JPH08226251A - 建築地震動緩衝装置及び同基礎工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 建築物の基礎と土台の間に、本発明にかかる
建築地震動緩衝装置を挿入することで、地震による建物
の震動を緩衝し建物や家具等の損壊を防止する。 【構成】 伸縮ジャッキ２を装備して建築物土台２０を
結合するＵ形受け台３と、それを結合し同部を上部回転
軸として下方両側に分岐傾斜し、地震力と慣性力にて下
端が容易に狭拡する複数の板状の脚柱４と、この両下端
を貫き下部回転軸となる車輪６をつけた二本の車軸５、
さらに狭拡した車軸５と脚柱４を原位置に復元する車軸
５間に挿入した複数のバネ７、車輪６を抱え離脱防止兼
ローラーと結合する箱状の拘束ケース８、建築物基礎０
と固結する上部開口箱状で地震力によって変位し、相対
的に変位したローラー１３を原位置に復元するバネ１４
を対角線上に複数本挟み込んだ固定ケース１２と、同ケ
ース内を慣性力によって自在に滑動するローラー１３を
据え付けた建築地震動緩衝装置と同基礎工法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地震による震動と地
震力から建築物の震動と損壊を防止する建築物の地震動
緩衝装置とその基礎工法として利用する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、第１０図に示す通り地盤に固着
した堅固な基礎とそれに剛結した建築構造としていた
が、以下の点で問題がある。

【０００３】従来の技術の場合、建築物が地震に直接即
時に応答し、その震動と力を受け建築物内の家具や器物
等の損傷と建物の損壊に至っている。

【０００４】また従来の技術の場合、地震に耐える建築
物とするにはより強固な構造としなければならず、工事
費を多く要する上前提とした地震にしか耐えられない。

【０００５】その上従来の技術では、建築物が地震動に
耐え損壊しなかったとしても、家具や器物等の震動や転
倒、落下は防止することができない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、地震による
震動と力にそなえ、従来の技術が建築物の損壊を防止す
るためより建築物を強い構造としてきたことに対して、
地震による震動と力を緩衝させ、従来の強さの建築物で
も建築物や家具や器物等に損傷を生じさせないことを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、建築物の基礎
０は従来通り地盤に固着した堅固な構造とするが、地震
時に建築物の基礎０と建築物土台２０が、それぞれ独立
した変位を可能とし基礎０の変位に建築物土台２０が即
時に追随しない構造とすることで、地震による震動と力
を緩衝する建築地震動緩衝装置を、同基礎０と建築物土
台２０の間に挿入する。

【０００８】建築地震動緩衝装置の上部装置１は、建築
物土台２０を結合するＵ形受け台３と、上端に同受け台
３をボルトで結合し同部を上部回転軸とし、下方両側に
分岐傾斜し受け台３を支持すると共に、分岐両下端にも
回転軸を有する複数の長方形板状の脚柱４、及びその脚
柱４下端を貫き下部回転軸となる二本の棒状車軸５と同
車軸５の両端に四個の車輪６を嵌めて、下部装置１１か
らの地震力と受け台３からの慣性力によって、上部回転
軸を中心として同車軸５及び車輪６とその上部の脚柱４
の下端が容易に狭拡運動することで地震による鉛直震動
を緩衝するようにした。

【０００９】また同下部装置１１は、建築物基礎０と本
装置を固結する上部開口箱状の固定ケース１２に、地震
力によって変位する同ケース１２内を慣性力によって前
後左右自在に独立して滑動するローラー１３を据え付
け、同ケース１２の変位に対して同ローラー１３が即時
に追随せず地震による水平震動を緩衝するようにした。

【００１０】さらに上部装置１は、二本の車軸５間に複
数のバネ７を取り付け、狭拡運動した車軸５及び車輪６
とその上部の脚柱４を原位置に復元することで、地震動
の終息と共に地震動によって変位した建築基礎０に対し
て、建築物土台２０を相対的に原位置に復元させるよう
にした。

【００１１】同様に下部装置１１は、バネ１４を固定ケ
ース１２対角線上に複数本固定ケース１２とローラー１
３の間に挟み込み、バネ１４の両端をそれぞれ固定ケー
ス１２とローラー１３に固着し、地震動の終息と共に地
震動によって変位した同ケース１２と相対的に変位した
同ローラー１３を原位置に復元するようにした。

【００１２】

【作用】建築物は、土台２０が本装置受け台３に結合さ
れ上部装置１を経て下部装置１１のローラー１３にて建
立されている。

【００１３】地震動の発生と共に建築物基礎０は震動
し、固定ケース１２を水平、鉛直に震動させる。

【００１４】水平震動の場合には、地震力による固定ケ
ース１２の水平変位に伴いローラー１３には慣性力が生
じて、同ローラー１３を固定ケース１２と逆の方向に変
位させる力となり、固定ケース１２とローラー１３は摩
擦係数の小さい可動接触であるのでほとんど抵抗力がな
く滑動する。したがって固定ケース１２が震動で変位し
てもローラー１３はそれと同じ量だけ逆に変位するの
で、絶対的にはローラー１３は変位しないこととなり、
その上部に建立している建築物土台２０も変位しないこ
とになる。

【００１５】建築物基礎０が変位した状態で地震動が終
息しても、バネ１４が同様に変位しているわけで、同バ
ネ１４には地震力の変位によって弾性力が生じており、
固定ケース１２とローラー１３の間の摩擦抵抗力はほと
んどないので、同バネ１４の弾性力で同バネ１４が原状
に回復すると共に、固定ケース１２とローラー１３の相
対位置も原状に回復する。

【００１６】鉛直震動の場合には、地震力による固定ケ
ース１２の変位はローラー１３にそのまま伝達し同ロー
ラー１３も同様に変位する。同ローラー１３を経て上部
の拘束ケース８にも伝達し同様に変位する。

【００１７】拘束ケース８の変位は、車輪６と車軸５に
も伝達し脚柱４から上部にも地震力として働く。この地
震力は質量の大きい建築土台２０に対して慣性力を生じ
させる。この地震力と慣性力は脚柱４に集中し、同脚柱
４が傾斜していることから鉛直方向の力が水平方向の力
に変換し、変位可能な同脚柱４を狭拡運動させることに
なる。したがって拘束ケースの鉛直変位は脚柱４の狭拡
運動に変換し建築土台２０は変位しない。

【００１８】建築基礎０が変位して地震動が終息して
も、その変位は脚柱４及び車軸５、車輪６を狭拡運動し
てバネ７の変位となっており、同バネ７に弾性力を生じ
させている。同弾性力によりバネ７は復元し脚柱４は原
状に回復するので、建築基礎０と建築土台２０の相対的
位置は原位置に復元する。

【００１９】

【実施例】実施例は、阪神大震災に耐えられる構造と
し、地震の強さは、水平震度８１８ガル、鉛直震度４０
０ガル上方変位７ｃｍ、下方変位１０ｃｍ、水平変位１
８ｃｍ、加速時間０．２１秒、周期１秒とした。建築物
は建坪５０ｍ２延べ床面積１００ｍ２二階建てとする。
建築基礎０は鉄筋コンクリートで幅６ｍ長さ１０ｍ厚さ
２０ｃｍの直方体に設置する。

【００２０】荷重として建物重量は２５トン積載荷重は
６．５トン合計３１．５トン、１平方メートル当たり
０．６２９トンとする。地震力は、１平方メートル当た
り、水平方向が０．５２５トン鉛直方向が０．２５７ト
ンとする。風圧力は、１平方メートル当たり、通常最大
０．０６２トン台風時０．１８１トンとする。弾性力
は、１平方メートル当たり、水平方向が０．０６２トン
以上０．５２５トン以下、鉛直方向が０．８８６トン以
上とする。摩擦力は、固定ケース１２とローラー１３と
の摩擦抵抗を０．０００５として総摩擦抵抗力は、１平
方メートル当たり、０．０００３トンとなる。

【００２１】受け台３は、横幅１５ｃｍ縦内幅１５ｃｍ
内高さ２５ｃｍ厚さ１ｃｍの鋼板とし、内側底部に最縮
時の高さ５ｃｍ最伸時の高さ１０ｃｍになる鋼製伸縮ジ
ャッキ２を固着し、底部に軸受けを張り出し脚柱４と直
径２ｃｍのボルトを軸とする回転可能な結合とする。

【００２２】脚柱４は、幅５ｃｍ長さ３０ｃｍ厚さ１ｃ
ｍの長方形状鋼板８枚とし、上端部を受け台と回転可能
結合とし、下方向には４枚ずつ両側に開きその下端部に
車軸を貫通し回転可能に結合する。

【００２３】車軸５は、直径５ｃｍ長さ４５ｃｍとし、
直径５ｃｍ太さ０．８ｃｍ長さ８ｃｍのバネ７を牽引金
物にて１２本両軸の間に取り付ける。また車軸５の両端
には直径８ｃｍ厚さ３ｃｍの鋼製ベアリング車輪６を取
り付ける。

【００２４】拘束ケース８は、内側縦横共幅４９ｃｍ高
さ１０ｃｍ厚さ１ｃｍの鋼板とし、上底は両端に５ｃｍ
の幅で車輪の飛び出しを防止する蓋とする。下底下側に
ローラー１３を固着させる。

【００２５】固定ケース１２は、内側縦横共幅４０ｃｍ
で内高さ８ｃｍ厚さ１ｃｍの鋼板とし、建築基礎０にア
ンカーボルトで固定する。この上にローラー１３を設置
し同ローラー１３と固定ケース１２の間に直径５ｃｍ太
さ０．９ｃｍ長さ１６ｃｍのバネを固定ケース対角線上
に４本取り付ける。

【００２６】下部装置１のローラー１３の上に上部装置
１を取り付け、上部装置１の受け台３に建築物土台２０
を受け台３の伸縮ジャッキで高さ調整を行った上結合
し、建築物土台２０の据え付けを完了し建築物を建築す
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、地震の強さに対抗してより強
い地震に耐え得る強固な構造の建築物を追求するという
必要がなく、従来の建築物のままでも十分同等以上に地
震に耐えられ経済的な建築物とすることができる。

【００２８】本発明は、震度７程度までは建築物に応力
を発生させない装置であり、建築物には固有の強度があ
るのでさらに強い地震にも耐えられる。

【００２９】本発明は、いくら強固な建築物にしようと
も防止できない地震動による家具や器物の転倒や落下に
よる損壊を、より少なくする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本案建築地震動緩衝装置の設置正面側の断面図
である

【図２】本案建築地震動緩衝装置の設置側面側の断面図
である

【図３】本案建築地震動緩衝装置の設置Ａ−Ａ平面図で
ある

【図４】本案建築地震動緩衝装置の上部装置１のＢ−Ｂ
平断面図である

【図５】本案建築地震動緩衝装置の下部装置１１のＣ−
Ｃ平断面図である

【図６】本案建築地震動緩衝装置の設置正面図である

【図７】本案建築地震動緩衝装置の設置側面図である

【図８】本案建築地震動緩衝装置の使用建物正面図であ
る

【図９】本案建築地震動緩衝装置の使用建物側面図であ
る

【図１０】従来の技術である建築基礎工法の斜視図であ
る

【符号の説明】

０ 建築物基礎 １ 建築地震動緩衝装置の上部装置 ２ 伸縮ジャッキ ３ 受け台 ４ 脚柱 ５ 車軸 ６ 車輪 ７ バネ ８ 拘束ケース １１ 建築地震動緩衝装置の下部装置 １２ 固定ケース １３ ローラー １４ バネ ２０ 建築物土台

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本装置は、地震による鉛直震動を緩衝す
   る上部装置１と水平震動を緩衝する下部装置１１によっ
   て構成された建築地震動緩衝装置で、上部装置１は、建
   築物土台２０との高さを調整する伸縮ジャッキ２を内部
   に装備して建築物土台２０を結合するＵ形受け台３と、
   上端に同受け台３をボルトで結合し同部を上部回転軸と
   し、下方両側に分岐傾斜し受け台３を支持すると共に分
   岐両下端にも回転軸を有する複数の長方形板状の脚柱
   ４、及びその脚柱４下端を貫き下部回転軸となる二本の
   棒状車軸５と、同車軸５の両端に嵌めて下部装置１１か
   らの地震力と受け台３からの慣性力により上部回転軸を
   中心として同車軸５とその上部の脚柱４の下端が狭拡運
   動することを容易にさせる四個の車輪６を取り付け、さ
   らに狭拡運動した車軸５とその上部の脚柱４を原位置に
   復元するため二本の車軸５間に複数のバネ７を取り付
   け、車輪６を内部に抱え同車輪６の抜け出し防止兼下部
   装置１１との結合を図る両端が箱状の拘束ケース８とか
   らなっており、下部装置１１は、建築物基礎０と本装置
   を固結する上部開口箱状の固定ケース１２に、地震力に
   よって変位する同ケース１２内を慣性力によって前後左
   右自在に滑動するローラー１３を据え付け、同ケース１
   ２と同ローラー１３の間に同ケース１２と相対的に変位
   した同ローラー１３を原位置に復元するバネ１４を、同
   ケース１２対角線上に複数本挟み込み、バネ１４の両端
   をそれぞれ固定ケース１２とローラー１３に固着したも
   のからなっており、下部装置１１のローラー１３上部に
   上部装置１の拘束ケース８を固結した建築地震動緩衝装
   置。建築物基礎０と建築物土台２０の間に本装置を挿入
   し、地震による鉛直振動及び水平振動に対して、同基礎
   ０が同土台２０に相対して独立して一定幅まで自在に変
   位して、建築物をほとんど変位（震動）させず、また地
   震力によって発生する慣性力を建築物に働く応力として
   生じさせることなく、地震動の終息と共に同基礎０と同
   土台２０が相対的に原位置に復元する建築地震動緩衝装
   置及び同基礎工法。