(57)【要約】【課題】  構造物の免震基礎構造として地震による振動エネルギーを吸収しつつ、簡易、かつ、汎用性と経済性を備えた免震基礎構造及び構築方法を提供する。【解決手段】  中央部４ｃが溝形に隆起している剛体金具４を基礎１に固定し、断面凹字状の弾性金具３で梁２を固定する。弾性金具３の底板３ｃが剛体金具４の中央部４ｃ内に入るように配置し、梁２と剛体金具４間、及び弾性金具３と基礎１間に扁平状の免震装置５を介装する構成とし、基礎１と構造物の土台となる梁２とをすべり支承する。免震装置５は、複数の鋼板５３が積層された積層体５１と、積層体５１の鋼板積層方向に直交する方向からの応力に対して復元力を与えるように鋼板５１どうしを規制して連結する弾性体５２と、を備え、複数の鋼板５３の間に滑面層５３ａを設けている。【選択図】      図１
2006241729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎と構造物の土台となる梁とをすべり支承する構造物の免震基礎構造であって、
前記梁の両側面に固定される対向する一対の屈折片を有し、この一対の屈折片を結合している底板を設ける断面凹字状の弾性金具と、
前記基礎に固定される一対の取り付け片を両翼に有し、中央部が溝形に隆起している剛体金具と、
複数の扁平状の免震装置と、を備え、
前記弾性金具は、前記梁の底面と前記底板が所定の間隔を設けて当該梁に固定され、
前記梁の底面と前記剛体金具の隆起面が対向するように前記中央部内に前記底板が配置され、
前記梁の底面と前記剛体金具の隆起面の間に前記免震装置が介装され、かつ、前記底板の底面と前記基礎面の間に前記免震装置が介装され、
前記免震装置は、複数の鋼板が積層されることによって構成された積層体と、この積層体の鋼板積層方向に直交する方向からの応力に対して復元力を与えるように前記鋼板どうしを規制して連結する弾性体と、を備え、
前記複数の鋼板の間には、少なくとも一層の滑面層が設けられている構造物の免震基礎構造。
【請求項２】
前記中央部の隆起面の対向面と前記底板の上面との間に、前記免震装置が更に介装されている請求項１記載の構造物の免震基礎構造。
【請求項３】
アンカーボルトが埋設される基礎と建築物の土台となる梁とをすべり支承する建築物の構築方法であって、
前記基礎を形成する第１工程と、
前記請求項１記載の免震装置を一対の前記アンカーボルト間に設置する第２工程と、
前記請求項１記載の弾性金具を前記免震装置上に設置する第３工程と、
前記請求項１記載の剛体金具を前記請求項１記載の底板上に設置する第４工程と、
前記請求項１記載の免震装置を前記請求項１記載の中央部上に設置する第５工程と、を含んでいる建築物の構築方法。
【請求項４】
前記請求項１記載の中央部の隆起面の対向面と前記請求項１記載の底板の上面との間に、前記請求項１記載の免震装置が更に介装される第６工程と、を含んでいる請求項３記載の建築物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の免震基礎構造及び構築方法に関する。前記構造物としては、例えばコンクリート製の布基礎又は束石の上に建築される木造建築物、又は、架台を有する陳列棚及び機械類が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
木造建築物の一般的な工法として、コンクリート製の布基礎又は束石の上に、木製の土台材や柱をアンカーボルト等で固定することで、基礎と上屋を固定する建築方法が知られている。しかし、木製の土台材や柱をコンクリートに直接固定すると、コンクリートの湿気を吸って接触部分が腐食するという問題や、建築物の床下の換気が困難となるという問題が発生するため、木製の土台とコンクリート基礎の間にプラスチック製の受け材を設置していた。しかし、地震で建築物へ振動が与えられた場合には、プラスチック製の受け材は振動エネルギーを吸収することが困難であり、基礎の損傷や上屋の歪みを引き起こしていた。
【０００３】
前述の対策として、プラスチック製の受け材に代えて、ゴムと合成樹脂材からなる積層材を基礎と土台の間に敷設し、地震による振動エネルギーを吸収する免震装置としてのゴム基礎及びその敷設方法が発明されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一方、陳列棚及び機械類の構造物が地震で倒壊しないように、従来は、これら構造物の架台又は構造物自体の構造部材の断面積を大きくして、架台及び構造物の剛性を高めていた。しかし、構造部材の断面積を大きくすると、架台や構造物の容積や重量が増加し、これら架台や構造物の製作費をもアップさせる要因となる。
【０００５】
架台や構造物の構造を変えることなく、架台と構造物の間にゴムなどの弾性体を介装させて、震動エネルギーを吸収及び減衰させることが試みられている。しかし、ゴムのみで振動エネルギーを吸収した場合には、ゴムが吸収できる振動エネルギー量はゴムの体積に依存し、大きい地震を想定すると、ゴムの体積を大きくする必要がある。
【０００６】
ゴムなどの弾性体で架台と構造物を支承する対策に換えて、ローラー、ベアリング及びレールなどの機械要素を構成して、架台と構造物をすべり支承する物品展示用免震台が発明されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献２による免震台は、大地震の場合でも大きな水平方向の振動を確実に減衰させて免震台上の展示物品、又は展示ケースや内部に収納した展示品などの物品が倒壊するのを防止し得ると共に地震がおさまった後の元位置への復元性が良好であるとしている。
【特許文献１】特開平８−２３２５００号公報
【特許文献２】特開平１０−２８１２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、木造建築物の免震装置としては、ゴムの弾性力によってのみ振動エネルギーを吸収した場合には、振動エネルギーの吸収率はゴムの弾力性に依存することとなる。しかし、ゴムは、建築物等の重量物の下に敷設された場合には圧縮され、弾力性が弱くなるので、地震による振動エネルギーを吸収するためには、ゴムを厚くしなければならない。ところが、ゴムを厚くした場合は、木製の土台等とコンクリート基礎の間に設置すると土台が不安定になるという問題がある。
【０００９】
一方、陳列棚及び機械類の構造物と架台を機械要素ですべり支承した場合には、ローラー・レール・ベアリング等の要素をからなる機構を構造物と架台間に収納するため、この構造物及び架台の容積を大きくしている。又、この免震基礎構造は構成を複雑なものとしている。簡易な構成であり、汎用性があり、低価である免震基礎構造及び構築方法が求められている。つまり、これらが本発明の課題といってよい。
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべく、構造物の免震基礎構造として地震による振動エネルギーを吸収しつつ、簡易、かつ、汎用性と経済性を備えた免震基礎構造及び構築方法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】
【００１１】
発明者は、上記の目的を達成するために、中央部が溝形に隆起している剛体金具を基礎に固定し、断面凹字状の弾性金具で梁を固定し、弾性金具の底板が剛体金具の中央部内に入るように配置し、梁と剛体金具間、及び弾性金具と基礎間に扁平状の免震装置を介装する構成及び方法とし、基礎と構造物の土台となる梁とをすべり支承する、以下のような新たな構造物の免震基礎構造及び構築方法を発明した。
【００１２】
（１）  基礎と構造物の土台となる梁とをすべり支承する構造物の免震基礎構造であって、前記梁の両側面に固定される対向する一対の屈折片を有し、この一対の屈折片を結合している底板を設ける断面凹字状の弾性金具と、前記基礎に固定される一対の取り付け片を両翼に有し、中央部が溝形に隆起している剛体金具と、複数の扁平状の免震装置と、を備え、前記弾性金具は、前記梁の底面と前記底板が所定の間隔を設けて当該梁に固定され、前記梁の底面と前記剛体金具の隆起面が対向するように前記中央部内に前記底板が配置され、前記梁の底面と前記剛体金具の隆起面の間に前記免震装置が介装され、かつ、前記底板の底面と前記基礎面の間に前記免震装置が介装され、前記免震装置は、複数の鋼板が積層されることによって構成された積層体と、この積層体の鋼板積層方向に直交する方向からの応力に対して復元力を与えるように前記鋼板どうしを規制して連結する弾性体と、を備え、前記複数の鋼板の間には、少なくとも一層の滑面層が設けられている構造物の免震基礎構造。
【００１３】
（１）の発明は、基礎と構造物の土台となる梁とをすべり支承する構造物の免震基礎構造であって、断面凹字状の弾性金具と、剛体金具と、複数の扁平状の免震装置と、を備えている。弾性金具は、梁の両側面に固定される対向する一対の屈折片を有し、この一対の屈折片を結合している底板を設けている。剛体金具は、基礎に固定される一対の取り付け片を両翼に有し、中央部が溝形に隆起している。
【００１４】
例えば、基礎は建築用のコンクリート製の布基礎であってよく、本発明においては、陳列棚及び機械類の構造物を支承する架台も基礎の概念に含むものとする。例えば、土台となる梁は、建築用の角材であってよく、溝形鋼又は角パイプからなる鉄骨梁でもよい。すべり支承とは、振動外乱を受ける構造物の免震基礎構造であって、構造物の基礎を水平剛性の低い絶縁装置（免震支承）で支持することである。そして、本発明は、基礎と構造物の土台となる梁を機械的絶縁法によりすべり支承している。
【００１５】
例えば、弾性金具は、鋼板を折り曲げ加工して断面凹字状の形状を得ることができる。一対の屈折片における内壁間の対向距離は、梁の両側面間の距離より僅かに大きく、一対の屈折片が梁の両側面を挟持することが好ましく、一対の屈折片は例えばボルト又はねじなどの締結具で梁の両側面に固定される。
【００１６】
例えば、剛体金具は、溝形鋼を切断加工して中央部とし、この溝形鋼の両側面に厚板の鋼板となる一対の取り付け片を溶接して、所望の形状を得ることができる。又、剛体金具は、鉄系の鋳造材を切削加工して所望の形状を得ることもできる。一対の取り付け片は、例えば、基礎に設けられる一対のアンカーボルトにナットで固定される。
【００１７】
そして、（１）の発明は、弾性金具は、梁の底面と底板が所定の間隔を設けて梁に固定されている。梁の底面と剛体金具の隆起面が対向するように、剛体金具の中央部内に底板が配置されている。梁の底面と剛体金具の隆起面の間に、免震装置が介装され、かつ、底板の底面と基礎面の間に免震装置が介装される。
【００１８】
ここで、梁の底面と底板の間には少なくとも一つの免震装置と剛体金具の中央部が介装されるので、梁の底面と底板に設けられる所定の間隔は、（一つの免震装置の厚さ＋中央部の厚さ）以上であってよく、（二つの免震装置の厚さ＋中央部の厚さ）以下が好ましい。又、剛体金具の中央部内には、少なくとも一つの免震装置と底板が介装されるので、当該中央部の溝の深さは、（一つの免震装置の厚さ＋底板の厚さ）以上であってよく、（二つの免震装置の厚さ＋底板の厚さ）以下が好ましい。
【００１９】
基礎の上面に配置される第１の免震装置と、中央部の上面に配置される第２の免震装置は同軸であることが好ましく、第１の免震装置と第２の免震装置をそれぞれ一対にして配置してもよい。そして、第１の免震装置には弾性金具から垂直荷重が作用し、第２の免震装置には梁から垂直荷重が作用する。
【００２０】
（１）の発明において、免震装置は積層体と弾性体を備えている。積層体は、複数の鋼板が積層されることによって構成されている。弾性体は、積層体の鋼板積層方向に直交する方向からの応力に対して復元力を与えるように鋼板どうしを規制して連結している。そして、複数の鋼板の間には、少なくとも一層の滑面層が設けられている。
【００２１】
この免震装置は、弾性体が積層体の周を被覆して複数の鋼板を一体化してよく、弾性体は積層体の全体を包む包皮状の弾性体であってよい。又、滑面層は、一対の鋼板の対向面と、この対向面の間に挟まれた介在体とからなってよく、滑面層は、潤滑処理されている対向面からなってもよい。
【００２２】
複数の鋼板は円板状の鋼板であってよく、弾性体はゴムからなる円筒形状であってよい。弾性体は、軟弾性体である化学合成されたエラストマであってもよく、当該エラストマに形成された穴に複数の円板状の鋼板が載置されて、当該複数の鋼板の側周囲をエラストマで包囲するようにしてもよい。複数の鋼板の側縁は面取りされていることが好ましい。
【００２３】
この免震装置は、複数の鋼板の間に滑面層を設けているので、複数の鋼板が相互に横移動し振動エネルギーを吸収する。そして、この複数の鋼板どうしを連結して一体化することによって前記積層体を構成する弾性体の復元力により、複数の鋼板の横移動を収束できる。又、免震装置の大部分が、鋼板で構成されているので、免震装置の大部分をゴムで構成した場合に比べて、圧縮力に対して強く、建築物のような重量物とその基礎との間に設置した場合でも、免震装置を厚くせずに、振動エネルギーを吸収し、振動を減衰できる。
【００２４】
したがって、木造建築物のコンクリート製の基礎と木製の土台との間に挟むプラスチック製の受け材の代わりに、設置する免震装置とした場合でも、土台の安定性を確保できる厚さとしつつ、高い免震性能を発揮できる。
【００２５】
この免震装置は、弾性体が積層体の周を被覆して複数の鋼板を一体化することにより、最小限の弾性体で、振動エネルギーによって相互に横移動した複数の鋼板に復元力を与えることができる。この免震装置は、コンパクトで廉価な免震装置とすることができる。
【００２６】
又、この免震装置は、弾性体を積層体の全体を包む包皮状とすることにより、弾性体が積層体から容易に分離しなくなる。積層体が密封されることにより、積層体を構成する鋼板と鋼板の間に水分や塵等が入り、摩擦係数が大きくなることもない。したがって、免震性能を安定できる。
【００２７】
この免震装置は、滑面層を一対の鋼板の対向面と、この対向面の間に介在体を挟むことにより、滑面層の摩擦係数をさらに小さくすることができる。鋼板自体は汎用されている鋼板をそのまま利用しても高い免震性能を発揮できる。又、滑面層を潤滑処理された対向面とすることにより、鋼板の横移動がより円滑になる。
【００２８】
そして、この免震装置は、弾性体をゴムとすることにより、免震装置に載置された所定の構造物が地震によって横滑りすることを困難としている。複数の鋼板を円板状とし、弾性体は円筒形状とすることにより、水平方向のあらゆる方向からの振動に対しても、同様な免震性能を発揮できる。
【００２９】
（１）の発明は、上記のような免震特性を有する免震装置を、梁の底面と剛体金具の隆起面の間、及び底板の底面と基礎面の間に介装している。そして、基礎の上面に配置される第１の免震装置は、基礎と弾性金具をすべり支承している。又、剛性金具の中央部の上面に配置される第２の免震装置は、剛性金具と梁をすべり支承している。
【００３０】
このように、（１）の発明は、基礎に作用する地震による水平方向の振動エネルギーを免震装置で吸収し、振動エネルギーの多くを構造物に伝達することなく、振動を吸収している。そして、基礎と構造物の土台となる梁を免震装置で二重にすべり支承している。基礎と構造物の土台となる梁を単に免震装置ですべり支承する場合と比べて、複合した効果が期待できる。なお、梁を弾性金具で支持することにより、地震による水平方向の振動エネルギーの吸収に寄与できると考えられる。
【００３１】
（１）の発明は、従来のようにゴムの弾性力によってのみ振動エネルギーを吸収することなく、剛板同士のすべり結合及び弾性体の復元力を利用して振動エネルギーを吸収している。（１）の発明は、従来と比較して基礎と土台の間隔を薄くすることができ、土台を安定することが可能となる。
【００３２】
又、（１）の発明は、弾性金具と剛体金具と２つの免震装置を１セットとして免震基礎構造を実現している。これら弾性金具、剛体金具及び免震装置は製作容易であり、従来のローラー・レール・ベアリングなどで構成される免震基礎構造と比較して、簡易な構成ということができる。そして、汎用性と経済性に優れているということもできる。
【００３３】
（２）  前記中央部の隆起面の対向面と前記底板の上面との間に、前記免震装置が更に介装されている（１）記載の構造物の免震基礎構造。
【００３４】
剛体とは、外部から力が働いたときに、その変形が無視できると考えられる物体と、例えば定義されている。本発明に即して言えば、剛体金具の中央部に作用する垂直荷重に対して、中央部の撓みが無視できる程度に、剛体金具が設計されることが好ましい。しかし、弾性金具と剛体金具の組合せによっては、中央部の撓みが無視できる程度に剛体金具が設計できるとは限らないので、この場合は、隆起面の対向面と底板の上面との間に、免震装置を更に介装して、中央部の撓みを補強してもよい。
【００３５】
（３）  アンカーボルトが埋設される基礎と建築物の土台となる梁とをすべり支承する建築物の構築方法であって、前記基礎を形成する第１工程と、（１）記載の免震装置を一対の前記アンカーボルト間に設置する第２工程と、（１）記載の弾性金具を前記免震装置上に設置する第３工程と、（１）記載の剛体金具を（１）記載の底板上に設置する第４工程と、（１）記載の免震装置を（１）記載の中央部上に設置する第５工程と、を含んでいる建築物の構築方法。
【００３６】
（４）  （１）記載の中央部の隆起面の対向面と（１）記載の底板の上面との間に、（１）記載の免震装置が更に介装される第６工程と、を含んでいる（３）記載の建築物の構築方法。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の免震基礎構造は、梁に固定される弾性金具と、基礎に固定される剛体金具と、複数の免震装置を備えている。そして、基礎の上面に配置される第１の免震装置は、基礎と弾性金具をすべり支承している。又、剛性金具の中央部の上面に配置される第２の免震装置は、剛性金具と梁をすべり支承している。本発明の免震基礎構造によれば、地震による振動エネルギーの高い吸収率を維持しつつ、従来と比較して基礎と土台の間隔を薄くすることができる。そして、コンパクトで、汎用性が高く、廉価な免震基礎構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３９】
図１は、本発明による構造物の免震基礎構造の第１実施形態を示す斜視分解組立図である。図２は、前記第１実施形態による構造物の免震基礎構造の正面図である。図２は、弾性金具及び剛体金具を断面としている。図３は、前記第１実施形態による構造物の免震基礎構造の縦断面図である。
【００４０】
図４は、前記第１実施形態による免震装置の断面図である。図５は、前記第１実施形態による免震装置の斜視外観図である。図５に示される免震装置は、２枚のプレートの側周のみがゴムカバーで被覆されている。図６は、前記第１実施形態による免震装置の斜視外観図である。図６に示される免震装置は、２枚のプレートの全体を包皮状にゴムカバーが被覆している。図７は、前記第１実施形態による免震装置の斜視外観図である。図７に示される免震装置は、２枚のプレートを矩形状に形成している。
【００４１】
図８は、前記第１実施形態による免震装置に垂直荷重を与えた場合に、水平方向の荷重と変位の関係を測定する方法を示した図である。図９は、図８の測定方法による免震装置の荷重変位曲線図である。図１０は、図８の測定方法による免震装置の荷重変位曲線図である。
【００４２】
図１１は、本発明による構造物の免震基礎構造の第２実施形態を示す正面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００４３】
最初に本発明の第１実施形態による構造物の免震基礎構造の構成を説明する。図１から図３において、本発明による免震基礎構造は、基礎１と構造物の土台となる梁２で構成されている。この免震基礎構造は、断面凹字状の弾性金具３と、剛体金具４と、複数の扁平状の免震装置５を備えている。弾性金具３は、梁２の両側面に固定される対向する一対の屈折片３ａ・３ｂを有し、一対の屈折片３ａ・３ｂを結合している底板３ｃを設けている。剛体金具４は、基礎１に固定される一対の取り付け片４ａ・４ｂを両翼に有し、中央部４ｃが溝形に隆起している。
【００４４】
図１から図３において、構造物は例えば木造建築物であり、基礎１は建築用のコンクリート製の布基礎である。本発明においては、後述するように、陳列棚及び機械類の構造物を支承する架台も基礎１の概念に含むものとする。図１から図３において、土台となる梁２は木造建築用の角材を示しているが、梁２は溝形鋼又は角パイプからなる鉄骨梁でもよい。
【００４５】
例えば、弾性金具３は鋼板を折り曲げ加工して断面凹字状の形状を得ることができる。図３において、一対の屈折片３ａ・３ｂにおける内壁間の対向距離は、梁２の両側面間の距離より僅かに大きく、一対の屈折片３ａ・３ｂが梁２の両側面を挟持している。一対の屈折片３ａ・３ｂはボルト３１及びねじ３２などの締結具で梁２の両側面に固定される。
【００４６】
例えば、剛体金具４は、溝形鋼を切断加工して中央部４ｃとし、この溝形鋼の両側面に厚板の鋼板となる一対の取り付け片４ａ・４ｂを溶接して、所望の形状を得ることができる。又、剛体金具４は、鉄系の鋳造材を切削加工して所望の形状を得ることもできる。一対の取り付け片４ａ・４ｂは、基礎１に設けられる一対のアンカーボルト１ａ・１ｂにナット１１で固定されている（図２参照）。
【００４７】
図１から図３に示されるように、弾性金具３は、梁２の底面と底板３ｃが所定の間隔を設けて梁２に固定されている。又、梁２の底面と剛体金具４の隆起面が対向するように、剛体金具４の中央部４ｃ内に底板３ｃが配置されている。そして、梁２の底面と剛体金具４の隆起面の間に、免震装置５が介装され、かつ、底板３ｃの底面と基礎１面の間に免震装置５が介装されている。図１から図３において、中央部４ｃの隆起面の対向面と底板３ｃの上面との間に、免震装置５が更に介装されてもよい。
【００４８】
図１から図３において、梁２の底面と底板３ｃの間には少なくとも一つの免震装置５と剛体金具４の中央部４ｃが介装されるので、梁２の底面と底板３ｃに設けられる所定の間隔は、（一つの免震装置５の厚さ＋中央部４ｃの厚さ）以上であってよく、（二つの免震装置５の厚さ＋中央部４ｃの厚さ）以下が好ましい。又、剛体金具４の中央部４ｃ内には、少なくとも一つの免震装置５と底板３ｃが介装されるので、中央部４ｃの溝の深さは、（一つの免震装置５の厚さ＋底板３ｃの厚さ）以上であってよく、（二つの免震装置５の厚さ＋底板３ｃの厚さ）以下が好ましい。
【００４９】
図１から図３において、基礎１の上面に配置される第１の免震装置５と、中央部４ｃの上面に配置される第２の免震装置５は同軸であることが好ましく、第１の免震装置５と第２の免震装置５をそれぞれ一対にして配置してもよい。図１から図３において、第１の免震装置５には弾性金具３から垂直荷重が作用し、第２の免震装置５には梁２から垂直荷重が作用している。
【００５０】
図４又は図５において、免震装置５は積層体５１と弾性体５２を備えている。積層体５１は、複数の鋼板５３が積層されることによって構成されている。弾性体５２は、積層体５１の鋼板積層方向に直交する方向からの応力に対して復元力を与えるように鋼板５３どうしを規制して連結している。そして、二つの鋼板５３の間には、少なくとも一層の滑面層５３ａが設けられている。
【００５１】
図４又は図５に示されるように、免震装置５は、弾性体５２が積層体５１の周を被覆して二つの鋼板５３を一体化している。図６において、弾性体５２は積層体５１の全体を包む包皮状の弾性体となっている。又、滑面層５３ａは、一対の鋼板５３の対向面と、この対向面の間に挟まれた介在体とからなってよく、滑面層５３ａは、潤滑処理されている対向面からなってもよい。
【００５２】
図４から図６に示されるように、鋼板５３は円板状の鋼板であってよく、図７に示されるように、鋼板５３は矩形の鋼板であってもよい。そして、弾性体５２はゴムからなる円筒形状であってよい。又、弾性体５２は、軟弾性体である化学合成されたエラストマであってもよく、当該エラストマに形成された穴に複数の円板状の鋼板５３が載置されて、当該複数の鋼板５３の側周囲をエラストマで包囲するようにしてもよい。複数の鋼板５３の側縁は面取りされていることが好ましい。
【００５３】
図４から図７に示された実施形態では、鋼板５３の材質は炭素鋼（ＳＳ-４００）とした。なお、鋼板５３の材質は、ＳＳ-４００に限定されるものでなく、その他の炭素鋼や、ステンレス鋼等を用いることもできる。図４から図６において、鋼板５３は厚さを６ｍｍ、直径を１０３ｍｍの円板形状とし、側縁にはＲ０．５の面取りが施されている。２枚の鋼板５３が互いに対向する面には、ＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）コーティングによる滑面層５３ａが形成されている。ＰＴＦＥコーティングによる滑面層５３ａは、すべり摩擦係数を０．１から０．０１５としている。
【００５４】
図４から図７に示された実施形態では、弾性体５２の材質は天然ゴムとし、厚さを２ｍｍとした。そして、図５に示されるように弾性体５２は、積層体５１の周を被覆している。又、図６に示されるように、複数の鋼板５３の集合体としての積層体５１全体を円筒状の弾性体５２で包んでもよい。更に、図７に示されるように、鋼板５３の外形を矩形とした場合は、弾性体５２を帯状の輪として、鋼板５３の積層体５１の各辺２個所に、帯状の輪とした弾性体５２を掛けることもできる。
【００５５】
本発明において、鋼板５３の枚数は２枚に限定されることなく、設置する場所のスペースや地震から守る構造物の重量に応じて、２枚以上の枚数に増やすこともできる。又、鋼板５３の形状及び厚さは、上記の数値に限定されるものでなく、地震から守る構造物の形状に合わせることもできる。例えば、木造建築物の免震装置として使用する場合には、図７に示されるように、木造建築物の基礎の形状に合わせて角形にすることもできる。
【００５６】
滑面層５３ａは、複数の鋼板５３が互いに対向する面に、ＰＴＦＥコーティングする代わりに、２枚の鋼板５３の間に介在体としてフッ素樹脂シートを挿入することもできる。又、ＰＴＦＥコーティングとフッ素樹脂シートの挿入を併用してもよい。
【００５７】
弾性体５２の材質は、天然ゴムに限定されるものでなく、伸縮や曲げ等の変形が可能であり、高い内部粘性、耐摩耗性、耐亀裂性、耐候性などの特性を有するクロロプレンゴム等の合成ゴムとすることもできる。弾性体５２の厚さは２ｍｍに限定されるものでなく、地震から守る構造物の重量や用途に応じて、厚さを変えることもできる。
【００５８】
次に、本発明の第２実施形態による構造物の免震基礎構造の構成を説明する。図１１又は図１２において、構造物は例えば陳列棚６２であり、基礎１は、陳列棚６２を支承する架台６１に設けられた梁である。前述したように、本発明は、陳列棚及び機械類の構造物を支承する架台も基礎１の概念に含んでいる。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態の説明で用いられた同符号の構成品はその作用を同一とするので、説明を割愛する場合がある。
【００５９】
図１１又は図１２において、剛体金具４は、一対の取り付け片４ａ・４ｂ（図１参照）がボルト１２で基礎１に固定されている。そして、弾性金具３と剛体金具４と２つの免震装置５を１セットとした免震基礎構造が、架台６１の略四隅に４セット配置されている。架台６１は複数のレベルフット６１ａを有し、床面Ｇに設置されている。
【００６０】
次に、本発明の作用を説明する。
【００６１】
免震装置５は、複数の鋼板５３の間に滑面層５３ａを設けているので（図４参照）、複数の鋼板５３が相互に横移動し振動エネルギーを吸収する。そして、この複数の鋼板５３どうしを連結して一体化することによって積層体５１を構成する弾性体５２の復元力により、複数の鋼板５３の横移動を収束できる。又、本発明の免震装置５の大部分が、鋼板５３で構成されているので、免震装置の大部分をゴムで構成した場合に比べて、圧縮力に対して強く、建築物のような重量物とその基礎との間に設置した場合でも、免震装置を厚くせずに、振動エネルギーを吸収し、振動を減衰できる。
【００６２】
したがって、木造建築物のコンクリート製の基礎と木製の土台との間に挟むプラスチック製の受け材の代わりに、設置する免震装置とした場合でも、土台の安定性を確保できる厚さとしつつ、高い免震性能を発揮できる。
【００６３】
免震装置５は、弾性体５２が積層体５１の周を被覆して複数の鋼板５３を一体化することにより、最小限の弾性体で、振動エネルギーによって相互に横移動した複数の鋼板５３に復元力を与えることができる。この免震装置５は、コンパクトで廉価な免震装置とすることができる。
【００６４】
又、免震装置５は、弾性体５２を積層体５１の全体を包む包皮状とすることにより、弾性体５２が積層体５１から容易に分離しなくなる。積層体５１が密封されることにより、積層体を構成する鋼板と鋼板の間に水分や塵等が入り、摩擦係数が大きくなることもない。したがって、免震性能を安定できる。
【００６５】
免震装置５は、滑面層５３ａを一対の鋼板５３の対向面と、この対向面の間に介在体を挟むことにより、滑面層５３ａの摩擦係数をさらに小さくすることができる。鋼板５３自体は汎用されている鋼板をそのまま利用しても高い免震性能を発揮できる。又、滑面層５３ａを潤滑処理された対向面とすることにより、鋼板５３の横移動がより円滑になる。
【００６６】
そして、この免震装置は、弾性体をゴムとすることにより、免震装置に載置された所定の構造物が地震によって横滑りすることを困難としている。複数の鋼板を円板状とし、弾性体は円筒形状とすることにより、水平方向のあらゆる方向からの振動に対しても、同様な免震性能を発揮できる。
【００６７】
図１から図３に示されるように、本発明による構造物の免震基礎構造は、上記のような免震特性を有する免震装置５を、梁２の底面と剛体金具４の隆起面の間、及び底板３ｃの底面と基礎１面の間に介装している。そして、基礎１の上面に配置される第１の免震装置５は、基礎１と弾性金具３をすべり支承している。又、剛性金具４の中央部４ｃの上面に配置される第２の免震装置５は、剛性金具４と梁２をすべり支承している。
【００６８】
このように、本発明による構造物の免震基礎構造は、基礎１に作用する地震による水平方向の振動エネルギーを免震装置５で吸収し、振動エネルギーの多くを構造物に伝達することなく、振動を吸収している。そして、基礎１と構造物の土台となる梁２を免震装置５で二重にすべり支承している。基礎１と構造物の土台となる梁２を単に免震装置ですべり支承する場合と比べて、複合した効果が期待できる。なお、梁２を弾性金具３で支持することにより、地震による水平方向の振動エネルギーの吸収に寄与できると考えられる。
【００６９】
本発明による構造物の免震基礎構造は、従来のようにゴムの弾性力によってのみ振動エネルギーを吸収することなく、剛板５３同士のすべり結合及び弾性体の復元力を利用して振動エネルギーを吸収している。本発明は、従来と比較して基礎と土台の間隔を薄くすることができ、土台を安定することが可能となる。
【００７０】
又、本発明は、弾性金具３と剛体金具４と２つの免震装置５を１セットとして免震基礎構造を実現している。これら弾性金具３、剛体金具４及び免震装置５は製作容易であり、従来のローラー・レール・ベアリングなどで構成される免震基礎構造と比較して、簡易な構成ということができる。そして、汎用性と経済性に優れているということもできる。
【００７１】
又、本発明による構造物の免震基礎構造は、中央部４ｃの隆起面の対向面と底板３ｃの上面との間に、免震装置５が更に介装されてもよい（図１参照）。
【００７２】
剛体とは、外部から力が働いたときに、その変形が無視できると考えられる物体と、例えば定義されている。本発明に即して言えば、剛体金具４の中央部４ｃに作用する垂直荷重に対して、中央部４ｃの撓みが無視できる程度に、剛体金具４が設計されることが好ましい。しかし、弾性金具３と剛体金具４の組合せによっては、中央部４ｃの撓みが無視できる程度に剛体金具４が設計できるとは限らないので、この場合は、隆起面の対向面と底板３ｃの上面との間に、免震装置５を更に介装して、中央部４ｃの撓みを補強してもよい。
【００７３】
本発明による構造物の免震基礎構造は、アンカーボルトが埋設される基礎と建築物の土台となる梁とをすべり支承する建築物においては、次の構築方法により施工される。
【００７４】
図１において、木造建築物の基礎１は、従来通りの施工方法で、根伐りし、砕石を敷き、捨てコンクリートを打設した後に、基礎を形成するための墨を出し、鉄筋を組み、型枠を組んで、アンカーボルト１ａ・１ｂを設置した後に、基礎のコンクリートを打設し、基礎１の天端を地盤面から予め決められた高さに均し、コンクリートが凝固後に、型枠を解体することで、木造建築物の基礎１が形成される（第１工程）。
【００７５】
次に、一対のアンカーボルト１ａ・１ｂ（図１参照）間に免震装置５を設置する（第２工程）。次に、免震装置５上に弾性金具３を設置する（第３工程）。次に、剛体金具４を底板３ｃ（図２参照）上に設置する（第４工程）。この第４工程において、剛体金具４を一対のアンカーボルト１ａ・１ｂに固定してもよい。次に、剛体金具４の中央部４ｃ上に免震装置５を設置する（第５工程）。そして、前記免震装置５上に梁２を設置し、一対の屈折片３ａ・３ｂがボルト３１及びねじ３２などの締結具で梁２の両側面に固定されて、免震基礎構造の施工を終了する。
【００７６】
なお、本発明の構築方法は、前記第５工程後に、中央部４ｃの隆起面の対向面と底板３ｃの上面との間に免震装置５が更に介装される第６工程を含んでもよい。
【００７７】
〔検証実験例〕
次に、本発明による免震装置に垂直荷重を与えた場合に、水平方向の荷重と変位の関係を測定した検証実験例を説明する。図９と図１０は、免震装置５の荷重変位曲線測定図である。図９は、垂直荷重を１０００Ｋｇｆとした場合の荷重変位曲線であり、図１０は、垂直荷重を２０００Ｋｇｆとした場合の荷重変位曲線である。
【００７８】
免震装置５の荷重変位曲線の測定方法は、図８に示されるように、２つの免震装置５を垂直方向に積層し、互いに対向する面の間に、中間板５ｐを挟み、上側の免震装置５の上面と下側の免震装置５の下面から垂直荷重をかける。そして、上側と下側の免震装置５は固定し、中間板５ｐに水平荷重を与え、中間板５ｐの水平変位量を測定した。
【００７９】
図９に示されるように、垂直荷重が１０００Ｋｇｆの場合は、水平荷重が略５０Ｋｇｆで５ｍｍ水平変位し、水平荷重が略７０Ｋｇｆで１０ｍｍ水平変位し、水平荷重が略７５Ｋｇｆで１５ｍｍ水平変位し、水平荷重が略８０Ｋｇｆで２０ｍｍ水平変位した。
【００８０】
図１０に示されるように、垂直荷重が２０００Ｋｇｆの場合は、水平荷重が略１２０Ｋｇｆで略３ｍｍ水平変位し、その後水平荷重が略９０Ｋｇｆから略１２０Ｋｇｆの間で略３ｍｍから略３１ｍｍ水平変位した。
【００８１】
そして、垂直荷重が１０００Ｋｇｆの場合は、図９に示されるように、水平変位が略２１ｍｍに達した後は、弾性体５２（図４参照）の復元力により、水平荷重が減少側に反転した。又、垂直荷重が２０００Ｋｇｆの場合は、図１０に示されるように、水平変位が略３１ｍｍに達した後は、弾性体５２の復元力により、水平荷重が減少側に反転した。
【００８２】
図９及び図１０に示された荷重変位曲線の測定結果により、１０００Ｋｇや２０００Ｋｇの重量を有する構造物が免震装置５に載置された場合でも、免震装置５は、地震による水平荷重を水平変位により吸収し、水平荷重がかけられていない状態に復元できることが示された。したがって、免震装置５は、非常にコンパクトでありながら建築物のような重量物に圧縮されても、安定して振動エネルギーを吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明による構造物の免震基礎構造の第１実施形態を示す斜視分解組立図である。
【図２】前記第１実施形態による構造物の免震基礎構造の正面図である。
【図３】前記第１実施形態による構造物の免震基礎構造の縦断面図である。
【図４】前記第１実施形態による免震装置の断面図である。
【図５】前記第１実施形態による免震装置の斜視外観図である。
【図６】前記第１実施形態による免震装置の斜視外観図である。
【図７】前記第１実施形態による免震装置の斜視外観図である。
【図８】前記第１実施形態による免震装置に垂直荷重を与えた場合に、水平方向の荷重と変位の関係を測定する方法を示した図である。
【図９】図８の測定方法による免震装置の荷重変位曲線図である。
【図１０】図８の測定方法による免震装置の荷重変位曲線図である。
【図１１】本発明による構造物の免震基礎構造の第２実施形態を示す正面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    基礎
２    梁
３    弾性金具
３ａ・３ｂ    一対の屈折片
３ｃ    底板
４    剛性金具
４ａ・４ｂ    一対の取り付け片
４ｃ    中央部
５    免震装置
５１    積層体
５２    弾性体
５３    鋼板
５３ａ    滑面層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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