JPH11159189A - 免震人工基礎 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の建造物からなる施設全体を、一体的に
免震化させることができて経済性に優れる免震人工基礎
を提供する。 【解決手段】 地盤１に構築された基礎版３と、この基
礎版上に配設された第１の軌道版４と、この第１の軌道
版上に配設されて上面に構築された複数の建造物１の直
接基礎となる第２の軌道版５とを備え、基礎版３の上面
に、一の方向に延在する複数本の第１のレール８を敷設
し、下面に第１のレール上を転動する多数のホイル９が
設けられた第１の軌道版４を一の方向に変位自在に載置
し、この第１の軌道版４の上面に、一の方向と直交する
他の方向に延在する複数本の第２のレール１０を敷設
し、下面に第２のレール上を転動する多数のホイル１２
が設けられた第２の軌道版５を他の方向に変位自在に載
置してなる免震人工基礎。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の建造物を一
体に支持するとともに、それ自体が免震効果を有する免
震人工基礎に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地震時に地盤から建物に伝播
しようとする振動を緩衝することにより、建物に生じる
応力や変形を大幅に低減化させる免震技術としては、一
般に当該建物の柱と基礎との間に、各々積層ゴム等の高
減衰弾性支承による免震装置や滑り支承による免震装置
を介装した工法や、さらにこれにバネ等を用いたダンパ
を組合わせた工法が広く知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の免震工法においては、一の建物の全ての柱と基礎
との間に高価な免震装置を介装する必要があるために、
多くの免震装置が必要になって費用が嵩むとともに、そ
の施工にも多大の手間を要することになる。このため、
特に大規模マンションや、総合文化施設、原子力発電所
等の多様な複数の建造物からなる施設全体を免震化させ
る際には、個々の建物毎に上述したような多くの免震装
置を介装する必要があり、よって施設全体としては多量
の免震装置と施工工期とを要することになって不経済で
あるために、その有効な対策が要望されている。

【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、複数の建造物からなる施設全体を、一体的に免震
化させることができて経済性に優れる免震人工基礎を提
供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る免震人工基礎は、地盤に構築された基礎版と、こ
の基礎版上に配設された第１の軌道版と、この第１の軌
道版上に配設されて上面に構築された複数の建造物の直
接基礎となる第２の軌道版とを備え、かつ基礎版の上面
に、一の方向に延在する複数本の第１のレールを敷設
し、この基礎版上に、下面に上記第１のレール上を転動
する多数のホイルが設けられた第１の軌道版を上記一の
方向に変位自在に載置し、この第１の軌道版の上面に、
上記一の方向と直交する他の方向に延在する複数本の第
２のレールを敷設し、当該第１の軌道版上に、下面に上
記第２のレール上を転動する多数のホイルが設けられた
第２の軌道版を上記他の方向に変位自在に載置してなる
ことを特徴とするものである。

【０００６】さらに、請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の基礎版の外周に、第１および第２の軌道版の
外縁との間にクリアランスを形成する側版を一体に立設
するとともに、この側版と第１の軌道版との間に、当該
第１の軌道版の上記一の方向への変位を吸収するダンパ
を介装し、かつ上記側版と第２の軌道版との間に、当該
第２の軌道版の上記他の方向への変位を吸収するダンパ
を介装したことを特徴とするものである。

【０００７】周知のように、レール上を転動するホイル
は、鉄道等において実績があるように、大重量荷重を支
承することが可能である。したがって、請求項１または
２に記載の免震人工基礎においては、多数の建造物の直
接基礎となる第２の軌道版を、基礎版上に第１の軌道版
を間に介して安定的に支承することができる。しかも、
レール上を転動するホイルによって、第２の軌道版を、
第１の軌道版を介して基礎版に対して互いに直交する両
方向に変位自在に設けているので、地震が発生した際に
は、第２の軌道版が地盤に対して上記両方向に円滑に相
対移動することになる。この際に、ホイルがレール上を
転動する際の動摩擦係数は極めて小さいため、小さい地
震力によっても回転を開始することになり、この結果特
定の周期を持たずに地盤からの地震波を上部に伝達しな
い、所謂絶縁免震に近い特性を得ることができる。この
ように、上記免震人工基礎によれば、地盤から第２の軌
道版に伝達しようとする地震波を効果的に緩和すること
ができるために、第２の軌道版上に構築された複数の建
造物からなる施設全体を一体的に免震化させることがで
き、極めて経済的である。

【０００８】ところで、地震は、本来往復振動であるた
めに、完全なる絶縁免震が得られれば、常に第２の軌道
版を定位置に停止させておくことが可能である。しかし
ながら、実際にはレールとホイルとの間には小さいなが
らも摩擦が生じるために、上述した往復振動に伴う往復
移動時に、第１および第２の軌道版が僅かな慣性力をも
って移動することになる。

【０００９】これに対して、請求項２に記載の発明によ
れば、基礎版の外周に一体に形成した側版と、第１およ
び第２の軌道版の外縁との間に、それぞれ第１の軌道版
および第２の軌道版の変位を吸収するダンパを介装して
いるので、上記第１および第２の軌道版に作用する慣性
力を、当該ダンパによって吸収することにより極力小さ
くすることができ、よって第２の軌道版上の建造物にお
ける振動を大幅に低減化させることができるとともに、
地震後においては、第１および第２の軌道版を速やかに
現位置に復帰させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図５は、本発明に係る免震
人工基礎の一実施形態を示すものである。図３〜図５に
示すように、この免震人工基礎は、複数（図では５棟）
の集合住宅（建造物）１群を一体に支承する基礎に適用
したものであり、地盤２に構築された基礎版３と、この
基礎版上に配設されたＹ軌道版（第１の軌道版）４と、
このＹ軌道版４上に配設されて上面に構築された集合住
宅１の直接基礎となるＸ軌道版（第２の軌道版）５とか
ら概略構成されたものである。ここで、基礎版３の外周
には、敷地境界線Ｌに沿ってＹ軌道版４およびＸ軌道版
５の外縁との間にクリアランス６を形成するように側版
７が一体に立設されている。また、基礎版３の上面に
は、図５において上下方向となるＹ方向（一の方向）
に、複数本のレール（第１のレール）８が等間隔をおい
て互いに平行に敷設されている。他方、Ｙ軌道版４の下
面には、上記レール８と係合する多数の鉄製ホイル９が
回転自在に取り付けられている。

【００１１】そして、Ｙ軌道版４は、その鉄製ホイル９
がレール８上に転動自在に載置されることにより、基礎
版３上にＹ方向へ変位自在に設けられている。また、Ｙ
軌道版４の上面には、図５において左右方向となるＸ方
向（他の方向）に、複数本のレール（第２のレール）１
０が敷設されている。他方、Ｘ軌道版５の下面には、ホ
イル軸受け梁１１が一体的に設けられており、このホイ
ル軸受け梁１１に、レール１０と係合する多数の鉄製ホ
イル１２が回転自在に取り付けられている。そして、Ｘ
軌道版５は、その鉄製ホイル１２がレール１０上に転動
自在に載置されることにより、Ｙ軌道版４上にＸ方向へ
変位自在に設けられている。このようにして、複数棟の
集合住宅を一体的に支承するＸ軌道版５は、Ｙ軌道版４
を間に介して、基礎版３に対してＸ−Ｙ両方向に変位自
在に設けられている。

【００１２】さらに、図１、図２および図５に示すよう
に、基礎版３の側版７と、Ｙ軌道版４のＹ方向に沿う２
側面４ａとの間には、多数の流体圧シリンダを用いたＹ
ダンパ１５と、バネを用いたＹバネダンパ１６とが、そ
れぞれ所定の位置にかつＹ方向と平行に介装されてい
る。また、上記側版７とＸ軌道版５のＸ方向に沿う２側
面５ａとの間には、同様のＸダンパ１７とＸバネダンパ
１８とが、ほぼ交互にかつＸ方向と平行に介装されてい
る。これにより、Ｙ軌道版４は、そのＹ方向への変位が
Ｙダンパ１５およびＹバネダンパ１６によって吸収さ
れ、他方Ｘ軌道版５は、そのＸ方向への変位がＸダンパ
１７およびＸバネダンパ１８によって吸収されるように
なっている。

【００１３】次に、以上の構成からなる免震人工基礎の
作用について説明する。地震が発生した際に、当該地震
力によって地盤２が相対的に水平方向に振動すると、Ｙ
軌道版４の鉄製ホイル９が基礎版３のレール８上を転動
することにより、当該Ｙ軌道版４が上記振動のＹ成分方
向に変位し、かつＸ軌道版５の鉄製ホイル１２がＹ軌道
版４のレール１０上を転動することにより、Ｘ軌道版５
が上記振動のＸ成分方向に変位する。この際に、Ｙおよ
びＸ軌道版４、５には、地震の往復振動に対応して往復
移動し、レール８、１０と鉄製ホイル９、１２との間の
摩擦に起因して僅かな慣性力が生じる。そして、この慣
性力は、Ｙ軌道版４と側版７との間に介装されたＹダン
パ１５およびＹバネダンパ１６、並びにＸ軌道版５と側
版７との間に介装されたＸダンパ１７およびＸバネダン
パ１８によって吸収される。

【００１４】この結果、多数の集合住宅の直接基礎とな
るＸ軌道版５は、基礎版３（地盤２）の振動方向に対応
したＸ−Ｙ両方向に相対的に変位することにより、当該
振動を相殺してほぼ定位置に保持される。なお、地震後
には、上記Ｙダンパ１５、Ｙバネダンパ１６、Ｘダンパ
１７およびＸバネダンパ１８によって、ＹおよびＸ軌道
版４、５が速やかに現位置に復帰する。

【００１５】このように、上記免震人工基礎によれば、
多数の集合住宅１の直接基礎となるＸ軌道版５を、大重
量荷重を支承し得るレール８、１０および鉄製ホイル
９、１２を用いて基礎版３上に設けているので、当該Ｘ
軌道版５を安定的に支承することができる。また、上記
レール８、１０および鉄製ホイル９、１２を用いて、Ｘ
軌道版５を、Ｙ軌道版４を介して基礎版３に対し、Ｘ−
Ｙ両方向に変位自在に設けているので、地震が発生した
時に、Ｘ軌道版５が基礎版３（地盤２）に対してＸ−Ｙ
の両方向に円滑に相対移動させることができる。

【００１６】しかも、基礎版３の外周に一体に形成した
側版７と、ＹおよびＸ軌道版４、５との間に、それぞれ
Ｙ軌道版４およびＸ軌道版５のＸ−Ｙ方向への変位を吸
収するダンパ１５〜１８を介装しているので、Ｙおよび
Ｘ軌道版４、５が相対移動する際に、鉄製ホイル９、１
２の転動時の摩擦力に起因して発生する慣性力を、極力
小さくすることができ、よってＸ軌道版５上の集合住宅
１における振動を大幅に低減化させることができる。し
たがって、上記免震人工地盤によれば、地盤２からＸ軌
道版５に伝達しようとする地震波を大幅に緩和すること
ができるために、Ｘ軌道版５上に構築された複数の集合
住宅１等からなる施設全体を一体的に免震化させること
ができ、経済性に優れる。加えて、地震後においては、
上記ダンパ１５〜１８によって、ＹおよびＸ軌道版４、
５を速やかに現位置に復帰させることができる。

【００１７】なお、上述した実施の形態においては、本
発明に係る免震人工基礎を、複数棟の集合住宅１を一体
的に支承する基礎に適用した場合についてのみ説明した
が、これに限るものではなく、総合文化施設や原子力発
電所等の形状が異なる複数の建造物からなる施設全体を
支承する基礎を一定的に免震化させる場合においても、
同様に適用することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
に記載の免震人工基礎によれば、多数の建造物の直接基
礎となる第２の軌道版を、大重量荷重を支承し得るレー
ルおよびホイルを用いて基礎版上に安定的に支承するこ
とができるとともに、レール上を転動するホイルは、摩
擦力が極めて小さいために、地震が発生した時に、第２
の軌道版を基礎版（地盤）に対して互いに直交する両方
向に円滑に相対移動させることができ、よって地盤から
第２の軌道版に伝達しようとする地震波を大幅に緩和す
ることができるために、第２の軌道版上に構築された複
数の建造物からなる施設全体を一体的に免震化させるこ
とができて経済性に優れる。

【００１９】この際に、特に請求項２に記載の発明によ
れば、第１および第２の軌道版が相対移動する際に、ホ
イルの転動時の摩擦力に起因して発生する僅かな慣性力
を当該ダンパによって吸収することにより極力小さくす
ることができ、よって第２の軌道版上の建造物における
振動を大幅に低減化させることができるとともに、地震
後に、第１および第２の軌道版を速やかに現位置に復帰
させることができるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震人工基礎の一実施形態を示す要部
の縦断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の免震人工基礎が適用されている区画の全
体形状および集合住宅等の配置を示す平面図である。

【図４】図３の縦断面図である。

【図５】図２の全体配置を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 集合住宅（建造物） ２ 地盤 ３ 基礎版 ４ Ｙ軌道版（第１の軌道版） ５ Ｘ軌道版（第２の軌道版） ６ クリアランス ７ 側版 ８ レール（第１のレール） ９、１２ 鉄製ホイル １０ レール（第２のレール） １５ Ｙダンパ １６ Ｙバネダンパ １７ Ｘダンパ １８ Ｘバネダンパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地盤に構築された基礎版と、この基礎版
   上に配設された第１の軌道版と、この第１の軌道版上に
   配設されて上面に構築された複数の建造物の直接基礎と
   なる第２の軌道版とを備えてなり、 上記基礎版の上面に、一の方向に延在する複数本の第１
   のレールを敷設し、上記基礎版上に、下面に上記第１の
   レール上を転動する多数のホイルが設けられた上記第１
   の軌道版を上記一の方向に変位自在に載置し、上記第１
   の軌道版の上面に、上記一の方向と直交する他の方向に
   延在する複数本の第２のレールを敷設し、上記第１の軌
   道版上に、下面に上記第２のレール上を転動する多数の
   ホイルが設けられた上記第２の軌道版を上記他の方向に
   変位自在に載置してなることを特徴とする免震人工基
   礎。
2. 【請求項２】 上記基礎版の外周に、上記第１および第
   ２の軌道版の外縁との間にクリアランスを形成する側版
   を一体に立設するとともに、この側版と上記第１の軌道
   版との間に、当該第１の軌道版の上記一の方向への変位
   を吸収するダンパを介装し、かつ上記側版と上記第２の
   軌道版との間に、当該第２の軌道版の上記他の方向への
   変位を吸収するダンパを介装したことを特徴とする請求
   項１に記載の免震人工基礎。