(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート基台の上に設置するすべり部材と、
前記すべり部材とその上部の構造物との間に設置して前記すべり部材に対して相対摺動可能な補強部材と、
前記補強部材における前記構造物の外側に延びた部分に設置された免震装置と、
を備え、前記免震装置は前記すべり部材を設置する前記コンクリート基台と同一平面上で前記補強部材との間に設置されていることを特徴とする免震装置構造。
【請求項２】
コンクリート基台の上に設置するすべり部材と、
前記すべり部材とその上部の構造物との間に設置して前記すべり部材に対して相対摺動可能な補強部材と、
前記補強部材における前記構造物の外側に延びた部分に設置された免震装置と、
前記コンクリート基台の側壁に固定された支持部材と、を備え、
前記免震装置は前記支持部材と補強部材との間に連結されていることを特徴とする免震装置構造。
【請求項３】
既設構造物をコンクリート基台から分離してジャッキアップする工程と、
前記コンクリート基台の上にすべり部材を固定する工程と、
前記既設構造物の外側に突出する補強部材を前記すべり部材の上に相対摺動可能に載置する工程と、
前記補強部材の上に前記既設構造物をジャッキダウンする工程と、
前記既設構造物の外側で前記補強部材とコンクリート基台の間に免震装置を固定する工程と、
を備えたことを特徴とする免震装置取り付け方法。
【請求項４】
既設構造物をコンクリート基台から分離してジャッキアップする工程と、
前記コンクリート基台の上にすべり部材を固定する工程と、
前記既設構造物の外側に突出する補強部材を前記すべり部材の上に相対摺動可能に載置する工程と、
前記補強部材の上に前記既設構造物をジャッキダウンする工程と、
前記既設構造物の外側で前記コンクリート基台の側壁に固定した支持部材と前記補強部材との間に免震装置を固定する工程と、
を備えたことを特徴とする免震装置取り付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば既設構造物とコンクリート基台との間に免震装置を組み込んで耐震性を向上させた免震装置構造と免震装置の取り付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震構造物には、基礎や下部構造体等に免震装置を介して上部構造体を支承するものが知られている。この種の免震構造物では、地震発生時に地震動によって振動する下部構造体に対して免震装置が大きくゆっくりと変形し、地震動の揺れをかわすことで上部構造体に入力される地震動を低減するようになっている。
例えば特許文献１に記載された免震装置では、構造物とコンクリート基礎との間に免震装置を配設させ、地震の際に地盤の振動が構造物に伝達することを低減させている。また、その構造物をコンクリート基礎に取り付けた減衰手段に連結して構造物の水平方向振動に制震力を及ぼさせ、減衰手段への入力が所定値を超えた場合には構造物と減衰手段との連結を解除するようにしている。
【０００３】
ところで、既設の構造物に免震装置を設置する方法として、例えば基礎床と既存柱との間の免震装置を設置すべき部分を切断してジャッキアップし、その切断撤去した空間に免震装置と支持鋼材を設置して既設の構造物の既存柱をジャッキダウンする、免震レトロフィット工法が知られている。
既設構造物が例えば屋外に設置した通信放送用機器や中継機器等を収容した局舎である場合、通信や放送等は短時間の中断を除いてほぼ２４時間行われることが多いため、地震等で通信用ケーブルや放送用ケーブル等が切断したりすることのないように免震装置を設置する工事が行われている。
【０００４】
このような既存の局舎で免震レトロフィット工法を採用する場合、例えば図６に示すように、通信放送用機器や中継機器等を収容した既設の局舎１００の下部に固定されたチャンネル材１０１とコンクリート基盤１０２との間を切断してジャッキアップし、コンクリート基盤１０２の上に免震装置１０３を設置し、更にＨ鋼等の補強材１０４を設置する。その後、既設の局舎１００をジャッキダウンしてチャンネル材１０１と補強材１０４をボルトとナット等で固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２６８５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した既設の局舎１００では、コンクリート基盤１０２との間に免震装置１０３や補強材１０４を挿入するためには、ジャッキによって局舎１００を例えば２００ｍｍ以上持ち上げる必要があった。一方、この局舎１００内に敷設されている通信用や放送用等の既設のケーブルは下方から、あるいは側方から局舎１００内に延びており、２００ｍｍ以上のジャッキアップに耐え得る長さの余裕がなかった。そのため、このような通信用ケーブル等を敷設した既設の局舎１００に免震装置１０３を後付で設置することは困難であった。
また、通信用ケーブル等を一時的に切断して局舎１００をジャッキアップする場合でも、免震装置１０３と補強材１０４をコンクリート基盤１０２上に施工する間、ジャッキダウンできないので通信や放送を中断しなければならないため、長時間に亘るジャッキアップ状態での施工が困難であった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、構造物を高くジャッキアップすることなく、しかも短時間で免震装置を設置できるようにした免震装置構造と免震装置の取り付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による免震装置構造は、コンクリート基台の上に設置するすべり部材と、すべり部材とその上部の構造物との間に設置してすべり部材に対して相対摺動可能な補強部材と、補強部材における構造物の外側に延びた部分に設置された免震装置と、を備え、前記免震装置は前記すべり部材を設置する前記コンクリート基台と同一平面上で前記補強部材との間に設置されていることを特徴とする。
本発明による免震装置構造によれば、すべり部材と補強部材のすべり摩擦機能によって平常時と地震時に安定した支承機能を発揮して構造物を支持しており、地震で水平方向に振動が生じた場合、互いに当接するすべり部材と補強部材との間に予め設定された摩擦抵抗より大きい地震力が働くと、補強部材は構造物と共にすべり部材を滑って相対移動し、補強部材の移動による荷重の伝達を受けた免震装置が変位して地震力を減衰させると共に元の位置に補強部材を復帰させる復元機能を発揮できる。
【０００９】
また、免震装置はコンクリート基台と補強部材との間に連結されている。
この場合、コンクリート基台上に支持された免震装置は補強部材の振動を受けて変位すると共に減衰機能によって地震力を減衰させる。
【００１０】
また、本発明による免震装置構造は、コンクリート基台の上に設置するすべり部材と、前記すべり部材とその上部の構造物との間に設置して前記すべり部材に対して相対摺動可能な補強部材と、前記補強部材における前記構造物の外側に延びた部分に設置された免震装置と、前記コンクリート基台の側壁に固定された支持部材と、を備え、免震装置は支持部材と補強部材との間に連結されていることを特徴とする。
構造物を設置するコンクリート基台のスペースが比較的狭い場合でも、コンクリート基台の側壁から突出して延びる補強部材に対向する位置に支持部材を設置して補強部材との間に免震装置を取り付けることで、地震の際に免震機能を発揮できる。しかも、免震装置は構造物の鉛直荷重を直接負担しないので薄型化を実現できる。
【００１１】
本発明による免震装置取り付け方法は、既設構造物をコンクリート基台から分離してジャッキアップする工程と、コンクリート基台の上にすべり部材を固定する工程と、既設構造物の外側に突出する補強部材をすべり部材の上に相対摺動可能に載置する工程と、補強部材の上に既設構造物をジャッキダウンする工程と、既設構造物の外側で補強部材とコンクリート基台の間に免震装置を固定する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、コンクリート基台と既設構造物の間に免震装置を設置せず、既設構造物の外側に設置したため、ジャッキアップの高さを従来よりも低く設定できてジャッキダウンまでの時間を短くできるので構造物にかかる負担や負荷を低減できる。また、ジャッキダウンした後に補強部材とコンクリート基台の間で免震装置を固定するため、この点でもジャッキダウンまでの時間を短縮できる。しかも、免震装置は既設構造物の鉛直荷重を直接受けないため薄型化できる。
【００１２】
また、本発明による免震装置取り付け方法は、既設構造物をコンクリート基台から分離してジャッキアップする工程と、コンクリート基台の上にすべり部材を固定する工程と、既設構造物の外側に突出する補強部材をすべり部材の上に相対摺動可能に載置する工程と、補強部材の上に既設構造物をジャッキダウンする工程と、既設構造物の外側でコンクリート基台の側壁に固定した支持部材と補強部材との間に免震装置を固定する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明においては、既設構造物を支持するコンクリート基台の側壁までの距離が短い場合でも、側壁に支持部材を固定することで、既設構造物の外側に突出した補強部材との間に免震装置を固定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による免震装置構造によれば、構造物の外側に延びた補強部材に免震装置を設置したため、免震装置はすべり部材と並列に設置でき、ジャッキアップの高さを小さくしてジャッキアップ時間を短くできて構造物にかかる負担や負荷を低減できて、免震装置構造の大型化を抑制できる。しかも、免震装置で構造物の荷重を直接負担しないため免震装置の薄型化を実現できる。
【００１４】
また、本発明による免震装置取り付け方法は、既設構造物をジャッキアップした状態で既設構造物をすべり部材の上に設置すると共にその外側で補強部材に連結した免震装置をコンクリート基台上に設置することができる。
また、本発明による免震装置取り付け方法は、既設構造物をジャッキダウンした後に既設構造物の外側で補強部材に免震装置を設置することができる。
そのため、ジャッキアップの高さを小さくし且つジャッキアップ時間を短くできて既設構造物にかかる負担や負荷を低減できると共に、免震装置で構造物の荷重を直接負担しないため免震装置の薄型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一実施形態による局舎の免震装置構造を示す要部断面図である。
【図２】図１に示す局舎における免震装置構造を示す要部平面図である。
【図３】図２に示す浮き上がり防止具を示す要部断面図である。
【図４】実施形態による局舎に免震装置を後付で設置する免震装置の取り付け方法の手順を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第二実施形態による局舎の免震装置構造を示す要部断面図である。
【図６】従来の免震装置構造を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の各実施形態による局舎１の免震装置構造について添付図面により説明する。
図１から図４は本発明の第一実施形態による局舎１の免震装置構造を示すものである。図１において、局舎１は放送通信用機器や中継器等を内部に設置した例えば箱形の建物であり、外部と通信用ケーブルや放送用ケーブル等で接続されている。そして、地盤に設置されたコンクリート基台２上に例えば鋼材からなる基板４が例えばアンカー部材によって固定され、基板４上にはすべり手段９として、例えば鋼材からなる支持台５とシート状からなるすべり部材３とが一体に設置されている。支持台５は例えば溶接等で基板４に固定されている。また、すべり部材３の上に補強枠材６が設置され、補強枠材６の下面にはすべり部材３に当接する例えばステンレス板からなる摩擦プレート７が固定されている。
【００１７】
すべり部材３は低摩擦係数μを有していて、例えば四フッ化エチレン樹脂からなっている。すべり部材３の摩擦係数μを予め適切に設定することで、地震の際に一定規模の地震力未満では補強枠材６の下面に固定した摩擦プレート７がすべり部材３上に静止保持され、一定規模の地震力以上で摩擦プレート７に免震水平移動が相対的に生じるようになっている。すべり部材３は例えば２．４ｍｍ程度の厚さに設定されていて、すべり摩擦機構１３の薄型化を実現している。なお、基板４はコンクリート基台２に直接または既設の無収縮モルタルの基部上に図示しないアンカーボルトとナットで固定されている。
また、補強枠材６は、例えば鋼材からなっていて、平板状の支持プレート６ａと、その上面に例えば断面略Ｌ字状に形成された固定受け部６ｂと、固定受け部６ｂ及び支持プレート６ａを連結する支持ブラケット６ｃとを形成している。固定受け部６ｂの上部には既設のチャンネル枠８の下面８ａが当接してボルト・ナットで固定され、チャンネル枠８の上面８ｂには同じく既設の局舎１が設置されて連結されている。また、支持プレート６ａの下面にはすべり部材３に載置させる例えばステンレス板からなる摩擦プレート７が設置されている。
【００１８】
また、補強枠材６において、支持プレート６ａは局舎１の内側から外側に延びており、局舎１の真下にすべり部材３が設置され、外側には免震装置１０が連結されている。免震装置１０は例えばアクリル系粘弾性体や高減衰ゴム等から構成されてなり、その上部は支持プレート６ａに連結され下部には基部プレート１１が連結されている。基部プレート１１はコンクリート基台２にアンカーボルト等で固定されている。免震装置１０は例えば厚さ５ｍｍ程度の薄型で高耐久性を有しており、小体積で水平剛性（復元機能）と地震時における振動の超高減衰機能を確保している。
そのため、コンクリート基台２と補強枠材６の摩擦プレート７との間にすべり手段９と免震装置１０を並列に挟んで設置しており、すべり部材３と補強枠材６の摩擦プレート７とですべり摩擦機構１３を構成する。コンクリート基台２から摩擦プレート７までの厚さは例えば２０ｍｍ程度の小さい高さに設定されている。また、コンクリート基台２からチャンネル枠８までの高さは例えば９０ｍｍに設定されている。
【００１９】
補強枠材６は摩擦係数μのすべり部材３と摩擦プレート７との摩擦によって静止しており、地震の際に例えば震度５弱以下では地震力より摩擦力が勝って静止状態に保持され、震度５強以上の場合にはすべり部材３との摩擦力に打ち勝って補強枠材６は相対的に水平方向に滑り出して振動する。
そして、補強枠材６が振動した場合には免震装置１０の免震効果によって振動の減衰機能と補強枠材６を元の位置に復帰させる復元機能を発揮させることができる。そのため、本実施形態では免震装置１０による免震性能の発揮は震度５強以上の大地震時に限定される。しかしながら、すべり部材３の摩擦係数μと摩擦プレート７の材質を調整することによって摩擦プレート７が水平移動を開始する滑り出し機能を適宜の地震力の大きさに調整できる。
【００２０】
次に図２は局舎１を支持するチャンネル枠８と免震装置１０の配置を示す要部平面図である。図において、チャンネル枠８は局舎１の平面形状に応じて例えば四角形枠状に形成されており、その各角部におけるチャンネル枠８に重なる位置及びその中間部にすべり摩擦機構１３が設置され、チャンネル枠８の外側に免震装置１０が設置されている。しかも免震装置１０はチャンネル枠８の対向する二辺の両端部にそれぞれ対向して配設されている。
【００２１】
そして、チャンネル枠８の各角部及びその中間部にすべり部材３の基板４がすべり材固定用鉄板としてコンクリート基台２に固定されている。また、チャンネル枠８の各辺の中間部には浮き上がり防止部材１５がそれぞれ設置されている。図３に示すように、浮き上がり防止部材１５は例えば長板状に形成されており、一端部側の面は補強枠材６の支持プレート６ａの上に重なって摺動可能に当接しており、他端部は支持プレート６ａから外側に突出して略Ｕ字状に湾曲してコンクリート基台２にアンカーボルト１６で固定されている。
これによって、想定以上の大地震が発生して補強枠材６が大きく振動して免震装置１０に過大な荷重がかかった場合に、浮き上がり防止部材１５はフェイルセーフ機構として補強枠材６を強制的にストップさせるストッパー用鋼材を構成する。
【００２２】
本実施形態による局舎１の免震装置構造は上述の構成を備えており、次に免震装置１０の取り付け方法を図１に示す免震装置構造と図４に示すフローチャートに沿って説明する。
既設の局舎１において、既設のチャンネル枠８はアンカーボルトによってコンクリート基台２上に直接（または無収縮モルタル上）に固定されているとして、局舎１のチャンネル枠８とコンクリート基台２とを連結するアンカーボルトのナットを外して分離させ、局舎１とチャンネル枠８をジャッキアップする（ステップ１）。このとき、チャンネル枠８のジャッキアップ高さは１００ｍｍ程度と、従来のジャッキアップ高さの１／２程度に低く設定する。そしてコンクリート基台２上に突出するアンカーボルトの先端等のチャンネル枠８の取り付け部を切除する(ステップ２)。
【００２３】
そして、予めすべり部材３及び支持台５を固定した基板４をコンクリート基台２に固定し（ステップ３）、すべり部材３の上に、摩擦プレート７を予め下面に固定した補強枠材６を設置する（ステップ４）。補強枠材６はその一部がチャンネル枠８の外側に突出しており、支持プレート６ａの外側部分には予め免震装置１０と基部プレート１１が下側に連結されている。この状態で補強枠材６の上端は例えば９０ｍｍの高さに設定されている。
次いで、局舎１とチャンネル枠８をジャッキダウンし（ステップ５）、補強枠材６の固定受け部６ｂとチャンネル枠８の下面８ａとをボルト・ナット等で固定する。そして、コンクリート基台２に設置した免震装置１０の基部プレート１１をコンクリート基台２にアンカーボルト等で固定する（ステップ６）。こうして図１に示すように既設の局舎１に免震装置構造を施工できる。
【００２４】
次に、本実施形態による局舎１の免震装置構造の作用について説明する。
図１及び図２に示すように局舎１の免震装置構造を採用した状態で地震が発生した場合、地震の震度が５弱以下の場合には、地震力よりもすべり部材３と補強枠材６の摩擦プレート７とのすべり摩擦抵抗の方が大きいため、相対移動せず一体に水平方向に振動し、チャンネル枠８を介して局舎１も一体に振動する。
【００２５】
そして、地震の震度が５強以上の場合には、地震力はすべり部材３と補強枠材６の摩擦プレート７とのすべり摩擦抵抗を超えるため、補強枠材６の支持プレート６ａはすべり部材３に対して相対移動して水平方向に振動し、チャンネル枠８を介して局舎１も一体に振動する。すると、免震装置１０は補強枠材６の振動を受けて変位し、補強枠材６とチャンネル枠８及び局舎１との振動を減衰させると共に、元の位置に復帰させる復元機能を発揮させる。
そのため、免震装置１０はすべり部材３の摩擦プレート７との間の摩擦係数μを適切に設定することで一定規模以上の地震力に対して局舎１に相対水平移動を生じさせると共に免震装置１０による高減衰機能と復元性能によって免震性能を発揮できる。
【００２６】
上述のように本実施形態による局舎１の免震装置構造とその取り付け方法によれば、局舎１の外側に延びた補強枠材６の支持プレート６ａに小型で薄型の免震装置１０をすべり手段９と並列に設置したため、ジャッキアップの高さを小さくしてジャッキアップ時間を短くできて短時間で免震装置構造を施工できる。
そのため、施工に際してジャッキアップによる局舎１や通信用や放送用ケーブルに係る負担や負荷を低減することができるため、局舎１の通信や放送等の中断を最小限の短時間に抑制できて、敷設された通信用や放送用ケーブル等の切断等を抑制できる。
【００２７】
しかも、免震装置１０は局舎１を支持するすべり部材３の外側に設置したため、局舎１の鉛直荷重負担を無くして、すべり摩擦機構１３と共に免震装置１０を薄型化できる上に免震装置構造も薄型化できる。更に、局舎１の外側でジャッキダウン後に免震装置１０を固定できるため施工も容易で短時間で行え、この点でもジャッキアップ時間を短くできる。
更にすべり摩擦機構１３におけるすべり部材３の摩擦係数μの設定値によって一定規模以上の大地震において水平すべり移動を生じさせて、高減衰機能と復元性能による免震性能を発揮できる。
【００２８】
なお、本発明は上述の第一実施形態による局舎１の免震装置構造に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した第一実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
【００２９】
次に本発明の第二実施形態による局舎１の免震装置構造について図５に基づいて説明する。
図５において、局舎１の基礎となるコンクリート基台２が狭く、局舎１の外側に免震装置１０を設置するための十分な敷地を確保できない場合、コンクリート基台２の垂直な側壁２ａから補強枠材６の支持プレート６ａを突出させてその下面に予め固定した免震装置１０を吊り下げる。そして、コンクリート基台２の側壁２ａに例えば側面視三角形枠状のブラケット２０を支持部材として設置して垂直の枠部２０ａを当接させて、アンカーボルト２１を打ち込んで固定する。
これによって、ブラケット２０の上面２０ｂはコンクリート基台２の上面と面一に設定されることが好ましい。しかも、免震装置１０の基部プレート１１はブラケット２０の上面２０ｂに当接して支持される。この状態で、基部プレート１１とブラケット２０の上面２０ｂとをボルト・ナット等で固定すればよい。
【００３０】
本第二実施形態においても、免震装置構造の取り付け方法において、ジャッキアップしてコンクリート基台２上に基板４、支持台５及びすべり部材３と摩擦プレート７を下面に固定した補強枠材６を設置した後にジャッキダウンすることができる。そして、この状態で補強枠材６の免震装置１０を吊り下げた外側部分を側壁２ａから突出させた状態でブラケット２０を取り付けて免震装置１０の基部プレート１１を連結すればよい。
【００３１】
また、上述した第二実施形態による局舎１の免震装置構造において、コンクリート基台２の側壁２ａに固定するブラケット２０の上面２０ｂは、コンクリート基台２の上面と面一である必要はなく、これより低い位置または高い位置に設置してもよい。
また、上述の免震装置構造の取り付け方法では、局舎１とチャンネル枠８をジャッキダウンした後にコンクリート基台２の側壁２ａにブラケット２０を固定して、補強枠材６の下面に固定した免震装置１０の基部プレート１１とブラケット２０の上面２０ｂを連結する方法に代えて、ブラケット２０は補強枠材６をすべり部材３上に載置する前にコンクリート基台２の側壁２ａに固定しておいてもよい。
【００３２】
なお、本発明において摩擦プレート７を含む補強枠材６は補強部材に含まれる。
また、上述した各実施形態において、補強枠材６の下面に摩擦プレート７を固定したが、摩擦プレート７を設置しなくてもよい。その場合には、補強枠材６の支持プレート６ａが摩擦プレートを構成する。また、すべり手段９において、すべり部材３を省略して支持台５によってすべり部材３の機能を発揮させてもよい。また、すべり部材３及び支持台５を省略して基板４によってすべり部材３の機能を発揮させてもよい。この場合には基板４がすべり手段９を構成する。
また、本発明において、通信用ケーブルや放送用ケーブル等を内外に敷設した局舎１にすべり摩擦機構１３と免震装置１０を設置する免震装置構造について説明したが、本発明は局舎１に限定されるものではなく、他の適宜の建物等を含む構造物または既設構造物に適用できる。本発明において構造物や既設構造物は上述したチャンネル枠８を含むものとする。
また、本発明による免震装置構造とその取り付け方法は既設構造物に免震装置１０を設置する構造について説明したが、新設構造物に免震装置１０を設置する構造にも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
１  局舎
２  コンクリート基台
２ａ  側壁
３  すべり部材
４  基板
５  支持台
６  補強枠材
６ａ  支持プレート
７  摩擦プレート
８  チャンネル枠
９  すべり手段
１０  免震装置
１１  基部プレート
２０  ブラケット
【図１】
0006535514.tif 000002
【図２】
0006535514.tif 000003
【図３】
0006535514.tif 000004
【図４】
0006535514.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006535514.tif 000007