(57)【要約】      （修正有）【課題】施工容易性、保守点検容易性、建屋バランス保持性、空気密閉性、修復性などの空気断震建築物としての機能に優れた建築物を提供する。【解決手段】空気断震建築物は、上面周縁に沿って平滑表面部１２を形成してなる下部基盤４と、下部基盤４に載置され切り欠き溝１８と金属板２２と加圧空気供給管と有する上部基盤６と、上部基盤６と一体に形成する建屋とを有し、更には、上部基盤に取付けられてなるシリンダー５２と、蓋５４と、シリンダー５２内に加圧空気を供給する加圧空気供給管５６と、シリンダー５２内に収納された滑り円盤５８と、滑り円盤５８上に載置されてシリンダー５２内に収納されるピストン６０とを有すると共にピストン６０の上部周面にＯ−リングを装着してシリンダー５２内においてピストン６０が上下方向に気密に摺動できるバランサー５０を有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも上面周縁に沿って所定幅の平滑表面部を形成してなる下部基盤と、
前記下部基盤の上面を覆って載置される上部基盤と、
前記上部基盤の上面に、前記上部基盤と一体に形成する建屋とからなり、
前記上部基盤は、
その下面の周縁に沿って形成した切り欠き溝と、
上部基盤の側面全周に亘り、上部基盤の下部側側面にその一端側が気密に固定される金属板であって、その他端側は下部基盤の平滑表面部方向に金属板の有する弾性力で付勢されて前記切り欠き溝に挿入されてなる複数の金属板と、
上部基盤を、その上面から下面にかけて貫通する、少なくとも１の加圧空気供給管と、
上部基盤の上面と下面との間を貫通して上部基盤に取付けられるバランサーであって、前記バランサーは、
大径の上部シリンダー部と、前記上部シリンダー部よりも小径の下部シリンダー部と、前記上部シリンダー部の底部内周から前記下部シリンダー部の頂部内周に亘って形成した肩部とを、これら軸心を一致させて一体に形成してなるシリンダーと、
前記シリンダーの上部開口を気密に閉塞する蓋と、
蓋に取付けられ、蓋を貫通して、シリンダー内に加圧空気を供給する加圧空気供給管と、
前記下部シリンダー部内の下端側に収納された滑り円盤と、
前記滑り円盤上に載置されてシリンダー内に収納されるピストンであって、前記ピストンは、大径の上部ピストン部と、前記上部ピストン部よりも小径の下部ピストン部と、前記上部ピストン部の底部外周から前記下部ピストン部の頂部外周に亘って形成した肩部とを有すると共に前記上部ピストン部の周面にはＯ−リングを装着してなり、前記Ｏ−リングによりシリンダー内においてピストンが上下方向に気密に摺動できるバランサーと、
を有する空気断震建築物。
【請求項２】
上部基盤の下面がその周縁に少なくとも１の角部を有し、複数の金属板のうちの角部における互いに近接する少なくとも１組は、その側部を互いに所定幅で重ねると共に、上側に重ねた金属板の側部に、前記側部から下側に重ねた金属板を覆いつつ外方に延伸するゴム板を金属板に貼着することにより、上側と下側とに重ねた金属板との積重部分を前記ゴム板で覆ってなる請求項１に記載の空気断震建築物。
【請求項３】
上部基盤の上面と下面との間を貫通して取付けられ、その頂部開口部は蓋を着脱自在に冠着されて気密に密閉されてなる筒状の上部位置固定部材と、前記上部位置固定部材と対向して下部基盤にその上面を露出して取付けられた筒状の下部位置固定部材と、前記上部位置固定部材と前記下部位置固定部材とをそれらの径方向に沿って互いに連結する複数のスプリングとからなる位置修正装置を有する請求項１に記載の空気断震建築物。
【請求項４】
下部位置固定部材が有底筒状である請求項３に記載の空気断震建築物。
【請求項５】
平滑表面部が、下部基盤の上面周縁に沿って被覆層を積層して形成してなる請求項１に記載の空気断震建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を用いる断震建築物に関する。更に詳述すれば、本発明は、下部基盤と、その上面を覆って載置される上部基盤と、上部基盤と一体に形成する建屋とからなる建築物において、地震発生時に前記下部基盤と上部基盤の間に空気を供給することにより前記建屋を浮上させて地震による建築物の揺れを逃がす空気断震建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震発生時における建築物の揺れを軽減するには、従来からゴムなどの緩衝材を基礎と建屋の間に挟むように設置して地震の揺れを逃がすことにより免震効果が得られる免震装置が用いられている。
【０００３】
上記免震装置を採用する場合、ゴムなどの緩衝材の上に建屋が載っているので、台風などの大きな風圧を受けた場合や、乗物の通過の際に発生する振動により揺れや震動が生じ、この震動は常に続いているので居心地が悪い。
【０００４】
地震から建物及び建物内の家財並びに居住者等を守るため、建築物の下部基盤上に上部基盤を載置し、前記下部基盤と上部基盤の周囲の隙間から空気が漏れないようシール手段を設け、地震発生時に前記下部基盤と上部基盤の間に空気を供給することにより建屋を浮上させて地震の揺れを逃がす免震効果を発揮する空気圧浮動式免震(空気断震)装置などが公開されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
また、シール手段などを改良し、施工が容易で保守点検を簡単にできる空気断震建築物が公開されている(例えば、特許文献２参照)。
【０００６】
更には、地震頻発時や停電時に空気断震装置に設置される使用量が限られたエアータンク内の圧縮空気を有効に使用するため前記空気断震装置の作動を制御するコントロールボックスが公開されている(例えば、特許文献３参照)。
【０００７】
また更に改良された技術として、地震鎮静後揺れが収まり、地盤に設置された下部基盤と建屋と一体の免震上部基盤との間に生じた位置ずれを修正する装置も提案されている。この装置は、地盤に設置された下部基盤と、建屋と一体に形成された上部基盤との間で位置ずれが生じた場合、潰れた空気袋に高圧空気を注入して、潰れた空気袋を膨らませることにより、両者間に生じている位置ずれを元の位置に修復させる装置である(例えば、特許文献４参照)。
【０００８】
しかし、特許文献２〜４の技術の場合、施工時におけるシール手段の取付けの容易性、平常時における保守点検の容易性、地震発生時における建屋のバランスの保持性、シール手段の空気密閉性、地震鎮静後における下部基盤と上部基盤との位置ずれの修復性など、空気断震建築物の機能としては、まだ不充分なところがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３１１９６７５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０１９８号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１７０２１２号公報
【特許文献４】特開２００８−２０８６９６号公報
【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、断震性、施工容易性、保守点検容易性、建屋バランス保持性、空気密閉性、位置ずれ修復性などの空気断震建築物としての機能に優れた建築物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、上記課題について検討を重ねた結果、以下に記載する空気断震建築物は、上記本発明の目的を達成することを見出した。
【００１２】
〔１〕  少なくとも上面周縁に沿って所定幅の平滑表面部を形成してなる下部基盤と、
前記下部基盤の上面を覆って載置される上部基盤と、
前記上部基盤の上面に、前記上部基盤と一体に形成する建屋とからなり、
前記上部基盤は、
その下面の周縁に沿って形成した切り欠き溝と、
上部基盤の側面全周に亘り、上部基盤の下部側側面にその一端側が気密に固定される金属板であって、その他端側は下部基盤の平滑表面部方向に金属板の有する弾性力で付勢されて前記切り欠き溝に挿入されてなる複数の金属板と、
上部基盤を、その上面から下面にかけて貫通する、少なくとも１の加圧空気供給管と、
上部基盤の上面と下面との間を貫通して上部基盤に取付けられるバランサーであって、前記バランサーは、
大径の上部シリンダー部と、前記上部シリンダー部よりも小径の下部シリンダー部と、前記上部シリンダー部の底部内周から前記下部シリンダー部の頂部内周に亘って形成した肩部とを、これら軸心を一致させて一体に形成してなるシリンダーと、
前記シリンダーの上部開口を気密に閉塞する蓋と、
蓋に取付けられ、蓋を貫通して、シリンダー内に加圧空気を供給する加圧空気供給管と、
前記下部シリンダー部内の下端側に収納された滑り円盤と、
前記滑り円盤上に載置されてシリンダー内に収納されるピストンであって、前記ピストンは、大径の上部ピストン部と、前記上部ピストン部よりも小径の下部ピストン部と、前記上部ピストン部の底部外周から前記下部ピストン部の頂部外周に亘って形成した肩部とを有すると共に前記上部ピストン部の周面にはＯ−リングを装着してなり、前記Ｏ−リングによりシリンダー内においてピストンが上下方向に気密に摺動できるバランサーと、
を有する空気断震建築物。
【００１３】
〔２〕  上部基盤の下面がその周縁に少なくとも１の角部を有し、複数の金属板のうちの角部における互いに近接する少なくとも１組は、その側部を互いに所定幅で重ねると共に、上側に重ねた金属板の側部に、前記側部から下側に重ねた金属板を覆いつつ外方に延伸するゴム板を金属板に貼着することにより、上側と下側とに重ねた金属板の積重部分を前記ゴム板で覆ってなる〔１〕に記載の空気断震建築物。
【００１４】
〔３〕  上部基盤の上面と下面との間を貫通して取付けられ、その頂部開口部は蓋を着脱自在に冠着されて気密に密閉されてなる筒状の上部位置固定部材と、前記上部位置固定部材と対向して下部基盤にその上面を露出して取付けられた筒状の下部位置固定部材と、前記上部位置固定部材と前記下部位置固定部材とをそれらの径方向に沿って互いに連結する複数のスプリングとからなる位置修正装置を有する〔１〕に記載の空気断震建築物。
【００１５】
〔４〕  下部位置固定部材が有底筒状である〔３〕に記載の空気断震建築物。
【００１６】
〔５〕  平滑表面部が、下部基盤の上面周縁に沿って被覆層を積層して形成してなる〔１〕に記載の空気断震建築物。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、建屋浮上時の下部基盤と上部基盤との間隙を何れの地点でも均一にするバランサーを設けているので、地震発生時における建屋は水平状態を保って浮上し、建屋として傾き難い。
【００１８】
更に、前記複数の金属板の重ねている部分にゴム板を重ねる場合には、供給空気の密閉性は更に高くなる。
【００１９】
本空気断震建築物に位置修正装置を取付ける場合は、地震鎮静後における下部基盤と上部基盤との位置ずれの修復性は高いものになる。位置修正装置は金属製であるので、耐久性が高く、長期の使用に耐える。
【００２０】
また、平滑表面部に被覆層を積層する場合は、下部基盤の平滑表面部がより平滑になるので、下部基盤のコンクリート打設が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物の一例を示す概略図であり、(Ａ)は、その正面断面図であり、(Ｂ)は、(Ａ)におけるＸ〜Ｘ線に沿った平面断面図である。
【図２】図１(Ｂ)における角部Ａで互いに近接する金属板の重なり状態を示す部分拡大平面図であり、(Ａ)は、その積重部分の上側金属板にゴム板を貼着する前の状態を示し、(Ｂ)は、ゴム板を貼着した後の状態を示す。
【図３】図１(Ｂ)における周縁の直線部Ｂで互いに近接する金属板の当接状態を示す部分拡大平面図である。
【図４】図１(Ａ)の例の空気断震建築物を示す概略図であり、圧縮空気により建屋が浮上した状態の正面断面図である。
【図５】本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物の一例における下部基盤、上部基盤にかけて設けられた位置修正装置及びその周辺を示す正面断面図である。
【図６】本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物の一例における下部基盤の上面周縁に沿って被覆層を積層して形成された平滑表面部及びその周辺を示す正面断面図である。
【図７】本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物の他の例における下部基盤の上面周縁に沿って被覆層を埋込んで積層して形成された平滑表面部及びその周辺を示す正面断面図である。
【図８】本発明の空気断震建築物の一例を示す概略図であり、図９(Ａ)におけるＶ〜Ｖ線に沿った平面断面図である。
【図９】本発明の空気断震建築物の一例における下部基盤、上部基盤にかけて設けられたバランサー及びその周辺を示す正面断面図であり、(Ａ)は、バランサー及びその周辺の上部基盤が下部基盤に対して浮上する前の状態を示し、(Ｂ)は、浮上した後の状態を示す。
【図１０】図９(Ａ)、(Ｂ)におけるピストンと滑り円盤とからなる構造体内部材質の概略を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の詳細について記載する。
【００２３】
本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物について、図１〜２の例を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物の一例を示す概略図であり、(Ａ)は、その正面断面図であり、(Ｂ)は、(Ａ)におけるＸ〜Ｘ線に沿った平面断面図である。
【００２５】
図１(Ａ)中、２は空気断震建築物であり、下部基盤４と上部基盤６と建屋８とからなる。下部基盤４は、所定厚さの平板状コンクリートからなり、地盤１０に立設している。下部基盤４の厚さは通常の建築物の基礎と同様の厚さであり、１５０〜１５００ｍｍが好ましく、２００〜１０００ｍｍがより好ましい。下部基盤４の平面形状は、上部基盤６、建屋８の形状に応じて任意の形状に形成できるが、本例においては矩形である。通常は、下部基盤４と上部基盤６との平面形状は同一になる場合が多い。
【００２６】
下部基盤４の上面には、少なくともその上面の周縁に沿って所定幅を平滑に形成した平滑表面部１２を有する。平滑表面部１２の所定幅は、２００〜２０００ｍｍが好ましく、２００〜１２００ｍｍがより好ましい。平滑表面部１２は、下部基盤４をコンクリートで形成する際に、可能な限り平滑にコンクリートを打設することにより形成できる。平滑性が不足する場合は、平滑表面部１２の表面を更にエンジン式回転鏝により研磨しても良い。
【００２７】
下部基盤４の上部側は地表(地盤１０の表面)から少なくとも３０ｍｍ以上露出していることが好ましい。泥等が後述する切り欠き溝１８内に浸入しないためである。
【００２８】
また、図６に示すように、平滑表面部１２の上面に平滑な被覆層１３を積層しても良い。好ましくは、図７に示すように、被覆層１３ｂを平滑表面部１２ｂに埋込んで積層することが好ましい。被覆層１３を積層することにより、平滑表面部１２の表面を更に平滑にできる。被覆層１３は、平滑表面部１２の上面と、気密に固着させることが好ましい。固着方法としては、接着、融着等が例示される。被覆層１３としては、ブリキ板、銅板、ステンレス板等の金属板、合資樹脂板、金属板等の積層による平滑被覆層形成方法を用いる場合は、特に容易に平滑表面部１２を平滑にすることができる。
【００２９】
平滑表面部１２の平滑さとしては、平滑表面部１２の長さ方向(平滑表面部１２の外周に沿う方向)２ｍ当たりにおける鉛直方向の凹凸の最大高低差が±１ｍｍ以内であることが好ましく、平滑表面部１２の幅方向(外周と直交方向)１ｍ当たりにおける鉛直方向の凹凸の最大高低差が±１ｍｍ以内であることが好ましい。
【００３０】
上部基盤６は、所定厚さの平板状コンクリートからなり、下部基盤４の上面を覆って載置している。上部基盤６の厚さは通常の建築物の基礎と同様の厚さであり、１００〜１０００ｍｍが好ましく、２００〜５００ｍｍがより好ましい。上部基盤６の平面形状は、下部基盤４、建屋８の形状に一致させて任意に形成できるが、本例においては矩形である。
【００３１】
建屋８は、上部基盤６の上面に、建屋８の底部材１４をボルト１６で固定することなどで上部基盤６と一体に形成している。
【００３２】
図１(Ａ)に示すように、上部基盤６は、その下面の全周縁に沿って切り欠き溝１８を形成している。上部基盤６の面方向に沿う切り欠き溝１８の深さは、前記平滑表面部１２の幅と同一又はそれ以下に形成することが好ましく、１５０〜５００ｍｍがより好ましく、２００〜４００ｍｍが特に好ましい。切り欠き溝１８の幅(鉛直方向の溝幅であり、平滑表面部１２と、上部基盤６との間隙幅)は、３０〜１００ｍｍが好ましく、４０〜８０ｍｍがより好ましい。
【００３３】
２２は複数の金属板で、上部基盤６の側面の全周に隙間が無いように取付けられている。この金属板２２は、上部基盤６の下部側側面にその一端側を気密にボルト２０などで固定している。金属板２２の他端側は金属板を撓めることにより、前記切り欠き溝１８内に挿入されると共に、下部基盤４の平滑表面部１２方向に金属板２２の有する弾性力で付勢されている。
【００３４】
一般に、建築物は平面的に多角形のものが多く、この場合は角部を有する。
【００３５】
図１(Ｂ)に示す例の場合は、上部基盤６にはその周縁に４の角部Ａを有する。複数の金属板２２のうちの角部Ａにおいて互いに近接する１組を図２(Ａ)に示す。
【００３６】
角部Ａの部分拡大平面図である図２(Ａ)に示すように、角部Ａで互いに近接する上側金属板２２ａと、下側金属板２２ｂとが、積重部分２２ａｂで上側と下側とに重なっている。
【００３７】
更に詳細には、図２(Ａ)に示すように、角部Ａにおいて１組の金属板２２ａ、２２ｂは、その側部Ｅ２２ａ、Ｅ２２ｂを互いに所定幅で重ねている。更に、上側に重ねた金属板２２ａの側部Ｅ２２ａには、図２(Ｂ)に示すようにゴム板３６の一端が貼着してある。このゴム板３６は、側部Ｅ２２ａから下側に重ねた金属板２２ｂを覆って外方(下側金属板２２ｂの方向)に延伸して上側金属板２２ａと下側金属板２２ｂとの積重部分２２ａｂをゴム板３６で覆っている。これにより、上側金属板２２ａと下側金属板２２ｂとの積重部分２２ａｂの空気密閉性は高くなる。
【００３８】
上側と下側とに重ねた金属板２２ａ、２２ｂの側部Ｅ２２ａ、Ｅ２２ｂ間の所定幅は最大幅Ｗmaxで１００〜３００ｍｍが好ましく、１５０〜２５０ｍｍがより好ましい。
【００３９】
図１(Ｂ)における周縁の直線部Ｂの部分拡大平面図を図３に示す。周縁の直線部Ｂで互いに近接する金属板２２ｃ、２２ｄは互いに端部３８を当接しており、重なり合っていない。この互いに端部を当接している金属板にはゴム板(不図示)が糊付けされ、金属板２２ｃ、２２ｄ端部同士の当接部分３８を覆っていても良い。
【００４０】
金属板２２としては、鉄板、銅板、アルミ板、ステンレス板等が例示できるが、弾性力、強度、耐食性の面からステンレス板が好ましい。金属板の形状の一例としては、取扱いの利便性等の点で、長さ５００〜４０００ｍｍ、幅１２０〜２８０ｍｍ、厚さ０．１〜０．８ｍｍのものが好ましく、長さ８００〜３０００ｍｍ、幅１５０〜２５０ｍｍ、厚さ０．１５〜０．６ｍｍのものがより好ましく、本例においては、１６枚のステンレス板２２を切り欠き溝１８に挿入している。ステンレス板の材質としては、弾力性の高いバネ性ステンレス板が好ましい。
【００４１】
上部基盤６には、少なくとも１、好ましくは２〜６[図１(Ｂ)では、５]の加圧空気供給管２４が、上部基盤６の上面から下面にかけて貫通している。加圧空気供給管２４の内径は１０〜４０ｍｍが好ましく、１５〜３０ｍｍがより好ましい。
【００４２】
図１(Ａ)に示すように、加圧空気供給管２４には、地震発生時に、建屋８内に備えられた空気タンク２６内の圧縮空気がバルブ２８を介して注入される。注入される圧縮空気は、下部基盤４と上部基盤６と金属板２２とに囲まれた空気圧力室３０に送り込まれ、空気圧力室３０の圧上昇により、上部基盤６と一体に形成された建屋８は、図４に示すように浮上して浮上間隙Ｙ(建屋浮上時の下部基盤４と上部基盤６との間隙Ｙ)を形成し、この浮上間隙Ｙが緩衝作用を示すことにより、断震効果が発揮される。
【００４３】
制御システムについて説明すると、地震発生時には、建屋８内に備えられた加速度計３２が、地震の揺れを感知して制御部３４に知らせる。制御部３４においては、所定値を超える揺れの強い地震時のみ、バルブ２８開の制御信号を発生させる。これにより、上述のようにバルブ２８、加圧空気供給管２４を介して圧縮空気は空気圧力室３０に送り込まれ、建屋８は浮上する。これにより、特に地震の初期微動継続時間の経過後に来る地震の本震について断震効果が発揮される。
【００４４】
空気圧力室３０内の圧力は、建屋８の全質量にも拠るが、通常、平屋〜３階建の場合はゲージ圧で２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2が好ましく、４階建以上の場合は階数に応じて追加加圧することが好ましい。なお、本発明は、軽い木造建築物に用いることが好ましいが、これに限られず、鉄筋コンクリート建築物、鉄骨建築物にも適用できる。
【００４５】
図１(Ａ)、図４の例において、空気タンク２６は、建屋８内の床上に備えているが、これに限られず、メンテナンスし易さや見栄えの良さなどに応じて、屋根裏、床下、屋外などに備えても良い。
【００４６】
図５は、本発明に用いるバランサーを設ける前の空気断震建築物の一例における下部基盤、上部基盤にかけて設けられた位置修正装置４６及びその周辺を示す正面断面図である。図５では、建屋は圧縮空気により浮上した状態にある。
【００４７】
図５中、４０は筒状に形成された上部位置固定部材で、上部基盤６の厚さ方向にその軸心を一致させて、上部基盤６を貫通して取付けてある。前記上部位置固定部材４０の上端は、ボルト４９により蓋４８が気密に取付けてある。
【００４８】
４２は下部位置固定部材で、有底円筒状に形成され、前記下部基盤４にその上面を露出して埋設されている。
【００４９】
上部位置固定部材４０と下部位置固定部材４２とは、上下に互いに対向して配設され、これら上部位置固定部材４０と下部位置固定部材４２との間には複数のスプリング４４が張設されている。スプリング４４は、好ましくは、上部位置固定部材４０と下部位置固定部材４２との径方向に沿って張設される。
【００５０】
位置修正装置４６の設置数は、建屋８の床面積(建坪)にも拠るが、通常の建坪、２０〜２００ｍ2の場合は２〜８が好ましく、２〜５がより好ましい。建坪が２００ｍ2を超える場合は建坪に応じて位置修正装置４６の設置数を追加することが好ましい。上部位置固定部材４０と下部位置固定部材４２とを連結するスプリング４４の数は１０〜３０が好ましく、１２〜２０がより好ましい。上部位置固定部材４０の内径及び下部位置固定部材４２の内径は何れも４００〜２０００ｍｍが好ましく、５００〜１２００ｍｍがより好ましい。
【００５１】
図１(Ｂ)では、上部基盤６の断面において５本の加圧空気供給管２４の断面と４本の上部位置固定部材４０の断面が見えると共に、各上部位置固定部材４０の内側には４本のスプリング４４が見えている。
【００５２】
以上の位置修正装置４６を空気断震建築物が有することにより、地震鎮静後における下部基盤４と上部基盤６との位置ずれの修復性は高いものになる。
【００５３】
即ち、特許文献４のような空気袋を用いる位置修正装置では、地震の揺れにより空気袋が潰れると位置ずれが生じてしまう。この位置ずれを修復するには、空気袋に高圧空気を注入する必要があり、工程や設備が煩雑になる。
【００５４】
これに対し、位置修正装置４６を有する空気断震建築物では、スプリング４４は地震の揺れに対しても安定して作動する。また、地震の揺れに対して下部基盤４は大きい振幅で振動するが、上部基盤６は浮上しているため地震の揺れに対する振動の振幅は極めて小さい。更に、スプリング４４により、下部基盤４の振動の中心と、上部基盤６の振動の中心とは、地震の揺れが続いている間でも位置ずれを起こし難い。そのため、位置修正装置４６を有する空気断震建築物では、工程や設備は煩雑にならず、且つ、地震鎮静後における下部基盤４と上部基盤６との位置ずれの修復性は高いものになる。
【００５５】
なお、下部位置固定部材４２は有底筒状であることが好ましい。これにより、施工時における下部位置固定部材４２の取付けは容易なものになる。下部位置固定部材４２は有底筒状の場合、その深さは５０〜３００ｍｍが好ましく、６０〜２００ｍｍがより好ましい。
【００５６】
図８は、本発明の空気断震建築物の一例を示す概略図であり、図９(Ａ)におけるＶ〜Ｖ線に沿った平面断面図である。
【００５７】
図８では、上部基盤６の断面において５本の加圧空気供給管２４の断面と４本の位置修正装置４６の上部位置固定部材４０の断面が見えると共に、各上部位置固定部材４０の内側には４本のスプリング４４が見えている。更には、４本のバランサー５０の上部シリンダー部６２の断面が見えると共に、各上部シリンダー部６２の内側には上部ピストン部７２の断面が見えている。各上部ピストン部７２の下方には下部シリンダー部６６の断面が破線で示されている。
【００５８】
バランサー５０の設置数は、建屋８の床面積(建坪)にも拠るが、通常の建坪、２０〜２００ｍ2の場合は４〜１０本が好ましい。建坪が２００ｍ2を超える場合は建坪に応じてバランサー５０の設置数を追加することが好ましい。
【００５９】
図９は、本発明の空気断震建築物の一例におけるバランサー及びその周辺を示す正面断面図であり、(Ａ)は、バランサー及びその周辺の上部基盤が下部基盤に対して浮上する前の状態を示し、(Ｂ)は、浮上した後の状態を示す。
【００６０】
図９中、５０は上部基盤６の上面と下面との間を貫通して取付けられるバランサーである。このバランサー５０は、シリンダー５２と蓋５４と加圧空気供給管５６と滑り円盤５８とピストン６０とを有する。
【００６１】
シリンダー５２は、大径の上部シリンダー部６２と、上部シリンダー部６２よりも小径の下部シリンダー部６６と、上部シリンダー部６２の底部内周から下部シリンダー部６６の頂部内周に亘って形成した肩部６４とを、これら軸心を一致させて一体に形成してなり、前記肩部６４は上部シリンダー部６２と下部シリンダー部６６とを連結している。
【００６２】
蓋５４は、シリンダー５２の上部開口を気密に閉塞する。図９の例では、蓋５４は、その周縁側下面と上部基盤６の上面との間に、中心に通気孔を形成した円盤状のゴムシートやパッキン６８を介在させてボルト７０で締結して気密に閉塞している。締付けには、ワッシャー等を介在させても良い。
【００６３】
加圧空気供給管５６は、蓋５４に取付けられ、蓋５４を貫通して、シリンダー５２内に加圧空気を供給する。図９の例では、加圧空気はＣ方向から加圧空気供給管５６に導入され、シリンダー５２内に供給されている。
【００６４】
上部シリンダー部６２の頂部は、外方、上方に向けて延長され、この延長部は鍔部６５を形成している。鍔部６５の頂部は、ボルト７０の頂部のレベルよりも高い位置にあることが好ましい。
【００６５】
滑り円盤５８は、下部シリンダー部６６内の下端側に収納される。
【００６６】
ピストン６０は、滑り円盤５８上に載置されてシリンダー５２内に収納されると共に、大径の上部ピストン部７２と、上部ピストン部７２よりも小径の下部ピストン部７６と、上部ピストン部７２の底部外周から下部ピストン部７６の頂部外周に亘って形成した肩部７４とを有し、前記肩部７４は上部ピストン部７２と下部ピストン部７６とを連結している。
【００６７】
図１０に示すように、ピストン６０は、外周が樹脂８２で被覆されたコンクリート８４製が好ましい。被覆樹脂８２の厚さは５〜３０ｍｍが好ましい。
【００６８】
上部ピストン部７２の周面には少なくとも１本(図９の例では２本)のＯ−リング７８を装着してなり、Ｏ−リング７８によりシリンダー５２内においてピストン６０が上下方向に気密に摺動できる。
【００６９】
以上の構成のバランサー５０において、下部ピストン部７６の鉛直方向の長さＬと滑り円盤５８の厚さＴとの合計は、下部シリンダー部６６の鉛直方向の長さＤよりも長く、好ましくは１〜３５ｍｍ長く、より好ましくは５〜３０ｍｍ長い。
【００７０】
また、上部ピストン部７２の鉛直方向の長さＰは、上部シリンダー部６２の鉛直方向の長さＳよりも短く、好ましくは１〜５０ｍｍ短く、より好ましくは５〜４０ｍｍ短い。
【００７１】
滑り円盤５８としては、摺動性、弾性力、耐摩耗性、耐食性の面から樹脂成型物が好ましく、その樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂が好ましい。
【００７２】
ピストン６０の被覆樹脂８２としては、強度、弾性力、耐摩耗性、耐食性の面から繊維強化樹脂成型物が好ましく、その樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂が好ましい。
【００７３】
以上のバランサー５０を空気断震建築物が有することにより、地震発生時において建屋の傾きを最小限に抑えて浮上し、建屋のバランスの保持性は高いものになる。
【００７４】
即ち、本発明に用いるバランサーを設けていない空気断震建築物(例えば図１、４の場合)では、建屋８の地点によって荷重に偏りがあると、特に荷重が掛かる建屋の地点においては加圧空気供給管２４から加圧空気を供給しても下部基盤４に対して上部基盤６が少ししか浮上しないことが発生してしまう。
【００７５】
この少ししか浮上しない地点付近においては、下部基盤４と上部基盤６との間隙が殆ど無いので、その間隙に加圧空気を供給するには圧抵抗が高いものとなる。そのため、この少ししか浮上しない地点を解消するには、加圧空気供給管２４からの加圧空気の圧力を高くする必要がある。しかし、この高圧加圧空気の圧力は、既に浮上している地点にも掛かり、建屋の浮上におけるアンバランスは益々拡大される。
【００７６】
この問題を解決するためにバランサーを採用する。バランサー５０を有する空気断震建築物(例えば図８、９の場合)では、地震発生時において加圧空気供給管２４から空気圧力室３０に加圧空気を供給すると共に、バランサー５０の加圧空気供給管５６から空気圧力室８０に加圧空気を供給する。
【００７７】
空気圧力室８０に加圧空気を供給すると、ピストン６０の上面に下向きの応力が掛かり、ピストン６０は下方に移動し、その結果傾いた建屋を押し上げ、建屋のバランスは回復する。
【００７８】
ピストン６０の上面の面積は、滑り円盤５８の下面の面積よりも大きい。従って、ピストン６０の上面に加えられる応力は、これらの面積比で増幅される。空気圧力室３０と空気圧力室８０とに加えられる加圧空気の圧力が同じでも、ピストン６０の押し下げる応力は上記のように増幅されているので、建屋は確実にバランスを取り戻す。
【００７９】
そのため、ピストン６０の上面は、滑り円盤５８の下面に対して広くする。その面積倍率Ｒ(ピストン６０の上面の面積／滑り円盤５８の下面の面積)は１．１〜５倍とすることが好ましく、１．２〜２．５倍とすることがより好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
２    空気断震建築物
４    下部基盤
６    上部基盤
８    建屋
１０    地盤
１２、１２ｂ    平滑表面部
１３、１３ｂ    被覆層
１４    建屋の底部材
１６、２０、４９、７０    ボルト
１８    切り欠き溝
Ａ    上部基盤の下面の周縁における角部
Ｂ    上部基盤の下面の周縁における直線部
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ    金属板
２２ａｂ    金属板の積重部分
Ｅ２２ａ、Ｅ２２ｂ    金属板の側部
Ｗmax    上側と下側とに重ねた金属板の側部間の最大幅
２４、５６    加圧空気供給管
２６    空気タンク
２８    バルブ
３０、８０    空気圧力室
Ｙ    下部基盤から上部基盤が浮上して形成される浮上間隙
３２    加速度計
３４    制御部
３６    ゴム板
３８    互いに近接する金属板の端部
４０    上部位置固定部材
４２    下部位置固定部材
４４    スプリング
４６    位置修正装置
４８    上部位置固定部材の蓋
５０    バランサー
５２    シリンダー
５４    バランサーの蓋
５８    滑り円盤
６０    ピストン
６２    上部シリンダー部
６４    シリンダーの肩部
６５    シリンダー頂部の鍔部
６６    下部シリンダー部
６８    中心に通気孔を形成した円盤状のゴムシートやパッキン
７２    上部ピストン部
７４    ピストンの肩部
７６    下部ピストン部
７８    Ｏ−リング
８２    コンクリート製ピストンの外周における被覆樹脂
８４    ピストンの外周が樹脂で被覆されたコンクリート
Ｃ    バランサーの加圧空気供給管に加圧空気を導入する方向を示す矢印
Ｄ    下部シリンダー部の鉛直方向の長さ
Ｌ    下部ピストン部の鉛直方向の長さ
Ｐ    上部ピストン部の鉛直方向の長さ
Ｓ    上部シリンダー部の鉛直方向の長さ
Ｔ    滑り円盤の厚さ
【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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