JP7070900B2

JP7070900B2 - 免震建物

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Publication number: JP7070900B2
Application number: JP2018122756A
Authority: JP
Inventors: 啓祐鈴木; 慶一平井; 勇太浅井
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2022-05-18
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: JP2020002614A

Description

本発明は、免震建物に関する。

中間免震構造の免震建物の場合、想定を超える大地震が発生した場合、上部構造部の下部構造部に対する水平方向の相対移動量が大きくなり、免震装置の軸力保持機能が失われる虞がある。

よって、特許文献１では、下部構造物又は上部構造物の一方から突出するフレーム部材と、下部構造物又は上部構造物の他方に設けられ外力が作用して免震装置が所定値以上変形するとフレーム部材と当って上部構造物又は下部構造物の水平方向の相対移動量を規制する規制部と、を備える移動量規制装置によって、相対移動量を規制している。

また、特許文献２では、上部構造物又は下部構造物の一方の構造物に固定される変位抑制弾性体と、上部構造物又は下部構造物の他方の構造物に固定され変位抑制弾性体と対向配置されるロックプレートと、を備えた変位抑制免震装置によって、相対移動量を記載している。

特開２０１１－１４０７５９号公報特開２０１６－０１７５７４号公報

しかし、特許文献１の移動量規制装置では、規制部は、フレーム部材の側壁の所定値よりも外側に設ける必要があるので、規制部の占有面積が大きくなる。

また、特許文献２の変位抑制免震装置では、変位抑制弾性体とロックプレートとが上下方向にラップする必要があるので、装置全体の上下方向の装置高さが大きくなる。

本発明は、上記事実に鑑み、上部構造部と下部構造との水平方向の相対移動量を規制する規制装置を小型化することが目的である。

第一態様は、下部構造部と上部構造部との間に設けられた免震層と、前記上部構造部から前記免震層に突出するエレベータシャフトと、外力が作用した際に、前記上部構造部と前記下部構造部との水平方向の相対移動量を規制する規制装置と、前記規制装置を構成し、前記エレベータシャフトの下面部又は前記下部構造部の上面部の一方に設けられた凸部と、前記規制装置を構成し、前記エレベータシャフトの下面部又は前記下部構造部の上面部の他方に設けられ、平面視において前記凸部の周囲を取り囲み、前記相対移動量が予め定めた閾値を超えると、前記凸部が当たる規制部と、を備えた免震建物である。

第二態様は、下部構造部と上部構造部との間に設けられた免震層と、前記下部構造部から前記免震層に突出するエレベータシャフトと、外力が作用した際に、前記上部構造部と前記下部構造部との水平方向の相対移動量を規制する規制装置と、前記規制装置を構成し、前記エレベータシャフトの上面部又は前記上部構造部の下面部の一方に設けられた凸部と、前記規制装置を構成し、前記エレベータシャフトの上面部又は前記上部構造部の下面部の他方に設けられ、平面視において前記凸部の周囲を取り囲み、前記相対移動量が予め定めた閾値を超えると、前記凸部が当たる規制部と、を備えた免震建物である。

第一態様又は第二態様の免震建物では、想定を超える大地震等で上部構造部と下部構造部との水平方向の相対移動量が予め定めた閾値を超えると、規制装置を構成する凸部と規制部とが当たり、相対移動が規制される。

ここで、上部構造部から免震層に突出したエレベータシャフトの下面部及び下部構造部の上面部の一方に凸部を設け、他方に凸部が当たる規制部を設けている。或いは、下部構造部から免震層に突出したエレベータシャフトの上面部及び上部構造部の下面部の一方に凸部を設け、他方に凸部が当たる規制部を設けている。

よって、エレベータシャフトの側壁に規制部が当たる構成よりも規制部の占有面積が小さくなる。また、上部構造部の下面部と下部構造部の上面部とに、凸部及び規制部を設ける構成よりも凸部及び規制部の上下方向の高さが低くなる。

したがって、上部構造部と下部構造部との水平方向の相対移動量を規制する規制装置を小型化することができる。

また、規制装置を構成する凸部及び規制部の上下方向の高さが低くなるので、凸部及び規制部に作用する曲げモーメントが小さくなる。よって、凸部及び規制部の剛性を小さくすることができるので、凸部及び規制部の厚さを薄くでき、この結果、占有面積を小さくすることができる。

第三態様は、前記規制部は、平面視で閉じた環状に構成されている、第一態様又は第二態様に記載の免震建物である。

第三態様の免震建物では、規制部は、平面視で閉じた環状に構成され、閉断面構造になっているので、剛性が高い。よって、規制部の厚さを薄くでき、この結果、規制部の占有面積を小さくすることができる。また、上部構造部と下部構造との相対移動の方向がどのような方向であっても、凸部が規制部に当たる。

第四態様は、前記凸部の当接面及び前記規制部の当接面の少なくとも一方に弾性部材が設けられている、第一態様～第三態様のいずれか一態様に記載の免震建物である。

第四態様の免震建物では、凸部の当接面及び規制部の当接面の少なくとも一方に設けられた弾性部材によって、凸部が規制部に当たった際の衝撃が吸収される。

本発明によれば、上部構造部と下部構造との水平方向の相対移動量を規制する規制装置を小型化することができる。

本実施形態の規制装置を備えた免震建物の要部を模式的に示す縦断面図である。本実施形態の規制装置を示す図３の２－２線に沿った縦断面図である。本実施形態の規制装置を示す図２の３－３線に沿った水平断面図である。第一比較例の規制装置を備えた免震建物の要部を模式的に示す図１に対応する縦断面図である。第二比較例の規制装置を備えた免震建物の要部を模式的に示す図１に対応する縦断面図である。本実施形態の変形例の規制装置を示す図３に対応する水平断面図である。

＜実施形態＞
本発明に係る一実施形態の免震建物について説明する。なお、水平方向の直交する二方向をＸ方向及びＹ方向とし、それぞれ矢印Ｘ及び矢印Ｙで示す。また、Ｘ方向及びＹ方向と直交する鉛直方向をＺ方向とし、矢印Ｚで示す。

［構造］
先ず、本実施形態の免震建物の構造について説明する。

図１に示すように、本実施形態の免震建物１０は、下部構造部の一例としての下層階部３０と上部構造部の一例としての上層階部４０との間に免震層１２が設けられた中間免震構造の建物である。

下層階部３０の上面部３２には下部架台３４が形成され、上層階部４０の下面部４２には上部架台４４が形成されている。そして、これら下部架台３４と上部架台４４との間に免震装置１４が設置され、免震装置１４の下部及び上部が下部架台３４及び上部架台４４に接合されている。

なお、本実施形態の免震装置１４は、積層ゴムで構成されているが、これに限定されない。積層ゴム以外の免震アイソレータ、例えば、すべり支承や転がり支承であってもよい。また、免震層１２には、ダンパーが設置されていてもよい。

免震層１２には、上層階部４０からエレベータシャフト５０の下端部５２が突出している。また、免震層１２には、上層階部４０の下層階部３０に対する水平方向の相対移動量を規制する規制装置１００が設けられている。この規制装置１００によって、想定を超える大地震が発生した場合に、上層階部４０の下層階部３０に対する水平方向の相対移動量が大きくなり、免震装置１４の軸力保持機能が失われることを防止している。

図１及び図２に示すように、規制装置１００は、凸部１１０と規制部１２０と有している。凸部１１０は、エレベータシャフト５０の下端部５２の下面部５４に設けられ、下側に向けて突出している。なお、本実施形態の凸部１１０は、断面矩形状の鋼管（図３も参照）で構成されているが、これに限定されるものではない。また、本実施形態では、鋼管で構成された凸部１１０は、エレベータシャフト５０の下面部５４を構成する鉄骨部材５５に接合されている。

図３に示すように、規制部１２０は、下層階部３０の上面部３２に設けられている。規制部１２０は、平面視において凸部１１０の周囲を取り囲む環状で閉じた壁状の部材である。本実施形態の規制部１２０は鉄筋コンクリートで構成されており、内部には、図示していない補強鉄筋が配筋されている。なお、規制部１２０のこのような構造は、一例であって、これに限定されるものではない。

図３に示すように、環状の規制部１２０は、平面視において、外周面１２２は四角形状で、内周面１２４は八角形状になっている。なお、本実施形態では、平面視において、規制部１２０の外周面１２２は、エレベータシャフト５０の下端部５２の外壁面５３の内側に位置している。

図２に示すように、壁状の規制部１２０の上端部分と凸部１１０の下端部分とは、側面視でラップするように構成されている。よって、図１に示す上層階部４０と下層階部３０との水平方向の相対移動量が予め定めた閾値を超えると、図２及び図３に示す規制装置１００の凸部１１０の外周面１１２が規制部１２０の内周面１２４に当たる。なお、本実施形態における相対移動量の閾値とは、免震装置１４の軸力保持機能が失われない許容範囲の上限値又は上限値よりも小さい値である。

なお、この予め定める閾値は、免震装置１４の軸力保持機能が失われない許容範囲の上限値以外で設定してもよい。例えば、上層階部４０と下層階部３０とに跨った配管の水平方向の変形の許容範囲の上限値で設定してもよい。つまり、閾値は任意に設定することができる。

また、本実施形態の規制装置１００の凸部１１０の外周面１１２及び規制部１２０の内周面１２４には、それぞれゴム材で構成された板状の弾性部材１３０、１３２が接合されている。よって、詳細には、規制装置１００の凸部１１０の外周面１１２と規制部１２０の内周面１２４とは弾性部材１３０、１３２を間に挟んで（弾性部材１３０、１３２を介して）当たる構成となっている。

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

想定を超える大地震等で免震建物１０における上層階部４０と下層階部３０との水平方向の相対移動量が予め定めた閾値を超えると、規制装置１００の凸部１１０が規制部１２０に当たり、相対移動が規制される。よって、免震装置１４の軸力保持機能が失われることが防止される。

なお、本実施形態では、規制装置１００の凸部１１０の外周面１１２及び規制部１２０の内周面１２４に設けられた弾性部材１３０、１３２によって、衝突時の衝撃が吸収される。

また、本実施形態では、規制部１２０は、平面視で環状に閉じて構成され、閉断面構造になっているので、剛性が高い。よって、規制部１２０の厚さを薄くでき、この結果、規制部１２０の占有面積を更に小さくすることができる。また、上層階部４０と下層階部３０との相対移動の方向がどのような方向であっても、凸部１１０が規制部１２０に当たる。

ここで、図４は、エレベータシャフト５０の下端部５２の外壁面５３に規制部３２０を当てる第一比較例の規制装置３００を示している。また、図５は、上層階部４０の下面部４２に凸部４１０を設け、下層階部３０の上面部３２に規制部３２０を設けた第二比較例の規制装置４００を示している。

図４の第一比較の規制装置３００の場合、規制部３２０は、内周面３２２をエレベータシャフト５０の下端部５２の外壁面５３よりも、予め定めた閾値分、外側に配置する必要がある。また、規制部３２０の高さをエレベータシャフト５０の下端部５２の下面部５４よりも高くする必要がある。

これに対して、図１及び図２に示すように、本実施形態の規制装置１００は、免震層１２に突出したエレベータシャフト５０の下面部５４に凸部１１０を設けている。よって、第一比較例の規制装置３００（図４参照）よりも凸部１１０を取り囲む規制部１２０の占有面積が小さいと共に規制部１２０の高さが低い（図１と図４とを比較参照）。

また、図５の第二比較例の規制装置４００の場合、凸部４１０と規制部４２０とが上下方向でラップするために、凸部４１０及び規制部４２０（規制装置４００全体）の上下方向の高さが高くなる。

これに対して、図１及び図２に示すように、本実施形態の規制装置１００は、免震層１２に突出したエレベータシャフト５０の下面部５４に凸部１１０を設けている。よって、第二比較例の場合よりも規制装置４００（図５参照）よりも、上下方向の高さが低い。

このように、上層階部４０と下層階部３０との水平方向の相対移動量を規制する規制装置１００（図１参照）を第一比較例の規制装置３００（図４参照）及び第二変形例の規制装置４００（図５参照）よりも小型化することができる。

また、本実施形態の規制装置１００は、凸部１１０及び規制部１２０の上下方向の高さが低くなるので、凸部１１０及び規制部１２０に作用する曲げモーメントが第一比較例の規制装置３００（図４参照）及び第二変形例の規制装置４００（図５参照）よりも小さくなる。よって、凸部１１０及び規制部１２０が必要とする剛性を小さくすることができるので、凸部１１０及び規制部１２０の厚さを薄くでき、この結果、占有面積を小さくすることができる。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

また、例えば、上記実施形態では、規制装置１００の凸部１１０の外周面１１２と規制部１２０の内周面１２４とに、それぞれゴム材で構成された板状の弾性部材１３０、１３２が接合されていたが、これに限定されない。凸部１１０の外周面１１２と規制部１２０の内周面１２４とのいずれか一方に弾性部材１３０又は弾性部材１３２が接合されていてもよいし、両方共に接合されていなくでもよい。

また、例えば、上記実施形態では、規制部１２０は、環状で閉じた構造であったが、これに限定されない。例えば、図６に示す変形例の規制装置２００のように、複数（本変形例では八個）の分割規制部２２２Ａ～２２２Ｈが、凸部１１０の周りを囲むように環状に配置された規制部２２０であってもよい。

また、例えば、上記実施形態では、エレベータシャフト５０の下面部５４に凸部１１０を設け、下層階部３０の上面部３２に規制部１２０を設けたが、これに限定されない。エレベータシャフト５０の下面部５４に規制部１２０を設け、下層階部３０の上面部３２に凸部１１０を設けてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、エレベータシャフト５０が、上層階部４０から免震層１２に突出していたが、これに限定されない。エレベータシャフト５０が、下層階部３０から免震層１２に突出した構成であってもよい（例えば、図１を上下逆にしたような構成）。

そして、エレベータシャフト５０が下層階部３０から免震層１２に突出した構成の場合は、エレベータシャフト５０の上面部又は上層階部４０の下面部４２の一方に凸部１１０を設け、エレベータシャフト５０の上面部又は上層階部４０の下面部４２の他方に規制部１２０を設ければよい。

また、上記実施形態では、中間免震構造の免震建物１０に本発明を適用したが、基礎免震構造の免震建物に本発明を適用してもよい。この場合、下部構造部は免震ピットとなり、免震ピットと上部構造部（建物本体）との間の免震層にエレベータシャフトが突出する構成となる。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０免震建物
１２免震層
３０下層階部（下部構造部の一例）
３２上面部
４０上層階部（上部構造部の一例）
５０エレベータシャフト
５４下面部
１００規制装置
１１０凸部
１２０規制部
１３０弾性部材
１３２弾性部材
２００規制装置
２２０規制部

Claims

下部構造部と上部構造部との間に設けられた免震層と、
前記上部構造部から前記免震層に突出するエレベータシャフトと、
外力が作用した際に、前記上部構造部と前記下部構造部との水平方向の相対移動量を規制する規制装置と、
を備え、
前記規制装置は、
前記エレベータシャフトの下面部又は前記下部構造部の上面部の一方に設けられた凸部と、
前記エレベータシャフトの前記下面部又は前記下部構造部の前記上面部の他方に設けられ、平面視において前記凸部の周囲を取り囲み、前記相対移動量が予め定めた閾値を超えると、前記凸部が当たる規制部と、
を有している、
免震建物。
下部構造部と上部構造部との間に設けられた免震層と、
前記下部構造部から前記免震層に突出するエレベータシャフトと、
外力が作用した際に、前記上部構造部と前記下部構造部との水平方向の相対移動量を規制する規制装置と、
を備え、
前記規制装置は、
前記エレベータシャフトの上面部又は前記上部構造部の下面部の一方に設けられた凸部と、
前記エレベータシャフトの前記上面部又は前記上部構造部の前記下面部の他方に設けられ、平面視において前記凸部の周囲を取り囲み、前記相対移動量が予め定めた閾値を超えると、前記凸部が当たる規制部と、
を有している、
免震建物。
前記規制部は、平面視で閉じた環状に構成されている、
請求項１又は請求項２に記載の免震建物。
前記凸部の当接面及び前記規制部の当接面の少なくとも一方に弾性部材が設けられている、
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の免震建物。