(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の免震建物よりさらに性能のたかい建物基礎構造を提供する。【解決手段】従来の建物基礎構造にかわって、建物を水平方向の相対変位を許して支承する支承機構３１０と、地震が発生し建物の水平加速度が所定値を越える前に建物が原点から水平方向へ相対変位するのを禁止し建物の水平加速度が所定値を越えた後に建物が水平方向へ相対変位するのを許すロック／アンロック機構３２０と、地震が発生し建物が原点から水平方向へ相対変位する距離が所定距離を越えるとき建物に建物を原点に戻そうとする水平方向の復元力を作用させる復元力作用機構３３０と、地震が収まったときに建物に原点から水平方向への残留変位が残ったとき建物を水平方向に移動させて原点に戻す原点復帰機構３４０と、を備えるものとした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎に据え付けられ地震が発生しないとき原点に位置する様に建物を支持する基礎構造である建物基礎構造であって、
建物を水平方向の相対変位を許して支承する支承機構と、
地震が発生し建物の水平加速度が所定値を越える前に建物が原点から水平方向へ相対変位するのを禁止し建物の水平加速度が所定値を越えた後に建物が水平方向へ相対変位するのを許すロック／アンロック機構と、
地震が発生し建物が原点から水平方向へ相対変位する距離が所定距離を越えるとき建物に建物を原点に戻そうとする水平方向の復元力を作用させる復元力作用機構と、
地震が収まったときに建物に原点から水平方向への残留変位が残ったとき建物を水平方向に移動させて原点に戻す原点復帰機構と、
を備えることを特徴とする建物基礎構造。
【請求項２】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記復元力作用機構が、
建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに前記作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項３】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに前記作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、
前記原点復帰機構が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の建物基礎構造。
【請求項４】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動可能であって建物が原点に位置するとき作用点で前記第一取付対象に当って建物の水平変位を禁止する姿勢である第一姿勢と前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動して該作用点を前記第一取付対象から離して建物の水平変位を許す姿勢である第二姿勢との間で姿勢を変化できる揺動部材と、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、
前記揺動部材の該作用点に作用する水平力が所定の値を越えないとき該揺動部材の姿勢を前記第一姿勢に維持する様に前記第二取付対象に固定された固定部材に磁力により吸着し前記揺動部材の作用点に作用する水平力が所定の力を越えるとき前記第二取付対象に固定された該固定部材から離れて前記第一姿勢から前記第二姿勢に姿勢を変化することを許す様に該磁力を発生する磁気回路とを有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の建物基礎構造。
【請求項５】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の建物基礎構造。
【請求項６】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記原点復帰機構が、地震が発生する前及び地震が発生するとき前記作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路とを有する、
ことを特徴とする請求項５に記載の建物基礎構造。
【請求項７】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と、建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、
前記第一空気ばねを支持し且つ前記特定箇所に当接可能な中間作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位して該特定箇所が該中間作用部材に当たるとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と一体となって建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、
ことを特徴とする請求項６に記載の建物基礎構造。
【請求項８】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に固定される作用部材と、
前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、
第一空気ばねを支持する中間作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて伸縮自在とすることで建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項７に記載の建物基礎構造。
【請求項９】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、
第一空気ばねを支持する中間作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項８に記載の建物基礎構造。
【請求項１０】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機能が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定個所から所定距離だけ離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、
前記原点復帰機構が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の建物基礎構造。
【請求項１１】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
地震が発生せず建物が原点に位置するとき前記第一取付対象の特定の箇所である前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置する作用部材と、
連結部を介して水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねを持ち一方の端部を前記作用部材に固定され他方の端部を前記第二取付対象に据付けられる圧縮ばね群と、
少なくとも一対の前記圧縮ばねの前記連結部に固定され調整板を前記第一取付対象の側に延ばす少なくとも１つの調整部材と、を有する制御デバイスと、
を備え、
少なくとも１つの前記調整部材の固定される前記連結部で繋がり前記特定箇所の側に位置する前記圧縮ばねである特定圧縮ばねが所定寸法まで縮むと前記調整部材の前記調整板が前記作用部材に当たり前記特定圧縮ばねが縮まなくなる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の建物基礎構造。
【請求項１２】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに前記作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、
前記原点復帰機構が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１３】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動可能であって建物が原点に位置するとき作用点で前記第一取付対象に当って建物の水平変位を禁止する姿勢である第一姿勢と前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動して該作用点を前記第一取付対象から離して建物の水平変位を許す姿勢である第二姿勢との間で姿勢を変化できる揺動部材と、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、
前記揺動部材の該作用点に作用する水平力が所定の値を越えないとき該揺動部材の姿勢を前記第一姿勢に維持する様に前記第二取付対象に固定された固定部材に磁力により吸着し前記揺動部材の作用点に作用する水平力が所定の力を越えるとき前記第二取付対象に固定された該固定部材から離れて前記第一姿勢から前記第二姿勢に姿勢を変化することを許す様に該磁力を発生する磁気回路とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１４】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１５】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記原点復帰機構が、地震が発生する前及び地震が発生するとき前記作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１６】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と、建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、
第一空気ばねを支持し且つ前記特定箇所に当接可能な中間作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位して該特定箇所が該中間作用部材に当たるとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と一体となって建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１７】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に固定される作用部材と、
前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、
第一空気ばねを支持する中間作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて伸縮自在とすることで建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１８】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、
第一空気ばねを支持する中間作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項１９】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、
前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、
を備え、
前記ロック／アンロック機能が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定個所から所定距離だけ離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、
前記復元力作用機構が、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、
前記原点復帰機構が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【請求項２０】
建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、
地震が発生せず建物が原点に位置するとき前記第一取付対象の特定の箇所である前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置する作用部材と、
連結部を介して水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねを持ち一方の端部を前記作用部材に固定され他方の端部を前記第二取付対象に据付けられる圧縮ばね群と、
少なくとも一対の前記圧縮ばねの前記連結部に固定され調整板を前記第一取付対象の側に延ばす少なくとも１つの調整部材と、を有する制御デバイスと、
を備え、
少なくとも１つの前記調整部材の固定される前記連結部で繋がり前記特定箇所の側に位置する前記圧縮ばねである特定圧縮ばねが所定寸法まで縮むと前記調整部材の前記調整板が前記作用部材に当たり前記特定圧縮ばねが縮まなくなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基礎に据え付けられ地震が発生しないとき原点に位置する様に建物を支持する基礎構造である建物基礎構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物は、基礎構造に支持される。
建物基礎構造は、基礎に据え付けられ地震が発生しないとき原点に位置する様に建物を支持する。
一般に、建物基礎構造は免震構造を備えられる。
通常の免震構造は建物の構造部材の安全性を確保できる。
しかし、免震支承がばね定数を有しており、ある程度の地震力が作用すると、家具等の転倒が予想され、設備が壊れるなどにより事業が継続できない可能性がある。
近年、建築基準法の地震荷重を越える地震動の発生が懸念され、過大な地震動に対応できる免震が必要とされている。
長周期パルス地震動など、新たな位相成分を持つ地震動が観察される様になり、設計時に想定していない地震動が発生し、既存の免震建物において変形が不足し、擁壁に衝突する等の状況が発生する可能性がある。
【０００３】
したがって、既存の免震建物よりさらに性能のたかい建物基礎構造が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−０７２１２５号
【特許文献２】特開２０１５−１２７５５０号
【特許文献３】特開２０１６−０５６８４１豪
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上に述べた要請に鑑み案出されたもので、既存の免震建物よりさらに性能のたかい建物基礎構造を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る基礎に据え付けられ地震が発生しないとき原点に位置する様に建物を支持する基礎構造である建物基礎構造を、建物を水平方向の相対変位を許して支承する支承機構と、地震が発生し建物の水平加速度が所定値を越える前に建物が原点から水平方向へ相対変位するのを禁止し建物の水平加速度が所定値を越えた後に建物が水平方向へ相対変位するのを許すロック／アンロック機構と、地震が発生し建物が原点から水平方向へ相対変位する距離が所定距離を越えるとき建物に建物を原点に戻そうとする水平方向の復元力を作用させる復元力作用機構と、地震が収まったときに建物に原点から水平方向への残留変位が残ったとき建物を水平方向に移動させて原点に戻す原点復帰機構と、を備えるものとした。
【０００７】
上記本発明の構成において、支承機構が、建物を水平方向の相対変位を許して支承する。ロック／アンロック機構が、地震が発生し建物の水平加速度が所定値を越える前に建物が原点から水平方向へ相対変位するのを禁止し建物の水平加速度が所定値を越えた後に建物が水平方向へ相対変位するのを許す。復元力作用機構が、地震が発生し建物が原点から水平方向へ相対変位する距離が所定距離を越えるとき建物に建物を原点に戻そうとする水平方向の復元力を作用させる。原点復帰機構が、地震が収まったときに建物に原点から水平方向への残留変位が残ったとき建物を水平方向に移動させて原点に戻す。
その結果、大きな地震が発生するまで建物を原点に維持し、地震が発生した後の大きな水平変位に対応して復元力を発生させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
【０００８】
以下に、本発明の実施形態に係る建物基礎構造を説明する。本発明は、以下に記載した実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【０００９】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに前記作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記復元力作用機構の第二空気回路が、建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる。
その結果、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に復元力を作用させることができる。
【００１０】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに前記作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、前記原点復帰機構が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記復元力作用機構の第二空気回路が、建物が原点に位置するとき前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに前記作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに前記建物に作用する前記復元力を発生させる。前記原点復帰機構の第三空気回路が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す。
その結果、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に復元力を作用させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
【００１１】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動可能であって建物が原点に位置するとき作用点で前記第一取付対象に当って建物の水平変位を禁止する姿勢である第一姿勢と前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動して該作用点を前記第一取付対象から離して建物の水平変位を許す姿勢である第二姿勢との間で姿勢を変化できる揺動部材と、を有する制御デバイスと、を備え、前記ロック／アンロック機構が、前記揺動部材の該作用点に作用する水平力が所定の値を越えないとき該揺動部材の姿勢を前記第一姿勢に維持する様に前記第二取付対象に固定された固定部材に磁力により吸着し前記揺動部材の作用点に作用する水平力が所定の力を越えるとき前記第二取付対象に固定された該固定部材から離れて第一姿勢から第二姿勢に姿勢を変化することを許す様に該磁力を発生する磁気回路とを有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記ロック／アンロック機構が、揺動部材と、磁気回路とを有する。揺動部材が、前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動可能であって建物が原点に位置するとき作用点で前記第一取付対象に当って建物の水平変位を禁止する姿勢である第一姿勢と前記第二取付対象に設けられた揺動軸を中心に揺動して該作用点を前記第一取付対象から離して建物の水平変位を許す姿勢である第二姿勢との間で姿勢を変化できる。磁気回路が、前記揺動部材の該作用点に作用する水平力が所定の値を越えないとき該揺動部材の姿勢を前記第一姿勢に維持する様に前記第二取付対象に固定された固定部材に磁力により吸着し前記揺動部材の作用点に作用する水平力が所定の力を越えるとき前記第二取付対象に固定された該固定部材から離れて第一姿勢から第二姿勢に姿勢を変化することを許す様に該磁力を発生する。
その結果、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。
【００１２】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記ロック／アンロック機構の第一空気回路が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す。
その結果、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。
【００１３】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記原点復帰機構が、地震が発生する前及び地震が発生するとき前記作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路とを有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記原点復帰機構の第三空気回路が、地震が発生する前及び地震が発生するとき前記作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す。
その結果、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
【００１４】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と、建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、前記第一空気ばねを支持し且つ前記特定箇所に当接可能な中間作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき前記中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位して該特定箇所が該中間作用部材に当たるとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と一体となって建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と、建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。第一空気ばねが、前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。中間作用部材が、前記第一空気ばねを支持し且つ前記特定箇所に当接可能である。第二空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記ロック／アンロック機構の第一空気回路が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す。前記復元力作用機構の第二空気回路が、建物が原点に位置するとき前記中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位して該特定箇所が該中間作用部材に当たるとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と一体となって建物に作用する前記復元力を発生させる。
その結果、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させて、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
【００１５】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に固定される作用部材と、前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、第一空気ばねを支持する中間作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて伸縮自在とすることで建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に固定される。第一空気ばねが、前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。中間作用部材が、第一空気ばねを支持する。第二空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記ロック／アンロック機構の第一空気回路が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて伸縮自在とすることで建物の水平変位を許す。前記復元力作用機構の第二空気回路が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに該中間作用部材と縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる。
その結果、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させて、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
【００１６】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する第一空気ばねと、第一空気ばねを支持する中間作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する第二空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記ロック／アンロック機構が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、前記復元力作用機構が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を前記特定箇所から離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。第一空気ばねが、前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。中間作用部材が、第一空気ばねを支持する。第二空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記中間作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記ロック／アンロック機構の第一空気回路が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに前記第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで前記作用部材を前記特定箇所から離して建物の水平変位を許す。前記復元力作用機構の第二空気回路が、建物が原点に位置するとき中間作用部材を離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離だけ水平変位したとき前記第二空気ばねに縮んだ第一空気ばねと一体となって前記建物に作用する前記復元力を発生させる。
その結果、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させて、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
【００１７】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能な作用部材と、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する空気ばねと、を有する制御デバイスと、を備え、前記ロック／アンロック機能が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定個所から所定距離だけ離して建物の水平変位を許す第一空気回路を有し、前記復元力作用機構が、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる第二空気回路を有し、前記原点復帰機構が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す第三空気回路を有する。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、作用部材が、前記第一取付対象の特定の箇所である特定箇所に当接可能である。空気ばねが、前記第二取付対象に据え付けられ前記作用部材を水平方向に移動自在に支持する。前記ロック／アンロック機能の第一空気回路が、建物が原点にあるとき前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物の水平変位を抑え、地震が発生し前記空気ばねに前記作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに前記空気ばねから気体を抜いて縮ませ前記作用部材を前記特定個所から所定距離だけ離して建物の水平変位を許す。前記復元力作用機構の第二空気回路が、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位して該特定箇所が前記作用部材に当たるとき前記空気ばねに建物に作用する前記復元力を発生させる。前記原点復帰機構の第三空気回路が、地震が収まったときに前記空気ばねの内部に気体を供給して前記空気ばねを伸ばし前記作用部材を前記特定箇所に当てて建物を押して建物を原点に戻す。
その結果、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
【００１８】
また、本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、地震が発生せず建物が原点に位置するとき前記第一取付対象の特定の箇所である前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置する作用部材と、連結部を介して水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねを持ち一方の端部を前記作用部材に固定され他方の端部を前記第二取付対象に据付けられる圧縮ばね群と、少なくとも一対の前記圧縮ばねの前記連結部に固定され調整板を前記第一取付対象の側に延ばす少なくとも１つの調整部材と、を有する制御デバイスと、を備え、前記制御デバイスが前記復元力作用機構として機能し、少なくとも１つの前記調整部材の固定される前記連結部で繋がり前記特定箇所の側に位置する前記圧縮ばねである特定圧縮ばねが所定寸法まで縮むと前記調整部材の前記調整板が前記作用部材に当たり前記特定圧縮ばねが縮まなくなる。
上記本発明に係る実施形態の構成により、建物または基礎のどちらか一方を第一取付対象と建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と呼称するとき、前記復元力作用機構が作用部材と圧縮ばね群と１つの調整部材とを有する。作用部材が、地震が発生せず建物が原点に位置するとき前記第一取付対象の特定の箇所である前記特定箇所から前記所定距離だけ離れたところに位置する。圧縮ばね群が、連結部を介して水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねを持ち一方の端部を前記作用部材に固定され他方の端部を前記第二取付対象に据付けられる。１つの調整部材が、少なくとも一対の前記圧縮ばねの前記連結部に固定され調整板を前記第一取付対象の側に延ばす。少なくとも１つの前記調整部材の固定される前記連結部で繋がり前記特定箇所の側に位置する前記圧縮ばねである特定圧縮ばねが所定寸法まで縮むと前記調整部材の前記調整板が前記作用部材に当たり前記特定圧縮ばねが縮まなくなる。
その結果、圧縮ばね群が縮むにしたがって圧縮ばね定数が変化し、建物を押す復元力のばね特性を変化させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る建物基礎構造は、その構成により、以下の効果を有する。
前記支承機構が建物を水平方向への相対変位を許して支承し、前記ロック／アンロック機構が地震による水平加速度が所定値を越える前に建物の水平変位を禁止し、水平加速度が所定値を越えた後で建物の水平変位を許し、復元力作用機構が建物が原点から所定距離を越えて水平移動するとき建物に復元力を作用させ、前記原点復帰機構が地震が収まり建物に残留変位が残ったとき建物を原点に戻す様にしたので、大きな地震が発生するまで建物を原点に維持し、地震が発生した後の大きな水平変位に対応して復元力を発生させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
また、建物が原点に位置するとき作用部材を所定距離だけ建物から離し、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位すると前記空気ばねが前記作用部材を介して建物に復元力を作用させる様にしたので、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に復元力を作用させることができる。
また、建物が原点に位置するとき作用部材を所定距離だけ建物から離し、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位すると前記空気ばねが前記作用部材を介して建物に復元力を作用させ、地震が収まったときに空気ばねを伸ばして前記作用部材を介して建物を押して原点に戻す様にしたので、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に復元力を作用させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
また、揺動部材の作用点に作用する水平力が所定の値をこえないとき磁気回路の発生する磁力により基礎に固定されて原点に位置する建物の水平変位を禁止し、揺動部材の作用点に作用する水平力が所定の値を越えるとき基礎に設けられた揺動軸を中心に揺動して該作用点を建物から離して建物の水平変位を許す様にしたので、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。
また、建物が原点にあるとき空気ばねが建物の水平変位を押さえ、地震が発生し空気ばねに作用する水平力が所定の値を越えると空気ばねから気体を抜いて縮ませて建物の水平変位を許す様にしたので、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。
また、地震が発生する前に作用部材を基礎または建物から離しておき、地震が収まったときに空気ばねを伸ばして建物を押して原点に戻す様にしたので、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
また、基礎または建物に据付けられる第二空気ばねが支持する中間作用部材に支持される第一空気ばねが作用部材を支持し、建物が原点にあるとき建物の水平変位を抑え、地震が発生して作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで建物の水平変位を許し、建物が水平変位し特定箇所が中間作用部材に当たるとき第二空気ばねが中間作用部材を介して建物に復元力を作用する様にしたので、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させて、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
また、基礎または建物に据付けられる第二空気ばねが支持する中間作用部材に支持される第一空気ばねが作用部材を支持し、建物が原点にあるとき建物の水平変位を抑え、地震が発生して作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばねから気体を抜いて伸縮自在とすることで建物の水平変位を許し、建物が水平変位し特定箇所が所定距離だけ水平変位したとき第二空気ばねが建物に復元力を作用する様にしたので、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させて、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
また、基礎または建物に据付けられる第二空気ばねが支持する中間作用部材に支持される第一空気ばねが作用部材を支持し、建物が原点にあるとき建物の水平変位を抑え、地震が発生して作用部材に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばねから気体を抜いて縮むことで建物の水平変位を許し、建物が水平変位し特定箇所が所定距離だけ水平変位したとき第二空気ばねが建物に復元力を作用する様にしたので、地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させて、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
また、建物が原点にあるとき空気ばねが建物の水平変位を押さえ、地震が発生し空気ばねに作用する水平力が所定の値を越えると空気ばねから気体を抜いて縮ませて建物の水平変位を許し、地震が発生し建物が原点から前記所定距離を越えて水平変位すると前記空気ばねに前記作用部材を介して建物に作用する復元力を発生させ、地震が収まったときに空気ばねを伸ばして建物を押して原点に戻す様にしたので、
地震の規模が小さいとき建物を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物に作用する復元力を発生させ、地震が収まると建物を原点に戻すことができる。
また、建物または基礎のの特定箇所から所定距離だけ離れたところに作用部材を位置し、水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねをもつ圧縮ばね群が作用部材を支持し、特定圧縮ばねが縮むと特定圧縮ばねの連結部に固定される調整部材の調整板が作用部材にあたり特定圧縮ばねが縮まなくなる様にしたので、圧縮ばね群が縮むにしたがって圧縮ばね定数が変化し、建物を押す復元力のばね特性を変化させることができる。
その結果、既存の免震建物よりさらに性能のたかい建物基礎構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
【図４】本発明の実施形態に係る制御デバイスその１の概念図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制御デバイスその２の概念図である。
【図６】本発明の実施形態に係る制御デバイスその３の概念図である。
【図７】本発明の実施形態に係る制御デバイスその４の概念図である。
【図８】本発明の実施形態に係る制御デバイスその５の概念図である。
【図９】本発明の実施形態に係る制御デバイスその６の概念図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る建物基礎構造の作用説明図その１である。
【図１１】本発明の実施形態に係る建物基礎構造の作用説明図その２である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
【００２２】
最初に、本発明の実施形態に係る建物基礎構造を、説明する。
【００２３】
本発明の実施形態にかかる建物基礎構造は、基礎に据え付けられ地震が発生しないとき原点に位置する様に建物を支持する基礎構造である。
建物１００は、複数階をもつ構造物であってもよい。
建物１００は、柱と梁とスラブとでできた構造物であってもよい。
基礎２００は、地盤に設けられる。
例えば、基礎２００は、地盤に設けられるコンクリート構造である。
例えば、基礎２００は、地盤に設けられる鉄筋コンクリート構造である。
図１は、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
図１は、建物１００と基礎２００と建物基礎構造３００の概念を示す。
【００２４】
本発明の実施形態にかかる建物基礎構造３００は、支承機構３１０とロック／アンロック機構３２０と復元力作用機構３３０と原点復帰機構３４０とで構成される。
本発明の実施形態にかかる建物基礎構造３００は、支承機構３１０とロック／アンロック機構３２０と復元力作用機構３３０と原点復帰機構３４０と複数の制御デバイスＤとで構成されてもよい。
【００２５】
支承機構３１０は、建物１００を水平方向の相対変位を許して支承する機構である。
支承機構３１０は、建物１００を水平方向の相対変位を許して原点Ｇへ戻そうとする復元力を発生しない様に支承してもよい。
支承機構３１０は、転がりにより建物を水平方向の相対変位を許して、建物１００を支承してもよい。
例えば、支承機構３１０は、上から見て交差する様に配される複数対のリニアガイドでできていてもよい。
支承機構３１０は、滑りにより建物を水平方向の相対変位を許して、建物を支承してもよい。
【００２６】
ロック／アンロック機構３２０は、地震が発生したとき、建物１００の水平加速度が所定値を越える前に建物１００が原点Ｇから水平方向へ相対変位するのを禁止し、建物の水平加速度が所定値を越えた後に建物１００が水平方向へ相対変位するのを許す機能である。
ロック／アンロック機構３２０は、地震が発生しないとき、建物１００が原点Ｇから水平方向へ相対変位するのを禁止し、地震が発生したとき、建物１００の水平加速度が所定値を越える前に建物１００が原点Ｇから水平方向へ相対変位するのを禁止し、建物の水平加速度が所定値を越えた後に建物１００が水平方向へ相対変位するのを許してもよい。
【００２７】
復元力作用機構３３０は、地震が発生し建物１００が原点Ｇから水平方向へ相対変位する距離が所定距離Ｌを越えるとき建物１００に建物を原点Ｇに戻そうとする水平方向の復元力を作用させる機能である。
復元力作用機構３３０は、地震が発生し建物１００が原点Ｇから水平方向へ相対変位する距離が所定距離Ｌを越えるとき越えた距離に対応して建物１００に建物を原点Ｇに戻そうとする水平方向の復元力を作用させてもよい。
所定距離Ｌを越えた距離に対応して建物１００に建物を原点Ｇに戻そうとする水平方向の復元力は、一定のばね定数をもっていてもよい。
所定距離Ｌを越えた距離に対応して建物１００に建物を原点Ｇに戻そうとする水平方向の復元力は、越える距離が大きくなるに連れ大きくなるばね定数をもっていてもよい。
所定距離Ｌを越えた距離に対応して建物１００に建物を原点Ｇに戻そうとする水平方向の復元力は、越える距離が大きくなるに連れ段階的に大きくなるばね定数をもっていてもよい。
所定距離Ｌを越えた距離に対応して建物１００に建物を原点Ｇに戻そうとする水平方向の復元力は、越える距離が大きくなるに連れ連続的に大きくなるばね定数をもっていてもよい。
【００２８】
原点復帰機構３４０は、地震が収まったときに建物に原点Ｇから水平方向への残留変位が残ったとき建物を水平方向に移動させて原点Ｇに戻す機能である。
【００２９】
制御デバイスＤは、その構成により、ロック／アンロック機構３２０として、復元力作用機構３３０として、又は原点復帰機構３４０として、機能する。
例えば、制御デバイスＤは、その構成により、ロック／アンロック機構３２０として機能する。
例えば、制御デバイスＤは、その構成により復元力作用機構３３０として機能する。
例えば、制御デバイスＤは、その構成により原点復帰機構３４０として、機能する。
【００３０】
図２は、本発明の第一の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
図２に、基礎の床２０３に設けられる支承機構３１０が建物を支承し、復元力作用機構３３０、原点復帰機構３４０として機能する制御デバイスＤが基礎の１００の擁壁２０２に設置され、ロック／アンロック機構３２０として機能する他の構造をもつ制御デバイスＤが基礎の床２０３に設けられる様子を示される。
【００３１】
図３は、本発明の第二の実施形態に係る建物基礎構造の概念図である。
図３に、基礎の床２０３に設けられる支承機構３１０が建物を支承し、復元力作用機構３３０、原点復帰機構３４０として機能する制御デバイスＤが基礎２００の床２０３に据付けられ、ロック／アンロック機構３２０として機能する他の構造をもつ制御デバイスＤが基礎２００の床２０３に設けられる様子を示される。
【００３２】
以下に、本発明の実施形態に係る複数の特定デバイスを、説明する。
建物１００または基礎２００のどちらか一方を第一取付対象と、建物または基礎のどちらか他方を第二取付対象と、呼称する。
以下では、説明の便宜上、建物１００が第一取付対象であり、基礎２００が第二取付対象である場合を例に説明する。
【００３３】
最初に、本発明の実施形態に係る制御デバイスその１を、図を基に、説明する。
図４は、本発明の実施形態に係る第一制御デバイスＤ１の概念図である。
第一制御デバイスＤ１は、作用部材３０１と空気ばね３０２とで構成される。
作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１に当接可能な部材である。
空気ばね３０２は、第二取付対象（例えば、基礎２００）に据え付けられ作用部材３０１を水平方向に移動自在に支持する。
空気ばね３０２は、空気回路で内部に空気を入れ、出す、閉めることで各種のばね特性を発揮できる。
【００３４】
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき建物の水平変位を抑え、地震が発生し空気ばね３０２に作用部材３０１を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに空気ばね３０２から気体を抜いて縮ませ建物１００の水平変位を許す。
例えば、空気ばね３０２の高さを検知するセンサを持ちいて、空気ばね３０２に作用部材３０１を介して作用する水平力をチェックする。
例えば、第一空気回路３２１は制御弁をもつ。
例えば、空気ばね３０２の内部圧力を検知するセンサを持ちいて、空気ばね３０２に作用部材３０１を介して作用する水平力をチェックする。
例えば、第一空気回路３２１はリリーフ弁をもつ。
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物が原点Ｇにあるとき空気ばね３０２に気体を入れて伸ばして、作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し空気ばねに作用部材を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに空気ばね３０２から気体を抜いて縮ませ作用部材３０１を特定箇所１０１から離して建物１００の水平変位を許してもよい。
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて第一取付対象に当たる作用部材を介して建物の水平変位を抑え、地震が発生し空気ばねに作用部材３０１を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに空気ばね３０２から気体を抜いて縮ませ作用部材３０１を特定箇所１０１から離して建物の水平変位を許してもよい。
例えば、ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００に当たる作用部材３０１を介して建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し空気ばね３０２に作用部材３０１を介して作用する水平力が所定の値を越えるときに空気ばね３０２から気体を抜いて縮ませ作用部材３０１を建物の特定箇所１０１から離して建物の水平変位を許す。
図４は、空気ばね３０２から気体を抜いて所定距離Ｌだけ縮ませ作用部材３０１を建物の特定箇所１０１から離した様子を示す。
その結果、第一制御デバイスＤ１が第一空気回路３２１によりロック／アンロック機構３２０として機能する。
【００３５】
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき特定箇所１０１から所定距離Ｌだけ離れたところに作用部材を位置させ、地震が発生し建物が原点Ｇから所定距離を越えて水平変位して特定箇所が作用部材に当たるとき空気ばね３３０２に建物に作用する復元力を発生させる。
例えば、第二空気回路３３１が制御弁をもつ。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき第一取付対象の特定箇所１０１から所定距離Ｌだけ離れたところに作用部材３０１を位置させ、地震が発生し建物１００が原点Ｇから所定距離Ｌを越えて水平変位して第一取付対象の特定箇所１０１が作用部材３０１に当たるとき空気ばね３０２に建物に作用する復元力を発生させてもよい。
例えば、復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき建物１００の特定箇所１０１から所定距離Ｌだけ離れたところに作用部材３０１を位置させ、地震が発生し建物１００が原点Ｇから所定距離Ｌを越えて水平変位して建物１００の特定箇所１０１が作用部材３０１に当たるとき空気ばね３０２に作用部材３０１を介して建物１００に作用する復元力を発生させる。
その結果、第一制御デバイスＤ１が第二空気回路３３１により復元力作用機構３３０として機能する。
【００３６】
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物を押して建物を原点Ｇに戻す。
例えば、第三空気回路３４１は大気を空気ばね３０２に導入する制御弁をもつ。
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材を特定箇所に当てて建物を押して建物を原点Ｇに戻す。
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材を第一取付対象の特定箇所に当てて建物を押して建物を原点Ｇに戻す。
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材３０１を第一取付対象の特定箇所１０１に当てて建物１００を押して建物１００を原点Ｇに戻す。
例えば、原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材３０１を建物１００の特定箇所１０１に当てて作用部材３０１を介して建物１００を押して建物を原点Ｇに戻す。
その結果、第一制御デバイスＤ１が第三空気回路３４１により原点復帰機構３４０として機能する。
【００３７】
次に、本発明の実施形態かかる建物基礎構造の制御デバイスＤその２を、図を基に、説明する。
図５は、本発明の実施形態に係る第二制御デバイスＤ２の概念図である。
第二制御デバイスＤ２が、作用部材３０１と圧縮ばね群３３２と調整部材３３３とで構成される。
【００３８】
作用部材３０１が地震が発生せず建物１００が原点Ｇに位置するとき特定箇所１０１から所定距離だけ離れたところに位置する。
作用部材３０１が地震が発生せず建物が原点に位置するとき建物の特定の箇所である特定箇所１０１から所定距離だけ離れたところに位置してもよい。
圧縮ばね群３３２は、連結部を介して水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねを持ち一方の端部を作用部材３０１に固定され他方の端部を第二取付対象（例えば、基礎２００）に据付けられる。
少なくとも１つの調整部材３３３は、少なくとも一対の圧縮ばねの連結部に固定され調整板を第一取付対象（例えば、建物）の側に延ばす。
図５に、圧縮ばね群３３２が、連結部を介して水平方向に直列に繋がる３個の圧縮ばね３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃを持ち一方の端部を作用部材３０１に固定され他方の端部を第二取付対象（例えば、基礎２００）に据付けられ、２つの調整部材３３３である第一調整部材３３３ａと第二調整部材３３３ｂは、一対の圧縮ばね３３２ａ、３３２ｂの連結部に固定され調整板を第一取付対象（例えば、建物１００）の側に延ばす様子を示す。
少なくとも１つの調整部材３３３の固定される連結部で繋がり第一取付対象の特定箇所の側に位置する圧縮ばね３３２ａ、３３２ｂを特定圧縮ばねと呼称するとき、特定圧縮ばねが所定寸法まで縮むと調整部材３３３の調整板３３４が作用部材３０１に当たり特定圧縮ばねが縮まなくなる。
例えば、少なくとも１つの調整部材３３３の固定される連結部で繋がり建物の特定箇所の側に位置する圧縮ばね３３２ａ、３３２ｂを特定圧縮ばねと呼称するとき、特定圧縮ばねが所定寸法まで縮むと調整部材３３３の調整板３３４が作用部材３０１に当たり特定圧縮ばねが縮まなくなる。
その結果、第二制御デバイスＤ２は、圧縮されるに従い全体のばね定数が段階的に大きくなる復元力作用機構３３０として機能する。
【００３９】
次に、本発明の実施形態にかかる建物基礎構造の制御デバイスＤその３を、図を基に、説明する。
図６は、本発明の実施形態に係る第三制御デバイスＤ３の概念図である。
第三制御デバイスＤ３は、作用部材３０１と第一空気ばね３０２ａと中間作用部材３０３と第二空気ばね３０２ｂとで構成される。
作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１に固定される部材である。
例えば、作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１にボルトで固定される部材である。
第一空気ばね３０２ａは、作用部材３０１を水平方向に移動自在に支持する。
中間作用部材３０３は、第一空気ばね３０２ａを支持する部材である。
第二空気ばね３０２ｂは、第二取付対象（例えば、基礎２００）に据え付けられ中間作用部材３０３を水平方向に移動自在に支持する。
図６は、第二空気ばね３０２ｂが基礎２００にボルトで据付けられ、作用部材３０１が特定箇所１０１にボルトで固定されて当接する様子を示す。
【００４０】
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき建物１００の水平変位を抑え、作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて伸縮自在にさせることで建物１００の水平変位を許す。
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて第一取付対象に当たる作用部材３０１を介して建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて伸縮自在にさせることで建物の水平変位を許してもよい。
例えば、ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００に当たる作用部材３０１を介して建物の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて伸縮自在にさせることで建物の水平変位を許す。
建物の水平変位を許すとき、第一空気ばね３０２ａは建物１００の水平変位に応じて自由に伸縮を繰り返す。
この結果、第三制御デバイスＤ３は、ロック／アンロック機構３２０として機能する。
【００４１】
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇから離れて水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに建物に作用する復元力を発生させる。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇから離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに建物１００に作用する復元力を発生させる。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき中間作用部材３０３を第一取付対象の特定箇所１０１から離れたところに位置させ、地震が発生し建物１００が原点から離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂを水平方向へ伸縮させて、中間作用部材３０３と縮んだ第一空気ばね３０２ａと一体となって建物１００に作用する復元力を発生させてもよい。
例えば、復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき中間作用部材３０３を建物１００の特定箇所から離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第一空気ばね３０２ａに中間作用部材３０３と第一空気ばね３０２ａと一体となって建物１００に作用する復元力を発生させる。
この結果、第三制御デバイスＤ３は、復元力作用機構３３０として機能する。
【００４２】
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、空気ばねの内部に気体を供給して空気ばねを伸ばし作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００を押して建物を原点に戻す。
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２ａ、３０２ｂの内部に気体を供給して空気ばね３０２ａ、３０２ｂを伸ばして作用部材３０１を介して建物１００を押して建物１００Ｇに戻してもよい。
例えば、原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２ａ、３０２ｂの内部に気体を供給して空気ばね３０２ａ、３０２ｂを伸ばして作用部材３０１を介して建物を押して建物を原点に戻す。
この結果、第三制御デバイスＤ３が、原点復帰機構３４０として機能する。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の制御デバイスその４を、図を基に、説明する。
図７は、本発明の実施形態に係る第四制御デバイスＤ４の概念図である。
第四制御デバイスＤ４は、作用部材３０１と第一空気ばね３０２ａと中間作用部材３０３と第二空気ばね３０２ｂとで構成される。
作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１に当接可能な部材である。
例えば、作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１に離間可能で当接可能な部材である。
第一空気ばね３０２ａは、作用部材３０１を水平方向に移動自在に支持する。
中間作用部材３０３は、第一空気ばね３０２ａを支持する部材である。
第二空気ばね３０２ｂは、第二取付対象（例えば、基礎２００）に据え付けられ中間作用部材３０３を水平方向に移動自在に支持する。
図７は、作用部材３０１が特定箇所１０１に離間可能に当接する様子を示す。
【００４４】
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき建物１００の水平変位を抑え、作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで建物１００の水平変位を許す。
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物が原点にあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて作用部材３０１を介して建物の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで作用部材３０１を特定箇所１０１から離して建物１００の水平変位を許してもよい。
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて第一取付対象に当たる作用部材３０１を介して建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで作用部材３０１を第一取付対象の特定箇所１０１から離して建物１００の水平変位を許してもよい。
例えば、ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００に当たる作用部材３０１を介して建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで作用部材３０１を建物の特定箇所１０１から離して建物の水平変位を許す。
この結果、第四制御デバイスＤ４は、ロック／アンロック機構３２０として機能する。
【００４５】
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇから離れて水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに建物１００に作用する復元力を発生させる。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇから離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに建物１００に作用する復元力を発生させる。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき中間作用部材３０３を第一取付対象の特定箇所１０１から離れたところに位置させ、地震が発生し建物が原点から離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに中間作用部材３０３と縮んだ第一空気ばね３０２ａと一体となって建物１００に作用する復元力を発生させてもよい。
例えば、復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき中間作用部材３０３を建物の特定箇所１０１から離れたところに位置させ、地震１００が発生し建物１００が原点Ｇから離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに中間作用部材３０３と縮んだ第二空気ばね３０２ａと一体となって建物１００に作用する復元力を発生させる。
この結果、第四制御デバイスＤ４は、復元力作用機構３３０として機能する。
【００４６】
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物を押して建物を原点に戻す。
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２ａ、３０２ｂの内部に気体を供給して空気ばね３０２ａ、３０２ｂを伸ばし作用部材３０１を第一取付対象の特定箇所１０１に当てて作用部材３０１を介して第一取付対象を押して建物１００を原点Ｇに戻してもよい。
例えば、原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２ａ、３０２ｂの内部に気体を供給して空気ばね３０２ａ、３０２ｂを伸ばし作用部材３０１を建物の特定箇所１０１に当てて作用部材３０１を介して建物１００を押して建物１００を原点Ｇに戻す。
この結果、第四制御デバイスＤ４が、原点復帰機構３４０として機能する。
【００４７】
次に、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の制御デバイスその５を、図を基に、説明する。
図８は、本発明の実施形態に係る第五制御デバイスＤ５の概念図である。
第五制御デバイスＤ５は、作用部材３０１と第一空気ばね３０２ａと中間作用部材３０３と第二空気ばね３０２ｂとで構成される。
作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１に当接可能な部材である。
例えば、作用部材３０１は、第一取付対象（例えば、建物１００）の特定の箇所である特定箇所１０１に当接する部材である。
第一空気ばね３０２ａは、作用部材３０１を水平方向に移動自在に支持する。
中間作用部材３０３は、第一空気ばね３０２ａを支持する部材である。
第二空気ばね３０２ｂは、第二取付対象（例えば、基礎２００）に据え付けられ中間作用部材３０３を水平方向に移動自在に支持する。
図８は、作用部材３０１が特定箇所１０１に離間可能に当接する様子を示す。
第一空気ばね３０２ａが最大限に縮むと、中間作用部材３０３が特定箇所１０１に離間可能に当接可能になる。
【００４８】
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき建物１００の水平変位を抑え、作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで建物の水平変位を許す。
ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて第一取付対象に当たる作用部材３０１を介して建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで作用部材３０１を第一取付対象の特定箇所１０１から離して建物の水平変位を許してもよい。
例えば、ロック／アンロック機構３２０の第一空気回路３２１が、建物１００が原点Ｇにあるとき作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００に当たる作用部材３０１を介して建物１００の水平変位を抑え、地震が発生し作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで作用部材３０１を建物１００の特定箇所１０１から離して建物１００の水平変位を許す。
この結果、第五制御デバイスＤ５は、ロック／アンロック機構３２０として機能する。
【００４９】
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇから離れて水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに建物１００に作用する復元力を発生させる。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇから離れて所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂに建物１００に作用する復元力を発生させる。
復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき中間作用部材３０３を第一取付対象の特定箇所１０１から所定距離Ｌだけ離れたところに位置させ、地震が発生し建物１００が原点Ｇから離れて所定距離Ｌだけ水平変位して第一取付対象の特定箇所１０１が中間作用部材３０３に当たるとき第二空気ばね３０２ｂに水平方向へ伸縮させて中間作用部材３０３と一体となって建物１００に作用する復元力を発生させてもよい。
例えば、復元力作用機構３３０の第二空気回路３３１が、建物１００が原点Ｇに位置するとき中間作用部材３０３を建物１００の特定箇所１０１から所定距離Ｌだけ離間して離れたところに位置させ、地震が発生し建物１００が原点Ｇから離れて所定距離Ｌだけ水平変位して建物１００の特定箇所１０１が中間作用部材３０３に当たるとき第二空気ばね３０２ｂに水平方向へ伸縮させて中間作用部材３０３と一体となって建物１００に作用する復元力を発生させる。
この結果、第五制御デバイスＤ５は、復元力作用機構３３０として機能する。
【００５０】
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、空気ばね３０２の内部に気体を供給して空気ばね３０２を伸ばし作用部材３０１を特定箇所１０１に当てて建物１００を押して建物１００を原点Ｇに戻す。
原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２ａ、３０２ｂの内部に気体を供給して空気ばね３０２ａ、３０２ｂを伸ばし作用部材３０１を第一取付対象の特定箇所１０１に当てて建物１００を押して建物１００を原点Ｇに戻してもよい。
例えば、原点復帰機構３４０の第三空気回路３４１が、地震が収まったときに空気ばね３０２ａ、３０２ｂの内部に気体を供給して空気ばね３０２ａ、３０２ｂを伸ばし作用部材３０１を建物１００の特定箇所１０１に当てて作用部材３０１を介して建物１００を押して建物１００を原点に戻す。
この結果、第五制御デバイスＤ５が、原点復帰機構３４０として機能する。
【００５１】
次に、本発明の施形態に係る建物基礎構造の制御デバイスその６を、図を基に、説明する。
図９は、本発明の実施形態に係る第六制御デバイスＤ６の概念図である。
第六制御デバイスＤ６は、揺動部材３０４で構成される。
揺動部材３０４は、第二取付対象に設けられた揺動軸３０５を中心に揺動可能であって建物１００が原点Ｇに位置するとき作用点で第一取付対象に当って建物１００の水平変位を禁止する姿勢である第一姿勢と第二取付対象に設けられた揺動軸３０５を中心に揺動して作用点を第一取付対象から離して建物１００の水平変位を許す姿勢である第二姿勢との間で姿勢を変化できる部材である。
ロック／アンロック機構３２０の磁気回路３２２が、揺動部材３０４の作用点に作用する水平力が所定の値を越えないとき揺動部材３０４の姿勢を第一姿勢に維持する様に第二取付対象に固定された固定部材２０１に磁力により吸着し揺動部材４０４の作用点に作用する水平力が所定の力を越えるとき第二取付対象に固定された固定部材２０１から離れて第一姿勢から第二姿勢に姿勢を変化することを許す様に磁力を発生する。
例えば、揺動部材３０４は、基礎２００に設けられた揺動軸３０５を中心に揺動可能であって建物１００が原点Ｇに位置するとき作用点で建物に当って建物の水平変位を禁止する姿勢である第一姿勢と基礎２００に設けられた揺動軸３０５を中心に揺動して作用点を建物１００から離して建物１００の水平変位を許す姿勢である第二姿勢との間で姿勢を変化できる部材である。
例えば、ロック／アンロック機構３２０の磁気回路３２２が、揺動部材３０４の作用点に作用する水平力が所定の値を越えないとき揺動部材３０４の姿勢を第一姿勢に維持する様に基礎に固定された固定部材２０１に磁力により吸着し揺動部材３０４の作用点に作用する水平力が所定の力を越えるとき基礎２００に固定された固定部材２０１から離れて第一姿勢から第二姿勢に姿勢を変化することを許す様に磁力を発生する。
その結果、第六制御デバイスＤ６は、ロック／アンロック機構３２０として機能する。
【００５２】
以下に、本発明の実施形態にかかる建物基礎構造の作用を、図を基に、説明する。
図１０は、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の作用説明図その１である。
図１１は、本発明の実施形態に係る建物基礎構造の作用説明図その２である。
図１０は、免震層における水平変位と剪断力の相対的関係を示す。
水平変位が所定距離Ｌを越えない範囲では、せん断力がほぼゼロである。
例えば、支承機構が建物の水平変位を許すために転がりを用いる場合、摩擦係数は、０．０４程度になり、せん断力は垂直荷重×まさつ係数であるので、ほぼゼロである。
水平変位が所定距離Ｌを越える範囲では、水平変位が増えるに従って大きなせん断力が発生する。その結果、復元力が建物に作用する。
図１１は、複数層をもつ建物での各層での水平方向の最大応答加速度と最大応答変位とを示す。
比較のために一般的な免震構造の応答を示した。
一般的な免震構造とは、支承機構が復元力を発生するものをいう。支承機構が復元力を発生する場合、支承機構と建物が振動系になるため、本願発明を採用した本システムよりも最大応答加速度が大きくなり、最大応答変位が小さくなるものと考えられる。
【００５３】
本発明の実施形態に係る建物基礎構造は、その構成により、以下の効果を有する。
支承機構３１０が建物１００を水平方向への相対変位を許して支承し、ロック／アンロック機構３２０が地震による水平加速度が所定値を越える前に建物１００の水平変位を禁止し、水平加速度が所定値を越えた後で建物１００の水平変位を許し、復元力作用機構３３０が建物１００が原点Ｇから所定距離Ｌを越えて水平移動するとき建物１００に復元力を作用させ、原点復帰機構３４０が地震が収まり建物１００に水平変位が残ったとき建物１００を原点に戻す様にしたので、大きな地震が発生するまで建物１００を原点Ｇに維持し、地震が発生した後の大きな水平変位に対応して復元力を発生させ、地震が収まると建物１００を原点Ｇに戻すことができる。
また、建物１００ｇに位置するとき作用部材３０１を所定距離Ｌだけ建物から離し、地震が発生し建物１００が原点Ｇから所定距離Ｌを越えて水平変位すると空気ばね３０２が作用部材３０１を介して建物１００に復元力を作用させる様にしたので、建物１００の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物１００に復元力を作用させることができる。
また、建物１００が原点Ｇに位置するとき作用部材３０１を所定距離Ｌだけ建物１００から離し、地震が発生し建物１００が原点Ｇから所定距離Ｌを越えて水平変位すると空気ばね３０２が作用部材３０１を介して建物１００に復元力を作用させ、地震が収まったときに空気ばね３０２を伸ばして作用部材３０１を介して建物１００を押して原点に戻す様にしたので、建物１００の水平変位が原点Ｇから所定距離Ｌを越えるときに建物１００に復元力を作用させ、地震が収まると建物１００を原点Ｇに戻すことができる。
また、揺動部材３０４の作用点に作用する水平力が所定の値をこえないとき磁気回路の発生する磁力により基礎２００に固定されて原点に位置する建物１００の水平変位を禁止し、揺動部材３０４の作用点に作用する水平力が所定の値を越えるとき基礎２００に設けられた揺動軸を中心に揺動して作用点を建物から離して建物の水平変位を許す様にしたので、地震の規模が小さいとき建物１００を原点に維持し、大きな地震が発生すると建物を水平移動させることができる。
また、建物１００が原点Ｇにあるとき空気ばね３０２が建物の水平変位を押さえ、地震が発生し空気ばね３０２に作用する水平力が所定の値を越えると空気ばね３０２から気体を抜いて縮ませて建物１００の水平変位を許す様にしたので、地震の規模が小さいとき建物１００を原点Ｇに維持し、大きな地震が発生すると建物１００を水平移動させることができる。
また、地震が発生する前に作用部材３０１を基礎２００または建物１００から離しておき、地震が収まったときに空気ばね３０２を伸ばして建物１００を押して原点に戻す様にしたので、建物１００の水平変位が原点から所定距離Ｌを越えるときに建物１００に作用する復元力を発生させ、地震が収まると建物１００Ｇに戻すことができる。
また、基礎２００または建物１００に据付けられる第二空気ばね３０２ｂが支持する中間作用部材３０３に支持される第一空気ばね３０２ａが作用部材３０１を支持し、建物１００が原点Ｇにあるとき建物１００の水平変位を抑え、地震が発生して作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで建物の水平変位を許し、建物１００が水平変位し特定箇所１０１が中間作用部材３０３に当たるとき第二空気ばね３０２ｂが中間作用部材３０３を介して建物に復元力を作用する様にしたので、地震の規模が小さいとき建物１００を原点Ｇに維持し、大きな地震が発生すると建物１００を水平移動させて、建物１００の水平変位が原点Ｇから所定距離Ｌを越えるときに建物に作用する復元力を発生させることができる。
また、基礎２００または建物１００に据付けられる第二空気ばね３０２ｂが支持する中間作用部材３０３に支持される第一空気ばね３０２ａが作用部材３０１を支持し、建物１００が原点Ｇにあるとき建物１００の水平変位を抑え、地震が発生して作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて伸縮自在することで建物１００の水平変位を許し、建物が水平変位し特定箇所１０１が所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂが建物に復元力を作用する様にしたので、地震の規模が小さいとき建物１００を原点Ｇに維持し、大きな地震が発生すると建物１００を水平移動させて、建物１００の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物１００に作用する復元力を発生させることができる。
また、基礎２００または建物１００に据付けられる第二空気ばね３０２ｂが支持する中間作用部材３０３に支持される第一空気ばね３０２ａが作用部材３０１を支持し、建物１００が原点Ｇにあるとき建物１００の水平変位を抑え、地震が発生して作用部材３０１に作用する水平力が所定の値を越えるときに第一空気ばね３０２ａから気体を抜いて縮むことで建物１００の水平変位を許し、建物１００が水平変位し特定箇所１０１が所定距離Ｌだけ水平変位したとき第二空気ばね３０２ｂが建物１００に復元力を作用する様にしたので、地震の規模が小さいとき建物１００を原点Ｇに維持し、大きな地震が発生すると建物１００を水平移動させて、建物１００の水平変位が原点Ｇから所定距離Ｌを越えるときに建物１００に作用する復元力を発生させることができる。
また、建物１００が原点Ｇにあるとき空気ばね３０２が建物の水平変位を押さえ、地震が発生し空気ばね３０２に作用する水平力が所定の値を越えると空気ばね３０２から気体を抜いて縮ませて建物１００の水平変位を許し、地震が発生し建物１００が原点Ｇから所定距離Ｌを越えて水平変位すると空気ばね３０２に作用部材を介して建物１００に作用する復元力を発生させ、地震が収まったときに空気ばね３０２を伸ばして建物１００を押して原点Ｇに戻す様にしたので、地震の規模が小さいとき建物１００を原点Ｇに維持し、大きな地震が発生すると建物１００を水平移動させることができ、建物の水平変位が原点から所定距離を越えるときに建物１００に作用する復元力を発生させ、地震が収まると建物１００を原点Ｇに戻すことができる。
また、建物２００または基礎１００の特定箇所１０１から所定距離Ｌだけ離れたところに作用部材３０１を位置し、水平方向に直列に繋がる複数の圧縮ばねをもつ圧縮ばね群３３２が作用部材３０１を支持し、特定圧縮ばねが縮むと特定圧縮ばねの連結部に固定される調整部材３３３の調整板３３４が作用部材３０１にあたり特定圧縮ばねが縮まなくなる様にしたので、圧縮ばね群３３２が縮むにしたがってばね定数が変化し、建物１００を押す復元力のばね特性を変化させることができる。
【００５４】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
例えば、空気ばねは、内部に空気を入れて伸縮するばねであっても、他のガスを入れて伸縮するばねであってもよい。
例えば、空気回路は、空気を導入する回路であっても、他のガスを導入する回路であってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
Ｌ  所定距離
Ｇ  原点
Ｄ  制御デバイス
Ｄ１  第一制御デバイス
Ｄ２  第二制御デバイス
Ｄ３  第三制御デバイス
Ｄ４  第四制御デバイス
Ｄ５  第五制御デバイス
Ｄ６  第六制御デバイス
１００  建物
１０１  特定箇所
２００  基礎
２０１  固定部材
２０２  擁壁
２０３  床
３００  建物基礎構造
３０１  作用部材
３０２  空気ばね
３０２ａ  第一空気ばね
３０２ｂ  第二空気ばね
３０３  中間作用部材
３０４  揺動部材
３０５  揺動軸
３１０  支承機構
３２０  ロック／アンロック機構
３２１  第一空気回路
３２２  磁気回路
３３０  復元力作用機構
３３１  第二空気回路
３３２  圧縮ばね群
３３２ａ  第一圧縮ばね
３３２ｂ  第二圧縮ばね
３３２ｃ  第三圧縮ばね
３３３    調整部材
３３３ａ  第一調整部材
３３４ａ  第一調整板
３３３ｂ  第二調整部材
３３４ｂ  第二調整板
３４０  原点復帰機構
３４１  第三空気回路
【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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