JPH06136990A - 免震構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 相対変形を極力抑えるとともに、コスト安で
施工することができるような免震構造物を提供する。 【構成】 複数の柱１１,１２が免震シュー１５を介し
て長さ方向に接続されるとともに、免震シュー１５は、
柱１１の上端面および柱１２の下端面に接合される１対
の台座と、該台座の間に挾持された免振部と、台座に接
合一体化された遮音材とから構成され、かつ、該免震シ
ュー１５を介して接続された柱が複数、それぞれの免震
シュー１５,１５…を水平、段違い、千鳥状あるいは間
引き状に並べた状態で、あるいはこれらの並べ方を２種
類以上組み合わせて並べた状態で、相互に並設されると
ともに、これら柱は、各柱間に横架された梁１４によっ
て互いに連結されて架構構造１０が形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大スパン超高層鉄骨構
造物などの建築構造物や土木構造物を構築するに好適な
免震構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築構造物の架構構造には、図１
３に示すようなラーメン構造が広く用いられている。こ
れは、柱１と梁２とが、各節点において剛に接合されて
なるものである。

【０００３】ところが、このようなラーメン構造に、地
震等による水平横荷重が加えられた場合には、図１３に
示したように、柱１に曲げモーメントが発生するととも
に梁２にも軸力が発生し、これら曲げモーメントおよび
軸力によって、構造物内に大きな相対変形が生じる。ま
た、この相対変形に伴って、柱１や梁２などに座屈やね
じれ等の破損が起きるという問題が生じる。

【０００４】そこで、このような相対変形を抑える目的
で提案されたものの一つに、図１４に示すような免震構
造がある。図中符号３は、地盤中に打ち込まれた杭であ
る。杭３の上部には、地上に表面が露出するようにして
コンクリート製の剛基礎４が設けられている。また、こ
の剛基礎４の上には、随所に免震シュー５,５…が設け
られ、これら免震シュー５,５…を介して、コンクリー
ト製の剛床版６が載せられて接合されている。免震シュ
ー５には、所定厚さのゴム製マットが用いられている。
剛床版６の上には、複数本の柱１,１…が立設されてい
る。そして、これらの柱１,１…は、梁２,２…により互
いに連結されて、架構構造が形成されている。

【０００５】ところで、このような免震構造に、地震等
による水平横荷重が加えられた場合には、図１４に示し
たように、柱１に曲げモーメントが発生し、これと同時
に、免震シュー５,５…に横方向のずれ変形が生じる。
このため、剛床版６が横方向へ移動し、これに伴って柱
１および梁２も横方向へ移動する。すなわち、前記水平
横荷重は、柱１に発生した曲げモーメントによって受け
られ、また免震シュー５,５…の変形によってエネルギ
ーが減衰され、したがって免震効果が発現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
免震構造によれば、先に述べた非免震構造に比べて相対
変形は小さくなるものの、剛基礎４と剛床版６を用い、
これらの間に免震シュー５,５…を介在させることか
ら、構造が複雑化して施工手間がかかるうえに、コスト
が高くつくという問題がある。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、相対変形を極力抑えるとともに、コス
ト安で施工することができるような免震構造物を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の免震構造物で
は、複数の柱を免震シューを介して長さ方向に接続する
とともに、免震シューを、柱の上端面および柱の下端面
に接合される１対の台座と、該台座の間に挾持された免
震部と、台座に接合一体化された遮音材とから構成し、
かつ、該免震シューを介して接続された柱を複数、それ
ぞれの免震シューを水平、段違い、千鳥状あるいは間引
き状に並べた状態で、あるいはこれらの並べ方を２種類
以上組み合わせて並べた状態で、相互に平行に並設する
とともに、これら柱を、各柱間に横架された梁によって
互いに連結して架構構造を形成することによって、前記
課題を解決するようにした。

【０００９】

【作用】本発明の免震構造物によれば、地震等による水
平横荷重が加えられた場合には、柱に曲げモーメントが
発生し、これと同時に、免震シューに横方向のずれ変形
が生じて、柱が横方向に移動する。すなわち、前記水平
横荷重は、柱に発生した曲げモーメントによって受けら
れ、また免震シューの変形によってエネルギーが減衰さ
れ、したがって免震効果が発現される。この時、地震が
よほど大規模なものでない限り、各柱は同様の動きによ
って横方向へ移動するので、構造物内部に発生する相対
変形は極力小さく抑えられる。また、柱と柱の接続部に
直接免震シューが取り付けられているので、従来のよう
な剛基礎および剛床版の施工を省略して、コストの低減
化を図ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の免震構造物の
一実施例について説明する。

【００１１】図１および図２は、高層鉄骨構造物に適応
された免震構造物の架構構造を示すもので、それぞれ正
面図および横断面図である。

【００１２】図中符号１１は、地盤Ｇ中に打ち込まれて
基礎を作る柱、符号１２,１３は、地上に露出して構造
物の骨格を成す柱を示しており、柱１１と柱１２と柱１
３とは、それぞれの間に免震シュー１５,１５…を介し
て、長さ方向に接続されている。互いに隣接する柱１
１,１１間、および柱１２,１２間は、それぞれ梁１４，
１４…によって連結され、多層格子状の架構構造１０が
形成されている。

【００１３】免震シュー１５は、図３ないし図５に示す
ような構造を有している。すなわち具体的には、概略、
柱１１の上端面に接合される台座１６と、柱１２の下端
面に接合される台座１６と、これら１対の台座１６，１
６の間に挾持された免震部１７と、各台座１６,１６に
接合一体化された遮音材１８,１８とから構成されてい
る。

【００１４】台座１６は、鋼製円板状のプレート１６a,
１６bが２枚重ね合わせられたもので、その間には遮音
材１８が挾み込まれて一体化されている。この台座１６
の周縁部には、遮音材１８および外側プレート１６aを
貫通した状態で、所定間隔毎にスタッドボルト１９,１
９…が取り付けられている。このスタッドボルト１９
は、柱１１,１２の端面に接合するためのもので、先端
を外側プレート１６aから外方へ突出した状態で、内側
プレート１６bに固定されている。外側プレート１６a
は、柱１１の上端面あるいは柱１２の下端面に接合され
るもので、柱１１,１２間の間隔等に応じて、前記スタ
ッドボルト１９に沿って移動させることにより、若干の
レベル調整が可能とされている。

【００１５】遮音材１８は、前記台座１６,１６とほぼ
同径の円板状のグラスウールにより構成されている。グ
ラスウールの他にも、固体音を遮断することのできるも
のであれば、他の材質が用いられて構わない。

【００１６】免震部１７は、弾性ゴム体１７aと鉄板等
のスチールプレート１７bが複数層、交互に積層されて
なる構成を有し、最も外側の弾性ゴム体１７a,１７aの
外面が前記台座１６,１６の内面に接合されている。こ
の免震部１７の外形は、図５に示すように、四方に突出
部を有する略星型形状とされている。また、この星型の
突出部には、それぞれ、鋼製ロッド２０がこの免震部１
７を貫通して取り付けられ、その両端部を前記台座１
６,１６の内側プレート１６b,１６bに固定して設けられ
ている。これら鋼製ロッド２０は、免震部１７に水平横
荷重が加えられた際に、引っ張りやねじれを防止するた
めのものである。なお、この免震部１７は、水平横荷重
によって横方向へのずれ変形が可能な構成のものであれ
ば、前記のような弾性ゴム体１７aとスチールプレート
１７bの積層一体化構造物以外のものが用いられてもよ
い。具体的には例えば、所定厚さの単なるゴム製マット
や、コンクリートや鉄板などの表面にアスファルト層を
設けたものなどが用いられてもよい。

【００１７】一方、このようにして構成されてなる免震
シュー１５を介して接続される柱１１,１２には、図３
に示すような高周波しぼり込み充填鋼管柱が用いられて
いる。この柱１１,１２は、概略、円管形状を有し、そ
の両端部が、先端に向けて漸次縮径するように形成され
たものである。そして、上端部および下端部には、それ
ぞれ、円板状の接合プレート２１,２２が設けられてい
る。この接合プレート２１,２２は、前記免震シュー１
５の台座１６の外側プレート１６aが接合されるもの
で、その周縁部には、該外側プレート１６aより突出し
たスタッドボルト１９,１９…に相当する位置に、それ
ぞれ該スタッドボルト１９,１９…が挿通可能な孔が設
けられている。そして、これらスタッドボルト１９,１
９…をそれぞれ該孔に挿通し、接合プレート２１,２２
の内面上でナット２３,２３…で締めることにより、柱
１１,１２と免震シュー１５とは、互いに接合されるよ
うに構成されている。

【００１８】このような免震シュー１５を介して柱１１
の上端面と柱１２の下端面とを接続する方式は、前記地
盤Ｇ中に打ち込まれた柱１１と地上部分の柱１２との接
続にも、あるいは柱１２と柱１３との接続にも採用され
ている。

【００１９】また、こうして長さ方向に長く接続された
柱が、複数本現場に構築され、これら柱は、梁１４,１
４…によって水平に横架されて、図１および図２に示し
たような多層格子状の架構構造１０が構成されている。

【００２０】この例では、複数本の柱が、それぞれの免
震シュー１５,１５…を水平に並べた状態で、互いに平
行に構築された構成を有しているが、これ以外にも例え
ば、図６ないし図１０に示したような構成を採ることも
できる。図６ないし図８は、それぞれ、免震シュー１
５,１５…を段違いに並べた状態、千鳥状に並べた状
態、間引き状に並べた状態で、各柱が構築された例を示
している。また、これ以外にも、前記のような免震シュ
ー１５,１５…の並べ方を、２種類以上適当に組み合わ
せて並べた状態で、各柱を構築する方法が採用されても
よい。図９は、免震シュー１５,１５…を、段違いと間
引きとを組み合わせ、両者を交互に繰り返して並べた例
を示し、また、図１０は、免震シュー１５,１５…を、
千鳥状と間引きとを組み合わせ、両者を交互に繰り返し
て並べた例を示すものである。

【００２１】次に、図１１を参照して、他の実施例につ
いて説明する。前記実施例では、地盤Ｇ中に打ち込まれ
た柱１１と地上部分の柱１２の接続、また柱１２と柱１
３の接続、ともに同じ構成としたのに対し、この例で
は、地盤Ｇ中に打ち込まれた柱１１と地上部分の柱１２
の接続を図１１に示すような構成としたことで、両者は
相異している。

【００２２】具体的には、地盤Ｇ中には杭２５が打ち込
まれ、これら杭２５の上部には、コンクリート製の剛床
版２６が設けられている。そして、この剛床版２６の上
面に、鋼製の接続具２７が固定され、この接続具２７を
介して、地上部分の柱１２が構築されている。接続具２
７は、上方に向けて漸次縮径する円管状のもので、下端
部には円板状の固定プレート２７aが設けられている。
この固定プレート２７aを前記剛床版２６の上面に接合
してボルト２８止めすることにより、この接続具２７は
剛床版２６に固定されている。また、接続具２７の上端
部には、円板状の接続プレート２７bが設けられてい
る。接続プレート２７bの周縁部には、所定位置に孔が
設けられており、この接続プレート２７bに前記免震シ
ュー１５の台座１６の外側プレート１６aを接合し、前
記スタッドボルト１９を該孔に挿通してナット２３締め
することで、この接続具２７と免震シュー１５とが接続
されている。免震シュー１５の上には、前記実施例と同
様にして、柱１２が接続されている。

【００２３】またあるいは、前記構成の接続具２７の他
に、上から下まで同径の円管状を有してなる接続具を用
いることもできる。

【００２４】このように、本発明の免震構造物にあって
は、地震等による水平横荷重が加えられた場合、図１２
に示すように、柱１２,１３に曲げモーメントが発生
し、これと同時に、免震シュー１５に横方向のずれ変形
が生じて、柱１２,１３が横方向に移動する。すなわ
ち、前記水平横荷重は、柱１２,１３に発生した曲げモ
ーメントによって受けられる。また、免震シュー１５が
変形することによってエネルギーの一部が吸収され、こ
れによってエネルギー減衰が行なわれる。これらの作用
によって、この免震構造物の免震効果が発現される。

【００２５】この時、よほど大規模な地震でない限り、
各柱１２,１３は同じ様な動きによって横方向へ移動す
るので、構造物内部に発生する相対変形は極力小さく抑
えることができる。たとえ相対変形が生じたとしても、
柱１２,１３や梁１４等の各部材に剛性があるために、
その大きさは、許容応力度の範囲内に収まる程度に小さ
いものとすることができる。したがって、柱１２,１３
や梁１４に座屈やねじれ等の破損が生じることがなく、
十分な免震効果を発現し得る。

【００２６】また、柱１１と柱１２、および柱１２と柱
１３の接続部に直接免震シュー１５が取り付けられてい
るので、従来のような剛基礎および剛床版の施工を省略
して、現場施工の簡易化およびコストの低減化を図るこ
とができる。

【００２７】また、この免震シュー１５には、台座１６
に一体化された遮音材１８が設けられているので、構造
物内で生じた固体音は、この免震シュー１５の遮音材１
８によって、上層階あるいは下層階への伝導が遮断され
る。したがって、この免震構造物は、静穏を保った快適
な構造物内空間を提供することができる。

【００２８】なお、本発明の免震構造物は、前記実施例
の構成に限られず、各部材の形状や材質等、具体的構成
要件は、実施にあたり適宜変更可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の免震構造
物によれば、地震等による水平横荷重が加えられた場合
には、柱に曲げモーメントが発生し、これと同時に、免
震シューに横方向のずれ変形が生じて、柱が横方向に移
動する。すなわち、前記水平横荷重は、柱に発生した曲
げモーメントによって受けられ、また免震シューの変形
によってエネルギーが減衰され、したがって免震効果が
発現される。この時、地震がよほど大規模なものでない
限り、各柱は同様の動きによって横方向へ移動するの
で、構造物内部に発生する相対変形を極力小さく(許容
応力度の範囲内に)抑えることができる。また、柱と柱
の接続部に直接免震シューが取り付けられているので、
従来のような剛基礎および剛床版の施工を省略して、施
工の簡易化およびコストの低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震構造物の架構構造の一実施例を示
す側面図である。

【図２】図１におけるII−II断面図である。

【図３】免震シューを介しての柱の接続構造を示す側面
図である。

【図４】免震シューの構成を示す側面図である。

【図５】免震シューの構成を示す平面図である。

【図６】免震構造物の架構構造の他の例を示すもので、
各柱が、それぞれの免震シューを段違いに並べた状態で
構築された状態を示す側面図である。

【図７】免震構造物の架構構造の他の例を示すもので、
各柱が、それぞれの免震シューを千鳥状に並べた状態で
構築された状態を示す側面図である。

【図８】免震構造物の架構構造の他の例を示すもので、
各柱が、それぞれの免震シューを間引き状に並べた状態
で構築された状態を示す側面図である。

【図９】免震構造物の架構構造の他の例を示すもので、
各柱が、それぞれの免震シューを段違いと間引きとを組
み合わせた並べ方で並べた状態で、構築された状態を示
す側面図である。

【図１０】免震構造物の架構構造の他の例を示すもの
で、各柱が、それぞれの免震シューを千鳥状と間引きと
を組み合わせた並べ方で並べた状態で、構築された状態
を示す側面図である。

【図１１】柱の接続構造の他の例を示す側面図である。

【図１２】本発明の免震構造物に水平横荷重が加えられ
た状態を示す側面図である。

【図１３】従来の非免震構造物に水平横荷重が加えられ
た状態を示す側面図である。

【図１４】従来の免震構造物に水平横荷重が加えられた
状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１０ 架構構造(免震構造物の架構構造) １１ 柱 １２ 柱 １３ 柱 １４ 梁 １５ 免震シュー １６ 台座 １７ 免震部 １８ 遮音材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の柱が免震シューを介して長さ方向
   に接続されるとともに、免震シューは、柱の上端面およ
   び柱の下端面に接合される１対の台座と、該台座の間に
   挾持された免震部と、台座に接合一体化された遮音材と
   から構成されてなり、かつ、該免震シューを介して接続
   された柱が複数、それぞれの免震シューを水平、段違
   い、千鳥状あるいは間引き状に並べた状態で、あるいは
   これらの並べ方を２種類以上組み合わせて並べた状態
   で、相互に平行に並設されるとともに、これら柱は、各
   柱間に横架された梁によって互いに連結されて架構構造
   が形成されてなることを特徴とする免震構造物。