(57)【要約】【課題】  住宅の耐震性向上【解決手段】  本発明は、住宅に近接して設けた強固な基礎に取付けた高剛性の支柱を有する揺れ抑制装置によって住宅の揺れを受け止めて住宅の揺れを抑制するようにした住宅の耐震性向上技術に関する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅の外壁直下付近の地面に強固に固定した基礎と、該基礎に下部を固定した高剛性の支柱を有する揺れ抑制装置と、該揺れ抑制装置に取付けられ前記住宅に対向し前記住宅の揺れを受け止める受圧部とから成り、前記住宅の揺れを前記受圧部に伝達し、該伝達された揺れを前記揺れ抑制装置の剛性で受け止めることによって、前記住宅の揺れを抑制するようにしたことを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。
【請求項２】
請求項１において、前記住宅が揺れていない状態で前記受圧部が前記住宅と非結合で接触状態にしたことを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。
【請求項３】
請求項１において、前記住宅が揺れていない状態で前記受圧部が前記住宅と非結合で接触しない程度に接近していることを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。
【請求項４】
請求項１において前記受圧部が前記住宅と結合していることを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。
【請求項５】
請求項１において、前記揺れ抑制装置と前記受圧部との間に緩衝装置を取付けたことを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、住宅に近接して設けた強固な基礎に取付けた高剛性の支柱を有する揺れ抑制装置によって住宅の揺れを受け止めて住宅の揺れを抑制するようにした住宅の耐震性向上技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の、住宅の耐震性を向上させるための主な方法としては、下記の方法が知られている。
▲１▼柱の数を多くする。▲２▼柱を太くする。▲３▼壁の割合を多くする。▲４▼窓の面積を小さくする。▲４▼壁に筋交いを入れる。▲５▼壁を構造用合板とする。▲６▼柱と梁と桁などの構造部材の組付け部を相互に金属部材で固定する。▲７▼基礎を高強度の鉄筋コンクリートにする。
などがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  そのために、次のような問題点があった。
▲１▼新築住宅において、前記の耐震性向上対策を実施して建築基準法に合致するようにしても大地震の揺れに対する強度は大幅に不充分。
▲２▼既存住宅において、前記の耐震性向上対策を実施する場合は、採用可能の対策が限定される。
▲３▼住宅内部の大改造となり、その間仮住まいが必要となるなど日常生活に支障が大きい。
▲４▼内装工事のやり直しも必要となり工事費が高くなる。
▲５▼最大限の改造工事を行っても大地震の揺れに対する強度は大幅に不充分。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  住宅の外壁直下付近の地面に強固に固定した基礎と、該基礎に下部を固定した高剛性の支柱を有する揺れ抑制装置と、該揺れ抑制装置に取付けられ前記住宅に対向し前記住宅の揺れを受け止める受圧部とから成り、前記住宅の揺れを前記受圧部に伝達し、該伝達された揺れを前記揺れ抑制装置の剛性で受け止めることによって、前記住宅の揺れを抑制するようにしたことを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。【０００５】  前記住宅が揺れていない状態で前記受圧面が、前記住宅と非結合で接触状態にある。又は前記住宅と非結合で接触しない程度に接近している。又は前記住宅と結合していることを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。【０００６】  前記揺れ抑制装置と前記受圧部との間に緩衝装置を取付けたことを特徴とする耐震性向上装置と耐震性向上方法。
により上記課題を解決する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  以下に、本発明の実施の形態について説明する。【０００８】  具体的実施例として、代表的な事例を説明する。
図１は、実施例１の側面図であり、図２は、その正面図である。
この実施例は、住宅１の基礎２と基礎２に一体的に取付けた基礎部材３に高剛性の支柱４でできた揺れ抑制装置５の下部６を取付け、揺れ抑制装置５に取付けた受圧部７を住宅１に向き合うように略直立した姿勢となし、住宅１が揺れていない時に受圧部７と住宅１とは非結合で接触状態としている。非結合とは受圧部７と住宅１を固定していない状態をいう。また接触状態とは、住宅１に軽く接触している程度から住宅１に与圧をかけた状態まである。
なお、受圧部７が住宅１と接触する面は、住宅１の外壁８の場合と住宅１の構造部材と両方あるが、説明が冗長となるので以降の説明においても住宅１とのみ記載する。【０００９】  この方式の作用は、住宅１が揺れて住宅１が揺れ抑制装置５側に傾斜すると、住宅１が受圧部７を押し、その押付け力よって揺れ抑制装置５に反力が生じ、その反力が住宅１の倒れを抑制し、揺れを減少させる効果となる。
住宅１と受圧部７とは固定していないので、住宅１が揺れ抑制装置５側に揺れた場合は揺れ抑制装置５の反力により揺れが抑制されるが、住宅１が揺れ抑制装置５と反対側に揺れた場合と、その直角方向に揺れた場合は、住宅１は何ら拘束されることなく自由に動くことができる。従って、図９に示すように住宅１の４面にバランスよく配置するのが望ましく、そうすることによって住宅１がどの方向に揺れても揺れた方向にある揺れ抑制装置５の反力が発生するので、揺れ抑制装置５全体として住宅１がどの方向の揺れても揺れを抑制することが出来る。また、揺れ抑制装置５の数を多くすれば住宅１の揺れを無理なく効果的に抑制出来る。【００１０】  この揺れ抑制装置５の剛性の大きさは、住宅１の強度を考慮し、住宅１の損傷が許容できる範囲のできるだけ小さな揺れ力において釣り合うように設計するのが望ましく、それによって揺れ抑制装置５が住宅１を損傷することなく耐震性を向上させることが出来る。逆に、受圧部７に揺れ力を伝達する住宅１側の接触部分の強度が充分でない場合は、新築住宅であれば、予め、柱、桁、梁等の高強度部材を追加して充分な強度がある構造とするのが望ましい。既設住宅のように構造部材を住宅１側に追加して補強するのが困難の場合には、外壁８の外側から住宅１の柱、桁、梁に力がかかるように強度部材を追加するか、または、揺れ抑制装置５側に住宅１の柱、桁、上梁等の強度を有する部材に力がかかるように部材を追加しても良い。【００１１】  この方式による特有の効果は、住宅１が揺れていない状態で受圧部７と住宅１が接触しているので、揺れ幅の小さい段階から揺れ抑制効果を発揮できると共に、住宅１の揺れの許容幅まで最大のストロークがとれるため、揺れ抑制装置５の弾性係数を小さくできるという効果がある。これにより住宅１へ与える反力の勾配をより緩やかにすることができるので住宅１へ与える衝撃も小さく出来る。【００１２】  また、この方法において、受圧部７が住宅１の外壁８に直接接触する場合には、外壁面の損傷を少なくするために、予め外壁８の上に鉄板等の強度部材でできた接触面を設けてもよい。これによって外壁８の損傷を防止することが出来ると共に、受圧部７と接触面との間で摺動がスムースに行われるので、揺れ抑制装置５の損傷防止効果もある。
受圧部７を住宅１に対して与圧を加える構造に付いては、揺れ抑制装置５と受圧部７の間にジャッキ機構を組込むことでもよい。【００１３】  図３は実施例２である。
この方式は、受圧部７と住宅１の外壁８との間に住宅１が静止している状態で接触しない程度の隙間を設ける方法である。接触しない程度とは、住宅１がわずかに揺れただけで接触する程度からある程度大きな揺れになって初めて接触する程度まである。【００１４】  この方法による作用は、住宅１の揺れがある程度大きくなると、住宅１が揺れ抑制部材５の受圧部７に接触し、さらに受圧部７を押すと揺れ抑制装置５に反力が生じて、それが揺れを抑える力となって住宅１の揺れを抑制することである。
この方式も実施例１と同様に受圧部５と住宅１とは結合していないので、住宅１が揺れ抑制装置５側に揺れた場合は受圧部７を押す力がかかるが、揺れ抑制装置５から離れる方向に揺れた場合とその直角方向に揺れた場合は全く拘束されないので自由に動くことが出来る。【００１５】  この方式の特有の効果は、住宅１が大きく揺れた時には揺れ抑制効果を発揮することができるが、問題ない程度の小さな揺れでは受圧部７が住宅１と接触しないので住宅１側の接触面を傷付けることがない。従って、きれいに仕上がっている外壁８を傷つけたくない場合に最適である。【００１６】  図４は、実施例３である。
この方式は、揺れ抑制装置５の受圧部７と住宅１とが結合している点に特徴がある。
受圧部７と住宅１が結合しているので、住宅１の全方向の揺れについて揺れ抑制効果があるので揺れ抑制装置５の使い方として効率的である。しかし、特に住宅１の揺れが揺れ抑制装置５から離れる方向と左右方向に揺れた時には受圧部７と結合している住宅１の構造部材に引っ張り力や曲げ力が加わるため住宅１の構造部材に強度がないと損傷を与え易い。従ってこの方式の場合は、住宅１の構造部材を補強するか、構造部材同士を強固に結合し強度を確保するのが望ましい。また揺れ抑制装置７を図９に示すように住宅１の４面にバランスよく配置して住宅１の揺れ幅を少なくすることで対策とすることが出来る。【００１７】  図５、図６は、実施例４である。【００１８】  この方式は、揺れ抑制装置５と受圧部７の間に緩衝装置９を介在させている。この緩衝装置９の構造は、揺れ抑制装置５に油圧シリンダ１０を取付け、油圧シリンダ１０のピストンロッド１１の先端に受圧部７を取付けてある。この受圧部７はスプリング１２により住宅１の方向に常時押されるようになっている。また油圧シリンダ１０のピストンの前進側と後進側に繋がる配管の途中に、前進するときには開き後進する時には閉じるチェックバルブ１３と、絞り弁１４を並列に設けている。【００１９】  この方式の作用は、住宅１が揺れて受圧部７が揺れ抑制装置５側に押された場合には、チェックバルブ１３が閉じ、絞り弁１４により速度が制限されるが、住宅１が揺れ抑制装置５から離れる方向に揺れた時にはチェックバルブ１３が開き、スプリング１２によって受圧部７が住宅１に追従しては素早く戻るようになっている。
このため、住宅１が揺れて受圧部７が押された場合のみ抵抗力が発生し、住宅１の揺れを減少させる効果が発生する。しかし、住宅１の揺れが揺れ抑制装置５の受圧部７から離れる方向に揺れた場合と左右方向に揺れた場合には住宅１の動きを抑制する効果は発生しない。従って、この揺れ抑制装置５を図９に示すように住宅１の４面にバランスよく配置することによって住宅１がどの方向に揺れても何れかの揺れ抑制装置５によって揺れが抑制されるので、結果として全方向の揺れ抑制効果が生ずる。【００２０】  このように油圧シリンダ１０で揺れを減速すると住宅１に急激な反力を与えることがないので緩衝効果があると同時に、特に長周期の揺れに共振しないようにすることができるという効果がある。なお、受圧部７を住宅１が揺れていない状態において、図５のように住宅１と接触するようにしても、図６のように住宅１と僅かに隙間が生ずるようにしてもよい。この受圧部７と住宅１との関係による効果の違いは実施例の１、２と同じである。【００２１】  図７は、実施例５である。
この実施例は、揺れ抑制装置５と受圧部７との間に油圧シリンダ１０を介在すると共に受圧部７を住宅１に結合し、且つ油圧シリンダ１０の前進側と後進側に繋がる配管の途中に絞り弁１４を設けている。【００２２】  この方式による作用は、ピストンロッド１１の動きが絞り弁１４により減速され揺れを抑制する効果を生ずるが、絞り弁１４はピストンロッド１１が前進する場合も後退する場合も有効となるため、住宅１が揺れ抑制装置５から離れる方向に揺れても引き戻す力となり、揺れ抑制効果が大きい。
この方式の特有の効果としては、この揺れ抑制装置５を住宅１の隣り合った２面に設置すると全方向の揺れが抑制できるので、揺れ抑制装置５の設置数を最小限にして効率的に使用することもできるという特徴がある。【００２３】  図８は、実施例６である。
この実施例においては、油圧シリンダ１０のシリンダ側と受圧部７側の両方に球面座１５を設けた例を示す。このジョイント部の方式は、球面座１５に代えて自動車のプロペラシャフトの連結部に使用されているユニバーサルジョイントのようなものを使用してもよいし弾性部材を介在させてもよい。
この実施例の特有の効果は、揺れ抑制装置５に対して住宅１の揺れ方向がどの方向になっても揺れ抑制装置５に無理な力がかからない点にある。この効果は、前記の実施例５、６、７に採用しても同じ効果を得ることが出来る。【００２４】  図９は、揺れ抑制装置５の配置例を示している。
住宅１の４面にバランスよく配置すると住宅１の揺れをより効果的に抑制することが出来るが、住宅１の弱点部を補強するために単独や２〜３ヵ所で使用しても効果がある。
また、各実施例に示した方式はそれぞれ効果の違いがあるので、その特徴を生かして何種類かを組み合わせるとより効果的である。【００２５】  揺れ抑制装置５の下部６を固定している基礎部材３は、新築住宅の場合は住宅１の基礎４を鉄筋コンクリートでつくる時に強固な鉄筋１６を埋め込んでその鉄筋１６と一体的に作ると強固で且つ低コストに作ることができる。
既設住宅の場合は、住宅１の基礎２の外側に住宅１の基礎２と一体となる鉄筋コンクリートで補強し、その部分に基礎部材３を取付けても良い。【００２６】  図１０に揺れ抑制装置５の基礎部材３を別体で作る事例を示す。
この方法は、基礎部材３の取付け場所に土木工事用ドリルで細長く深い穴１７を掘り、コンクリートを流し込んで鉄筋コンクリート柱１８を造り、その上部に基礎部材３を固定する方法である。【００２７】  図１１、１２、１３は、揺れ抑制装置５を設置する前の状態と、揺れ抑制装置５の高さの違う状態の概念図である。
２階建て住宅が地震で揺れた場合には、図１１に示すような揺れとなり、１階の柱が一定角度以上に傾くと柱の組付け部が損傷し１階が押しつぶされる状態となる。本発明は、図１２と図１３に示すように１階の柱の傾きを抑制することが狙いである。
【発明の効果】
【００２８】  従来の住宅の内部構造を強化する耐震手法とは全く違い、住宅の外部からの強化方法であるので次のような効果がある。
▲１▼耐震性を大幅に向上させることが出来る。
▲２▼工事が住宅の外部で出来るので、工事期間中も仮住まいの必要もなく生活に支障を与えることが少ない。
▲６▼住宅内部の改造が不要なので費用が少ない。
▲７▼既存住宅を損傷することなく耐震性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１の側面図
【図２】実施例１の正面図
【図３】実施例２の側面図
【図４】実施例３の側面図
【図５】実施例４の側面図
【図６】実施例５の側面図
【図７】実施例６の側面図
【図８】実施例７の他の実施例
【図９】揺れ抑制装置の配置例
【図１０】基礎の他の実施例
【図１１】揺れ抑制装置のない場合の揺れ概念図
【図１２】揺れ抑制装置の高さが中位の場合の揺れ概念図
【図１３】揺れ抑制装置の高さが１階の上梁の高さとした場合の揺れ概念図
【符号の説明】
１．住宅
２．基礎
３．基礎部材
４．支柱
５．揺れ抑制装置
６．下部
７．受圧部
８．外壁
９．緩衝装置
１０．油圧シリンダ
１１．ピストンロッド
１２．スプリング
１３．チェックバルブ
１４．絞り弁
１５．球面座
１６．鉄筋
１７．穴
１８．コンクリート柱
【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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【図１３】
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