(57)【要約】  下部ラフト（３）と、下部ラフト（３）上に適用された低摩擦係数材料の層（４）と、下部ラフトの前記層（４）上に摺動自在に配置された、低摩擦係数材料の複数のスラブ（５）を含む土台と、スラブ（５）の前記土台と結合された上部ラフト（６）と、上部ラフト（６）に結合された上部構造物（６０）とを備える建築物用の二重ラフト基礎（１）であって、上部ラフト（６）は、地震の際に、上部ラフトのスラブ（５）の前記土台が、下部ラフトに対して上部ラフトを相対的に移動させるように下部ラフトの前記層（４）上を摺動自在に摺動できるように、下部ラフト（３）上に配置される、二重ラフト基礎（１）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物用の二重ラフト基礎（１）であって、
−  下部ラフト（３）と、
−  前記下部ラフト（３）上に適用された低摩擦係数材料の層（４）と、
−  前記下部ラフトの前記層（４）上に摺動自在に配置された、同一平面上にある低摩擦係数材料の複数のスラブ（５）を含む土台と、
−  スラブ（５）の前記土台と結合された上部ラフト（６）と、
−  前記上部ラフト（６）に結合された上部構造物（６０）とを備え、
前記上部ラフト（６）は、地震の際に、前記上部ラフトのスラブ（５）の前記土台が、前記下部ラフトに対して前記上部ラフトを相対的に移動させるように前記下部ラフトの前記層（４）上を摺動できるように、前記下部ラフト（３）上に配置される、建築物用の二重ラフト基礎（１）において、
前記下部ラフトの前記層（４）と前記上部ラフトの前記土台の前記スラブ（５）との間で、静的摺動摩擦係数および動的摺動摩擦係数が、０．０４に等しい、または０．０４未満であることを特徴とする、二重ラフト基礎（１）。
【請求項２】
前記下部ラフトの前記層（３）がテフロンで作られ、前記上部ラフトの前記土台の前記スラブ（５）が鋼および／またはテフロンで作られる、請求項１に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項３】
前記下部ラフト（３）は、前記上部ラフト（６）を収容するために、立ち上がった周壁（３１）を有する槽として形成される、請求項１または２に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項４】
前記上部ラフト（６）の動きを減衰させ、地震後に前記下部ラフト（３）に対して前記上部ラフト（６）をセンタリングするように、前記下部ラフトの前記周壁（３１）と前記上部ラフト（６）との間に介在した、減勢−減衰装置（７）およびセンタリング装置（８）も備える、請求項３に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項５】
前記下部ラフトの前記層（４）は、厚さ凡そ１〜２ｃｍのテフロン層である、請求項の１〜４いずれか一項に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項６】
前記上部ラフトの前記土台の各スラブ（５）は、下壁（５１）から上向きに突出した側壁（５２）を有する矩形槽として形成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項７】
前記上部ラフトの各スラブ（５）は、モジュール構造物から成る土台を形成する前記スラブ（５）を連結するように、隣のスラブの側壁（５２）の上部境界部を受けるための収容部（５４）を画定するように、Ｕ字状に曲げられた上縁が設けられた少なくとも１つの側壁（５２）を有する、請求項６に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項８】
前記下部ラフト（３）下に広がり、前記下部ラフトに結合された下部構造物（３６）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の二重ラフト基礎（１）。
【請求項９】
前記上部ラフト（６）に結合された前記上部構造物（６０）は、超高層建築物の荷重支持構造物（Ｓ）から分離されたプレハブモジュール（９）を形成し、前記下部ラフト（３）は、前記超高層建築物の床であり、前記プレハブモジュール（９）は、前記超高層建築物の前記床上に配置される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の二重ラフト基礎（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
工業上の発明についての本特許出願は、二重ラフト基礎（double raft foundation）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラフト基礎は、小型、中型及び大型の建築物に現在使用されている最も一般的な種類の基礎である。
【０００３】
２〜３階建ての建築物の場合、地面を掘削した後に、凡そ２０ｃｍの捨てコンクリートが打設され、工事面が得られる。次いで、捨てコンクリートで作られた工事面に、高さ凡そ５０〜６０ｃｍ（２〜３階建ての構造物の場合）のラフトが直接打設される。ラフト上に柱と荷重支持構造物の両方が構築される。
【０００４】
明らかに、そのような構造物は、構造物の機械抵抗を損ねる大きな応力を地震中に受ける。
【０００５】
今のところ、人工の建築構造物の全てが地震による動的応力を受けるとしても、それらの一部のみが様々な種類の構造制御装置によって地震に対して保護される。これらの装置は、以下の３つのカテゴリに分類することができる。
−  構造物を監視し、構造物の動的状態を調整するように力を加えるように設計された能動的システム；
−  構造制御を減衰装置に制限する半能動的システム；
−  地震の動的作用を受動的に受ける受動的システム。
【０００６】
最良の解決策は、受動的システム、すなわち、地震応力を構造物に伝達しないように建築物を免震できるシステムによって表される。
【０００７】
現在、建築構造物を地震から保護する様々な種類のエネルギー減勢装置が知られている。しかし、既知の種類のエネルギー減勢装置は、適切に機能するためには、重量構造物、すなわち、最低で４階建て、最高で１０階建ての鉄筋コンクリート製建築物に適用されなければならない。そのようなエネルギー減勢装置は、軽量な木製構造物または２階建てもしくは３階建ての鉄筋コンクリート製建築物の場合には機能しない。
【０００８】
仏国特許第２６１９５８９号は、下部ラフトと、下部ラフトの内部に配置された瀝青材摺動層とを備える建築物用の二重ラフト基礎を開示している。摺動層上に第１の瀝青板が配置され、第１の板上に第２の瀝青板が配置される。上部ラフトが、第１の瀝青板と第２の瀝青板に結合され、上部ラフトに上部構造物が結合される。下部ラフトの摺動層が瀝青材で作られ、上部ラフトに結合された板も瀝青材で作られていれば、摺動層と板との間の静的および動的摩擦係数は、明らかに非常に大きくなる。知られているように、瀝青材同士の間の摩擦係数は凡そ０．５である。結果として、地震の際に、下部ラフトに対する上部ラフトの摺動が非常に抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】仏国特許発明第２６１９５８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、建築構造物を免震できる二重ラフト基礎を提供することによって先行技術の欠点を解消することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、軽量小型構造物に使用するのに適した二重ラフト基礎を提供し、よって建築構造物の重量およびコストを最小化することである。
【００１２】
本発明の追加の目的は、構造物特性を地震後も含めて経時的に変化しないように維持するのに効果的かつ適した二重ラフト基礎を提供することである。
【００１３】
これらの目的は、独立請求項１に請求される特徴を有する本発明により達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の有利な実施形態が従属請求項から明らかになる。
【００１５】
本発明の二重ラフト基礎は、軽量建築構造物、例えば、１階建てまたは２階建ての家屋を免震するために考案された。これは、そのような場合に、先行技術のエネルギー減勢装置が効果的ではないことを考慮したものである。
【００１６】
本発明の二重ラフト基礎は、
−  下部ラフトと、
−  下部ラフト上に一体に適用された低摩擦係数材料の層と、
−  下部ラフトの低摩擦係数の前記層上に摺動自在に配置された、同一平面上にある低摩擦係数材料の複数のスラブを含む土台と、
−  前記土台上に一体に得られた上部ラフトと、
−  上部ラフトに結合された上部構造物とを備える。
【００１７】
上部ラフトは、地震の際に、上部ラフトの前記土台が、下部ラフトに対して上部ラフトを相対的に移動させるように下部ラフトの低摩擦係数の前記層上を摺動自在に摺動できるように、下部ラフト上に配置される。
【００１８】
低摩擦係数材料は、互いに擦れ合うときに、テフロン（登録商標；以下同じ）−鋼の場合の静的摺動摩擦係数（μｒｓ）および動的摺動摩擦係数（μｒｄ）以下の静的および動的摺動摩擦係数、すなわち、
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を有する材料である。
【００１９】
したがって、有利には、下部ラフトを覆う層をテフロンで作ることができ、土台のスラブを鋼で作ることができる。
【００２０】
本発明の発明概念は、任意の構造および気候条件に関連してつくられるテフロン−鋼またはテフロン−テフロンにおける地震せん断である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の二重ラフト基礎は、以下の利点を有する。
−  上部構造物の動きが地面から切り離され、上部ラフトが下部ラフトから切り離され、入力地震エネルギーを制限し、上部ラフト上の上部構造物、下部ラフト下の下部構造物、およびテフロン−鋼またはテフロン−テフロン絶縁装置に対する損傷を避ける；
−  上部ラフトに取り付けられた上部構造物が、より小さな力に耐えるので、より薄くなり、したがって、より安くなり、よって、軽量構造物を絶縁することを可能にする；
−  テフロン製スラブのコストが、制限され、任意の他の種類の受動的減勢システムよりも低くなる；
−  入力地震エネルギーが適切なダンパーによって減勢され、構造物が自律的にセンタリングされる；
−  メンテナンスが不要であり、各地震後および上部構造物の耐用年数全体にわたって効率性が維持される；
−  テフロン−鋼摺動システムの厚さが２センチメートルに（またはそれよりも小さく）抑制され、摺動システムが、容易に設置され、短期間で施工される；
−  摺動面は、いかなる材料にも付着しない自己潤滑材料（テフロン）で作られる；
−  摺動面は、最低−２６０℃の耐寒性、最高＋２６０℃の耐熱性、ならびに耐酸性および耐火性を保証する；
−  摺動面は電気的および熱的絶縁を保証する。
【００２２】
本発明の追加の特徴が、以下の説明から、より完全に明らかになるであろう。以下の説明は、添付の技術図面に示される、単に例示的である非限定的な実施形態について言及している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による二重ラフト基礎の様々な部分の分解断面図である。
【図２】組立状態にある、図１の基礎の断面図である。
【図３】本発明による基礎における上部ラフトの３つのスラブの分解斜視図である。
【図４】図３の２つのスラブの組立体を示す部分的に破断された断面図である。
【図５】埋設下部構造物および上部高層構造物を有する建築物の断面図である。
【図６】各居住用モジュールが本発明による二重ラフト基礎で作られた超高層建築物の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図を参照すると、本発明の二重ラフト基礎が開示され、全体的に参照数字（１）で示されている。
【００２５】
図１および図２を参照すると、本発明による二重ラフト基礎（１）を設置するために、現在使用されている建築方式と同じように、地面（２）の掘削部（２０）が作られ、掘削部（２０）に捨てコンクリート（２１）が打設される。
【００２６】
そして、捨てコンクリート（２１）上には、鉄筋コンクリート製の下部ラフト（３）が作られ；例えば、２〜３階建ての家屋の場合、下部ラフトの厚さは、凡そ３０〜４０ｃｍである。下部ラフト（３）の上面（３０）は、平滑であり、平坦であり、水平にされる。有利には、下部ラフトの上面（３０）には、捨てコンクリート（２１）の打設に際して生じ得る不陸を補修するように、セメントモルタルなどの平滑化材料が適用される。
【００２７】
有利には、窪んだ収容部（３２）を画定するように下部ラフトの上面（３０）から立ち上がった周壁（３１）を有する槽として、下部ラフト（３）を形成することができる。
【００２８】
下部ラフトの上面（３０）には、低摩擦係数材料の層、好ましくは、厚さ１〜１０ｃｍのテフロン層（４）が敷設されて固定される。テフロン層（４）は、一定の厚さと、できるだけ均一な上面（４０）とを有する必要がある。有利には、低摩擦係数材料の層は、低摩擦係数材料の層のより良好な摺動およびより長い耐用年数を得るために、テフロンとカーボンとの混合物を備えることができる。
【００２９】
テフロン層上には、土台を形成する複数のスラブ（５）が配置される。スラブ（５）は、鋼および／またはテフロンなどの低摩擦係数材料で作られる。
【００３０】
有利には、スラブ（５）は、鋼で作られ、最小厚さ１〜２ｍｍを有する。こうして、スラブ（５）の鋼は、テフロン層（４）と直接接触し、スラブ（５）は、テフロン層（４）上で摺動することができる。有利には、スラブ（５）は、鋼で作ることができ、テフロンコーティングされた下面（５０）を有することができる。こうして、スラブ（５）のテフロン面は、テフロン層（４）と接触し、よってテフロン層（４）とスラブ（５）との摩擦を最小化する。スラブ（５）をテフロンのみで作ることができる。
【００３１】
図３および図４を参照すると、各鋼製スラブ（５）は、下壁（５１）と、下壁から凡そ２〜４ｃｍの高さで垂直に立ち上がった４つの側壁（５２）とが設けられた矩形槽として形成される。
【００３２】
隣り合う２つの鋼製スラブの側壁（５２）は、下部で開放した収容部（５４）を画定するようにＵ字状に下方に曲げられた上縁（５３）を有する。こうして、第２のスラブの上縁の収容部（５４）の内部に第１のスラブの側壁（５２）の上部境界部を嵌めることによって、２つのスラブ間にジョイントを形成し、２つのスラブ間に単一の鋼面を形成するように、テフロン層（４）の上に既に敷設された第１のスラブ（５）に第２のスラブ（５）を組み付けることができる。上記の点をふまえると、土台は、相互接続された複数の鋼製スラブ（５）を備えるモジュール構造物で作られる。
【００３３】
スラブ（５）を組み立てた後、スラブ間のジョイントは、コンクリートがテフロン層（４０）上に落下しないように、粘着テープ（図には示していない）でシールされる。これで、シールされた鋼面を有することで、上部ラフト（６）が作られる。
【００３４】
まず、スラブ（５）上に鋼製ガーダ（図には示していない）が構築され、ついで、厚さ凡そ３０〜４０ｃｍ（２〜３階建ての家屋の場合）の鉄筋コンクリート製の上部ラフト（６）を形成するように、スラブ（５）上にコンクリートが打設される。前記テフロン層（４）上の摺動を可能にするために、上部ラフト（６）は、下部ラフト（３）上に打設されたテフロン層（４）の表面寸法（長さおよび幅）よりも小さな表面寸法を有する必要がある。例えば、上部ラフト（６）は、上部ラフトと下部ラフトの側壁（３１）との間に約３０〜５０センチメートルの隙間を残して、下部ラフト（３）の窪んだ収容部（３２）内にセンタリングされる。
【００３５】
上部ラフト（６）は、例えば、１つ以上の居住用モジュールが設けられ得る上部構造物（６０）に結合される。
【００３６】
上部ラフト（６）の下部は、テフロン層（４）上に載ったスラブ（５）から成る土台である。テフロン上の鋼の摩擦が、氷上の摩擦と同等であることを考慮すると、実質的に摩擦を伴わずに下部ラフト（３）上で摺動する上部構造物（６０）が得られる。
【００３７】
下部ラフト（３）は、摺動を可能にするように上部ラフト（６）よりも幅広である必要があり、上部ラフト（６）が下部ラフト（３）から落ちるのを防ぐように、側壁（３１）から成る立ち上がり周縁部を有する必要がある。その上、そのような構成によって、減衰システム（７）を使用して上部ラフト（６）の摺動を減衰させ、地震が止んだときにセンタリングシステム（８）を使用して下部ラフト（３）に対して上部ラフト（６）をセンタリングすることが可能になる。減衰システム（７）およびセンタリングシステム（８）は、下部ラフト（３）の周壁（７１）と上部ラフト（６）との間に介在する。
【００３８】
有利には、下部ラフト（３）を上部ラフト（６）よりも非常に幅広にすることができる。そのような場合、地震が止んだときにジャッキを用いて下部ラフトに対して（３）上部ラフト（６）をセンタリングできるので、減勢装置およびセンタリング装置の使用は不要である。このシステムは、有利には、コストを抑制するために、地震危険度の低い地域に適用することができる。
【００３９】
上部ラフトの摩擦面としては、単に経済的な理由から鋼が選ばれる。非常に寒冷な場所、非常に温暖な場所、酸性の場所、および腐食性の場所にある二重ラフト基礎、または工場の特殊要件のための二重ラフト基礎などの場合に、上部ラフトの摺動面として追加のテフロン層を使用することができる。テフロン−テフロン間の摺動は、鋼−テフロン間と同じ摩擦を有し、両方とも、鋼と氷との間で生じる摺動に近い。
【００４０】
鉄筋コンクリートの代わりに、上部ラフト（６）および上部ラフトに結合される上部構造物（６０）を木材、鋼、レンガまたは石材などの別の材料で作ることができる。
【００４１】
二重ラフト基礎（１）では、下部ラフトのテフロン層（４）について１センチメートル、上部ラフトの鋼製スラブ（５）について１センチメートルの、合計凡そ２ｃｍに動作厚さが制限されることを考慮する必要がある。
【００４２】
図５を参照すると、地上２階または３階、ガレージ用の地下１階を有する建築物の場合、典型的に鉄筋コンクリートで地下階（下部構造物（３６））を作り、よって、下部ラフト（３）に結合することができる。代わりに、地上階（上部構造物（６０））は、上部ラフト（６）に結合される。こうして、地震のせん断が、１階の高さで生じる。これによって、建築工事がより容易となり、建築コストが抑制される。例えば、下部構造物（３６）および下部ラフト（３）が鉄筋コンクリートで作られ、上部構造物（６０）が木材で作られる。
【００４３】
本発明による二重ラフト基礎の動作に必要な制限された厚さを常に考慮して、超高層建築物について新たな措置が可能である。
【００４４】
図６を参照すると、上部ラフト（６）および上部ラフトに結合された上部構造物（６０）は、超高層建築物の荷重支持構造物（Ｓ）から分離されたプレハブモジュール（９）を形成する。超高層建築物の床は、下部ラフト（３）を形成する。超高層建築物の床から成る下部ラフト（３）上には、１ｃｍ厚のテフロン層（４）が一体に適用される。プレハブモジュール（９）の基部から成る上部ラフト（６）下には、１ｃｍ厚のテフロン製スラブ（５）を備える土台が一体に適用される。こうして、プレハブモジュール（９）は、二重ラフト基礎システムによって超高層建築物の荷重支持構造物（Ｓ）内に配置される。
【００４５】
減勢装置（７）およびセンタリング装置（８）は、超高層建築物の荷重支持構造物（Ｓ）とプレハブモジュール（９）の基部から成る上部ラフト（６）との間に介在する。
【００４６】
こうして、超高層建築物は、別々に挙動するプレハブモジュール（９）を各階に有し、連続的に上方に延びる。超高層建築物の荷重支持構造物（Ｓ）の全体は、地震中に応力を受けにくくなる。荷重支持構造物（Ｓ）の震動は、荷重支持構造物（Ｓ）床上で摺動するプレハブモジュールの動きに対応する。
【００４７】
本発明の本実施形態について、当該分野の専門家の能力内で、本発明の範囲内で多数の変更および修正を行うことができる。
【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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【国際調査報告】
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