JP7083525B2

JP7083525B2 - 免震構造

Info

Publication number: JP7083525B2
Application number: JP2020088791A
Authority: JP
Inventors: 一生新熊
Original assignee: Masa Labo
Current assignee: Masa Labo
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2020-05-21
Publication date: 2022-06-13
Anticipated expiration: 2040-05-21
Also published as: JP2021183764A

Description

本発明は、木造建築物における免震構造に関するものである。

従来から、建築物の免震構造として、基礎と土台の間に免震装置を設ける構成が知られている。

特開２００７－２３２０９１号公報

従来知られた免震構造は、複数の免震装置で土台より上部の構造の荷重を受けること、ならびに上部構造の一体性を確保するため、高い剛性を有する鉄骨架台等が必要となる。
しかし、剛性の高い鉄骨架台は高価であり、免震構造の普及の弊害となっているという問題がある。
また、免震装置の構成が複雑なため高価であることも、免震構造の普及の弊害となっている。

本発明は、簡易な構成で低コストな免震構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願の第１発明は、基礎と、基礎上に立設する複数の柱と、土台材とを構造材とする木造建築物の免震構造であって、柱の下部間に水平に土台材を配置する柱勝ち構造であり、柱の下端と基礎との間に設ける免震部を有する、木造建築物の免震構造を提供する。
本願の第２発明は、第１発明の木造建築物の免震構造において、免震部は、柱又は基礎のいずれか一方の構造材に設ける球面体と、他方の構造材に設ける受け部と、からなり、球面体は、一方の構造材から他方の構造材に対して突出する球面を有し、受け部は、球面体と接触する面が、球面に沿う方向に湾曲していることを特徴とする、木造建築物の免震構造を提供する。
本願の第３発明は、第２発明の木造建築物の免震構造において、前記受け部は、上面が湾曲した皿状体を基礎上に載置して構成することを特徴とする、木造建築物の免震構造を提供する。
本願の第４発明は、第２発明の木造建築物の免震構造において、前記受け部は、上面が湾曲した皿状体を基礎に埋設して構成することを特徴とする、木造建築物の免震構造を提供する。
本願の第５発明は、第２発明の木造建築物の免震構造において、前記受け部は、基礎の上面を凹陥して構成することを特徴とする、木造建築物の免震構造を提供する。
本願の第６発明は、第１発明の木造建築物の免震構造において、免震部は、すべり支承であることを特徴とする、木造建築物の免震構造を提供する。
本願の第７発明は、第１発明乃至第６発明のいずれかの木造建築物の免震構造において、一部の柱の下端と基礎との間に設ける免震部に代えて、摩擦材からなる減衰部材を設けることを特徴とする、木造建築物の免震構造を提供する。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）免震部を設ける一部の柱に建築物の荷重を集中させることで、転倒を抑制するカウンターウェイトを大きくでき、また、免震部の個数も減らせるため、安価となる。
（２）免震部は、球面体と受け部とを組み合わせた簡易な構成であり、安価である。
（３）免震部を球面体で構成することにより、上部構造の自重によって元の位置に復元されるため、別途、復元機構を設ける必要がない。
（４）皿状体を埋設又は基礎の上面を凹陥して受け部を形成し、受け部の端縁を基礎の上面と同一平面とすることにより、柱が受け部４２の範囲から外れるような振動であっても、柱下部を、平坦であり強度の高いコンクリート製の基礎で連続して支持することで、大振動時のフェールセーフとなる。

本発明の実施例１の免震構造の説明図本発明の免震部の説明図本発明の実施例１の免震構造の作用状態の説明図束に免震部を設けた状態の説明図その他実施例に係る免震部の説明図（１）その他実施例に係る免震部の説明図（２）その他実施例に係る免震部の説明図（３）その他実施例に係る免震部の説明図（４）減衰部材を設ける場合の免震構造の説明図減衰部材の説明図（１）減衰部材の説明図（２）

以下、図面を参照しながら本発明の免震構造を詳細に説明する。

［実施例１］
（１）本発明の対象となる建築物の構造
本発明の免震構造の対象となる建築物は、基礎１と、基礎１上に立設する複数の柱２を構造材として含む木造建築物である（図１）。
基礎１は一体性の確保に優れたベタ基礎が好適である。
立設した柱２の下部間には、土台材３を水平に配置して柱勝ちとし、柱２と土台材３とを強固に固定することにより、上部構造を一体とする。
土台材３上には、柱２以外の管柱５を設置してもよい。

（２）免震部４
免震部４は、基礎１と柱２との間に設けることにより、基礎１から柱２及び建築物の上部構造に伝達する振動を低減するものである。
免震部４を設ける一部の柱２に建築物の荷重を集中させることで、転倒を抑制するカウンターウェイトを大きくでき、また、免震部４の個数も減らせるため、安価となる。

（２．１）免震部４の形態
免震部４は、柱２の下端に設ける球面体４１と、基礎１に設ける受け部４２と、からなる（図２）。
球面体４１は下面を球面状としたステンレスやアルミニウム製の部材であり、中実が好ましい。また、球面体４１は上面に柱２の下端に嵌合する嵌合孔を有する。
受け部４２の上面は、球面体４１に沿う方向に湾曲した球面状である。
受け部４２は、ステンレス製の皿状体であり、基礎１上に載置して構成する。
球面体４１と受け部４２それぞれの接触面は、低摩擦係数かつ耐久性を確保することができる表面処理を行う。
免震部４は、球面体４１と受け部４２とを組み合わせた簡易な構成であり、安価である。
受け部４２の上面に球面体４１を設けた柱２を載置し、受け部４２により柱２及び球面体４１を受けることで、受け部４２の上面に沿った方向に柱２が移動可能となる。

（３）免震構造の作用
地震時には、球面体４１が受け部４２上を移動することにより、柱２及び建築物の上部構造に基礎１から伝達する振動を低減する（図３）。
立設した柱２の下部間には土台材３を配置し、柱２と土台材３とは強固に固定されている。
このため、地震時に球面体４１が受け部４２上を移動する際に、上部構造は水平状態を保持したまま、球面体４１が受け部４２の球面に沿って移動する。
受け部４２を球面状に形成することにより、振動が収まると、建築物の上部構造の自重により球面体４１が受け部４２の中央に戻ることで、上部構造も元の位置に復元される。
上部構造の自重によって元の位置に復元されるため、別途、復元機構を設ける必要がない。

［その他の実施例］
（１）束を有する場合
土台材３の下部に束３１を有する建築物の場合、基礎１と束３１との間に免震部４を設ける（図４）。
束３１を有することで建築物の荷重が分散され、免震部４を小さくすることができる。
（２）免震部４のその他の形態
実施例１では、免震部４は皿状体を基礎１上に載置して構成したが、基礎１に皿状体を埋設して構成してもよい（図５）。このとき、皿状体は、湾曲した上面の端縁が基礎１の上面と同一平面となるように構成する。
受け部４２の端縁が基礎１の上面と同一平面であるため、柱２が受け部４２の範囲から外れるような振動であっても、柱２下部を、平坦であり強度の高いコンクリート製の基礎１で連続して支持できるため、大振動時のフェールセーフとなる。

また、免震部４は、基礎１の上面を凹陥して形成してもよい（図６）。このとき、湾曲した上面を樹脂によりコーティングしたり、上面に沿ってステンレス板を配置したりしてもよい。
コンクリート製の基礎１の上面を凹陥するため、樹脂によるコーティングやステンレス板であっても基礎１のコンクリートの材料特性と合わせることで、上部構造を支持可能な強度の受け部４２となるため、皿状体に比べて安価に受け部４２を構築することができる。
そして、基礎１の上面を凹陥するため、受け部４２の端縁が基礎１の上面と同一平面となり、上述の実施例のフェールセーフの効果も有する。

さらに、免震部４は受け部４２を平面状としてもよいし、球面体４１と受け部４２に代えてすべり支承４３を用いてもよい（図７）。
受け部４２を平面状とする場合や、すべり支承を用いる場合、上部構造は水平方向に移動する。このため、別途復元機構を設ける。
復元機構としては、バネやゴム、油圧や空気圧で作動するジャッキ、磁石等、従来知られているものを用いる。

この他、免震部４は、柱２の下端に設ける球面体４１を基礎１の上面に設け、受け部４２を柱２の下端に設けてもよい（図８）。

（２）減衰部材６の設置
上記実施例は、全ての柱２の下に免震部４を設けたが、複数の免震部４のうちの一部を、減衰部材６に変更してもよい（図９）。
減衰部材６は、柱２の下端に設ける球面体６１と、基礎１の上面に設け、又は基礎１に埋設する受け部６２と、からなる（図１０）。
球面体６１は実施例１の球面体４１と同様に下面を球面状としたステンレスやアルミニウム製の部材であり、中実が好ましい。また、球面体６１は上面に柱２の下端に嵌合する嵌合孔を有する。
受け部６２は実施例１の受け部４２の上面を表面処理により摩擦係数を大きくし、又は上面に摩擦材を配置して構成する。
減衰部材６は、振動によって球面体６１が受け部６２上を移動すると、球面体６１と受け部６２間の摩擦によって振動のエネルギーを摩擦熱に変換する。このため、減衰部材６を設けることにより、早く振動を抑えることができる。
また、免震部４の形態により上部構造が水平に移動する場合には、減衰部材６は、受け部４２を平板状の摩擦材としたものや、柱２の下面と基礎１の上面にそれぞれ配置する平板状の摩擦材を組み合わせたものとする（図１１）。

１基礎
２柱
３土台材
３１束
４免震部
４１球面体
４２受け部
４３すべり支承
５管柱
６減衰部材
６１球面体
６２受け部
６３摩擦材

Claims

基礎と、基礎上に立設する複数の柱と、土台材とを構造材とする木造建築物の免震構造であって、
柱の下部間に水平に土台材を配置する柱勝ち構造であり、
柱の下端と基礎との間に設ける免震部を有する、
木造建築物の免震構造。
請求項１に記載の木造建築物の免震構造において、
免震部は、柱又は基礎のいずれか一方の構造材に設ける球面体と、他方の構造材に設ける受け部と、からなり、
球面体は、一方の構造材から他方の構造材に対して突出する球面を有し、
受け部は、球面体と接触する面が、球面に沿う方向に湾曲していることを特徴とする、
木造建築物の免震構造。
請求項２に記載の木造建築物の免震構造において、
前記受け部は、上面が湾曲した皿状体を基礎上に載置して構成することを特徴とする、
木造建築物の免震構造。
請求項２に記載の木造建築物の免震構造において、
前記受け部は、上面が湾曲した皿状体を基礎に埋設して構成することを特徴とする、
木造建築物の免震構造。
請求項２に記載の木造建築物の免震構造において、
前記受け部は、基礎の上面を凹陥して構成することを特徴とする、
木造建築物の免震構造。
請求項１に記載の木造建築物の免震構造において、
免震部は、すべり支承であることを特徴とする、
木造建築物の免震構造。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の木造建築物の免震構造において、
一部の柱の下端と基礎との間に設ける免震部に代えて、摩擦材からなる減衰部材を設けることを特徴とする、
木造建築物の免震構造。