(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に構築されたベース部と擁壁部を含む下部構造と、
前記下部構造の上方に設けられた上部構造と、
前記下部構造と前記上部構造との間に設けられた免震層と、を備え、
前記上部構造は、上下に複数階を有し、下層階のスラブが、上層階のスラブよりも重く形成されており、
前記上部構造の下端部は、前記擁壁部より上方に位置する外壁が上方から下方に向かって建物内側に傾斜し、前記下部構造の外周部との間に水平方向に間隙を空けて設けられていることを特徴とする免震建物。
【請求項２】
前記上部構造の前記下層階のスラブは、前記上層階のスラブよりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の免震建物。
【請求項３】
前記上部構造の前記上層階のスラブは、中空部を有したボイドスラブであることを特徴とする請求項１または２に記載の免震建物。
【請求項４】
前記上部構造の前記上層階は、前記スラブおよび壁のみから躯体が構成された無梁・無柱構造であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の免震建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震構造を有した免震建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルディング、マンション等の建物において、地震時に地盤から建物に入力される振動を抑えるため、各種の免震構造が広く採用されている。
特許文献１には、建物の水平方向の寸法に対して高さ寸法が大きい、アスペクト比の大きな建物において、基礎構造と上部構造との間に設けた免震層の近傍に、上部構造の外周部分に鍔状の重しを備える構成が開示されている。このような構成によれば、免震層の近傍に鍔状の重しを備えることで、地震時に上部構造が受ける転倒モーメントに対して抵抗しようとする力を大きくし、建物の免震性能を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５４３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、狭隘な土地に建物を建てる場合、特許文献１に開示された構成のように、上部構造の外周部分に張り出す鍔状の重しを設けるスペースの確保が困難なことがある。重しを設けることで、建物の床面積が狭くなってしまう。
そこでなされた本発明の目的は、狭隘な土地であっても、床面積を最大限に確保しつつ、高い免震性能を得ることのできる免震建物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、地盤中に構築された下部構造と、前記下部構造の上方に設けられた上部構造と、前記下部構造と前記上部構造との間に設けられた免震層と、を備え、前記上部構造は、上下に複数階を有し、下層階のスラブが、上層階のスラブよりも重く形成されていることを特徴とする。
このような免震建物によれば、上部構造の下層階のスラブが上層階のスラブよりも重いので、上部構造が低重心化される。これによって、上部構造の外周部に付加物を設けることなく、地震時等に上部構造が受ける転倒モーメントを抑えることができる。
【０００６】
また、前記上部構造の前記下層階のスラブは、前記上層階のスラブよりも厚く形成されているようにしてもよい。
これにより、下層階のスラブを上層階のスラブよりも重くすることができ、上部構造の低重心化を容易に実現することができる。
【０００７】
また、前記上部構造の前記上層階のスラブは、中空部を有したボイドスラブであるようにしてもよい。
これにより、上層階のスラブを軽量化することができる。これによっても、上部構造の低重心化を図ることができる。
また、ボイドスラブを用いることで、スラブを薄くしつつ、防音性を確保することができるため、上部構造の低重心化をより効果的に図ることができる。
【０００８】
また、前記上部構造の前記上層階は、前記スラブおよび壁のみから躯体が構成された無梁・無柱構造であるようにしてもよい。
これにより、上層階の躯体全体の軽量化を図ることができ、上部構造の低重心化を図ることができる。
【０００９】
また、前記上部構造の下端部は、外壁が上方から下方に向かって建物内側に傾斜し、前記下部構造の外周部との間に水平方向に間隙を空けて設けられているようにしてもよい。
これにより、免震建物の下部構造を敷地いっぱいに構築した場合であっても、地震や風等によって上部構造が水平方向に変位するのを許容する間隙を確保することができる。しかも、上部構造の下端部よりも上方の部分では、床面積を大きく確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の免震建物によれば、上部構造の低重心化を図ることで、免震層において、地震時に上部構造が受ける転倒モーメントに対して抵抗しようとする力を大きくすることができる。したがって、免震層における免震効果を有効に発揮することができ、狭隘な土地であっても、床面積を最大限に確保しつつ、高い免震性能を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る免震建物の立断面図である。
【図２】上記免震建物の躯体構成を示す斜視図である。
【図３】免震建物の下部の構成を示す立断面図である。
【図４】免震建物の各階の構成を示す平断面図である。
【図５】柱状ボイドスラブの一例を示す立断面図である。
【図６】免震層における免震支承の配置例を示す平面図である。
【図７】免震支承としての積層ゴム支承の一例を示す立断面図である。
【図８】免震支承としての弾性滑り支承の一例を示す立断面図である。
【図９】免震支承としての直動転がり支承の一例を示す立断面図である。
【図１０】免震装置としてのオイルダンパーの一例を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明による免震建物を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る免震建物の立断面図である。図２は、免震建物の躯体構成を示す斜視図である。図３は、免震建物の下部の構成を示す立断面図である。
図１、図２に示すように、免震建物１０は、基礎構造たる下部構造１１と、上部構造１２と、これらの間に設けられる免震層１３と、を備えている。
【００１３】
この免震建物１０は、平面視略長方形状で、その短辺１０ａに沿った方向を間口方向Ｘとし、長辺１０ｂに沿った方向を奥行方向Ｙとして形成されている。免震建物１０は、例えば、間口方向Ｘの長さが７ｍ程度、奥行方向Ｙの長さが２０ｍ程度、高さ方向Ｈの寸法が例えば３３ｍ程度とされている。このように、免震建物１０は、間口方向Ｘの長さに対して高さ方向Ｈの寸法が大きい、いわゆるアスペクト比が大きい建物とされている。
【００１４】
下部構造１１は、免震建物１０の荷重および地震時等に免震建物１０に作用する外力を地盤Ｇに伝える。この下部構造は、直接基礎、杭基礎等、適宜の形式の基礎構造によって、地盤Ｇ中に強固に支持されている。この実施形態において、下部構造１１は、免震建物１０において地盤Ｇの表面Ｇｆよりも下方に形成されている。
【００１５】
図３に示すように、下部構造１１は、例えば鉄筋コンクリート造により形成されている。下部構造１１は、地盤Ｇに掘削形成された基礎ピット１４の底部に設置され、水平面内に位置するベース部１５と、ベース部１５の外周部から基礎ピット１４の内側面に沿って立ち上がるよう形成された擁壁部１６と、を一体に備えている。なお、この実施形態において、基礎ピット１４は、免震建物１０の敷地いっぱいに形成されているものとする。
【００１６】
上部構造１２は、免震建物１０において免震層１３よりも上方の地上階部分を構成している。この実施形態において、上部構造１２の各階は、奥行方向Ｙの両側に開口している。
【００１７】
図４は、免震建物の各階の構成を示す平断面図である。
図４に示すように、上部構造１２は、奥行方向Ｙの一端側において、エレベータ１８および階段１９が、間口方向Ｘの一方の側に突出した部分に集約配置されている。これによって、各階の室内空間Ｒを、平面視長方形状として、有効利用できるようになっている。
【００１８】
図１、図２に示すように、上部構造１２の下層階部（下層階）１２Ｌは、例えば１〜４階部分を構成している。
上部構造１２の下層階部１２Ｌは、上下方向に間隔をあけて形成されたスラブ２１と、スラブ２１の両側端部において奥行方向Ｙに沿って形成された壁部（壁）２２と、を備えている。そして、下層階部１２Ｌの各階は、上下のスラブ２１，２１と、両側の壁部２２，２２により、奥行方向Ｙに連続する筒状をなしている。
【００１９】
このような下層階部１２Ｌは、例えば鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等により形成されている。例えば、下層階部１２Ｌの柱２２ｃおよび梁２２ｂは、鉄筋コンクリート造で形成することで躯体が構成されている。また、下層階部１２Ｌのスラブ２１、壁部２２は、プレキャストコンクリート、ハーフプレキャストコンクリート、あるいは現場打ちコンクリート等の工法によって形成されている。
【００２０】
下層階部１２Ｌにおいて、１階部分のスラブ（下層階のスラブ）２１Ａは、他の階のスラブ２１よりも厚く形成されている。１階部分のスラブ２１Ａは、例えば１ｍの厚さとすることができる。
【００２１】
また、図３に示すように、下層階部１２Ｌにおいて、１階部分の壁部（外壁）２２Ａは、上方から下方に向かって、免震建物１０の間口方向Ｘの内側に傾斜して形成されている。これにより、壁部２２Ａの下端部と、下部構造１１の擁壁部１６とが、水平方向に間隙Ｓを空けて対向するようになっている。この間隙Ｓにより、地震時に上部構造１２が水平方向に変位しても、壁部２２Ａの下端部と下部構造１１の擁壁部１６とが干渉するのを防ぐようになっている。また、傾斜した壁部２２Ａによって、上部構造１２の２階よりも上層部分では、大きな床面積を確保できるようになっている。
また、壁部２２Ａの下端部と、下部構造１１の擁壁部１６との間には、落下防止のためのエクスパンションジョイント５０が設けられている。このエクスパンションジョイント５０は、壁部２２Ａの下端部と、下部構造１１の擁壁部１６との間の間隙Ｓを塞ぎつつ、壁部２２Ａの下端部と、下部構造１１の擁壁部１６との水平方向の変位を許容するものである。
【００２２】
図１、図２に示すように、上部構造１２の上層階部（上層階）１２Ｈは、例えば５〜８階部分を構成している。上層階部１２Ｈの躯体は鉄骨を用いておらず、各階部分が、上下に間隔を空けて設けられたスラブ部（上層階のスラブ）２５と、スラブ部２５の間口方向Ｘの両側に形成され、それぞれ奥行方向Ｙに沿って延びる壁部２６とからなる、無柱・無梁の薄肉壁床構造とされている。このように、上層階部１２Ｈの各階部分は、互いに上下に位置するスラブ部２５，２５と、短辺１０ａ方向両側に位置する壁部２６，２６とによって、奥行方向Ｙに連続する断面矩形の筒状をなし、いわゆるボックスカルバートと同様の構成を有している。
このような上層階部１２Ｈは、現場打ち鉄筋コンクリート造、ハーフプレキャストコンクリート造、プレキャストコンクリート造等によって形成することができる。
【００２３】
また、上層階部１２Ｈの各スラブ部２５は、柱状ボイドスラブにより形成されている。
図５は、柱状ボイドスラブの一例を示す立断面図である。図５に示すように、スラブ部２５を構成する柱状ボイドスラブは、鉄筋２５ａの間に、発泡樹脂材料からなる柱状体２７や、金属製、紙製等からなる筒状体を配置した状態で、コンクリート２５ｂを打設することによって形成される。スラブ部２５は、柱状体２７や筒状体の部分にコンクリート２５ｂが打設されずに中空部が形成されることで、軽量化されている。
また、この実施形態において、スラブ部２５は、下層階部１２Ｌの１階部分のスラブ２１Ａよりも薄く、例えば３００ｍｍの厚さとされている。
【００２４】
図６は、免震層における免震支承の配置例を示す平面図である。図７は、免震支承としての積層ゴム支承の一例を示す立断面図である。図８は、免震支承としての弾性滑り支承の一例を示す立断面図である。図９は、免震支承としての直動転がり支承の一例を示す立断面図である。図１０は、免震装置としてのオイルダンパーの一例を示す立断面図である。
免震層１３は、上部構造１２と下部構造１１を構造的に切り離す免震支承装置を設置するとともに、地震時に上部構造１２と下部構造１１とが衝突しないようにクリアランスを確保するために設けられている。免震層１３は、下部構造１１のベース部１５と、上部構造１２の１階部分のスラブ２１Ａとの間に、複数種の免震支承を備えることで構成されている。
図６に示すように、免震層１３を構成する免震支承としては、例えば、積層ゴム支承３１、弾性滑り支承３２、直動転がり支承３３、オイルダンパー３４を備えることができる。
【００２５】
図７に示すように、積層ゴム支承３１は、上下一対のベースプレート３１ａ，３１ｂ間に、ディスク状のゴム層３１ｃと金属板層３１ｄとを上下方向に複数層に積層した構成を有している。ゴム層３１ｃは、例えば天然ゴム、合成ゴム等のゴム系材料により形成されている。金属板層３１ｄは、一般的な金属材料の他、制震鋼板などを用いることもできる。
積層ゴム支承３１は、下部構造１１と上部構造１２との間に生じる建物全体の鉛直軸回りの捩れ方向の剛性を付与する。
【００２６】
このような積層ゴム支承３１は、上部構造１２の荷重を負担させないよう、下部構造１１および免震層１３上に上部構造１２を構築した後に、下部構造１１と上部構造１２との間に挿入配置するのが好ましい。これにより、ゴム層３１ｃの外径が小径であっても、大地震発生時などに大きな変位が生じた場合に、十分な復元力特性を発揮することができる。
【００２７】
図８に示すように、弾性滑り支承３２は、積層ゴム支承３１と同様、上下のベースプレート３２ａ，３２ｂと、ゴム層３２ｃおよび金属板層３２ｄを交互に積層してなる積層ゴム支承部３２ｓと、を備えている。弾性滑り支承３２は、さらに、積層ゴム支承部３２ｓの上側又は下側に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ステンレス板等からなる摩擦係数の小さいシート状の滑り材３２ｔ，３２ｕを備えている。
【００２８】
弾性滑り支承３２は、下部構造１１と上部構造１２との間に生じる水平方向の変位による変形が小さいときには各ゴム層３２ｃが変形する。また、これらのゴム層３２ｃの変形によって生じる力が、積層ゴム支承部３２ｓと滑り材３２ｔとの間の摩擦力を越えると、滑り材３２ｔ上で積層ゴム支承部３２ｓが水平方向に滑る。
このような弾性滑り支承３２は、風揺れに対する抵抗力を発揮させるために配置されている。そこで、弾性滑り支承３２は、比較的軸力変動の小さい位置に配置するのが好ましい。
【００２９】
図９に示すように、直動転がり支承３３は、ガイドレール３３ａと、ガイドレール３３ａに沿って不図示のローラを介してスライド自在に設けられたブロック３３ｃと、を備えてなる直動ガイド部３３ｆを備えている。直動ガイド部３３ｆは、ガイドレール３３ａおよびブロック３３ｃを二組備え、水平面内で互いに直交する方向にスライド可能に設けられている。
【００３０】
ここで、直動転がり支承３３は、ブロック３３ｃがローラ（図示無し）を介してガイドレール３３ａに噛み合い、上下方向に拘束されている。したがって、直動転がり支承３３は、地震時に引き抜き力が発生する可能性のある免震層１３の隅部に配置するのが好ましい。
【００３１】
図１０に示すように、オイルダンパー３４は、下部構造１１および上部構造１２の一方に連結されたシリンダ３４ａと、下部構造１１および上部構造１２の他方に連結され、シリンダ３４ａ内で水平方向に変位自在とされたピストンロッド３４ｂと、シリンダ３４ａ内に封入されてシリンダ３４ａ内におけるピストンロッド３４ｂの変位を減衰するダンパーオイル（図示無し）と、を備えている。
【００３２】
このようなオイルダンパー３４は、水平方向に作動軸方向を有するように設置されている。オイルダンパー３４は、下部構造１１と上部構造１２との間に生じる鉛直軸回りの捩れ方向の変位を減衰させる。このため、オイルダンパー３４は、免震建物１０の間口方向Ｘと、奥行方向Ｙに沿った方向にそれぞれ変位するよう、免震層１３の外周部に複数配置されている。
【００３３】
上述したような免震建物１０によれば、上部構造１２は、上下に複数階を有し、下層階部１２Ｌのスラブ２１Ａが、上層階部１２Ｈのスラブ部２５よりも重く形成されている。具体的には、上部構造１２の下層階部１２Ｌのスラブ２１Ａは、上層階部１２Ｈのスラブ部２５よりも厚く形成されている。また、上部構造１２の上層階部１２Ｈのスラブ部２５は、中空部を有したボイドスラブから形成されている。さらに、上部構造１２の上層階部１２Ｈは、スラブ部２５および壁部２２のみから躯体が構成された無梁・無柱構造である。
これらの構成により、上部構造１２が低重心化される。これによって、地震時に上部構造１２が受ける転倒モーメントを抑えることができる。したがって、免震層１３において、地震時に上部構造１２が受ける転倒モーメントに対して抵抗しようとする力を大きくすることができる。また、免震層１３の各免震支承に上下方向の引き抜き力が作用するのを抑えることができる。これにより、免震層１３において免震効果を有効に発揮することができる。その結果、狭隘な土地であっても、高い免震性能を得ることが可能となる。
【００３４】
また、上部構造１２の上層階部１２Ｈのスラブ部２５にボイドスラブを用いることで、スラブ部２５を薄くしつつも、防音性を確保することができる。したがって、上層階部１２Ｈの躯体全体の軽量化を図ることができる。
【００３５】
また、免震層１３は、積層ゴム支承３１、弾性滑り支承３２、直動転がり支承３３、オイルダンパー３４といった複数種の免震装置を備えている。このように、複数種の免震支承を組み合わせることで、免震層１３において、様々な振動に対する免震性能を有効に発揮させることができる。したがって、地震や風等による上部構造１２と下部構造１１との間に生じる変位を有効に低減することができる。
【００３６】
また、下部構造１１の下端部の壁部２２Ａは、上方から下方に向かって免震建物１０の内側に傾斜し、下部構造１１の外周部を構成する擁壁部１６との間に、水平方向に間隙Ｓを空けて設けられている。
これにより、免震建物１０の下部構造１１を敷地いっぱいに構築した場合であっても、地震や風等によって上部構造１２が水平方向に変位するのを許容する間隙Ｓを確保することができる。しかも、上部構造１２の下端部よりも上方の部分は、床面積を大きく確保することができる。
【００３７】
（その他の実施形態）
なお、本発明の免震建物は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
【００３８】
また、上記実施形態では、上部構造１２の下層階部１２Ｌのスラブ２１Ａは、上層階部１２Ｈのスラブ部２５よりも厚く形成されることで、上層階部１２Ｈのスラブ部２５よりも重く形成されているようにした。
これ以外に、上層階部１２Ｈのスラブ部２５を、軽量コンクリートや発泡コンクリートによって形成し、下層階部１２Ｌのスラブ２１Ａは、上層階部１２Ｈのスラブ部２５よりも重量の大きい普通コンクリートや重量コンクリートで形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、スラブ部２５，２１Ａのみならず、上層階部１２Ｈ、下層階部１２Ｌを構成する躯体自体を、下層階部１２Ｌが重く、上層階部１２Ｈが軽量となる構成としてもよい。
これには、例えば下層階部１２Ｌを鉄筋鉄骨コンクリート造とし、上層部１２Ｈを鉄骨造とすればよい。
また、下層階部１２Ｌに比較し、上層階部１２Ｈに設けられた窓等の開口部の面積や数を増やすようにしてもよい。
さらに、例えば、上層階部１２Ｈや下層階部１２Ｌの外壁面に、カーテンウォール等と称される外壁材を取り付ける場合、上層階部１２Ｈの外壁材を薄くし、下層階部１２Ｌの外壁材を厚くしてもよい。
これらの構成によっても、上部構造１２が低重心化される。
【００４０】
また、例えば、免震建物１０の外観、平面形状、下部構造１１の具体的な構造、上部構造１２の階数、構造、免震層１３に備える免震支承の種類や数、具体的な構造等、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
また、免震層１３に、積層ゴム支承３１、弾性滑り支承３２、直動転がり支承３３、オイルダンパー３４を備えるようにしたが、免震支承としてこれらのうちの少なくとも２種を備えていればよく、さらには、積層ゴム支承３１、弾性滑り支承３２、直動転がり支承３３、オイルダンパー３４以外の種類の免震装置を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０    免震建物
１０ａ    短辺
１０ｂ    長辺
１１    下部構造
１２    上部構造
１２Ｈ    上層階部（上層階）
１２Ｌ    下層階部（下層階）
１３    免震層
１６    擁壁部
２１    スラブ
２１Ａ    スラブ（下層階のスラブ）
２２    壁部（壁）
２２Ａ    壁部（外壁）
２５    スラブ部（上層階のスラブ）
２６    壁部
２７    柱状体
３１    積層ゴム支承（免震支承）
３２    弾性滑り支承（免震支承）
３３    直動転がり支承（免震支承）
３４    オイルダンパー（免震装置）
Ｇ    地盤
Ｓ    間隙
【図１】
0006499411.tif 000002
【図２】
0006499411.tif 000003
【図３】
0006499411.tif 000004
【図４】
0006499411.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006499411.tif 000007
【図７】
0006499411.tif 000008
【図８】
0006499411.tif 000009
【図９】
0006499411.tif 000010
【図１０】
0006499411.tif 000011