(57)【要約】【課題】想定外の大地震が発生しても、建造物に損傷等を与えることなく、免震装置の大変形を、弾性的に拘束することができる免震構造を提供する。【解決手段】建造物８と、それの基礎９との間に、それらの両者に固定して設けた、弾性体を主体とする免震装置４と、この免震装置の周りに所定の間隔をおいて、弾性体を主体とする変形制限装置５とを具えてなる。【選択図】図２
2010270569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物とその基礎との間に設けられた免震構造であって、
前記建造物と、それの基礎との間に、それらの両者に固定して設けた、弾性体を主体とする免震装置と、この免震装置の周りに所定の間隔をおいて、弾性体を主体とする変形制限装置とを具えてなる免震構造。
【請求項２】
変形制限装置が、建造物またはその基礎の間に高さ方向に段差を設けてなる請求項１に記載の免震構造。
【請求項３】
変形制限装置が、弾性ゴムと剛性板を具える積層ゴムからなる請求項１または２に記載の免震構造。
【請求項４】
免震装置と変形制限装置との所定の間隔が、その免震装置を設けた建物の限界剪断変形量に対して９０〜１００％の範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の免震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、建造物と基礎との間に設けられた免震構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建造物と基礎との間に設置して地震の衝撃や震動を吸収することにより建造物を保護する免震装置は一般に、ゴム等の粘弾性を有する弾性板と鋼板等の剛性板とを交互に積層した積層体を具え、ゴム等の弾性板の、剪断弾性率の低さ故の、大きな変形能力の下で、水平方向に大きく変形して、建造物への振動の伝達を低減するべく機能する。
【０００３】
このような免震装置の許容変形量は、建造物の建設地で過去に発生した地震、近隣の断層分布から予測される最大の地震波、建造物の構造および／または地盤構造等により予測される地盤の最大剪断変形等を許容してなお、建造物が地震の震動に耐えうる剪断変形量に納まるように設定することが一般的である。
【０００４】
しかしながら、近年では、新潟中越沖地震の様に、予測値を大きく上回る地震波の発生や、今までに発見されていなかった断層から発生した地震等により、免震装置の剪断変形量が設定許容変形量を超えることがあり、かかる場合には、免震装置が破断されたり、建造物が破壊されたりするおそれが高かった。
【０００５】
これがため、例えば、特許文献１，２には、建造物と基礎との間に、免震装置と、この免震装置の剪断変形を制限する変形制限装置との両者を具えて、地震等に起因する免震装置の最大剪断変形量を変形制限装置で制限して、地震の予想外の変形に対応する技術が提案されている。
【０００６】
しかるに、このような変形制限装置は、建造物と、それの基礎とのそれぞれに、弛ませた鋼線等を連結する構成となっているため、大きな地震により、免震装置が、その許容限界まで変形して鋼線等に弛みがなくなって緊張状態になると、鋼線等、ひいては、建造物に衝撃的な応力が作用することになり、その応力により鋼線等の破断、建造物の損傷等が生じるおそれが高かった。
【０００７】
この一方で、免震装置を適用された建造物では、免震装置および建造物が剪断変形する最大変形量を考慮して、建造物の外周部に、免震装置等の変形を許容するクリアランスを隔てて、建造物の敷地外への迫り出しを防ぐ擁壁を設けることが多く、これがため、大きな地震により建造物等の剪断変形量が予想を超えるほどに大きくなって、その変形量が設定クリアランスを超えるときは、建造物の下部が擁壁に衝突して破損等されるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３４３１１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３６６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、特に、想定外の大地震が発生しても、建造物に損傷等を与えることなく、免震装置の大変形を、弾性的に拘束することができる免震構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明にかかる免震構造は、建造物とその基礎との間に設けられたものであって、前記建造物と、それの基礎との間に、それらの両者に固定して設けた、弾性体を主体とする免震装置と、この免震装置の周りに所定の間隔をおいて、弾性体を主体とする変形制限装置とを具えてなるものである。
【００１１】
このような免震構造においてより好ましくは、変形制限装置は、建造物またはその基礎の間に高さ方向に段差を設けたものである。
【００１２】
ここで、「高さ方向に段差を設けた」とは、免震装置が剪断変形して高さが減っても、建造物またはその基礎に直接接触しない距離であり、免震装置が過大に剪断変形しても、変形制限装置が緩衝作用を発揮できる状態に維持するのに必要な距離をいうものとする。
【００１３】
また好ましくは、変形制限装置が弾性ゴムと剛性板を具える積層ゴムからなるものとする。
【００１４】
そしてまた好ましくは、免震装置と変形制限装置との所定の間隔を、免震装置を設置した建物の限界剪断変形量に対して９０〜１００％の範囲とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の免震構造では、建造物と、それの基礎との間に、それらの両者に固定された、弾性体を主体とする免震装置と、この免震装置の周りに所定の間隔をおいて、それを取り囲んで、弾性体を主体とする変形制限装置とを具えることで、図１に免震装置の剪断変形ヒステリシスループを例示するように、地震による免震装置の水平方向の剪断変形量が、免震装置と変形制限装置との間の所定の間隔（±Ｂ）までは、免震装置のみが、弾性ゴムと剛性板を具える通常の積層ゴムと同様に剪断変形し、その変形量が所定の間隔（±Ｂ）に達すると、免震装置の外縁部の一部が、変形制限装置の免震装置に近接した壁面に接触し、その変形量が所定の間隔（±Ｂ）を超えると免震装置と変形制限装置が同時に剪断変形して、免震装置のばね定数を増加させて、振動入力としての剪断力を、剪断変形量の少ない増加量で有効に支持することができる。
【００１６】
また、免震装置を設けた建造物には、一般に、先に述べたような擁壁を設けているが、免震装置と所定の間隔をおいて変形制限装置を設けることで、免震装置の剪断変形を変形制限装置により抑制することになり、建造物の下部が擁壁と衝突することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の免震構造の免震装置の剪断変形ヒステリシスを例示する図である。
【図２】本発明の免震構造の一の実施形態を示す側面図である。
【図３】地震が発生したときの、図２に示す免震構造の変形の様子を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の免震構造を建造物と基礎の間に配置した概略図である。
【図５】（ａ）は、本発明の免震構造の一の実施形態を示す上面図であり、（ｂ）は、本発明の免震構造の他の実施形態を示す上面図であり、（ｃ）は、本発明の免震構造の他の実施形態を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照しながら本発明の免震構造を詳細に説明する。
図２は、本発明の免震構造の一の実施形態を示す幅方向断面図であり、図３は、地震が発生したときの、図２に示す免震構造の変形の様子を模式的に示す幅方向断面図である。
【００１９】
図示の免震構造１は、例えば、複数枚の円盤状の剛性板および、複数枚の円盤状の弾性ゴムが交互に積層してなり、上下方向に延びる積層ゴム２と、この積層ゴム２の上端及び下端に固定された積層ゴム２よりも側方に迫り出した、それぞれの取付面板３とを具える免震装置４を設ける。
【００２０】
ここで、積層ゴム２は、例えば鋼板等の剛性板と、例えば未加硫ゴム組成物のような部材とを積層した後に、例えば加硫接着により強固に張り合わせて、それらが不用意に分離したり、位置ズレしないようにする。
また積層ゴム２は中空部を中心に有し、この中空部に免震プラグを圧入することができる。この免震プラグは、全体が鉛からなるものが使用されることが多く、地震の発生に伴って積層ゴム２が剪断変形する際に、この免震プラグが塑性変形することで振動のエネルギーを吸収するべく機能する。
【００２１】
免震装置４は、取付面板３に形成された図示しないボルト孔にボルトを挿通して、建造物８とそれの基礎９とに取り付けられ、建造物８は免震装置４を介して支持される。
【００２２】
このような免震装置４は、振動により水平方向の剪断力を受けた際には、積層ゴムが全体として弾性的に剪断変形して、振動のエネルギーを効果的に吸収して、減衰性能等を有することで、振動を速やかに減衰することができる。
また、剛性板と弾性板とを交互に積層したことで、上下方向に荷重が作用しても、積層ゴムの圧縮が抑制されて、弾性板が十分に剪断変形してエネルギーを吸収するとともに、復元力を発揮することができる。その結果、積層ゴムは剪断変形量の抑制および、上下ばねの増加する効果を発揮できる。
【００２３】
そしてこの免震構造１では、この免震装置４の周りに所定の間隔（Ｂ）をおいて、弾性体を主体とする変形制限装置５を具える。
この変形制限装置５は、所定の間隔（Ｂ）を、好ましくは免震装置４を設置した建物の限界剪断変形量に対して９０〜１００％の範囲とし、高さ方向の段差を、例えば積層ゴム６の高さの０．９〜０．９５の範囲で設けた弾性体を主体とする、図では免震装置４と同心円状の、上下方向に延びる積層ゴム６と、この積層ゴム６の下端に固定された積層ゴム６よりも側方に迫り出した取付面板７とを具える。変形制限装置５は、取付面板７に形成された図示しないボルト孔にボルトを挿通して、基礎９に取り付けられる。
【００２４】
このような構成により、図３に示すように、地震時に免震装置４の変形量が所定の間隔（Ｂ）を超えて変形したときに、免震装置４と変形制限装置５が同時に剪断変形することになり、免震装置４単独で変形するより剪断変形を制限して、免震装置４の所定以上の変形を確実に防止するとともに、免震装置４と変形制限装置５の両者が徐々に剪断変形するため、建造物８に急激に力が掛からず、建造物８が受ける加速度は非常に小さくすることができる。その結果、大きな地震により居住者の安全性を確保することができる。
【００２５】
そしてまた、変形制限装置５を免震装置４と高さ方向に段差を設けることで、建造物８の地震による変形に影響されることなく、独立して、免震装置４の剪断変形を抑制することができる。
【００２６】
図４は、本発明の免震構造を建造物と基礎の間に配置した概略図である。
免震用の積層ゴム６の限界変形は、一般に、最大でゴム総厚さの４倍（剪断歪４００％）となっており、地震時には積層ゴム６は建物の重量（軸力）を受けながら変形するため、その限界変形は鉛直軸力と水平変形量の関係で変化することになり、例えば、その限界変形をゴム総厚さに対して２．５〜３，５倍と設定し、建物外周の擁壁１０までの免震クリアランスＤを、その変形量＋５０〜１５０ｍｍ（ゴム総厚さ対比で２．７〜３．８倍程度）または、その建造物の限界剪断変形量の１０５〜１２０％の範囲とすることが多い。
【００２７】
そして、本発明の免震構造では、想定外の大地震が発生しても、建造物８の剪断変形量は、免震構造１の限界剪断変形量以下に抑制されることになり、建造物８と、建造物８の外周部に設けた擁壁１０とのクリアランスＤ、好ましくは、免震装置４を設置した建物の限界剪断変形量に対して９０〜１００％の範囲を超えることがなくなるため、建造物下部と擁壁との衝突を回避することができる。
【００２８】
この免震構造１において、変形制限装置５は、例えば円筒状のゴム塊や、免震装置４の接触部の片端のみに弾性体を設ける構造等となることができるが、水平方向に弾性変形ができ、上下方向の圧縮が抑制することができる積層板と剛性板を具える積層ゴムが特に好ましい。
【００２９】
また好ましくは、免震装置４と変形制限装置５との所定の間隔を、免震装置４を設置した建物の限界剪断変形量に対して９０〜１００％の範囲とすることで、免震装置４の変形を阻害することなく、かつ、免震装置４が想定外に剪断変形した場合でも、免震装置４の破壊や建物の、例えば衝突での損傷を回避することができる。
【００３０】
すなわち、それが９０％未満では、予測された規模の地震時にも変形制限装置５が機能して、建物の免震構造１の本来の効果を発揮できなくなるおそれがある、一方、１００％を超えると、免震構造１が想定外に変形して、変形制限装置５が接触する前に免震装置４を破壊してしまったり、建物が擁壁に衝突して損傷したりする可能性がある。
【００３１】
図５（ａ）は、本発明の免震構造の一の実施形態を示す上面図であり、（ｂ）は、本発明の免震構造の他の実施形態を示す上面図であり、（ｃ）は、本発明の免震構造の他の実施形態を示す上面図である。
ところで、変形制限装置５は、免震装置４の外周に、所定の間隔をおいて免震装置４と同心の円筒状で配置するのみならず、例えば免震装置４を中心に、四つの変形制限装置１５で取り囲むことや、八つの円柱状の変形制限装置２５を配置することができる。
好ましくは、変形制限装置は、免震装置４の外周に、免震装置４と同心の円筒状に配置することで、地震により、免震装置４がいかなる方向に剪断変形しても、変形制限装置が追従して緩衝することができる。
【００３２】
また、変形制限装置は建造物側に設置するのみならず、基礎側に設置して免震装置の剪断変形を制限することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１    免震構造
２，６  積層ゴム
３，７  取付面板
４    免震装置
５，１５，２５  変形制限装置
８    建造物
９    基礎
１０  擁壁
【図１】
2010270569.tif 000003
【図２】
2010270569.tif 000004
【図３】
2010270569.tif 000005
【図４】
2010270569.tif 000006
【図５】
2010270569.tif 000007