JPH0666046A - 建築物の免震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建築物に免震機能を持たせるとともに、躯体
が変位した際にもその変位の回復を容易に行うことがで
きる建築物の免震構造を提供することを目的としてい
る。 【構成】 建築物の躯体２と、この躯体２を支承する基
礎構造物体３との間に設けられ、躯体２の下端部２ａと
基礎構造物３の上端部６との間に、これらの間に充填室
１２を形成する膜体１１が配設され、充填室１２に流体
４が充填されるとともに、流体４を加圧して、躯体２の
下面２ａと基礎構造体３の上面６ａとを離間させる加圧
源９ｃが設けられ、基礎構造体３に、常態において躯体
２を拘束して基礎構造体３に対する躯体２の水平方向の
移動を阻止し、基礎構造体３が一定値以上の振幅をもっ
て振動したときに前記拘束を解くアクチュエーター５を
設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中層程度以下のオフィ
ス、病院、住宅、情報センター、精密機器工場あるいは
精密機器の倉庫など振動を嫌う建築物に好適な建築物の
免震構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、建築物の免震構造としては、躯
体と基礎構造体の間に積層ゴムを介在させて免震機能を
もたせた積層ゴム支承によるもの、躯体の下面にテフロ
ン板を貼着し、基礎構造物の上面にステンレス板を貼着
して免震機能をもたせた滑り支承によるもの、あるいは
これら積層ゴム支承と滑り支承を併用したものなどが知
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た積層ゴム支承あるいは滑り支承による免震構造には次
のような課題が存する。すなわち、積層ゴム支承の場合
には、免震効果をもたらす積層ゴム自身がばね要素であ
って固有振動数を持っているために、地震波動の振動特
性によってその応答特性が変化し、場合によっては期待
した免震効果が得られないといった問題がある。一方、
滑り支承の場合には、前記積層ゴムのような固有振動数
を持たないが、基礎構造体が地震により振動して躯体が
滑った場合には、この躯体をもとの状態にもどす際に非
常に大きな力を要する。

【０００４】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、建築物に効果的に免震機能を持たせるとともに、
躯体が変位した際にもその変位の回復を容易に行うこと
ができる建築物の免震構造を提供することを目的として
いる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
建築物の免震構造は、建築物の躯体と、この躯体を支承
する基礎構造物体との間に設けられ、前記躯体の下端部
と前記基礎構造物の上端部との間に、これらの間に充填
室を形成する膜体が配設され、該充填室に流体が充填さ
れるとともに、該流体を加圧して、前記躯体の下面と前
記基礎構造体の上面とを離間させる加圧源が設けられ、
前記基礎構造体に、常態において前記躯体を拘束して前
記基礎構造体に対する前記躯体の水平方向の移動を阻止
し、前記基礎構造体が一定値以上の振幅をもって振動し
たときに前記拘束を解くアクチュエーターを設けてなる
ことを特徴としている。

【０００６】本発明の請求項２に係る建築物の免震構造
は、請求項１記載の建築物の免震構造において、前記充
填室を形成する部材に、該充填室内の流体を外部に排出
する排出孔が形成され、該排出孔から排出される排出流
体を前記充填室に導く流路が設けられるとともに、前記
加圧源が前記流路内に前記排出流体を加圧してこれを前
記充填室側へ圧送するように介装されていることを特徴
としている。

【０００７】本発明の請求項３に係る建築物の免震構造
は、請求項１又は請求項２記載の建築物の免震構造にお
いて、前記膜体が、前記躯体の下面と前記基礎構造体上
面の前記下面に対向する部分との間に形成される空間部
を囲繞するように配設され、前記躯体の下面にテフロン
膜が貼着され、前記基礎構造体の上面にステンレス板が
貼着されていることを特徴としている。

【０００８】本発明の請求項４に係る建築構造物の免震
構造は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の建
築物の免震構造において、前記基礎構造体上面に、前記
躯体が下降して接しているときにおける該躯体の水平方
向の移動範囲を規制するストッパーが設けられているこ
とを特徴としている。

【０００９】

【作用】前記請求項１の発明によれば、前記充填室内に
充填された流体が前記加圧源により加圧され、前記躯体
が前記流体上に浮上し、前記躯体の下面と前記基礎構造
体の上面とが離間状態に保持される。また、前記アクチ
ュエーターが、常態において前記躯体を拘束して前記基
礎構造体に対する前記躯体の水平方向の移動を阻止し、
前記基礎構造体が一定値以上の振幅をもって振動したと
きに前記拘束を解いて退避する。

【００１０】前記請求項２の発明によれば、前記流体が
前記加圧源により加圧される圧力と、前記排出孔の外部
の圧力との差圧により前記躯体が流体上に浮上し、前記
躯体の下面と前記基礎構造体の上面とが離間状態に保持
される。また、前記アクチュエーターが、常態において
前記躯体を拘束して前記基礎構造体に対する前記躯体の
水平方向の移動を阻止し、前記基礎構造体が一定値以上
の振幅をもって振動したときに前記拘束を解いて退避す
る。

【００１１】前記請求項３の発明によれば、前記躯体が
前記基礎構造体上に下降した際に、前記躯体の下面に貼
着したテフロン板と前記基礎構造体の上面に貼着したス
テンレス板とが接面し、前記基礎構造体に水平方向の変
位が作用した場合に、前記躯体が基礎構造体上面を滑り
免震作用が働く。

【００１２】前記請求項４の発明によれば、前記躯体が
前記基礎構造体上に下降した際に、前記ストッパーが前
記躯体の水平方向の移動を規制する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説
明する。図１は、本発明の建築物の免震構造の第１実施
例を示したものである。図において、符号１は建築物の
免震構造、２は建築物の躯体、３は基礎構造体、４は流
体である。この場合、免震構造１は、基礎構造体３上に
建築物の柱脚（躯体）２が支承され、さらに、柱脚２を
拘束しあるいはその水平方向の移動を規制するアクチュ
エーター５…（図では２基）が、基礎構造体３上にそれ
ぞれ対向して設けられた構成とされている。

【００１４】基礎構造体３は、水平状態の基礎面３ａに
台座６（上端部）が形成された構成となっている。台座
６には、その上面６ａから内部にかけて流体４を保有す
るピット６ｂが形成されている。このピット６ｂの底に
は穴６ｃが形成され、この穴６ｃから台座６の外部に通
じて流体４が流れる第１の流路７が形成されている。こ
の第１の流路７には、流体４を保有するチャンバー７ａ
と絞り部７ｂが形成されている。また、台座６の上面に
は、ピット６ｂを囲繞して流体４の受け溝６ｄが形成さ
れている。この受け溝６ｄの底には穴６ｅが形成され、
この穴６ｅから台座６の外部に通じて流体４が流れる第
２の流路８が形成されている。さらに、台座６の外側に
は、第１の流路７と第２の流路８を連結する管路（流
路）９が設けられている。この管路９には、流路７内の
圧力を測定する圧力計９ａと、第１の流路７と管路８と
の間の流体４の導通を制御する自動開閉バルブ９ｂと、
流体４を圧送する加圧ポンプ（加圧源）９ｃが介装され
ている。そして、圧力計９ａの出力を常時自動開閉バル
ブ９ｂおよび加圧ポンプ９ｃにフィードバックさせて流
路７内の圧力が常に所定の圧力を保持するように構成さ
れている。さらに、台座６の上面６ａの外周には、後述
するフェイルセーフのためのストッパー１０が形成され
ている。ストッパー１０は、その内側の柱脚２と対向す
る部分に弾性体１０ａが取り付けられた構成となってい
る。またさらに、台座６の上面６ａの水平部分は、ステ
ンレス板６ｆが貼着されている。

【００１５】柱脚２の下端部２ａと台座６の間には、前
記受け溝６ｄの内側に位置し前記ピット６ｂを囲繞する
ようにシール材（膜体）１１がその上下端が柱脚２及び
台座６に固着されて配設されている。シール材１１は、
流体４をシールしながら、柱脚２の台座６に対する水平
移動可能にする弾性体で構成されている。このシール材
１１と、柱脚２の下面２ｂ、および前記ピット６ｂａ
は、流体の充填室１２を形成している。なお、柱脚２の
下面２ｂの水平部分は、テフロン膜２ｃが貼着されてい
る。シール材１１は流体４が充填室１２からもれずに、
台座６の変位が柱脚２に直接伝達されない構成であれば
よく、例えばその上端が柱脚２に固着され、下端が台座
６に密着するように配設された構成にしてもよい。

【００１６】前記アクチュエーター５は、柱脚２の側面
に当接し、柱脚２を拘束あるいはその水平方向の移動を
規制する支持ロッド５ａと、該支持ロッド５ａの固定・
伸縮を行うシリンダー５ｂと、このシリンダー５ｂへの
出力を行う制御部（図示せず）と、このシリンダー５ｂ
を支持する支持部材５ｃとから構成されている。

【００１７】上記構成において、加圧ポンプ９ｃを作動
させて流体４を流路７を通じて充填室１２に送り込み、
台座６の上面６ａと柱脚２の下面２ｂとを離間させる。
そして、アクチュエーター５の支持ロッド５ａを柱脚２
の側面に当接させる。

【００１８】風等による振動が作用する場合（常態）に
おいては、アクチュエーター５は、柱脚２を拘束して基
礎構造体３に対する柱脚２の水平方向の移動を阻止し、
基礎構造体３が一定値以上の振幅をもって振動したとき
には、前記制御部（図示せず）が前記拘束を解き、支持
ロッド５ａを退避させるようにシリンダー５ｂに出力信
号を出力するようになっている。なお、制御部は、地震
動が非常に大きく、台座６がシール材１１のシール性能
限界を越える振幅をもって振動するような場合には、強
制的にアクチュエーター５を作動させて柱脚２の水平方
向の移動を停止させるようにシリンダー５ｂに出力する
ようにもなっている。

【００１９】アクチュエーター５が故障した場合には、
自動開閉バルブ９ｂを開放し、流路７の圧力を下げて柱
脚２を台座６上に下降させる。この状態で地震動が作用
した場合には、前記柱脚２の下面２ａに貼着したテフロ
ン膜２ｂと台座６の上面６ａに貼着したステンレス板６
ｆとが接面して、免震効果が得られるようになってい
る。地震動が大きな場合でも、前記ストッパー１０が柱
脚２の台座６からの落下を防止するようになっている。

【００２０】以上説明したように、本実施例の免震構造
１によれば、充填室１２内に充填された流体４の圧力に
より、柱脚２の下面２ａと台座６の上面６ａとが離間状
態に保持され、前記アクチュエーター５が、常態におい
て柱脚２を拘束し、台座６に対する柱脚２の水平方向の
移動を阻止し、台座６が一定値以上の振幅をもって振動
したときには、柱脚２の拘束を解き、支持ロッド５ａを
退避させるようしたので台座６の振動が柱脚２にほとん
ど伝達されない免震機能を有した建築物を構築すること
ができる。また、柱脚２を流体４により浮上させている
ので、地震後に柱脚２が台座６に対してずれた場合にあ
っても、アクチュエーター５によりその位置を容易に回
復させることができる。

【００２１】図２は、本発明の建築物の免震構造の第２
実施例を示したものである。この場合、前記充填室１２
および管路９の構成を除いては、前記第１実施例と同様
であるので、以下の説明では、充填室１２及び管路９に
ついて説明する。なお、図中、その他の部分の符号につ
いては、上記第１実施例と同様とする。

【００２２】図に示したように、柱脚２の下端部２ａと
台座６の間には、前記受け溝６ｄの内側に位置し前記ピ
ット６ｂを囲繞するようにシール材（膜体）１１が配設
されている。このシール材１１には、流体４を受け溝６
ｄに排出する排出孔１１ａが形成されている。

【００２３】管路９には、流路７内の圧力を測定する圧
力計９ａと、流体４を圧送する加圧ポンプ（加圧源）９
ｃが介装されている。そして、流体４が加圧ポンプ９ｃ
で加圧される圧力と排出孔１１ａの外部圧力との差圧が
柱脚２が流体４上に浮上させるに足りる圧力になるよう
に、常時、加圧ポンプ９ｃで流体４を充填室１２に圧送
できるように構成されている。

【００２４】本実施例の免震構造１によれば、前記第１
実施例と同様に台座６の振動が柱脚２にほとんど伝達さ
れない免震機能を有した建築物を構築することができ
る。また、柱脚２を流体４により浮上させているので、
地震後に柱脚２が台座６に対してずれた場合にあって
も、アクチュエーター５によりその位置を容易に回復さ
せることができる。

【００２５】なお、上記第１及び第２実施例において、
フェイルセーフを考慮して、流体４の流路及び管路につ
いては、少なくとも２系統設けることが望ましい。

【００２６】次に、本発明の免震構造の構築方法につい
て説明する。まず、上記構造の台座６を有する基礎構造
体３を打設する（図３）。ここで、台座６は、予めプレ
キャスト製品として形成したものを基礎面３ａに固定し
てもよい。次に、図４に示したように台座６の上面６ａ
の所定の位置にプレキャスト製の柱脚２を設置する。こ
の設置の際に前記シール材１１を柱脚２の下端部２ａ及
び台座６の上面６ａに固着させる。また、この際に、シ
ール材１１の損傷を防ぐためにスペーサー１３を台座６
と柱脚２の間に配設しておく（図５）。そして、柱脚２
を台座６上に固定治具１４でボルト１５固定し、前記ア
クチュエーター５（図１参照）が設置されるまでの間の
柱脚２の水平方向の移動を防ぐ。この柱脚２の固定後、
アクチュエーター５を設置し、柱脚２をその側面から支
持する。そして、前記工程治具１４を取り外し、ボルト
５の穴埋め処理をした後に加圧ポンプ９ｃで流体１４を
充填室１２内に圧送して柱脚２を流体４上に浮上させて
施工を完了する（図１）。

【００２７】このように、本発明によれば、上記効果を
奏する免震構造を比較的単純な施工工程により構築する
ことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る建築物の免震構造によれ
ば、以下の効果を奏することができる。請求項１記載の
建築物の免震構造によれば、前記充填室内に充填された
流体が前記加圧源により加圧され、前記躯体が前記流体
上に浮上し、前記躯体の下面と前記基礎構造体の上面と
が離間状態に保持されるようにし、かつ、前記アクチュ
エーターが、常態において前記躯体を拘束して前記基礎
構造体に対する前記躯体の水平方向の移動を阻止し、前
記基礎構造体が一定値以上の振幅をもって振動したとき
に前記拘束を解いて退避するようにしたので、風や小規
模の地震の際には、アクチュエーターで躯体の水平移動
を規制でき、中規模あるいは大規模地震の際には、基礎
構造体の振動による変位が直接躯体に伝達されずに建築
物の躯体を安定して支承することができる。また、躯体
が変位した場合においても、前記アクチュエーターで容
易にその変位を回復させることができる。請求項２記載
の建築物の免震構造によれば、前記流体が前記加圧源に
より加圧される圧力と、前記排出孔の外部の圧力との差
圧により前記躯体が流体上に浮上し、前記躯体の下面と
前記基礎構造体の上面とが離間状態に保持されるように
し、かつ、前記アクチュエーターが、常態において前記
躯体を拘束して前記基礎構造体に対する前記躯体の水平
方向の移動を阻止し、前記基礎構造体が一定値以上の振
幅をもって振動したときに前記拘束を解いて退避するよ
うにしたので、風や小規模地震の際には、アクチュエー
ターで躯体の水平移動を規制でき、中規模あるいは大規
模地震の際には、基礎構造体の振動による変位が直接躯
体に伝達されずに建築物の躯体を安定して支承すること
ができる。また、躯体が変位した場合においても、前記
アクチュエーターで容易にその変位を回復させることが
できる。請求項３記載の建築物の免震構造によれば、前
記躯体が前記基礎構造体上に下降した際に、前記躯体の
下面に貼着したテフロン板と前記基礎構造体の上面に貼
着したステンレス板とが接面し、前記基礎構造体に水平
方向の変位が作用した場合に、前記躯体が基礎構造体上
面を滑り免震作用が働くようにしたので、上記効果に加
えて、仮に躯体が基礎構造体上にあるときに地震が発生
しても、滑り支承としての免震作用が働き、建築物の躯
体を安定して支承することができる。請求項４記載の建
築物の免震構造によれば、前記躯体が前記基礎構造体上
に下降した際に、前記ストッパーが前記躯体の水平方向
の移動を規制するようにしたので、上記効果に加えて、
躯体が基礎構造体から落下する危険を回避することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建築物の免震構造の第１実施例を示し
た要部側断面図である。

【図２】同構造の第２実施例を示した要部側断面図であ
る。

【図３】同構造の基礎構造体の上端部を示した要部側断
面図である。

【図４】同構造の基礎構造体上に柱脚を設置した状態を
示した要部側断面図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【符号の説明】

１ 免震構造 ２ 躯体 ２ａ 躯体の下面 ２ｂ テフロン膜 ３ 基礎構造体 ３ａ 基礎構造体の上面 ３ｂ ステンレス板 ４ 流体 ５ アクチュエーター ７、８、９ 流路 ９ｃ 加圧源 １０ ストッパー １１ 膜体 １１ａ 排出孔 １２ 充填室

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築物の躯体と、この躯体を支承する基
   礎構造物体との間に設けられる建築物の免震構造であっ
   て、前記躯体の下端部と前記基礎構造物の上端部との間
   に、これらの間に充填室を形成する膜体が配設され、該
   充填室に流体が充填されるとともに、該流体を加圧し
   て、前記躯体の下面と前記基礎構造体の上面とを離間さ
   せる加圧源が設けられ、前記基礎構造体に、常態におい
   て前記躯体を拘束して前記基礎構造体に対する前記躯体
   の水平方向の移動を阻止し、前記基礎構造体が一定値以
   上の振幅をもって振動したときに前記拘束を解くアクチ
   ュエーターを設けてなることを特徴とする建築物の免震
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の建築物の免震構造におい
   て、前記充填室を形成する部材に、該充填室内の流体を
   外部に排出する排出孔が形成され、該排出孔から排出さ
   れる排出流体を前記充填室に導く流路が設けられるとと
   もに、前記加圧源が前記流路内に前記排出流体を加圧し
   てこれを前記充填室側へ圧送するように介装されている
   ことを特徴とする建築物の免震構造。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の建築物の免
   震構造において、前記膜体が、前記躯体の下面と前記基
   礎構造体上面の前記下面に対向する部分との間に形成さ
   れる空間部を囲繞するように配設され、前記躯体の下面
   にテフロン膜が貼着され、前記基礎構造体の上面にステ
   ンレス板が貼着されていることを特徴とする建築物の免
   震構造。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載の建築物の免震構造において、前記基礎構造体上面
   に、前記躯体が下降して接しているときにおける該躯体
   の水平方向の移動範囲を規制するストッパーが設けられ
   ていることを特徴とする建築物の免震構造。