(57)【要約】【課題】地震の際のストロークが大きい減衰装置を備えた制震構造物を提供する。【解決手段】制震構造物は、内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、空間を覆うよう下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、空間において上下方向に延びる芯棒であって、建物の上側部分に連結された上端と、基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、建物の下側部分の側面に対して連結された一端と、芯棒の側面に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、芯棒の下端と基礎との間に位置する免震ゴムと、を備える。【選択図】図１
2020037804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、前記空間を覆うよう前記下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、
前記空間において上下方向に延びる芯棒であって、前記建物の前記上側部分に連結された上端と、前記基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、
前記建物の前記下側部分に対して連結された一端と、前記芯棒に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、
前記芯棒の前記下端と前記基礎との間に位置する免震ゴムと、
を備える、制震構造物。
【請求項２】
前記芯棒の高さが、１５ｍ以上６０ｍ以下である、請求項１に記載の制震構造物。
【請求項３】
前記芯棒の高さが、前記建物の高さの１／６以上１／２以下である、請求項１又は２に記載の制震構造物。
【請求項４】
前記芯棒の前記上端から前記減衰装置までの上下方向における最大距離が、前記芯棒の高さの６／１０以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項５】
前記建物の前記下側部分の側面と前記芯棒の側面との間に複数の前記減衰装置が上下方向に並んでいる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項６】
前記減衰装置の数が、前記免震ゴムの数よりも多い、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項７】
前記減衰装置のリリーフ減衰力に前記減衰装置の数を掛けた値が、前記免震ゴムの復元力に前記免震ゴムの数を掛けた値よりも大きい、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項８】
前記免震ゴムは、水平方向において前記芯棒を元の位置に戻すための復元機能と、水平方向における前記芯棒の揺れを減衰させるための減衰機能と、を備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項９】
前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、前記積層ゴムに封入され、前記上側フランジから前記下側フランジまで延び、前記減衰機能を備える金属プラグと、を有する、請求項８に記載の制震構造物。
【請求項１０】
前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能及び前記減衰機能を備える積層ゴムを有する、請求項８に記載の制震構造物。
【請求項１１】
前記免震ゴムは、すべり板と、前記すべり板上に位置するすべり材と、すべり材よりも上方に位置する上側フランジと、前記上側フランジと前記すべり材との間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、を有し、
水平方向において前記免震ゴムに加わる力が所定の閾値を超えると、前記すべり材が前記積層ゴム、前記上側フランジ及び前記芯棒とともに前記すべり板に対して変位し、前記減衰機能が呈される、請求項８に記載の制震構造物。
【請求項１２】
前記建物の前記上側部分に設けられたすじかいと、すじかいに対して固定された上側減衰装置と、を更に備える、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の制震構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰装置を用いて建物の揺れのエネルギーを吸収する制震構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されているように、ダンパーなどの減衰装置を用いて建物の揺れのエネルギーを吸収する制震構造物が知られている。特許文献１に開示されている例においては、建物の各階にダンパーが配置されている。ダンパーの一端は、各階の上方の梁に連結されたＶ字状のブレース（すじかい）に固定され、ダンパーの他端は、下方の梁に連結された固定ブロックに固定されている。
【０００３】
水平方向における建物の揺れ量は、建物の上の階ほど大きい。例えば、上方の梁の水平方向の揺れ量は、下方の梁の水平方向の揺れ量よりも大きい。特許文献１に開示されている例において、ダンパーは、上方の梁の水平方向の揺れ量と下方の梁の水平方向の揺れ量の差の分だけ伸縮する。この場合、ダンパーのストロークは、建物の階高に比例し、例えば３〜４ｃｍ程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、地震の際の減衰装置のストロークを増加させることにより、１つの減衰装置が吸収できる建物の揺れのエネルギーを増加させることができる制震構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、前記空間を覆うよう前記下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、前記空間において上下方向に延びる芯棒であって、前記建物の前記上側部分に連結された上端と、前記基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、前記建物の前記下側部分に対して連結された一端と、前記芯棒に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、前記芯棒の前記下端と前記基礎との間に位置する免震ゴムと、を備える、制震構造物である。
【０００７】
本発明による制震構造物において、前記芯棒の高さが、１５ｍ以上６０ｍ以下であってもよい。
【０００８】
本発明による制震構造物において、前記芯棒の高さが、前記建物の高さの１／６以上１／２以下であってもよい。
【０００９】
本発明による制震構造物において、前記芯棒の前記上端から前記減衰装置までの上下方向における最大距離が、前記芯棒の高さの６／１０以上であってもよい。
【００１０】
本発明による制震構造物において、前記建物の前記下側部分の側面と前記芯棒の側面との間に複数の前記減衰装置が上下方向に並んでいてもよい。
【００１１】
本発明による制震構造物において、前記減衰装置の数が、前記免震ゴムの数よりも多くてもよい。
【００１２】
本発明による制震構造物において、前記減衰装置のリリーフ減衰力に前記減衰装置の数を掛けた値が、前記免震ゴムの復元力に前記免震ゴムの数を掛けた値よりも大きくてもよい。
【００１３】
本発明による制震構造物において、前記免震ゴムは、水平方向において前記芯棒を元の位置に戻すための復元機能と、水平方向における前記芯棒の揺れを減衰させるための減衰機能と、を備えていてもよい。この場合、前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、前記積層ゴムに封入され、前記上側フランジから前記下側フランジまで延び、前記減衰機能を備える金属プラグと、を有していてもよい。若しくは、前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能及び前記減衰機能を備える積層ゴムを有していてもよい。若しくは、前記免震ゴムは、すべり板と、前記すべり板上に位置するすべり材と、すべり材よりも上方に位置する上側フランジと、前記上側フランジと前記すべり材との間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、を有し、水平方向において前記免震ゴムに加わる力が所定の閾値を超えると、前記すべり材が前記積層ゴム、前記上側フランジ及び前記芯棒とともに前記すべり板に対して変位し、前記減衰機能が呈されてもよい。
【００１４】
本発明による制震構造物は、前記建物の前記上側部分に設けられたすじかいと、すじかいに対して連結された上側減衰装置と、を更に備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、地震の際の減衰装置のストロークを増加させることにより、１つの減衰装置が吸収できる建物の揺れのエネルギーを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による制震構造物を示す図である。
【図２】制震構造物の減衰装置及びその周囲の構成要素を拡大して示す図。
【図３Ａ】制震構造物の免震ゴムの一例を示す縦断面図。
【図３Ｂ】制震構造物の免震ゴムの一例を示す縦断面図。
【図３Ｃ】制震構造物の免震ゴムの一例を示す縦断面図。
【図４】図１の制震構造物のＡ−Ａ’線断面図の一例を示す図。
【図５】図１の制震構造物のＡ−Ａ’線断面図のその他の例を示す図。
【図６】制震構造物の建物が揺れる様子を示す図。
【図７】制震構造物の建物が揺れる様子を示す図。
【図８】本発明の実施の形態の一変形例による制震構造物を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１乃至図７を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから適宜変更し誇張してある。
【００１８】
制震構造物
図１は、本実施の形態による制震構造物１を示す図である。制震構造物１は、建物１０、芯棒２０、減衰装置３０及び免震ゴム４０を備える。
【００１９】
（建物）
図１に示すように、建物１０は、基礎２の上に位置する下側部分１１と、下側部分１１の上に位置する上側部分１２と、を含む。下側部分１１の内側には空間１３が形成されている。上側部分１２は、下側部分１１の内側の空間１３を上方から覆うよう上側部分１２の上に設けられている。
【００２０】
下側部分１１及び上側部分１２は、上下方向に延びる複数の柱１４と、柱１４に連結され、水平方向に延びる複数の梁１５と、を有する。柱１４及び梁１５としては、鉄骨、鉄筋コンクリートなど公知の構造体を用いることができる。
【００２１】
（芯棒）
芯棒２０は、建物１０の下側部分１１の内部の空間１３において上下方向に延びている。芯棒２０は、建物１０の上側部分１２に下方から連結された上端２１と、基礎２よりも上方に位置する下端２２と、を有する。芯棒２０の上端２１は、例えば、建物１０の上側部分１２のうち最も下方に位置する梁１５に固定されている。芯棒２０の下端２２は、免震ゴム４０に固定されている。
【００２２】
芯棒２０は、上下方向に延びる複数の柱２４と、柱２４に連結され、水平方向に延びる複数の梁２５と、を有する。柱２４及び梁２５としては、鉄骨、鉄筋コンクリートなど公知の構造体を用いることができる。例えば、芯棒２０は、鉄筋コンクリートを含むコアウォールである。
【００２３】
芯棒２０は、建物１０よりも高い剛性を有するよう構成されている。このため、地震の際に芯棒２０に生じる変形は、建物１０に生じる変形よりも小さい。
【００２４】
上述のように、芯棒２０の上端２１は、建物１０の上側部分１２に連結されている。このため、地震によって建物１０が、建物１０に生じる変形に起因して水平方向において揺れる際、芯棒２０にも、上側部分１２に連結されている上端２１を介して水平方向の力が加わる。芯棒２０の剛性は建物１０の剛性よりも高いので、水平方向において芯棒２０に加わる力は、芯棒２０を変形させるための力ではなく、水平方向において芯棒２０の位置を変化させるための力として主に作用する。この際、免震ゴム４０は、水平方向において芯棒２０を元の位置に戻すための復元機能を呈する。
【００２５】
（減衰装置）
減衰装置３０は、例えば、オイルダンパーなどのダンパーである。図２は、減衰装置３０及びその周囲の構成要素を拡大して示す図である。図２に示すように、減衰装置３０は、建物１０の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間において水平方向に延びている。減衰装置３０は、下側部分１１の側面１１１に対して固定された一端３１と、芯棒２０の側面２３に対して固定された他端３２と、を有する。
【００２６】
地震によって下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔Ｄ１が変化すると、減衰装置３０が伸縮するので、建物１０の揺れのエネルギーが減衰装置３０によって吸収される。
【００２７】
地震の際に減衰装置３０が吸収するエネルギーは、減衰装置３０のストロークが長いほど大きくなる。減衰装置３０のストロークは、減衰装置３０が設けられている位置における、下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔Ｄ２の変化量に比例する。従って、減衰装置３０に効率的に建物１０の揺れのエネルギーを吸収させるためには、間隔Ｄ１の変化量が大きいことが好ましい。
【００２８】
上述のように、芯棒２０は地震の際、上端２１を介して上側部分１２から受ける力に基づいて、水平方向において変位する。この場合、建物１０に対する芯棒２０の水平方向における変位量は、芯棒２０の下端２２において最大になる。このため、下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔Ｄ１の、地震の際の変化量も、芯棒２０の下端２２において最大になる。従って、好ましくは、減衰装置３０は、芯棒２０の下端２２の近傍に設けられる。これによって、地震の際の減衰装置３０のストロークを長くし、減衰装置３０により多くのエネルギーを吸収させることができる。
【００２９】
以下、上下方向における減衰装置３０の位置について詳細に説明する。図１において、符号Ｈ１は、芯棒２０の高さを表し、符号Ｈ２は、芯棒２０の上端２１から減衰装置３０までの上下方向における最大距離を表す。最大距離Ｈ２は、（６／１０）×Ｈ１以上であることが好ましく、（７／１０）×Ｈ１以上であることが好ましく、（８／１０）×Ｈ１以上であることが更に好ましい。
【００３０】
なお、図１に示すように、建物１０の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間に複数の減衰装置３０が上下方向に並んでいてもよい。この場合、芯棒２０の上端２１から最も上方に位置する減衰装置３０までの上下方向における距離Ｈ３は、０．５×Ｈ１以上であることが好ましい。
【００３１】
芯棒２０の揺れ量は、芯棒２０の高さＨ１が大きくなるほど増加する。従って、地震の際の減衰装置３０のストロークを長くするためには、芯棒２０の高さＨ１を大きくすることも有効である。芯棒２０の高さＨ１は、１５ｍ以上であることが好ましく、２０ｍ以上であることがより好ましく、２５ｍ以上であることが更に好ましい。また、建物１０全体の高さをＨ４とする場合、芯棒２０の高さＨ１は、Ｈ４（１／６）×Ｈ４以上であることが好ましく、（１／５）×Ｈ４以上であることがより好ましく、（１／４）×Ｈ４以上であることが更に好ましい。
【００３２】
一方、芯棒２０の高さＨ１が大きくなるほど、建物１０の下側部分１１の高さも大きくなる。下側部分１１の面積は上側部分１２の面積よりも小さいので、下側部分１１の剛性も、上側部分１２の剛性よりも低い。このため、芯棒２０の高さＨ１が大きくなり過ぎ、これによって下側部分１１の高さが大きくなり過ぎると、下側部分１１の耐久性が不足してしまう。この点を考慮すると、芯棒２０の高さＨ１は、６０ｍ以上であることが好ましく、５０ｍ以上であることがより好ましく、４０ｍ以上であることが更に好ましい。また、芯棒２０の高さＨ１は、（１／２）×Ｈ４以下であることが好ましい。
【００３３】
下側部分１１と芯棒２０との間には、地震の際に芯棒２０が下側部分１１に衝突することを防ぐための隙間が形成されている。図２に示すように、隙間Ｄ２は、水平方向における減衰装置３０の寸法よりも小さくてもよい。隙間Ｄ２は、例えば１０ｃｍ以上８０ｃｍ以下であり、２０ｃｍ以上６０ｃｍ以下であってもよい。
【００３４】
（免震ゴム）
次に、免震ゴム４０について説明する。免震ゴム４０は、図１に示すように、芯棒２０の下端２２と基礎２との間に位置している。免震ゴム４０は、水平方向において芯棒２０を元の位置に戻すための復元機能を備える。図３Ａは、免震ゴム４０の一例を示す縦断面図である。
【００３５】
図３Ａに示す免震ゴム４０は、上側フランジ４１及び下側フランジ４２と、上側フランジ４１と下側フランジ４２との間に位置する積層ゴム４３と、を少なくとも有する。上側フランジ４１は芯棒２０の下端２２に対して固定されており、下側フランジ４２は基礎２に対して固定されている。このような免震ゴム４０の積層ゴム４３は、水平方向において芯棒２０が変位する際、芯棒２０を元の位置に戻すための復元機能を呈することができる。免震ゴム４０を設けることにより、芯棒２０が過剰に変位して芯棒２０が建物１０の下側部分１１に衝突してしまうことを抑制することができる。また、上側部分１２と基礎２との間で芯棒２０と免震ゴム４０とが直列に接続されているので、上側部分１２から芯棒２０に加えられる力を、免震ゴム４０の復元力により制御することができる。これにより、芯棒２０に過剰に大きな力が加わることを防ぐことができる。また、芯棒２０が耐えなくてはならない力の上限値を緩和することができる。
【００３６】
好ましくは、免震ゴム４０は、水平方向における芯棒２０の揺れを減衰させるための減衰機能を更に備える。例えば図３Ａに示すように、免震ゴム４０は、積層ゴム４３に封入され、上側フランジ４１から下側フランジ４２まで延びる金属プラグ４４を更に有していてもよい。金属プラグ４４は、例えば、鉛を含む鉛プラグである。金属プラグ４４は、地震の際に変形することによって減衰機能を呈することができる。このため、減衰装置３０だけでなく免震ゴム４０も、建物１０の揺れのエネルギーを吸収することに寄与し得る。
【００３７】
なお、復元機能及び減衰機能を備える免震ゴム４０の構成が、図３Ａに示す構成に限られることはない。例えば図３Ｂに示すように、免震ゴム４０は、上側フランジ４１、下側フランジ４２及び積層ゴム４３は有するが、金属プラグ４４は有していなくてもよい。この場合であっても、積層ゴム４３を構成するゴムとして高い減衰性を有するものを用いることにより、積層ゴム４３が復元機能及び減衰機能の両方を呈することができる。
【００３８】
また、図３Ｃに示すように、免震ゴム４０は、すべり板４６と、すべり板４６上に位置するすべり材４５と、すべり材４５よりも上方に位置する上側フランジ４１と、上側フランジ４１とすべり材４５との間に位置する積層ゴム４３と、を有していてもよい。
【００３９】
すべり材４５は、積層ゴム４３の表面のうちすべり板４６側の表面を覆う部材である。すべり材４５は、すべり板４６に対して摺動可能であるよう構成されている。例えば、すべり材４５は、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂を含む。すべり板４６は、ステンレス鋼などからなる板状の部材である。すべり板４６は、基礎２に対して固定されている。
【００４０】
図３Ｃに示す免震ゴム４０を備える制震構造物１において地震が生じると、芯棒２０が水平方向において変位し、芯棒２０に固定されている上側フランジ４１及び上側フランジ４１に固定されている積層ゴム４３も変位する。この際、積層ゴム４３は、芯棒２０を元の位置に戻すための復元機能を呈することができる。また、水平方向において芯棒２０から免震ゴム４０に加わる力が所定の閾値を超えると、すべり材４５が積層ゴム４３、上側フランジ４１及び芯棒２０とともに水平方向においてすべり板４６に対して変位する。この際、すべり材４５とすべり板４６との間に摩擦力が生じ、芯棒２０のエネルギーが吸収される。すなわち、減衰機能が呈される。このように、図３Ｃに示す免震ゴム４０も、復元機能及び減衰機能を備えることができる。
【００４１】
図４は、図１の制震構造物１のＡ−Ａ’線断面図の一例を示す図である。また、図５は、図１の制震構造物１のＡ−Ａ’線断面図のその他の例を示す図である。芯棒２０の横断面は、図４に示すように矩形であってもよく、図５に示すようにＨ型であってもよい。なお、免震ゴム４０が芯棒２０の下端２２及び基礎２に対して固定され得る限り、免震ゴム４０の配置は任意である。
【００４２】
なお、本実施の形態においては、減衰装置３０が建物１０の揺れのエネルギーの大半を吸収し、免震ゴム４０が補助的な役割を果たすことを想定している。従って、好ましくは、減衰装置３０の数が、免震ゴム４０の数よりも多くなっている（条件１）。また、好ましくは、減衰装置３０のリリーフ減衰力に減衰装置３０の数を掛けた値が、免震ゴム４０の復元力に免震ゴム４０の数を掛けた値よりも大きくなっている（条件２）。条件１及び条件２は、両方が成立していてもよく、いずれか一方のみが成立していてもよい。免震ゴム４０の復元力とは、免震ゴム４０の切片荷重である。
【００４３】
条件１，２について詳細に説明する。減衰装置３０の数及びリリーフ減衰力、並びに免震ゴム４０の数及び復元力の一例を以下に示す。
（例１）
・減衰装置３０の数：１０個
・減衰装置３０のリリーフ減衰力：８００ｋＮ
・免震ゴム４０の数：８個
・免震ゴム４０の復元力：５００ｋＮ
この場合、減衰装置３０の数が免震ゴム４０の数よりも多いので、条件１が成立している。また、減衰装置３０のリリーフ減衰力に減衰装置３０の数を掛けた値は８０００ｋＮであり、免震ゴム４０の復元力に免震ゴム４０の数を掛けた値は４０００ｋＮであるので、条件２も成立している。
【００４４】
ところで、複数の減衰装置３０は、異なる方向において設けられることがある。図４に示す例においては、２つの減衰装置３０がｘ方向に設けられ、２つの減衰装置３０が、ｘ方向に直交するｙ方向において設けられている。この場合、上述の条件１、２は、ｘ方向又はｙ方向のいずれかに設けられている減衰装置３０と免震ゴム４０との比較において成立していてもよく、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０の合計と免震ゴム４０との比較において成立していてもよい。以下、いくつかの例について説明する。
【００４５】
（例２）
・ｘ方向における減衰装置３０の数：１０個
・ｙ方向における減衰装置３０の数：８個
・減衰装置３０のリリーフ減衰力：８００ｋＮ
・免震ゴム４０の数：１０個
・免震ゴム４０の復元力：５００ｋＮ
この場合、条件１は、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０に関しては成立しているが、ｘ方向又はｙ方向のいずれかに設けられている減衰装置３０に関しては成立していない。条件２は、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０の合計、ｘ方向に設けられている減衰装置３０、及び、ｙ方向に設けられている減衰装置３０のいずれに関しても成立している。
【００４６】
（例３）
・ｘ方向における減衰装置３０の数：１０個
・ｙ方向における減衰装置３０の数：８個
・減衰装置３０のリリーフ減衰力：８００ｋＮ
・免震ゴム４０の数：１０個
・免震ゴム４０の復元力：７００ｋＮ
この場合、条件１は、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０に関しては成立しているが、ｘ方向又はｙ方向のいずれかに設けられている減衰装置３０に関しては成立していない。条件２は、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０の合計、及び、ｘ方向に設けられている減衰装置３０に関しては成立しているが、ｙ方向に設けられている減衰装置３０に関しては成立していない。
【００４７】
（例４）
・ｘ方向における減衰装置３０の数：１０個
・ｙ方向における減衰装置３０の数：８個
・減衰装置３０のリリーフ減衰力：８００ｋＮ
・免震ゴム４０の数：１０個
・免震ゴム４０の復元力：１０００ｋＮ
この場合、条件１は、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０に関しては成立しているが、ｘ方向又はｙ方向のいずれかに設けられている減衰装置３０に関しては成立していない。条件２は、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０の合計に関しては成立しているが、ｘ方向に設けられている減衰装置３０、及び、ｙ方向に設けられている減衰装置３０に関しては成立していない。
【００４８】
本願において、特に断らない限り、「減衰装置３０の数が免震ゴム４０の数よりも多い」とは、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０の合計数が、免震ゴム４０の数よりも多いことを意味する。また、「減衰装置３０のリリーフ減衰力に減衰装置３０の数を掛けた値が、免震ゴム４０の復元力に免震ゴム４０の数を掛けた値よりも大きい」とは、減衰装置３０のリリーフ減衰力に、ｘ方向及びｙ方向に設けられている減衰装置３０の合計数を掛けた値が、免震ゴム４０の復元力に免震ゴム４０の数を掛けた値よりも大きいことを意味している。
【００４９】
（制震構造物の作用）
次に、地震の際の制震構造物１の作用について説明する。図６、７は、地震の際に制震構造物１の建物１０が揺れる様子を示す図である。
【００５０】
地震に起因して建物１０が揺れると、芯棒２０にも、建物１０の上側部分１２に連結されている上端２１を介して力が加わり、水平方向において芯棒２０の位置が変化する。この結果、建物１０の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔が変化する。例えば、建物１０の揺れの周期と芯棒２０の揺れの周期とが同一である場合、図６に示すように建物１０の上側部分１２が右側に揺れると、建物１０の右側の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔が狭まり、建物１０の左側の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔が広がる。一方、図７に示すように建物１０の上側部分１２が左側に揺れると、建物１０の左側の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔が狭まり、建物１０の右側の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔が広がる。
【００５１】
なお、建物１０の揺れの周期と芯棒２０の揺れの周期とは、同一であってもよく、異なっていてもよい。周期が異なる場合、建物１０の揺れの周期が芯棒２０の揺れの周期に比べて長くてもよく、短くてもよい。
【００５２】
建物１０の下側部分１１の側面１１１と芯棒２０の側面２３との間の間隔が変化すると、減衰装置３０に収縮又は伸長が生じ、これによって建物１０の揺れのエネルギーが減衰装置３０によって吸収される。減衰装置３０が吸収するエネルギーは、減衰装置３０に生じる収縮又は伸長のストロークが長いほど大きくなる。ここで本実施の形態においては、建物１０の上側部分１２に連結されている上端２１を介して力が加わり、水平方向において芯棒２０の位置が変化する。このため、従来のように建物の各階のすじかいに減衰装置を固定する場合に比べて、地震の際の減衰装置３０のストロークを長くすることができる。この結果、１つの減衰装置３０が吸収できる建物の揺れのエネルギーを増加させることができる。これにより、例えば、建物１０に設けられる減衰装置３０の数を少なくすることができる。また、減衰装置３０を設置するためのスペースを小さくすることができる。
【００５３】
また、本実施の形態においては、芯棒２０の下端２２と基礎２との間に免震ゴム４０が設けられている。このため、芯棒２０が過剰に変位して芯棒２０が建物１０の下側部分１１に衝突してしまうことを抑制することができる。また、免震ゴム４０が金属プラグ４４を有する場合、減衰装置３０だけでなく免震ゴム４０も、建物１０の揺れのエネルギーを吸収することに寄与し得る。これにより、制震構造物１の制震性を更に高めることができる。また、上側部分１２から芯棒２０に加えられる力を、免震ゴム４０の復元力により制御することができるので、芯棒２０に過剰に大きな力が加わることを防ぐことができる。また、芯棒２０が耐えなくてはならない力の上限値を緩和することができる。
【００５４】
（変形例）
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
【００５５】
図８は、変形例に係る制震構造物１を示す図である。図８に示すように、制震構造物１は、建物１０の上側部分１２に設けられた複数のすじかい５１及び複数の減衰装置５２を更に備えていてもよい。すじかい５１は、例えば、上側部分１２の各階の上方の梁１５に連結されている。また、減衰装置５２の一端は、すじかい５１に対して固定され、減衰装置５２の他端は、各階の上方の梁１５に対して固定されている。以下の説明において、建物１０の上側部分１２に位置する減衰装置５２のことを、上側減衰装置５２とも称する。
【００５６】
図８に示す制震構造物１も、上述の実施の形態の場合と同様に、建物１０の下側部分１１の空間１３に位置する芯棒２０、減衰装置３０及び免震ゴム４０を備えている。このため、従来の場合に比べて、上側部分１２の各階に設けられる上側減衰装置５２の数を少なくすることができる。また、上側減衰装置５２を設置するためのスペースを小さくすることができる。
【００５７】
また、上述の実施の形態及び変形例においては、減衰装置３０の一端３１及び他端３２が、建物１０の下側部分１１の側面１１１及び芯棒２０の側面２３に固定される例を示した。しかしながら、建物１０の上側部分１２の揺れのエネルギーを、芯棒２０を介して減衰装置３０が吸収することができるよう、減衰装置３０が下側部分１１及び芯棒２０に連結されている限りにおいて、減衰装置３０の具体的な固定位置は特には限られない。例えば、図１において芯棒２０の下方に符号３０’で示すように、減衰装置３０’の一端が、建物１０の下側部分１１が固定されている基礎２に対して固定されている構造物に対して固定されていてもよい。また、減衰装置３０’の他端が、芯棒２０に対して固定されている構造物に対して固定されていてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  制震構造物
２  基礎
１０  建物
１１  下側部分
１１１  側面
１２  上側部分
１３  空間
１４  柱
１５  梁
２０  芯棒
２１  上端
２２  下端
２３  側面
２４  柱
２５  梁
３０  減衰装置
３１  一端
３２  他端
４０  免震ゴム
４１  上側フランジ
４２  下側フランジ
４３  積層ゴム
４４  金属プラグ
４５  すべり材
４６  すべり板
【図１】
2020037804.tif 000003
【図２】
2020037804.tif 000004
【図３Ａ】
2020037804.tif 000005
【図３Ｂ】
2020037804.tif 000006
【図３Ｃ】
2020037804.tif 000007
【図４】
2020037804.tif 000008
【図５】
2020037804.tif 000009
【図６】
2020037804.tif 000010
【図７】
2020037804.tif 000011
【図８】
2020037804.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月21日(2018.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、前記空間を覆うよう前記下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、
前記空間において上下方向に延びる芯棒であって、前記建物の前記上側部分に連結された上端と、前記基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、
前記建物の前記下側部分に対して連結された一端と、前記芯棒に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、
前記芯棒の前記下端と前記基礎との間に位置する免震ゴムと、
を備え、
前記建物の前記上側部分のうち前記芯棒が連結されている階及びその上の複数の階には、上下方向において前記芯棒に重なる位置にすじかいが設けられている、制震構造物。
【請求項２】
内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、前記空間を覆うよう前記下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、
前記空間において上下方向に延びる芯棒であって、前記建物の前記上側部分に連結された上端と、前記基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、
前記建物の前記下側部分に対して連結された一端と、前記芯棒に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、
前記芯棒の前記下端と前記基礎との間に位置する免震ゴムと、
を備え、
前記建物の前記下側部分は、前記減衰装置の前記一端が連結された内側の側面と、前記内側の側面との間に空間が存在するよう配置された外側の側面と、前記内側の側面から前記外側の側面まで水平方向に延びる複数の梁と、を含む、制震構造物。
【請求項３】
前記芯棒は、上下方向に延びる複数の柱を有し、
前記建物の前記下側部分は、上下方向に延び、前記芯棒の前記柱の数よりも多い複数の柱を有する、請求項１又は２に記載の制震構造物。
【請求項４】
前記芯棒の高さが、１５ｍ以上６０ｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項５】
前記芯棒の高さが、前記建物の高さの１／６以上１／２以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項６】
前記芯棒の前記上端から前記減衰装置までの上下方向における最大距離が、前記芯棒の高さの６／１０以上である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項７】
前記建物の前記下側部分の側面と前記芯棒の側面との間に複数の前記減衰装置が上下方向に並んでいる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項８】
前記減衰装置の数が、前記免震ゴムの数よりも多い、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項９】
前記減衰装置のリリーフ減衰力に前記減衰装置の数を掛けた値が、前記免震ゴムの復元力に前記免震ゴムの数を掛けた値よりも大きい、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項１０】
前記免震ゴムは、水平方向において前記芯棒を元の位置に戻すための復元機能と、水平方向における前記芯棒の揺れを減衰させるための減衰機能と、を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項１１】
前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、前記積層ゴムに封入され、前記上側フランジから前記下側フランジまで延び、前記減衰機能を備える金属プラグと、を有する、請求項１０に記載の制震構造物。
【請求項１２】
前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能及び前記減衰機能を備える積層ゴムを有する、請求項１０に記載の制震構造物。
【請求項１３】
前記免震ゴムは、すべり板と、前記すべり板上に位置するすべり材と、すべり材よりも上方に位置する上側フランジと、前記上側フランジと前記すべり材との間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、を有し、
水平方向において前記免震ゴムに加わる力が所定の閾値を超えると、前記すべり材が前記積層ゴム、前記上側フランジ及び前記芯棒とともに前記すべり板に対して変位し、前記減衰機能が呈される、請求項１０に記載の制震構造物。
【請求項１４】
前記建物の前記上側部分に設けられたすじかいと、すじかいに対して固定された上側減衰装置と、を更に備える、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の制震構造物。
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月9日(2019.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、前記空間を覆うよう前記下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、
前記空間において上下方向に延びる芯棒であって、前記建物の前記上側部分に連結された上端と、前記基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、
前記建物の前記下側部分に対して連結された一端と、前記芯棒に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、
前記芯棒の前記下端と前記基礎との間に位置する免震ゴムと、
を備え、
前記建物の前記上側部分のうち前記芯棒が連結されている階及びその上の複数の階には、上下方向において前記芯棒に重なる位置にすじかいが設けられており、
前記すじかいの一端及び他端は、上下方向において前記芯棒に重なる位置に設けられている柱の間で水平方向に延びる梁に固定されている、制震構造物。
【請求項２】
内側に空間が形成されるよう基礎の上に位置する下側部分と、前記空間を覆うよう前記下側部分の上に位置する上側部分と、を含む建物と、
前記空間において上下方向に延びる芯棒であって、前記建物の前記上側部分に連結された上端と、前記基礎よりも上方に位置する下端と、を有する芯棒と、
前記建物の前記下側部分に対して連結された一端と、前記芯棒に対して連結された他端と、を有する減衰装置と、
前記芯棒の前記下端と前記基礎との間に位置する免震ゴムと、
を備え、
前記建物の前記下側部分は、前記減衰装置の前記一端が連結された内側の側面と、前記内側の側面との間に空間が存在するよう配置された外側の側面と、前記内側の側面から前記外側の側面まで水平方向に延びる複数の梁と、を含む、制震構造物。
【請求項３】
前記芯棒は、上下方向に延びる複数の柱を有し、
前記建物の前記下側部分は、上下方向に延び、前記芯棒の前記柱の数よりも多い複数の柱を有する、請求項１又は２に記載の制震構造物。
【請求項４】
前記芯棒の高さが、１５ｍ以上６０ｍ以下である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項５】
前記芯棒の高さが、前記建物の高さの１／６以上１／２以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項６】
前記芯棒の前記上端から前記減衰装置までの上下方向における最大距離が、前記芯棒の高さの６／１０以上である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項７】
前記建物の前記下側部分の側面と前記芯棒の側面との間に複数の前記減衰装置が上下方向に並んでいる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項８】
前記減衰装置の数が、前記免震ゴムの数よりも多い、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項９】
前記減衰装置のリリーフ減衰力に前記減衰装置の数を掛けた値が、前記免震ゴムの復元力に前記免震ゴムの数を掛けた値よりも大きい、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項１０】
前記免震ゴムは、水平方向において前記芯棒を元の位置に戻すための復元機能と、水平方向における前記芯棒の揺れを減衰させるための減衰機能と、を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の制震構造物。
【請求項１１】
前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、前記積層ゴムに封入され、前記上側フランジから前記下側フランジまで延び、前記減衰機能を備える金属プラグと、を有する、請求項１０に記載の制震構造物。
【請求項１２】
前記免震ゴムは、上側フランジ及び下側フランジと、前記上側フランジと前記下側フランジとの間に位置し、前記復元機能及び前記減衰機能を備える積層ゴムを有する、請求項１０に記載の制震構造物。
【請求項１３】
前記免震ゴムは、すべり板と、前記すべり板上に位置するすべり材と、すべり材よりも上方に位置する上側フランジと、前記上側フランジと前記すべり材との間に位置し、前記復元機能を備える積層ゴムと、を有し、
水平方向において前記免震ゴムに加わる力が所定の閾値を超えると、前記すべり材が前記積層ゴム、前記上側フランジ及び前記芯棒とともに前記すべり板に対して変位し、前記減衰機能が呈される、請求項１０に記載の制震構造物。
【請求項１４】
前記建物の前記上側部分に設けられたすじかいと、すじかいに対して固定された上側減衰装置と、を更に備える、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の制震構造物。