(57)【要約】【課題】  短周期〜長周期の広範囲の波形の地震動に対して十分な震動吸収効果を達成し、及び／又は、地震動の建物への伝達を阻止できる震動吸収柱及び建物基礎構造を提供する。【解決手段】  凸ブロックと凹ブロックを積層した振動吸収柱であって、前記凸ブロックは、上凸部及び下凸部と、その外側の第１外周部を有し、前記凹ブロックは、上凹部及び下凹部と、その外側の第２外周部を有し、前記上凸部及び下凸部をそれぞれ前記下凹部及び上凹部に収容し、前記第１外周部と前記第２外周部の間に第１弾性部材を介挿し、前記上凸部と前記下凹部の間、及び、前記下凸部と前記上凹部の間に第２弾性部材を介挿する振動吸収柱及び当該振動吸収柱を有する建物基礎構造とした。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸ブロックと凹ブロックを積層した振動吸収柱であって、
前記凸ブロックは、上凸部及び下凸部と、その外側の第１外周部を有し、
前記凹ブロックは、上凹部及び下凹部と、その外側の第２外周部を有し、
前記上凸部及び下凸部をそれぞれ前記下凹部及び上凹部に収容し、
前記第１外周部と前記第２外周部の間に第１弾性部材を介挿した振動吸収柱。
【請求項２】
前記上凸部と前記下凹部の間、及び、前記下凸部と前記上凹部の間に第２弾性部材を介挿した請求項１の振動吸収柱。
【請求項３】
前記第１外周部と前記第２外周部の間、前記上凸部と前記下凹部の間、及び、前記下凸部と前記上凹部の間に隙間が形成される請求項１又は２の振動吸収柱。
【請求項４】
前記凸ブロック及び前記凹ブロックに形成された貫通孔に挿通したロープ部材により前記凸ブロック及び凹ブロックが結束されている請求項１〜３のいずれかの振動吸収柱。
【請求項５】
前記ロープ部材に張力を印加するための張力部材を更に有する請求項４の振動吸収柱。
【請求項６】
前記張力部材が最上段の前記凹ブロックの前記上凹部に収容される請求項５の振動吸収柱。
【請求項７】
最上段の前記凹ブロックがコンクリート基礎と一体に形成される請求項６の振動吸収柱。
【請求項８】
前記凸ブロックが、
前記上凸部を有する上凸ブロックと、
前記下凸部を有する下凸ブロックと、
前記上凸ブロックと前記下凸ブロックの間に配置される第１弾性シートの積層体である請求項１〜７のいずれかの振動吸収柱。
【請求項９】
前記凹ブロックが、
前記上凹部を有する上凹ブロックと、
前記下凹部を有する下凹ブロックと、
前記上凹ブロックと前記下凹ブロックの間に配置される第２弾性シートの積層体である請求項１〜８のいずれかの振動吸収柱。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかの振動吸収柱の上にコンクリート基礎が配置された建物基礎構造。
【請求項１１】
複数の前記振動吸収柱が前記コンクリート基礎の下に配置され、
各前記振動吸収柱が、前記振動吸収柱を持ち上げるための持上機構を有する請求項１０の建物基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等の建物の耐震性向上を図るための震動吸収柱及び震動吸収柱を用いた建物基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等によって生じた建物の震動を減衰・吸収させる振動吸収体は従来から提案されている。例えば、特許文献１，２は、積層ゴムからなる振動吸収体を開示し、特許文献３は、複数の耐震ゴムと複数の板状体を積層した振動吸収体を開示し、特許文献４は、複数のプレキャストコンクリート製のブロックを緊張材によりプレストレスを与えた状態で緊結した振動吸収体を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３７１７２３号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９７１５号公報
【特許文献３】実用新案登録第３０９１２３６号公報
【特許文献４】特開２００２−１３３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜４は、直下型地震等の短周期の地震動に対処するものであり、短周期の地震動と長周期の地震動の両方に対して十分な震動吸収効果を得ることができなかった。特に長周期地震動に対する振動軽減効果が非常に小さかった。
【０００５】
従来、基礎コンクリートの下に震動吸収体を配置したものは存在しなかった。特許文献１〜４の震動吸収体は、基礎コンクリートよりも上に配置されるものである。基礎コンクリートよりも上に震動吸収体を配置する場合には、建築基準法上の認定を受けることが必要になるため、建築コストの増加につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜構成１＞
凸ブロックと凹ブロックを積層した振動吸収柱であって、
前記凸ブロックは、上凸部及び下凸部と、その外側の第１外周部を有し、
前記凹ブロックは、上凹部及び下凹部と、その外側の第２外周部を有し、
前記上凸部及び下凸部をそれぞれ前記下凹部及び上凹部に収容し、
前記第１外周部と前記第２外周部の間に第１弾性部材を介挿した振動吸収柱。
＜構成２＞
前記上凸部と前記下凹部の間、及び、前記下凸部と前記上凹部の間に第２弾性部材を介挿した構成１の振動吸収柱。
＜構成３＞
前記第１外周部と前記第２外周部の間、前記上凸部と前記下凹部の間、及び、前記下凸部と前記上凹部の間に隙間が形成される構成１又は２の振動吸収柱。
＜構成４＞
前記凸ブロック及び前記凹ブロックに形成された貫通孔に挿通したロープ部材により前記凸ブロック及び凹ブロックが結束されている構成１〜３のいずれかの振動吸収柱。
＜構成５＞
前記ロープ部材に張力を印加するための張力部材を更に有する構成４の振動吸収柱。
＜構成６＞
前記張力部材が最上段の前記凹ブロックの前記上凹部に収容される構成５の振動吸収柱。
＜構成７＞
最上段の前記凹ブロックがコンクリート基礎と一体に形成される構成６の振動吸収柱。
＜構成８＞
前記凸ブロックが、
前記上凸部を有する上凸ブロックと、
前記下凸部を有する下凸ブロックと、
前記上凸ブロックと前記下凸ブロックの間に配置される第１弾性シートの積層体である構成１〜７のいずれかの振動吸収柱。
＜構成９＞
前記凹ブロックが、
前記上凹部を有する上凹ブロックと、
前記下凹部を有する下凹ブロックと、
前記上凹ブロックと前記下凹ブロックの間に配置される第２弾性シートの積層体である構成１〜８のいずれかの振動吸収柱。
＜構成１０＞
構成１〜９のいずれかの振動吸収柱の上にコンクリート基礎が配置された建物基礎構造。
＜構成１１＞
複数の前記振動吸収柱が前記コンクリート基礎の下に配置され、
各前記振動吸収柱が、前記振動吸収柱を持ち上げるための持上機構を有する構成１０の建物基礎構造。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態の振動吸収柱４０に使用される例示的な凸ブロック１０を示す。（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図２】振動吸収柱４０に使用される例示的な凹ブロック２０を示す。（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図３】振動吸収柱４０及び建物基礎構造１を示す。
【図４】振動吸収柱４０に使用される例示的な第１弾性体４１の外形を示す。
【図５】振動吸収柱４０に使用される例示的な第２弾性体４２の外形を示す。
【図６】側面から見た建物基礎構造１の配置例を示す。
【図７】上方から見た建物基礎構造１の配置例を示す。
【図８】本発明の他の実施形態の建物基礎構造１Ａを示す。
【図９】例示的な上凸ブロック１０Ｕを示す。（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図、（ｃ）は側断面図である。
【図１０】例示的な上凹ブロック２０Ｕを示す。（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図、（ｃ）は側断面図である。
【図１１】例示的な第１弾性シート１０Ｍを示す。（ａ）は斜視図、（ｂ）は側断面図である。
【図１２】本発明の更に他の実施形態の建物基礎構造１Ｂを示す。
【図１３】本発明の更に他の実施形態の伸張機構８１の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示すように、凸ブロック１０は、第１外周部１１と、上凸部１２と、下凸部１３と、貫通孔１４を有する。凸ブロック１０は、コンクリート製がよい。石材や鋼鉄等他の材料でもよい。
【０００９】
第１外周部１１の外形は直方体が好ましい。円筒状等他の形状でもよい。第１外周部１１の上面１１Ｕ及び下面１１Ｄに、複数の凹部１５Ｕ，１５Ｄを形成することが好ましい。上凸部１２は、第１外周部１１の内側で上面１１Ｕから上方に向けて突起し、下凸部１３は、第１外周部１１の内側で下面１１Ｄから下方に向けて突起する。上凸部１２及び下凸部１３は、截頭円錐形状が好ましい。釣鐘状、球面状等他の形状でもよい。貫通孔１４は、上凸部１２と下凸部１３の間を貫通するのがよい。
【００１０】
図２に示すように、凹ブロック２０は、第２外周部２１と、上凹部２２と、下凹部２３と、貫通孔２４を有する。凹ブロック２０は、コンクリート製がよい。石材や鋼鉄等他の材料でもよい。
【００１１】
第２外周部２１の外形は直方体が好ましい。円筒状等他の外形でもよい。第２外周部２１の上面２１Ｕ及び下面２１Ｄに、複数の凹部２５Ｕ，２５Ｄを形成することが好ましい。上凹部２２は、第２外周部２１の内側で上面２１Ｕから下方に凹陥し、下凹部２３は、第２外周部２１の内側で下面２１Ｄから上方に凹陥する。上凹部２２及び下凹部２３は、下凸部１３及び上凸部１２を収容可能なサイズ・形状がよく、特に、下凸部１３及び上凸部１２と相補的なサイズ・形状がよい。貫通孔２４は、上凹部２２と下凹部２３の間を貫通するのがよい。
【００１２】
図３の建物基礎構造１は、中空管３０と、振動吸収柱４０と、結束部材を有する。
【００１３】
中空管３０は、ヒューム管等を使用できる。中空管３０の形状は任意であるが、第１、第２外周部１１，１２の外形に応じて四角柱、円柱等とするとよい。中空管３０は、地中に埋設される。図のように、中空管３０の上端を地面ＧＬの上に露出させるとよい。中空管３０の下に砕石層を形成するとよい。中空管３０の底に土台３１を配置するとよい。図では、有底のヒューム管を示すが、有底でなくてもよいし、土台３１は省略してもよい。
【００１４】
振動吸収柱４０は、凸ブロック１０と、凹ブロック２０と、第１弾性部材４１を有する。振動吸収柱４０は、第２弾性部材４２も有するのが特によい。
【００１５】
凸ブロック１０と凹ブロック２０は、下凸部１３を上凹部２２に挿入し、上凸部１２を下凹部２３に挿入した状態で上下に交互に積層される。最上段と最下段の凹ブロック２０は、土台３１への安定配置、コンクリート基礎６０との連結等のため、他の凹ブロック２０と異なる形状にしてある。
【００１６】
第１弾性部材４１及び第２弾性部材４２は、ゴム、軟質プラスチック、バネ等の弾性材料を使用できる。図４，５に例示的な第１弾性部材４１及び第２弾性部材４２の外形を示す。第１弾性部材４１は、樽状の形状がよい。円柱状でもよい。第２弾性部材４２は、ドーナッツ状の形状がよい。
【００１７】
第１弾性部材４１は、上下の第１外周部１１と第２外周部２１の間（凸ブロック１０の上面１１Ｕと凹ブロック２０の下面２１Ｄの間、及び、凸ブロック１０の下面１１Ｄと凹ブロック２０の上面２１Ｕの間）に介挿される。第１弾性部材４１を凹部１５Ｕ，１５Ｄ，２５Ｕ，２５Ｄに挿入すると安定するのでよい。第２弾性部材４２は、凸ブロック１０の下凸部１３と凹ブロック２０の上凹部２２の間、及び、凸ブロック１０の上凸部１２と凹ブロック２０の下凹部２３の間に介挿される。
【００１８】
第１弾性部材４１及び第２弾性部材４２がコンクリート基礎６０やその上の建物の重量等で圧縮されたときに、隣接する凸ブロック１０と凹ブロック２０の間（第１外周部１１と第２外周部２１の間、下凸部１３と上凹部２２の間、及び、上凸部１２と下凹部２３の間）に隙間が形成されるように第１弾性部材４１及び第２弾性部材４２の材質、形状、サイズ等を選択するとよい。
【００１９】
本例では、振動吸収柱４０の最上段及び最下段に凹ブロック２０が配置される。最下段の凹ブロック２０は、下凹部２３の断面積が小さいので土台３１上に安定に載置できる。最上段の凹ブロック２０は、コンクリート基礎６０と一体で形成されている。コンクリート基礎６０は、例えば、ベタ基礎である。
【００２０】
結束部材は、ロープ部材５１と、張力部材５２と、留金／ワッシャ５３ａ，５３ｂを有する。
【００２１】
ロープ部材５１は、ロープ、紐、ワイヤー、針金、鉄棒などの強靱性と可撓性を有する材料を使用するのがよい。張力部材５２は、ロープ部材５１に張力を発生させる（又は、凸ブロック１０と凹ブロック２０の積層体に圧縮力を印加する）ための部材である。張力部材５２には、バネなどの弾性材料を使用できる。ロープ部材５１は、各貫通孔１４，２４に挿通され、上端は張力部材５２を介して留金５３ａにより最上段の凹ブロック２０の上凹部２２に固定され、下端は、留金５３ｂにより最下段の凹ブロック２０の下凹部２３に固定される。最下段のブロック１０と土台３１をボルト６２で固定するとよい。
【００２２】
図６，７に示すように、１つのコンクリート基礎６０の下に複数の建物基礎構造１を配置できる。図７では、９つの建物基礎構造１がマトリクス状に配置された例を示す。コンクリート基礎６０の上には建物７０が配置される。
【００２３】
建物基礎構造１では、第１弾性部材４１（又は、第１弾性部材４１及び第２弾性部材４２）の伸縮により、直下型等の振動を効果的に吸収できる。さらに、第１弾性部材４１（又は、第１弾性部材４１及び第２弾性部材４２）の弾性により、個々の凸ブロック１０及び凹ブロック２０が上下の凹ブロック２０及び凸ブロック１０に対して横方向に移動／振動可能であるため、短周期から長周期に渡る広範囲の波形の地震を効果的に吸収できる。震度の大きい地震であっても、建物基礎構造１の上の建物７０に伝達される振動の震度を小さくできる。サイズが大きい上下凹部２２，２３に上下凸部１２，１３を収容しているので、大地震でも振動吸収柱４０が崩れ難い。振動吸収柱４０がコンクリート基礎６０の下に形成されるため、建築基準法との関係で、建設コストが安くなる。
【００２４】
図８は、他の実施形態の建物基礎構造１Ａである。建物基礎構造１Ａでは、凸ブロック１０Ａと凹ブロック２０Ａが交互に積層されている。凸ブロック１０Ａは凸ブロック１０と同形状、凹ブロック２０Ａは凹ブロック２０と同形状とできる。凸ブロック１０Ａは、上凸ブロック１０Ｕ／第１弾性シート１０Ｍ／下凸ブロック１０Ｄの積層体であり、凹ブロック２０Ａは、上凹ブロック２０Ｕ／第２弾性シート２０Ｍ／下凹ブロック２０Ｄの積層体である。本例では、上凸ブロック１０Ｕと下凸ブロック１０Ｄは同形状、上凹ブロック２０Ｕと下凹ブロック２０Ｄは同形状、第１弾性シート１０Ｍと第２弾性シート２０Ｍは同形状である。
【００２５】
図９、図１０及び図１１に、上凸ブロック１０Ｕ、上凹ブロック２０Ｕ及び第１弾性シート１０Ｍの形状を示す。下凸ブロック１０Ｄ、下凹ブロック２０Ｄ及び第２弾性シート２０Ｍはこれらと同形状なので図示省略する。図１，２に対応する部位に同様の符号を示す。第１弾性シート１０Ｍは、両面に複数の凸部１０Ｐを有する。当該凸部１０Ｐは、上凸ブロック１０Ｕ、上凹ブロック２０Ｕ等の底面に形成された凹部１０Ｒに収容可能である。
【００２６】
建物基礎構造１Ａでは、建物基礎構造１と同様の効果を達するのに加え、資材の保管・運搬等に便宜で組立が容易になる等の効果を達成する。
【００２７】
図１２は、更に他の実施形態の建物基礎構造１Ｂを示す。建物基礎構造１Ｂは、振動吸収柱４０の下部に持上機構８０を有する点以外は建物基礎構造１と同様である。
【００２８】
持上機構８０は、必要に応じて伸張させることが可能な伸張機構８１と、生コン等の固化剤を注入可能な注入管８２と、振動吸収柱４０を載せる台座８３を有する。
【００２９】
図１３は、伸張機構８１の例を示す。図の伸張機構８１は、内筒８４と、内筒８４に対して上下にスライド可能な外筒８５と、蛇腹袋８６と、蛇腹袋８６に接続したチューブ８７等を有する。チューブ８７の先端は、地上に引き出されており、地上から空気等の流体注入が可能である。
【００３０】
建物基礎構造１Ｂでは、蛇腹袋８６への空気注入等により伸張機構８１を伸張させることで、図１３（ｂ）のように振動吸収柱４０を持ち上げることができる。その後、持ち上げで生じた空間に注入管８２から生コン等を注入／固化させることで、持ち上げ状態を維持できる。よって、軟弱地盤等で建物７０が傾斜した場合には、沈下個所の振動吸収柱４０を持ち上げることで建物７０の傾斜を修復することができる。もちろん、同様の持上機構８０を建物基礎構造１Ａに適用してもよい。
【００３１】
上記実施形態に記載した建物基礎構造や振動吸収柱、それらの要素の寸法、形状、配置、個数、材料等は例示であり、他の態様も可能である。本願における「Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ」等は、「Ａ及びＢ及びＣ及びＤ」等の省略形である。「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ、又は、Ｂ、又は、Ａ及びＢ」の省略形である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１Ａ、１Ｂ・・・建物基礎構造
１０、１０Ａ・・・凸ブロック
１０Ｄ・・・下凸ブロック
１０Ｍ・・・第１弾性シート
１０Ｐ・・・凸部
１０Ｒ、１５Ｄ、１５Ｕ、２５Ｄ、２５Ｕ・・凹部
１０Ｕ・・・上凸ブロック
１１・・・第１外周部
１１Ｄ、２１Ｄ・・・下面
１１Ｕ、２１Ｕ・・・上面
１２・・・上凸部
１３・・・下凸部
１４、２４・・・貫通孔
２０、２０Ａ・・・凹ブロック
２０Ｄ・・・下凹ブロック
２０Ｍ・・・第２弾性シート
２０Ｕ・・・上凹ブロック
２１・・・第２外周部
２２・・・上凹部
２３・・・下凹部
３０・・・中空管
３１・・・土台
４０・・・振動吸収柱
４１・・・第１弾性部材
４２・・・第２弾性部材
５１・・・ロープ部材
５２・・・張力部材
５３ａ、５３ｂ・・・留金／ワッシャ
６０・・・コンクリート基礎
６２・・・ボルト
７０・・・建物
８０・・・持上機構
８１・・・伸張機構
８２・・・注入管
８３・・・台座
８４・・・内筒
８５・・・外筒
８６・・・蛇腹袋
８７・・・チューブ
ＧＬ・・・地面
【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】
2018091044.tif 000014
【図１３】
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