免震装置と、前記免震装置が固定された下部支持版と、前記下部支持版をスライド可能に支持する基礎部と、前記下部支持版と前記基礎部とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を有する構造物と、
   前記建物の周囲に構築された支持体と、
   一方の端部が前記支持体に対して上下方向を軸として回転可能に固定され、他方の端部が横方向へ跳ね出して前記建物を上から押えると共に前記建物に対して水平方向に相対移動可能な状態とされた押え部材と、を備えた浮上り抑制構造。
2. 構造物と、
   前記構造物の周囲に構築された支持体と、
   前記構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で前記支持体に固定され、横方向へ跳ね出して前記構造物を上から押える押え部材と、
   を備え、
   前記構造物は、
   建物と、
   前記建物を支持する免震装置と、
   前記免震装置が固定された下部支持版と、
   前記下部支持版をスライド可能に支持する基礎部と、
   前記下部支持版と前記基礎部とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、
   前記押え部材は、前記下部支持版を押えている、浮上り抑制構造。
3. 構造物と、
   前記構造物の周囲に構築された支持体と、
   前記構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で前記支持体に固定され、横方向へ跳ね出して前記構造物を上から押える押え部材と、
   を備え、
   前記構造物は、
   建物と、
   前記建物をスライド可能に支持する上部支持版と、
   前記上部支持版を支持する免震装置と、
   前記免震装置が固定された基礎部と、
   前記建物と前記上部支持版とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、
   前記押え部材は、前記上部支持版を押えている、浮上り抑制構造。
4. 構造物と、
   前記構造物の周囲に構築された支持体と、
   前記構造物に対して水平方向に相対移動可能な状態で前記支持体に固定され、横方向へ跳ね出して前記構造物を上から押える押え部材と、
   を備え、
   前記構造物は、
   建物と、
   前記建物をスライド可能に支持する上部支持版と、
   前記上部支持版を支持する免震装置と、
   前記免震装置が固定された基礎部と、
   前記建物と前記上部支持版とを連結し、所定値以上のせん断力が作用した際に破断する滑動抑制部材と、を備え、
   前記押え部材は、前記建物を押えている、浮上り抑制構造。
5. 前記支持体は擁壁とされ、前記押え部材が固定されている、請求項１～４の何れか１項に記載の浮上り抑制構造。
6. 前記押え部材は、
   一方の端部が前記擁壁に対して上下方向を軸として回転可能に固定され、
   他方の端部が前記構造物に対して上下方向を軸として回転可能に固定され、
   前記擁壁と前記構造物が水平方向に相対移動した際に伸縮して抵抗力を発揮するダンパー機能を備えている、
   請求項５に記載の浮上り抑制構造。

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