(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎上に積層ゴムを介して上部躯体が構築され、該上部躯体の浮き上がりを許容しつつ水平方向に作用する震動を吸収する免震装置であって、
積層ゴムの上部フランジに厚さ方向に貫通する孔を設けるとともに上部躯体の下部にはプレートに面で接するベースプレートを固定し、スプリングワッシャーを通したボルトを孔に通してベースプレートに固定したことを特徴とする積層ゴムを用いた免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種建築構造物において地震動の入力を低減するに好適な免震装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビルやマンション等の建築構造物において地震発生時の揺れおよびそれによる被害を最小限に抑えるために、各種免震装置が開発されている。
この免震装置には、粘弾性体と鋼板とを上下方向に交互に積層した構造のいわゆる積層ゴムが多く採用されている。積層ゴムは、例えば建物の基礎と、この基礎上に構築される上部躯体との間に介装されており、地震等によって水平方向の入力があったときには、粘弾性体が水平方向に変形することによって上部躯体の振動周期が長期化され、さらに免震装置に併設された減衰装置によって上部躯体の振動エネルギーが吸収されて揺れが抑えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の免震装置には以下のような問題点が存在する。すなわち、免震装置として多用されている積層ゴムについて、これを構成する粘弾性体（ゴム）は、上下方向の圧縮強度は十分に大きいものの引張強度が小さい。このため、積層ゴムに上下方向の引張力が過大に作用すると、粘弾性体にクラックや空隙が生れて剛性、強度ともに著しく低下して免震装置としての機能を果たすことができなくなってしまう。
このように上下方向に大きな引張力が作用する構造物としては、例えば超高層ビル等、幅に対する高さの比（アスペクト比）が大きなもののほか、平面視Ｌ字形や台形状等の不整形な平面形状を有する建物、地震時の変動軸力が長期荷重より大きくなるもの、大形の屋根を備え強風により浮力が生じるもの等がある。このような構造物には従来の積層ゴムを採用した免震装置を適用することは不可能である。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、構造物に上下方向に引張力が作用した場合にも、この引張力による上部躯体の浮き上がりを許容しつつ水平方向に作用する震動を吸収することができる免震装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、基礎上に積層ゴムを介して上部躯体を構築し、該上部躯体の浮き上がりを許容しつつ構造物に水平方向に作用する振動を吸収する免震装置を採用する。
【０００７】
この免震装置は、積層ゴムの上部フランジに厚さ方向に貫通する孔を設けるとともに上部躯体の下部にはプレートに面で接するベースプレートを固定し、スプリングワッシャーを通したボルトを孔に通してベースプレートに固定した構造を有している。
この免震装置では、水平方向の入力に対しては、ボルトが孔に通されていることから、上部躯体に作用する水平方向の振動が従来通り積層ゴムによって吸収される。また、上下方向の入力に対しては、積層ゴムと上部躯体とをボルトで連結しながらもスプリングワッシャーを使用することで積層ゴムに対する上部躯体の上方への移動が許容され、過大な引張力が積層ゴムに作用しない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の免震装置の第１の実施形態を図１および図２に示して説明する。
図１に示す免震装置は、建築構造物の基礎１上に積層ゴム２を介して上部躯体３が構築されたものである。
【００１１】
基礎１の上面には積層ゴム２を固定するための基礎側ベースプレート１１が固定されている。基礎側ベースプレート１１の下面にはスタッドボルト１２が複数溶接されており、これらが基礎１を形成するコンクリートに埋設された状態となって基礎側ベースプレート１１が基礎１に強固に固定されている。また、基礎側ベースプレート１１には厚さ方向に貫通する孔１３が基礎１上に円を描くようにして複数設けられ、さらに基礎側ベースプレート１１の下面には内側に雌ネジ部が設けられたさや管１４が孔１３に連通して溶接されており、これらさや管１４も基礎１を形成するコンクリートに埋設されている。
【００１２】
積層ゴム２は従来のものと同様、下部フランジ２１と上部フランジ２２との間に減衰部２３として円形の鋼板２４とゴムシート２５とが交互に積層されて構成されており、下部フランジ２１を基礎側ベースプレート１１上に配して基礎１上に載置されている。
【００１３】
下部フランジ２１には基礎側ベースプレート１１に設けられた孔１３に対応する孔２６が円を描くように複数設けられており、この孔２６を通してさや管１４にボルト２７が螺着されて下部フランジ２１が基礎側ベースプレート１１に固定されている。
【００１４】
上部フランジ２２の上面には積層ゴム２と上部躯体３とを連結するための上部躯体側ベースプレート３１が固定されている。上部躯体側ベースプレート３１には厚さ方向に貫通し内側に雌ネジ部が設けられた孔３２が円を描くように複数設けられている。
【００１５】
上部フランジ２２には上部躯体側ベースプレート３１に設けられた孔３２に対応する孔２８が円を描くように複数設けられており、この孔２８を通して孔３２にボルト２９が螺着されて上部フランジ２２に上部躯体側ベースプレート３１が固定されている。
【００１６】
上部躯体側ベースプレート３１の上面中央には積層ゴム２の仮想軸線に一致する方向に断面円形の鋼管（凸部）３３が上方に突出した状態に溶接されており、上部躯体側ベースプレート３１上に載置される上部躯体３の下面には、鋼管３３の外形に対応し、鋼管３３を内側に収めるようにしてこれと嵌合する凹部３４が形成されている。
【００１７】
鋼管３３と凹部３４とは僅かな間隙を有して嵌合されており、鋼管３３の周面と凹部３４との間、さらに上部躯体３の下面と上部躯体側ベースプレート３１との間には、上部躯体３と上部躯体側ベースプレート３１との縁切りを図る絶縁シート３５が全面に渡って介装されている。
【００１８】
また、凹部３４の内側天面には、鋼管３３の周囲に凹部３４を形成するためにコンクリート打設前に配置された発泡ポリエチレン製の板材３６がそのまま存在している。さらに、図示しないが基礎１と上部躯体３との間には振動エネルギーを吸収する減衰機構が設けられている。
【００１９】
上記のように構成された免震装置を備える建築構造物について、図２（ａ）に示すように地震等によって水平方向の力が作用した場合、鋼管３３と凹部３４とが嵌合していることから積層ゴム２と上部躯体３とが見かけ上一体化し、積層ゴム２によって上部躯体３の水平方向の振動の周期を長期化させるとともに、減衰機構によって上部躯体３に作用する振動エネルギーを吸収することで建築構造物の免震が図られる。
【００２０】
また、図２（ｂ）に示すように地震等によって建築構造物を転倒させようとする力（モーメント）が作用した場合、免震装置には上下方向に圧縮力もしくは引張力が作用する。このとき免震装置は圧縮力に対しては十分な強度が与えられているために積層ゴム２の減衰部２３の健全性が保たれる。
また、引張力に対しては、鋼管３３と凹部３４とが嵌合しているだけで上部躯体３は上部躯体側ベースプレート３１に拘束されてはいないために上部躯体３が上部躯体側ベースプレート３１に対して上方へ離間し、積層ゴム２への引張力の伝達はなされない。
【００２１】
これにより、減衰部２３を構成するゴムシート２５にクラックや空隙が生じることがなく積層ゴム２の剛性、強度が低下することがない等、減衰部２３の健全性が保たれ、建築構造物にどのような地震力が作用しても免震装置としての機能を維持することが可能となる。
【００２２】
この結果、従来の積層ゴムを採用した免震装置を適用できなかった箇所や構造物、例えば超高層ビル等、幅に対する高さの比（アスペクト比）が大きなもののほか、平面視Ｌ字形や台形状等の不整形な平面形状を有する建物、地震時の変動軸力が長期荷重より大きくなるもの、大形の屋根を有するため強風により浮力が生じるもの等にも、上記の免震装置を適用して免震性能を付与することが可能となる。
また、この免震装置を耐震壁の下部に用いることにより、単身壁の剛性を制御することも可能である。
【００２３】
なお、上記のように積層ゴム２に引張剛性がない場合には積層ゴム２の位置に作用する引張軸力は上部躯体３を介して他の積層ゴムに伝達されるように応力再分配がなされる。
【００２４】
次に、本発明の免震装置の第２の実施形態を図３に示して説明する。なお、上記第１の実施形態において既に説明した構成については同一符号を付して説明は省略する。
図３に示す免震装置では、鋼管３３の周面と凹部３４との間、さらに上部躯体３の下面と上部躯体側ベースプレート３１との間に、絶縁シートに替えてクッション性の高いゴムシート１００が全面にわたって介装されている。
【００２５】
上記の免震装置を備える建築構造物によれば、引張力を受けて上部躯体３が上部躯体側ベースプレート３１に対して上方へ離間したのち再び上部躯体側ベースプレート３１上に下降したときに、衝撃をほとんど与えることなく上部躯体３を積層ゴム２上に着座させることができ、着座の衝撃による上部躯体３の内部への影響を低減するとともに積層ゴム２の耐久性を確保することができる。
【００２６】
次に、本発明の免震装置の第３の実施形態を図４に示して説明する。なお、上記の実施形態において既に説明した構成については同一符号を付して説明は省略する。
図４に示す免震装置では、上部躯体側ベースプレート２００は基礎側ベースプレート１１と同様に構成されており、上下を逆転した格好で上部躯体３に強固に固定されている。
【００２７】
この上部躯体側ベースプレート２００に対して、積層ゴム２は上部フランジ２２に設けられた孔２８を通して上部躯体側ベースプレート２００に設けられたさや管１４にボルト２０１が螺入されている。このボルト２０１にはスプリングワッシャー２０２が通されており、このスプリングワッシャー２０２が弾性変形する範囲内で、上部躯体側ベースプレート２００を含めた上部躯体３が積層ゴム２に対して上方に離間可能とされている。
【００２８】
上記の免震装置を備える建築構造物によれば、積層ゴム２と上部躯体３とをボルト２０１で連結しながらもスプリングワッシャー２０２を使用することで積層ゴム２に対する上部躯体３の上方への移動が許容されるので、積層ゴム２に過大な引張力が生じることを防止して積層ゴム２の耐久性を確保することができる。
【００２９】
次に、本発明の免震装置の第４の実施形態を図５に示して説明する。なお、上記の実施形態において既に説明した構成については同一符号を付して説明は省略する。
図５に示す免震装置では、上記第１の実施形態に示した免震装置と同様に、積層ゴム２に固定された上部躯体側ベースプレート３１に対して上部躯体３が固定されておらず、上部躯体側ベースプレート３１の上面中央には積層ゴム２の仮想軸線に一致する方向に円柱体（凸部）３００が上方に突出した状態に溶接されている。さらに上部躯体３の下面には、円柱体３００との間に空間を有し、円柱体３００を内側に収めるようにしてこれと嵌合する凹部３０１が形成されている。
【００３０】
嵌合された円柱体３００と凹部３０１との間の空間にはゴムアスファルト等の粘弾性体３０２が充填されている。また、上部躯体３の下面と上部躯体側ベースプレート３１との間には、上部躯体３と上部躯体側ベースプレート３１との縁切りを図る絶縁シート３０３が全面に渡って介装されている。
【００３１】
上記の免震装置を備える建築構造物によれば、上下方向に圧縮力もしくは引張力が作用することで起きる上部躯体３の上下方向の振動（飛び跳ね）を粘弾性体３０２で吸収し、上部躯体３の着座の衝撃による上部躯体３の内部への影響を低減するとともに積層ゴム２の耐久性を確保することができる。
【００３２】
また、水平方向の力が作用した場合には、減衰機構だけでなく粘弾性体３０２によっても上部躯体３に作用する振動エネルギーを吸収してより高い免震性能を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、積層ゴムの上部フランジに厚さ方向に貫通する孔を設けるとともに上部躯体の下部にはプレートに面で接するベースプレートを固定し、このベースプレートに設けた孔に、スプリングワッシャーを通したボルトを挿嵌して取り付けた構造を有する免震装置によれば、積層ゴムに対する上部躯体の上方への移動が許容されるので、積層ゴムに過大な引張力が生じることを防止して積層ゴムの耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る免震装置の第１の実施形態を示す立断面図である。
【図２】  図１に示した免震装置に対して水平方向および上下方向の外力が作用した場合の免震装置の状態を示す立断面図である。
【図３】  本発明に係る免震装置の第２の実施形態を示す立断面図である。
【図４】  本発明に係る免震装置の第３の実施形態を示す立断面図である。
【図５】  本発明に係る免震装置の第４の実施形態を示す立断面図である。
【符号の説明】
１  基礎
２  積層ゴム
３  上部躯体
３３  鋼管（凸部）
３４  凹部
１００  ゴムシート（粘弾性体）
２０１  ボルト（軸部材）
２０２  スプリングワッシャー
３００  円柱体（凸部）
３０１  凹部
３０２  粘弾性体
【図１】
0003713645.tif 000002
【図２】
0003713645.tif 000003
【図３】
0003713645.tif 000004
【図４】
0003713645.tif 000005
【図５】
0003713645.tif 000006