JPH10184095A - 建物の免震装置 - Google Patents

建物の免震装置

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JPH10184095A
JPH10184095A JP34751496A JP34751496A JPH10184095A JP H10184095 A JPH10184095 A JP H10184095A JP 34751496 A JP34751496 A JP 34751496A JP 34751496 A JP34751496 A JP 34751496A JP H10184095 A JPH10184095 A JP H10184095A
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JP
Japan
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building
ground
pressure fluid
seismic
bladder
Prior art date
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Pending
Application number
JP34751496A
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English (en)
Inventor
Koji Kawasaki
宏二 川崎
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】長期に渡って免震動作の信頼性が向上し、所定
規模の地震発生時に瞬時に免震動作を開始する建物の免
震装置を提供する。 【解決手段】建物2の基礎部4が接地している地盤10
上に配設したブラダ14と、ブラダに配管16、18を
介して高圧流体を供給する高圧窒素装置22、建物の近
くの地震動を検知する地震動検知センサ26と、地震動
検知センサが検知した検出値に基づいて作動し、前記検
出値が特定値S1 に達したときに前記高圧窒素装置から
前記ブラダへの高圧流体の供給を開始させる制御弁24
とを備えた装置である。そして、高圧流体の流入により
膨張した前記ブラダは、前記建物の基礎部と前記地盤と
の間が絶縁するように建物を僅かに浮上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、建物の免震装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地震発生時の地震力が直接建物に
伝わらない構造とし、建物の揺れを極力減少して建物破
壊を防止する免震装置が種々開発されている。
【0003】この免震装置の一例として、建物の基礎部
分に天然ゴム製の積層ゴム、鉛入り積層ゴム、高減衰積
層ゴムを設置した装置が知られている。この免震装置
は、水平方向には非常に柔らかく、鉛直方向には固い性
質を有しており、常に建物の垂直荷重を受けながら、地
震時には水平方向の弾性変形によって地震動を吸収して
建物の揺れを極力減少するようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した天
然ゴム製の積層ゴム、鉛入り積層ゴム、高減衰積層ゴム
などの免震装置は、常に建物の垂直荷重を受けているの
でクリープや応力緩和といった経時劣化が生じやすく、
長期に渡って建物の垂直荷重をうけている場合には、免
震動作の信頼性の面で問題となる場合がある。
【0005】また、小規模の地震から大規模の地震時ま
で地震動を吸収する免震装置に設計すると、建物周囲の
交通機関、工場、建設現場などが発する振動により免震
装置が動作し、建物が常に水平方向に変位するおそれが
ある。
【0006】さらに、上記免震装置は、新たに構築する
建物には容易に設置することが可能であるが、既存の建
物に設置する際には、基礎地盤の根切り施工、建物のジ
ャッキアップ施工等が必要となり、施工期間、施工費用
の面で問題となる場合がある。
【0007】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、長期に渡って免震動作の信頼性が向上し、建
物周囲の外部振動等には影響されずに所定規模の地震発
生時に瞬時に免震動作を開始するとともに、既存の建物
に設置する際に施工期間の短縮化、施工費用の低減化を
図ることが可能な建物の免震装置を提供することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
建物の免震装置は、建物の基礎部が接地している地盤上
に配設した膨張可能なブラダと、前記ブラダに高圧流体
を供給する高圧流体供給装置と、前記建物の近くの地震
動を検知する地震動検知センサと、前記地震動検知セン
サが検知した検出値に基づいて作動し、前記検出値が特
定値に達したときに前記高圧流体供給装置から前記ブラ
ダへの高圧流体の供給を開始させる供給制御装置とを備
え、前記高圧流体の流入により膨張した前記ブラダは、
前記建物の基礎部と前記地盤との間が絶縁するように建
物を僅かに浮上させる。
【0009】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の建物の免震装置において、前記地震動検知センサ
を、地上の交通機関、工場、建設現場などが発する振動
を誤って検知しないように、地中深くに埋設した。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、建物の免震装置の一実施形
態について、図面に基づいて説明する。図1の符号2で
示す建物は、その基礎部が布基礎4として構築されてお
り、基礎スラブ6の下部に形成した基礎梁8が地下地盤
10に接地している。これにより、建物2の垂直荷重
を、基礎梁8を介して地下地盤10が受けている。
【0011】前記基礎梁8は、図2に示すように、基礎
スラブ6の下部に平面視格子状に延在して形成されてお
り、この基礎梁8、基礎スラブ6及び地下地盤10に囲
まれて複数の基礎空間12が画成されている。そして、
所定の基礎空間12に、本実施形態の免震装置を構成す
る5つのブラダ14がそれぞれ配設されている。
【0012】各ブラダ14は、ゴムや金属等の可撓性を
有する膜材により形成した高気密性を有する伸縮自在な
袋体であり、窒素ガスが内部に供給されることによって
それぞれ膨張するようになっている。
【0013】また、図3に示すように、基礎空間12の
地面に下部コンクリートブロック13aが設置されてい
るとともに、この下部コンクリートブロック13a上に
鋼製リング13bが載置され、この鋼製リング13b上
に上部コンクリートブロック13cが載置されている。
そして、ブラダ14は、これら上部コンクリートブロッ
ク13a、鋼製リング13b、下部コンクリートブロッ
ク13c内の空間に配置されている。ここで、下部コン
クリートブロック13aの上面、上部コンクリートブロ
ック13cの下面は、鋼板等を貼って平坦な面に形成さ
れている。
【0014】そして、窒素ガスが供給された5つのブラ
ダ14は、鋼製リング13bに水平方向の膨張が拘束さ
れて上下方向に膨張していき、上部コンクリート盤ブロ
ック13cを介して基礎スラブ6を下側から押し上げて
いき、基礎梁8の下端面が地下地盤10から離れて建物
2が僅かに浮上し、5つのブラダ14が建物2の垂直荷
重を受け持つ。
【0015】なお、各ブラダ14は、建物2が水平に浮
上するように基礎4の配置位置が設定されているととも
に、地下地盤10の地耐力、基礎スラブ6の強度を考慮
しながら各ブラダ14の外表面が最適な面積で地下地盤
10及び基礎スラブ6と接触するように、各ブラダ14
の膨張容積を設定している。
【0016】また、所定の基礎空間12に配設した5つ
のブラダ14は、図2に示すように、基礎スラブ6の下
面に沿って配設した複数のガス供給配管16と接続して
おり、各ガス供給配管16は、地上に配設したメイン配
管18の一端側に収束している。
【0017】そして、メイン配管18の他端側は、地上
20に設置した高圧窒素容器22に接続している。この
高圧窒素容器22は、各ガス供給配管16及びメイン配
管18の管内容積、5つのブラダ14が膨張するときの
内容積等を考慮して、建物2を浮上させることが可能な
容積及び圧力の窒素ガスを充填している。
【0018】また、メイン配管18の途中には制御弁2
4が介装されている。この制御弁24は、通常時には、
高圧窒素容器22と各メイン配管18との間のガス流路
を遮断しており、特定値S1 の制御信号が入力した時点
で、ガス流路を開いて各ブラダ14への窒素ガス供給を
開始するトリガー機能を備えた弁である。
【0019】さらに、建物2の直下の地盤には、地震動
検知センサ26が埋設されており、この地震動検知セン
サ26は、地震動の大きさに応じたレベルの制御信号を
制御弁24に出力する。
【0020】ここで、地震動検知センサ26は、地上2
0の交通機関、工場、建設現場などが発する振動が誤っ
て地震動として検知されないように、地震動のみを検知
する深さL1 に埋設されている。
【0021】そして、前述したように、制御弁24は、
特定値S1 の制御信号が入力した時点で窒素ガス供給を
開始するが、地震動検知センサ26は、建物2が損傷す
るおそれがある例えば大規模の地震が発生したときに、
特定値S1 を出力する。
【0022】これにより、建物2の損傷のおそれがある
大規模の地震が発生すると、その地震動を地震動検知セ
ンサ26が検知して特定値S1 の制御信号を制御弁24
に出力する。特定値S1 が入力された制御弁24はガス
流路を開くので、瞬時に、高圧窒素容器22から5つの
ブラダ14に高圧の窒素ガスが供給されていく。そし
て、窒素ガスの供給により5つのブラダ14全てが膨張
すると、図3に示すように、基礎梁8の下端面が地下地
盤10から離れて建物2が僅かに浮上する。これによ
り、膨張した各ブラダ14が、瞬時に地下地盤10と建
物2とを絶縁する絶縁層となり、せん断剛性が略零であ
る各ブラダ15が変形動作を行って地震動を吸収するの
で、建物2には地震動がほとんど伝達されない。
【0023】したがって、本実施形態は、以下に示す効
果を得ることができる。先ず、免震装置を構成している
5つのブラダ14は、地下地盤10と布基礎4との間の
基礎空間12に配設されており、平常時には建物2の垂
直荷重を受けず、所定規模(上記例では大規模)の地震
が発生したときにのみ建物2の垂直荷重を受け、クリー
プや応力緩和などの経時劣化を極力発生させない構造と
しているので、信頼性の高い免震装置を提供することが
できる。
【0024】また、制御弁24に対して地震動の大きさ
に応じたレベルの制御振動を出力する地震動検知センサ
26は、地上20の交通機関、工場、建設現場などが発
する振動を誤って検知しない深さL1 に埋設されている
ので、設定した規模の地震発生時のときだけ高精度に免
震装置を作動させることができる。また、地震動検知セ
ンサ26を深さL1 の地中深く埋設したことにより、地
震発生時から制御弁24が差動するまでの時間を充分に
確保することができる。
【0025】そして、地震動検知センサ26から特性値
1 の制御信号が入力すると同時に制御弁24がガス流
路を開き、高圧窒素容器22から各ブラダ14に窒素ガ
スの供給が開始され、瞬時に各ブラダ14が膨張して地
下地盤10と建物2とを絶縁する絶縁層を形成するの
で、高い応答性で地震動を吸収することができる。
【0026】さらに、本実施形態では、地下地盤10及
び布基礎4の間の空間にブラダ14を配設し、これらブ
ラダ14と地上に設置した高圧窒素容器22との間をメ
イン配管18及びガス供給配管16により接続するだけ
で施工作業が完了するので、既存の建物に本実施形態の
免震装置を設置する場合であっても、従来装置のように
基礎地盤の根切り施工、建物のジャッキアップ施工等が
不要となり、施工期間の短縮化、施工費用の低減化を図
ることができる。
【0027】なお、上記実施形態のガス供給配管16、
メイン配管18及び高圧窒素容器22が、請求項1記載
の高圧流体供給装置に相当し、制御弁24が請求項1記
載の供給制御装置に相当する。
【0028】また、上記実施形態では、基礎部を布基礎
4とした建物2について説明したが、本発明の要旨がこ
れに限定されるものではなく、例えば、地中に杭基礎を
埋設した建物に適用する場合には、建物基礎部の杭頭部
を切断し、それら杭間の地中地盤10上に複数のブラダ
14を配設するとともに、他の構成要素(メイン配管1
8、ガス供給配管16、高圧窒素容器22及び地震動検
知センサ26)を備えた免震装置とすることにより、同
様の作用効果を得ることができる。
【0029】また、上記実施形態では、各ブラダ14を
膨張させる手段として窒素ガスを使用したが、本発明の
要旨が限定されるものではなく、例えば、水、オイル等
からなる高圧液体であっても同様の作用効果を得ること
ができる。
【0030】さらに、上記実施形態では、高圧窒素容器
22に高圧窒素ガスを充填しているが、本発明の要旨が
これに限定されるものではなく、例えば窒化ナトリウム
などのガス発生剤を容器内に充填しておき、着火装置の
作動により瞬時に高圧の窒素ガスを発生させて供給する
装置も考えられる。
【0031】さらにまた、上記実施形態では5つのブラ
ダ14を使用したが、建物2の垂直荷重を受けて僅かに
浮上させるものであれば、その数を何ら限定するもので
はない。また、それらブラダ14の配置も、上記実施形
態に限定されるものではない。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の建
物の免震装置によると、地震動検知センサが検知した地
震動が特性値に達すると、供給制御装置の動作により高
圧流体供給装置からブラダに高圧流体が供給され、瞬時
にブラダが膨張して建物の基礎部と地盤とを絶縁する絶
縁層を形成するので、高い応答性で地震動を吸収するこ
とができる。
【0033】また、本発明の免震装置を構成するブラダ
は、建物の基礎部が接地している地盤上に配設されてお
り、平常時には建物の垂直荷重を受けず、所定規模の地
震が発生したときにのみ建物の垂直荷重を受け、クリー
プや応力緩和などの経時劣化を極力発生させない構造と
しているので、信頼性の高い免震装置を提供することが
できる。
【0034】また、建物の基礎部が接地している地盤上
にブラダを配設したことから、既存の建物に本発明の免
震装置を設置する場合には、従来装置のように基礎地盤
の根切り施工、建物のジャッキアップ施工等が不要とな
り、施工期間の短縮化、施工費用の低減化を図ることが
できる。
【0035】一方、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の建物の免震装置の効果を得ることができるととも
に、地震動検知センサを、地上の交通機関、工場、建設
現場などが発する振動を誤って検知しないように地中深
くに埋設したので、設定した規模の地震発生時のときだ
け高精度に免震装置を作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の建物の免震装置の構成を示す概略図で
ある。
【図2】建物の基礎部が接地している地盤上に配設した
複数のブラダを示す平面図である。
【図3】高圧流体の流入によってブラダが膨張したとき
に、建物の基礎部と前記地盤との間が絶縁するように建
物が僅かに浮上する状態を示した図である。
【符号の説明】
2 建物 4 べた基礎(基礎部) 6 基礎スラブ 8 基礎梁 10 地下地盤(地盤) 12 地下空間 14 ブラダ 16 ガス供給配管 18 メイン配管 22 高圧窒素容器 24 制御弁(供給制御装置) 26 地震動検知センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建物の基礎部が接地している地盤上に配
    設した膨張可能なブラダと、前記ブラダに高圧流体を供
    給する高圧流体供給装置と、前記建物の近くの地震動を
    検知する地震動検知センサと、前記地震動検知センサが
    検知した検出値に基づいて作動し、前記検出値が特定値
    に達したときに前記高圧流体供給装置から前記ブラダへ
    の高圧流体の供給を開始させる供給制御装置とを備え、 前記高圧流体の流入により膨張した前記ブラダは、前記
    建物の基礎部と前記地盤との間が絶縁するように建物を
    僅かに浮上させることを特徴とする建物の免震装置。
  2. 【請求項2】 前記地震動検知センサは、地上の交通機
    関、工場、建設現場などが発する振動を誤って検知しな
    いように、地中深くに埋設されていることを特徴とする
    請求項1記載の建物の免震装置。
JP34751496A 1996-12-26 1996-12-26 建物の免震装置 Pending JPH10184095A (ja)

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Cited By (4)

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