(57)【要約】【課題】再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保し、再現期間５０年程度の風荷重に対しては免震層の水平剛性を高め、大地震時には免震効果を発揮する免震構造、免震構造の設計方法、及び免震建物を提供する。【解決手段】上部構造体１４と下部構造体１６の間に免震装置が設けられている。再現期間１年程度の風荷重による上部構造体の微小振幅の揺れは、免震装置によって減衰されるので快適な居住性を確保することができる。また、再現期間５０年程度の風荷重に対しては、免震層の水平剛性が剛性部材７０によって高められて、免震層の過大な変形を抑えることができる。また、大地震等により上部構造体１４と下部構造体１６が大きく相対移動すると剛性部材７０が破断する。よって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除されて免震装置が機能し、免震効果を発揮することができる。【選択図】図１
2008156945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外乱により相対移動する上部構造体と下部構造体との間に免震装置が設けられた免震構造において、
前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動量が第１所定値になると前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動を拘束し、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動量が前記第１所定値よりも大きい第２所定値になると破断又は座屈することにより前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動の拘束を解除して前記免震装置を機能させる剛性部材を有することを特徴とする免震構造。
【請求項２】
前記剛性部材は、前記上部構造体に設けられた上部収納部に収納されると共に、前記下部構造体に設けられた下部収納部に収納された状態で、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動を拘束するピン部材であり、
前記第１所定値は、前記上部収納部と前記ピン部材との間、又は前記下部収納部と前記ピン部材との間に形成された隙間の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
【請求項３】
前記上部構造体の前記第１所定値内での微小振幅の揺れを減衰する減衰手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の免震構造。
【請求項４】
前記減衰手段は、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動量を増幅してコマの回転運動に換える増幅機構付き減衰装置であることを特徴とする請求項３に記載の免震構造。
【請求項５】
前記減衰手段は、前記上部構造体と前記下部構造体との間に設けられた粘弾性体であることを特徴とする請求項３に記載の免震構造。
【請求項６】
前記免震装置は、前記外乱により作用する水平力が最大静止摩擦力になると滑り出す弾性すべり支承であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の免震構造。
【請求項７】
請求項６に記載の免震構造の設計方法において、
前記弾性すべり支承が滑り出すときの前記上部構造体と前記下部構造体の相対移動量と、前記剛性部材が破断又は座屈するときの前記上部構造体と前記下部構造体の相対移動量とをほぼ等しくすることを特徴とする免震構造の設計方法。
【請求項８】
請求項７に記載の免震構造の設計方法により構築されたことを特徴とする免震建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風荷重による揺れを抑え、地震時には免震効果を発揮する免震構造、免震構造の設計方法、及び免震建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、免震構造は地震時において構造物を長周期化することにより応答せん断力を低減して免震効果を発揮する。免震構造は、通常、構造物の長期荷重を支える支承材（例えば、積層ゴム支承、弾性すべり支承）、地震エネルギーを吸収する減衰材（例えば、鋼棒ダンパー、オイルダンパー、粘弾性ダンパー、粘性ダンパー）、及び構造物を元の位置に戻す復元材（例えば、積層ゴム支承）によって構成されており、これらが構造物の免震層に設けられている。
【０００３】
特に超高層建物では風荷重による揺れや過大な変形を防ぐために、減衰材として鋼棒ダンパーや摩擦ダンパー等の初期剛性が高いものを採用することが多い。
【０００４】
この減衰材のダンパー量が多過ぎると、大地震時における免震層の等価剛性が大きくなり過ぎてしまい、構造物の長周期化が図れずに十分な免震効果を発揮することができない。また、ダンパー量が少な過ぎると振動エネルギーの吸収量が小さくなり過ぎて免震層の変形が増大してしまう。
【０００５】
ゆえに、建物の規模（平面規模、建物高さ）に応じて減衰材の最適量が存在する。
【０００６】
一方、建物の超高層化に伴い、風荷重による建物の揺れが長時間継続して繰り返されて免震装置の疲労等の原因になったり、また、この揺れによる居住性悪化が問題となっている。建物に再現期間１年程度の風荷重が作用した場合であっても、建物には微小振幅の揺れが生じるので、この揺れが居住性を悪化させてしまう。
【０００７】
超高層建物における風荷重の大きさは地震荷重よりも大きくなる場合があり、このような場合には、地震荷重に対して最適なダンパー量の減衰材では、風荷重に対してはダンパー量が不足して十分な剛性を付与できず、変形量が増大してしまうことが懸念される。
【０００８】
特に、再現期間５０年程度の風荷重に対して免震層に残留変形が生じない（例えば、免震層を１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度以上変形させない）ように、設計を行うことが多い。
【０００９】
そこで、地震荷重に対する免震性能と風荷重に対する剛性付与性能の両方を満足させるために、風荷重に対してのみ有効で地震荷重に対しては無効となる剛性付与装置を免震層に備えることが考えられている。例えば、構造物本体と基礎との間の免震層に、免震装置としての積層ゴム支承及び弾性すべり支承と、剛性付与装置とを併設した免震構造が提案されている。
【００１０】
弾性すべり支承の従来技術としては、図２７に示す、すべり免震装置３００がある（特許文献１）。
【００１１】
すべり免震装置３００では、構造物の上部躯体３０２の下面に上板３０４が固定されている。そして、この上板３０４の下面に設けられた単層ゴム材３０６が、上板３０４と中板３０８によって挟持されている。中板３０８の下端面には、すべり材３１０が固定されている。
【００１２】
構造物の下部躯体３１２の上面には平滑板３１４が固定され、その上面には潤滑性被膜３１６が形成されている。
【００１３】
そして、この潤滑性被膜３１６上をすべり材３１０が摺動する。
【００１４】
構造物に地震等の水平力が発生すると、上部躯体３０２と下部躯体３１２が相対移動し、これに伴って単層ゴム材３０６がせん断変形する。そして、水平力が最大静止摩擦力に達すると、すべり材３１０が潤滑性被膜３１６上を滑り始める。すなわち、滑り出すまでは水平力に対して静止摩擦力が働き、滑り出してからは動摩擦力が働く。これにより、上部躯体３０２に伝わる水平力を頭打ちにすると共に、すべり材３１０と潤滑性被膜３１６の間に生じる摩擦力によって振動エネルギーを吸収することができる。
【００１５】
剛性付与装置の従来技術としては、図２８に示す耐風構造３１８がある（特許文献２）。
【００１６】
特許文献２の免震耐風構造は、基礎３２０と構造物（不図示）との間に設けられた複数の免震構造（不図示）と複数の耐風構造３１８によって構成されている。複数の免震構造は、構造物を支持する。耐風構造３１８は、下部構造体３２２、上部構造体３２４、第１ピン３２６、第２ピン３２８、及びアイソレート機構３３０によって構成されている。
【００１７】
下部構造体３２２と上部構造体３２４に係合された第１ピン３２６によって、下部構造体３２２と上部構造体３２４が拘束され、構造物を載置する梁受け台３３２と上部構造体３２４に係合された第２ピン３２８によって、梁受け台３３２と上部構造体３２４が拘束されている。
【００１８】
アイソレート機構３３０は、電動シリンダ３３４とアーム３３６によって構成されている。アーム３３６の一方の端部が電動シリンダ３３４の先端部３３８に回転可能に接合され、他方の端部が第１ピン３２６下面に設けられた突起部３４０に回転可能に接合されている。アーム３３６は中央部で回転可能に支持されているので、電動シリンダ３３４が縮むことによってアーム３３６が時計回りに回転し、第１ピン３２６が下方に移動して係合が解かれる。
【００１９】
よって、強風による水平力が構造物に入力されると、第１ピン３２６がこの水平力に抵抗し、強風による構造物の揺れを抑える。
【００２０】
また、地震力が入力されると地震計が感知し、電動シリンダ３３４を作動させて第1ピン３２６の係合を解く。これによって、構造物が水平方向に移動可能になり、免震構造が機能して構造物の振動周期が長周期化される。
【００２１】
また、第１ピン３２６の出し入れがし易いように、第１ピン３２６の上部の周囲には片側で２０〜３０ｍｍ程度の空隙３４２が設けられている。この空隙３４２によって構造物の振動による変位が許容されるので、第２ピン３２８に構造物の振動による荷重が繰り返し伝達されない。よって、第２ピン３２８の疲労破壊を防止することができる。
【特許文献１】特開２０００−１７０８２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は係る事実を考慮し、再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保し、再現期間５０年程度の風荷重に対しては免震層の水平剛性を高め、大地震時には免震効果を発揮する免震構造、免震構造の設計方法、及び免震建物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１に記載の発明は、外乱により相対移動する上部構造体と下部構造体との間に免震装置が設けられた免震構造において、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動量が第１所定値になると前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動を拘束し、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動量が前記第１所定値よりも大きい第２所定値になると破断又は座屈することにより前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動の拘束を解除して前記免震装置を機能させる剛性部材を有することを特徴としている。
【００２４】
請求項１に記載の発明では、上部構造体と下部構造体の間に免震装置が設けられている。そして、上部構造体と下部構造体は外乱により相対移動する。
【００２５】
剛性部材は、上部構造体と下部構造体との相対移動量が第１所定値になると上部構造体と下部構造体との相対移動を拘束する。また、上部構造体と下部構造体との相対移動量が第１所定値よりも大きい第２所定値になると剛性部材が破断又は座屈することにより上部構造体と下部構造体の相対移動の拘束が解除される。そして、この解除によって上部構造体と下部構造体の相対移動が可能になるので、免震装置を機能させて上部構造体を免震する。
【００２６】
よって、再現期間１年程度の風荷重が上部構造体に作用した場合、上部構造体と下部構造体の相対移動量が第１所定値になるまでは、上部構造体と下部構造体の相対移動は拘束されないので上部構造体は揺れる。この揺れの振幅は微小であるが、免震装置によって減衰されるので、上部構造体の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減させて快適な居住性を確保することができる。
【００２７】
また、再現期間５０年程度の風荷重が上部構造体に作用し、上部構造体と下部構造体の相対移動量が第１所定値になると、剛性部材によって上部構造体と下部構造体の相対移動は拘束される。
【００２８】
よって、再現期間５０年程度の風荷重に対しては、免震構造が設けられた上部構造体と下部構造体との間の免震層の水平剛性が高められて、免震層の過大な変形を抑えることができる。
【００２９】
また、大地震等により大きな水平力が下部構造体に作用し、上部構造体と下部構造体が大きく相対移動して相対移動量が第１所定値よりも大きい第２所定値になると、剛性部材が破断又は座屈する。このため、上部構造体と下部構造体の相対移動の拘束が解除されて、免震装置が機能する。
【００３０】
よって、大地震等に対して免震効果を発揮することができる。
【００３１】
ここで、再現期間５０年程度の風荷重以下の水平力が上部構造体に作用したときに、上部構造体と下部構造体の相対移動を拘束するためには、この水平力を受けたときに、免震装置と剛性部材の耐力を合計した値が水平力よりも大きくなっていなければならない。
【００３２】
免震装置の耐力は、上部構造体と下部構造体の相対移動量の増加に伴い漸増する。そこで、剛性部材が上部構造体と下部構造体の相対移動を拘束するタイミングを、上部構造体と下部構造体の相対移動量が第１所定値になったときとすることによって、上部構造体と下部構造体の相対移動量が大きい位置、すなわち免震装置の耐力が大きい位置で剛性部材を機能させることができる。
【００３３】
よって、剛性部材が負担すべき水平力は小さくなり、設置する剛性部材の数を少なくすることができるので、施工性が向上し、工期短縮や低コスト化が図れる。
【００３４】
なお、再現期間１年程度の風荷重とは、１年間に少なくとも１回は超える可能性がある風荷重の最大値のことであり、再現期間５０年程度の風荷重とは、５０年間に少なくとも１回は超える可能性がある風荷重の最大値のことである。そして、この定義は日本建築学会の建築物荷重指針・同解説で定められている。
【００３５】
請求項２に記載の発明は、前記剛性部材は、前記上部構造体に設けられた上部収納部に収納されると共に、前記下部構造体に設けられた下部収納部に収納された状態で、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動を拘束するピン部材であり、前記第１所定値は、前記上部収納部と前記ピン部材との間、又は前記下部収納部と前記ピン部材との間に形成された隙間の大きさであることを特徴としている。
【００３６】
請求項２に記載の発明では、剛性部材がピン部材である。
【００３７】
ピン部材が、上部構造体に設けられた上部収納部に収納されると共に、下部構造体に設けられた下部収納部に収納されている。そして、この状態でピン部材が上部構造体と下部構造体との相対移動を拘束する。
【００３８】
また、上部収納部とピン部材との間、又は下部収納部とピン部材との間に形成された隙間の大きさが、第１所定値（ピン部材により上部構造体と下部構造体の相対移動が拘束されるタイミング）となっている。
【００３９】
よって、剛性部材にピン部材を用い、このピン部材を上部収納部及び下部収納部に収納する簡単な機構により、免震構造が設けられた、上部構造体と下部構造体との間の免震層に剛性を付与させることができる。
【００４０】
また、上部収納部とピン部材との間、又は下部収納部とピン部材との間に形成された隙間の大きさを変えることによって、第１所定値を調整することができる。
【００４１】
請求項３に記載の発明は、前記上部構造体の前記第１所定値内での微小振幅の揺れを減衰する減衰手段を有することを特徴としている。
【００４２】
請求項３に記載の発明では、減衰手段を用いることにより、第１所定値内での微小振幅の揺れを効果的に減衰することができる。
【００４３】
請求項４に記載の発明は、前記減衰手段は、前記上部構造体と前記下部構造体との相対移動量を増幅してコマの回転運動に換える増幅機構付き減衰装置であることを特徴としている。
【００４４】
請求項４に記載の発明では、減衰手段が増幅機構付き減衰装置である。増幅機構付き減衰装置は、その機構から「減衰コマ」と称されることがある。
【００４５】
増幅機構付き減衰装置は、上部構造体と下部構造体との相対移動量を増幅してコマの回転運動に換える。よって、増幅した変位に対して減衰抵抗を発生させるので、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の微小変位に対しても、優れた減衰性能を発揮することができる。これにより、再現期間１年程度の風荷重に対して、より快適な居住性を確保することができる。
【００４６】
請求項５に記載の発明は、前記減衰手段は、前記上部構造体と前記下部構造体との間に設けられた粘弾性体であることを特徴としている。
【００４７】
請求項５に記載の発明では、減衰手段が粘弾性体であり、上部構造体と下部構造体との間に設けられている。
【００４８】
よって、複雑な機構を用いずに、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の微小変位に対して、減衰性能を発揮することができる。
【００４９】
請求項６に記載の発明は、前記免震装置は、前記外乱により作用する水平力が最大静止摩擦力になると滑り出す弾性すべり支承であることを特徴としている。
【００５０】
請求項６に記載の発明では、免震装置が弾性すべり支承である。
【００５１】
弾性すべり支承は、滑り出すまでは外乱により作用する水平力に対して静止摩擦力が働き、滑り出してからは動摩擦力が働くので、静止摩擦力が最大摩擦力に達して動摩擦力に変わるときに耐力が急激に小さくなる。この性質を利用すれば、再現期間５０年程度の風荷重に対しては最大静止摩擦力で抵抗し、大地震時には滑り出して動摩擦力で抵抗するために長周期化が図れる。
【００５２】
よって、上部構造体と下部構造体の相対移動の拘束が解除されて、弾性すべり支承が滑り出したときに、免震機能を効果的に発揮させることができる。
【００５３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の免震構造の設計方法において、前記弾性すべり支承が滑り出すときの前記上部構造体と前記下部構造体の相対移動量と、前記剛性部材が破断又は座屈するときの前記上部構造体と前記下部構造体の相対移動量とをほぼ等しくすることを特徴としている。
【００５４】
請求項７に記載の発明では、弾性すべり支承が滑り出すときの上部構造体と下部構造体の相対移動量と、剛性部材が破断又は座屈するときの上部構造体と下部構造体の相対移動量とがほぼ等しくなるように免震構造を設計する。
【００５５】
ここで、再現期間５０年程度の風荷重以下の水平力が上部構造体に作用したときに過大な変形を生じないように、上部構造体と下部構造体の相対移動を拘束するためには、この水平力を受けたときに、弾性すべり支承と剛性部材の耐力を合計した値が水平力よりも大きくなっていなければならない。
【００５６】
弾性すべり支承の耐力は、上部構造体と下部構造体の相対移動量に比例して大きくなり、弾性すべり支承が滑り出すときに急激に小さくなる。
【００５７】
そこで、弾性すべり支承が滑り出すときの上部構造体と下部構造体の相対移動量と、剛性部材が破断又は座屈するときの上部構造体と下部構造体の相対移動量とをほぼ等しくすることによって、弾性すべり支承の耐力が最大となる（最大静止摩擦力が生じる）位置で剛性部材を機能させることができる。
【００５８】
よって、弾性すべり支承の最大摩擦力と剛性部材の耐力を合算して所定の風荷重に抵抗することができるので、剛性部材が負担すべき水平力は小さくなり、設置する剛性部材の数を少なくすることができる。この結果、施工性が向上し、工期短縮や低コスト化が図れる。
【００５９】
また、剛性部材が破断又は座屈した後の弾性すべり支承の耐力は急激に小さくなるので、免震機能を効果的に発揮させることができる。
【００６０】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の免震構造の設計方法により構築されたことを特徴としている。
【００６１】
請求項８に記載の発明では、請求項７に記載の免震構造の設計方法を用いることにより、再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保し、再現期間５０年程度の風荷重に対しては免震層の水平剛性を高め、大地震時には免震効果を発揮する免震建物を構築することができる。
【発明の効果】
【００６２】
本発明は上記構成としたので、再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保し、再現期間５０年程度の風荷重に対しては免震層の水平剛性を高め、大地震時には免震効果を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
図面を参照しながら、本発明の免震構造、免震構造の設計方法、及び免震建物を説明する。なお、本実施形態では、ＲＣ造の高層建物に本発明を適用した例を説明するが、さまざまな構造や規模の新築及び改修建物への適用が可能である。なお、以降の説明において、再現期間１年程度の風荷重とは、１年間に少なくとも１回は超える可能性がある風荷重の最大値のことであり、再現期間５０年程度の風荷重とは、５０年間に少なくとも１回は超える可能性がある風荷重の最大値のことである。そして、この定義は日本建築学会の建築物荷重指針・同解説で定められている。
【００６４】
まず、本発明の第１の実施形態に係る免震構造について説明する。
【００６５】
図１に示すように、免震構造１０は、ＲＣ造の高層建物１２の本体となる上部構造体１４と、基礎となる下部構造体１６との間の基礎層Ｇに設けられている。免震構造１０は、積層ゴム支承、弾性すべり支承、増幅機構付き粘性体減衰装置（増幅機構付き粘性体減衰装置は、その機構から「減衰コマ」と称されることがある。以降、減衰コマと記載する。）、及び剛性付与装置を有する。すなわち、積層ゴム支承、弾性すべり支承、減衰コマ、及び剛性付与装置によって、基礎層Ｇを免震層としている。
【００６６】
積層ゴム支承、弾性すべり支承、減衰コマ、及び剛性付与装置の設置する数及び配置は、建物の規模（平面規模、建物高さ）や目標とする免震構造の性能に応じて適宜決めればよい。
【００６７】
上部構造体１４と下部構造体１６は、風や地震等の外乱により高層建物１２に水平力が作用したときに相対移動する。
【００６８】
免震装置としての積層ゴム支承及び弾性すべり支承は、上部構造体１４と下部構造体１６の間に設けられており、上部構造体１４と下部構造体１６が相対移動したときに、上部構造体１４を長周期化して免震する。また、弾性すべり支承は、高層建物１２に作用する水平力がこの弾性すべり支承の最大静止摩擦力になると滑り出す。なお、弾性すべり支承として、図２７で示した、すべり免震装置３００が用いられている。
【００６９】
図２に示すように、減衰手段としての減衰コマ１８は、速度増幅部２０、伝達部２２、及び減衰部２４によって構成されている。
【００７０】
速度増設部２０には、外筒２６の内壁に取り付けられたスラスト軸受け２８を介して、ボールナット３０が設けられている。そして、このボールナット３０にネジ軸３２が貫入されている。
【００７１】
伝達部２２では、外筒３４の内壁に取り付けられた軸受け３６によって、内輪３８が回転可能に支持されている。
【００７２】
減衰部２４では、外筒４０の端部に設けられた蓋部材４２に取り付けられた軸受け４４によって、内筒４６が回転可能に支持されている。ネジ軸３２と内筒４６は、内輪３８を介して連結されており、ネジ軸３２の回転に伴って内筒４６も回転する。また、外筒４０と内筒４６の間には、粘性体４８が充填されている。
【００７３】
そして、ネジ部３２が上部構造体１４及び下部構造体１６の一方に回転可能に固定され、外筒２６、３４、４０及び蓋部材４２が一体となったハウジング５０が上部構造体１４及び下部構造体１６の他方に固定されている。
【００７４】
上部構造体１４と下部構造体１６との相対移動量は、直線運動Ｕ（軸運動）として、ネジ軸３２に伝えられ、ボールナット３０によって速度が増幅された内筒４６の回転運動に変換される。すなわち、減衰コマ１８は、上部構造体１４と下部構造体１６との相対移動量を増幅してコマの回転運動に換えている。
【００７５】
そして、この内筒４６の回転により、粘性体４８が充填された減衰部２４の外筒４０と内筒４６の間に生じる粘性抵抗力が大きな減衰性能を発揮し、上部構造体１４の微小振幅の揺れを減衰することができる。
【００７６】
なお、微小振幅の揺れとは、日本建築学会の建築物荷重指針・同解説で定められた建築設計用再現期間が１年程度の風荷重による振幅を表す。
【００７７】
図３に示すように、剛性付与装置５２では、上部構造物１４の下面に設けられた上部材５４に角筒状の上ハウジング５６がアンカーボルト９０によって固定され、下部構造体１６の上面に設けられた下部材５８に角筒状の下ハウジング６０がアンカーボルト９２によって固定されている。上ハウジング５６と下ハウジング６０には、ピン部材の取り出し穴７６、７８が形成されており、また、上ハウジング５６と下ハウジング６０の外周に沿って取り付けられたリブプレート８０、８２によって十分な強度が確保されている。
【００７８】
上ハウジング５６の下部には上プレート６２が設けられ、下ハウジング６０の上部には下プレート６４が設けられている。
【００７９】
また、図３のＡ−Ａ断面図である図４、及び剛性付与装置５２の中央部の拡大断面図である図５に示すように、上プレート６２には上部収納部としての貫通孔６６が形成された上ブッシュ６８が嵌合されている。そして、剛性部材としての円柱状のピン部材７０が上方から貫通孔６６に挿入され、ピン部材７０の上面に形成された鍔部８４が貫通孔６６の周縁部に引っ掛かった状態で保持されている。
【００８０】
貫通孔６６の大きさは、ピン部材７０の挿入が可能な範囲で、できるだけ小さく形成されており、貫通孔６６とピン部材７０の間に隙間を有さないようになっている。
【００８１】
ピン部材７０の略中央部には、切欠き部８６が形成され、所定のせん断力を受けたときに、この切欠き部８６が形成された位置で破断するようになっている。
【００８２】
また、図３のＢ−Ｂ断面図である図６、及び図５に示すように、下プレート６４には下部収納部としての貫通孔７２が形成された下ブッシュ７４が嵌合されている。そして、上ブッシュ６８の下面から突出したピン部材７０の略下半分が貫通孔７２に挿入されている。
【００８３】
貫通孔７２とピン部材７０との間には隙間８８が形成されており、この隙間８８の大きさＬが、第１所定値（ピン部材７０により上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が拘束されるタイミング）となっている。
【００８４】
なお、ピン部材７０の材料は剛性を有するものであればよく、高い剛性を有するものが好ましい。例えば、ＳＮＣＭ４３９、ＳＣＭ４４０等の高張力鋼は所定の破断強度を実現するための断面が小さい材料なので軽量化が図れる。よって、ピン部材７０の材料として適している。
【００８５】
また、上ブッシュ６８、下ブッシュ７４は、ピン部材７０と同等以上の強度・硬度を有する材料を用いることが好ましい。これは、ピン部材７０に大きなせん断力がかかり、この力を受けた上ブッシュ６８と下ブッシュ７０が支圧によって破壊されないようにするためである。
【００８６】
また、上ハウジング５６及び下ハウジング６０を角筒とした例を示したが、これに限らずに、他の断面形状の筒体を用いてもよいし、中空でない柱部材を用いて、ピン部材７０の上方及び下方に空間を形成させてもよい。
【００８７】
また、ピン部材７０の形状は円柱でなくてもよく、多角柱を用いてもよい。円柱のピン部材は、貫通孔６６、７２に挿入し易く、せん断力を均等に受けることができるので好ましい。
【００８８】
また、ピン部材７０の切り欠き部８６はなくてもよい。
【００８９】
次に、本発明の第１の実施形態に係る免震構造の作用及び効果について説明する。
【００９０】
図３、５に示すように、再現期間１年程度の風荷重が上部構造体１４に作用した場合、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（ピン部材７０が貫通孔７２の内壁に当たる）までは、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束されないので上部構造体１４は揺れる。この揺れの振幅は微小であるが、図２で示した減衰コマ１８によって効果的に減衰されるので、上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減させて高層建物１２の快適な居住性を確保することができる。
【００９１】
減衰コマ１８は、上部構造体１４と下部構造体１６との相対移動量を増幅してコマの回転運動に換え、この増幅した変位に対して減衰抵抗を発生させるので、上部構造体１４と下部構造体１６との相対移動量が０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の微小変位であっても、優れた減衰性能を発揮することができる。
【００９２】
なお、積層ゴム支承及び弾性すべり支承からなる免震装置によって、上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減できる場合には、減衰コマ１８を用いなくてもよい。
【００９３】
図３、５に示すように、再現期間５０年程度の風荷重が上部構造体１４に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（ピン部材７０が貫通孔７２の内壁に当たる）と、ピン部材７０によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束される。すなわち、上部構造体１４に設けられた貫通孔６６に収納されると共に、下部構造体１６に設けられた貫通孔７２に収納されたピン部材７０が、この状態で上部構造体１４と下部構造体１６との相対移動を拘束する。
【００９４】
よって、再現期間５０年程度の風荷重に対しては、免震構造１０が設けられた上部構造体１４と下部構造体１６との間の基礎層Ｇの水平剛性が高められて、基礎層Ｇの過大な変形を抑えることができる。
【００９５】
また、剛性部材にピン部材７０を用い、このピン部材７０を貫通孔６６及び貫通孔７２に収納する簡単な機構により、免震構造１０が設けられた上部構造体１４と下部構造体１６との間の基礎層Ｇに剛性を付与させることができる。
【００９６】
また、貫通孔７２とピン部材７０との間に形成された隙間８８の大きさＬを変えることによって、第１所定値を調整することができる。
【００９７】
大地震等により大きな水平力が下部構造体１６に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６が大きく相対移動して相対移動量が第１所定値よりも大きい第２所定値になると、ピン部材７０が破断する。すなわち、第２所定値は、ピン部材７０が水平力を受けたときから破断するまでの破断変位量に第１所定値を足したものである。そして、ピン部材７０の破断によって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除される。この解除によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が可能になり、免震装置としての積層ゴム支承及びすべり免震装置３００を機能させて上部構造体を免震する。よって、大地震等に対して免震効果を発揮することができる。
【００９８】
図２７で示した、すべり免震装置３００は、滑り出すまでは地震等の外乱により作用する水平力に対して静止摩擦力が働き、滑り出してからは動摩擦力が働くので、静止摩擦力が最大静止摩擦力に達して動摩擦力に変わるときに耐力が急激に小さくなる。
【００９９】
よって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除されて、すべり免震装置３００が滑り出したときに、免震機能を効果的に発揮させることができる。
【０１００】
ここで、免震構造１０において、図５に示した剛性付与装置５２の下プレート６４に形成された貫通孔７２とピン部材７０の間に隙間８８を設けずに、図７に示すような一般的なピン構造とした場合、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対するピン部材７０の耐力の値は図８（Ａ）、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対する積層ゴム支承とすべり免震装置３００の耐力を合計した値は図８（Ｂ）、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対するピン部材７０、積層ゴム支承、及びすべり免震装置３００の耐力を合計した値は図８（Ｃ）の傾向をそれぞれ示す。
【０１０１】
図８（Ａ）に示すように、ピン部材７０は初期剛性が大きい。また、所定の相対移動量（変位Ｄ１）に達したときに破断して、その後は耐力がなくなる特性を有している。よって、基礎層Ｇに付与した剛性を解除する部材として適している。
【０１０２】
図８（Ｂ）は、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対する積層ゴム支承とすべり免震装置３００の耐力を合計した値を示したものである。図８（Ｂ）に示すように、積層ゴム支承とすべり免震装置３００を合わせた耐力は、まず、積層ゴム支承とすべり免震装置３００の単層ゴム材３０６のせん断変形により、ピン部材７０よりも小さな初期剛性で増加する。
【０１０３】
次に、すべり免震装置３００のすべり材３１０が潤滑性被膜３１６上を滑り出す位置（変位Ｄ２）からはすべり免震装置３００の動摩擦力は相対移動量に関係なく一定となるので、積層ゴム支承のせん断耐力によって、耐力は緩やかに増加する。
【０１０４】
積層ゴム支承、すべり免震装置３００、及び剛性付与装置５２が併設された免震構造１０においては、図８（Ａ）と図８（Ｂ）のグラフの値を足し合わせた図８（Ｃ）のような特性を持つようになる。
【０１０５】
ここで、再現期間５０年程度の風荷重による水平力をＰ１としたときに、この水平力Ｐ１以下の水平力において上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束し、基礎層Ｇ（免震層）に過大な変形を生じさせない（例えば、免震層変形を１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度以内に抑える）ためには、積層ゴム支承、すべり免震装置３００、及び剛性付与装置５２のピン部材７０の耐力を合計した値を水平力Ｐ１よりも大きくしなければならない。
【０１０６】
しかし、ピン部材７０が破断する位置（変位Ｄ１）における積層ゴム支承とすべり免震装置３００の耐力を合計した値（図８（Ｂ）の値Ｐ２）はとても小さいので、ほとんどピン部材７０のみで荷重Ｐ１に抵抗しなければならない。よって、ピン部材７０の１基当りの強度にも限度があるので、必然的に設置するピン部材７０の数は多くなり、コスト高になってしまう。
【０１０７】
しかし、第１の実施形態では、免震構造１０において、図５に示すように貫通孔７２とピン部材７０の間に隙間８８を設けたピン構造としたので、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対するピン部材７０の耐力の値は図９（Ａ）、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対する積層ゴム支承とすべり免震装置３００の耐力を合計した値は図９（Ｂ）、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対するピン部材７０、積層ゴム支承、及びすべり免震装置３００の耐力を合計した値は図９（Ｃ）の傾向をそれぞれ示すようになる。
【０１０８】
図９（Ａ）に示すように、ピン部材７０は、第１所定値としての隙間８８の大きさＬにピン部材７０の破断変位量Ｄ１を足した第２所定値（変位Ｄ２）に、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が達したときに破断する。なお、ピン部材７０の破断変位量Ｄ１とは、ピン部材７０が水平力を受けたときから破断するまでの変位量である。
【０１０９】
図９（Ｂ）に示すように、積層ゴム支承とすべり免震装置３００を合わせた耐力は、まず、積層ゴム支承とすべり免震装置３００の単層ゴム材３０６のせん断耐力により、ピン部材７０よりも小さな初期剛性で増加する。
【０１１０】
次に、すべり免震装置３００のすべり材３１０が潤滑性被膜３１６上を滑り出す位置（変位Ｄ２）からは、すべり免震装置３００の動摩擦力は相対移動量に関係なく一定となるので、積層ゴム支承のせん断耐力によって、耐力は緩やかに増加する。
【０１１１】
積層ゴム支承、すべり免震装置３００、及び剛性付与装置５２が併設された免震構造１０においては、図９（Ａ）と図９（Ｂ）のグラフの値を足し合わせた図９（Ｃ）のような特性を持つようになる。
【０１１２】
ここで、再現期間５０年程度の風荷重による水平力をＰ１としたときに、この水平力Ｐ１以下の水平力において上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束し、基礎層Ｇ（免震層）に過大な変形を生じさせない（例えば、免震層変形を１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度以内に抑える）ためには、積層ゴム支承、すべり免震装置３００、及び剛性付与装置５２のピン部材７０の耐力を合計した値が水平力Ｐ１よりも大きくなっていなければならない。
【０１１３】
積層ゴム支承とすべり免震装置３００を合わせた耐力は、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に対して漸増する。
【０１１４】
そこで、ピン部材７０が上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束するタイミングを、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値（隙間８８の大きさＬ）になったときとすることによって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が大きい位置、すなわち積層ゴム支承とすべり免震装置３００の免震装置を合わせた耐力が大きい値（図９（Ｂ）の値Ｐ２）となる位置（変位Ｄ２）でピン部材７０を機能させることができる。
【０１１５】
よって、ピン部材７０が負担すべき水平力は小さくなり、設置するピン部材７０の数を少なくすることができるので、施工性が向上し、工期短縮や低コスト化が図れる。
【０１１６】
例えば、図９（Ｂ）に示したように、積層ゴム支承とすべり免震装置３００の免震装置を合わせた耐力Ｐ２の値は大きくなるので、図９（Ｃ）の変位Ｄ２における耐力も水平力Ｐ１に対して十分に大きくなる。図９（Ｃ）において、積層ゴム支承、すべり免震装置３００、及び剛性付与装置５２のピン部材７０を合計した耐力は、水平力Ｐ１よりも多少大きければよいので、図９（Ｃ）の点線９３のような特性を得るためには、図９（Ａ）の点線９５のような特性を有する小さな耐力のピン部材７０であればよい。または、所定の耐力を持つピン部材７０の数を減らすことができる。
【０１１７】
なお、第１の実施形態では、下部収納部としての貫通孔７２とピン部材７０との間に隙間８８を形成した例を示したが、隙間は、上部収納部としての貫通孔６６とピン部材７０との間に形成されていてもよい。また、例えば、図１０、１２の側断面図に示すように、周縁が鍔部９９となる板材１００をピン部材９７にアイボルト１０２を用いて固定してもよい。
【０１１８】
図１０のＣ−Ｃ断面図である図１１に示すように、図１０では、下部収納部としての貫通孔７２とピン部材９７との間に隙間８８を形成している。
【０１１９】
また、図１２のＥ−Ｅ断面図である図１３に示すように、図１２では、上部収納部としての貫通孔１０４とピン部材９７との間に隙間１０６を形成している。
【０１２０】
また、免震装置として、すべり免震装置３００を用いた例を示したが、これに限らずに、上部構造体１４と下部構造体１６が相対移動したときに、上部構造体１４を長周期化して免震するものであればよい。初期剛性が高く、かつ所定の水平力において耐力が無くなるか又は急変して小さくなる免震装置が好ましい。例えば、鉛プラグ入り積層ゴム支承や鋼棒ダンパー等を用いることができる。この場合、鉛プラグ入り積層ゴム支承では鉛プラグの降伏点、鋼棒ダンパーでは鋼棒の降伏点が、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除されたときに免震機能を発揮させるのに有効なトリガーになる。
【０１２１】
また、免震装置の全てを積層ゴム支承としてもよい。逆に、免震装置の全てを弾性すべり支承としてもよいが、上部構造体１４を元の位置に戻す復元材の役割りを果たす積層ゴム支承と併設するのが好ましい。
【０１２２】
また、減衰手段として減衰コマ１８を用いた例を示したが、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の微小振幅の揺れを減衰するものあればよく、粘弾性体を用いたダンパーや、取付け部のガタを無くし、油に予圧を加える等、微小変形領域の性質向上を図ったオイルダンパー等を用いてもよい。
【０１２３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る免震構造について説明する。
【０１２４】
第２の実施形態は、第１の実施形態の上部材５４の側方に剛性付与装置を配置したものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【０１２５】
図１４の側面図に示すように、第２の実施形態の剛性付与装置１２４では、上部材５４の側面に上プレート１０８が突設されている。上プレート１０８の端部には、この上プレート１０８と略垂直に支持プレート１１０が接合されている。
【０１２６】
図１４の平面図である図１５に示すように、支持プレート１１０には貫通孔１１８が形成されており、この貫通孔１１８にアンカーボルト１１４を貫通させて、支持プレート１１０を上部材５４の側面に固定している。
【０１２７】
上プレート１０８には、上部収納部としての貫通孔１１２が形成されている。そして、ピン部材７０が貫通孔１１２に挿入され、ピン部材７０の上面に形成された鍔部８４が貫通孔１１２の周縁部に引っ掛かった状態で保持されている。
【０１２８】
貫通孔１１２の大きさは、ピン部材７０の挿入が可能な範囲で、できるだけ小さく形成されており、貫通孔１１２とピン部材７０の間に隙間を有さないようになっている。
【０１２９】
また、下部材５８には下部収納部としての円柱状の穴１２０が形成されている。そして、上プレート１０８の下面から突出したピン部材７０の略下半分が穴１２０に挿入されている。
【０１３０】
穴１２０とピン部材７０との間には隙間１２２が形成されており、この隙間１２２の大きさが、第１所定値（ピン部材７０により上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が拘束されるタイミング）となっている。
【０１３１】
支持プレート１１０と上プレート１０８はリブプレート１１６により補強されている。よって、上部構造体１４と下部構造体１６が相対移動してピン部材７０が穴１２０の内壁に当たりピン部材７０が水平力を受けた状態においても、上プレート１０８はピン部材７０を強固に支持することができる。
【０１３２】
なお、第１の実施形態のように、貫通孔１１２及び穴１２０の周りにブッシュを設けてもよい。
【０１３３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る免震構造の作用及び効果について説明する。
【０１３４】
第２の実施形態は、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができ、また、図１４に示すように、再現期間１年程度の風荷重が上部構造体１４に作用した場合、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（ピン部材７０が穴１２０の内壁に当たる）までは、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束されないので上部構造体１４は揺れる。この揺れの振幅は微小であるが、図２に示す減衰コマ１８によって効果的に減衰されるので、上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減させて高層建物１２の快適な居住性を確保することができる。
【０１３５】
また、再現期間５０年程度の風荷重が上部構造体１４に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（ピン部材７０が穴１２０の内壁に当たる）と、ピン部材７０によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束される。すなわち、上部構造体１４側に設けられた貫通孔１１２に収納されると共に、下部構造体１６側に設けられた穴１２０に収納されたピン部材７０が、この状態で上部構造体１４と下部構造体１６との相対移動を拘束する。
【０１３６】
よって、再現期間５０年程度の風荷重に対しては基礎層Ｇの水平剛性が高められて、基礎層Ｇの過大な変形を抑えることができる。
【０１３７】
また、穴１２０とピン部材７０との間に形成された隙間の大きさを変えることによって、第１所定値を調整することができる。
【０１３８】
大地震等により大きな水平力が下部構造体１６に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６が大きく相対移動して相対移動量が第１所定値よりも大きい第２所定値になると、ピン部材７０が破断する。これによって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除される。すなわち、第２所定値は、ピン部材７０が水平力を受けたときから破断するまでの破断変位量に第１所定値を足したものである。そして、この解除によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が可能になり、免震装置としての積層ゴム支承及び弾性すべり支承を機能させて上部構造体を免震する。よって、大地震等に対して免震効果を発揮することができる。
【０１３９】
また、第２の実施形態では、ピン部材７０の上方に十分な空間があるので、ピン部材７０の抜き差しが容易となる。
【０１４０】
次に、本発明の第３の実施形態に係る免震構造について説明する。
【０１４１】
第３の実施形態は、第１の実施形態の上部材５４及び下部材５８の側方に剛性付与装置を配置し、支持部材によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束するものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【０１４２】
図１６の側面図に示すように、第３の実施形態の剛性付与装置１２６では、下部材５８の側面に支持部材１２８が突設されている。支持部材１２８は、円柱部材１３０Ａと円柱部材１３０Ｂによって構成されている。円柱部材１３０Ａ、１３０Ｂは、共に剛性を有している。
【０１４３】
円柱部材１３０Ａの一方の端部は、この端部に設けられたフランジ１３２によって下部材５８の側面に固定されている。また、円柱部材１３０Ａの他方の端部に形成された雄ネジ１３４が、円柱部材１３０Ｂの一方の端部に形成された雌ネジ１３６に螺合されて、円柱部材１３０Ａと円柱部材１３０Ｂが一体となっている。
【０１４４】
円柱部材１３０Ｂの他方の端部は拡幅されて受け部１３８を形成している。また、支持部材１２８の先端部付近は、上部構造体１４下面から懸架された円環状のガイド部材１４０によって上下方向の移動が拘束されている。支持部材１２８は、ガイド部材１４０を貫通しており、水平方向に移動可能となっている。
【０１４５】
受け部１３８の端面と上部材５４の側面との間に形成される隙間１４２は、雄ネジ１３４の雌ネジ１３６への捻じ込み量によって調節できる。この隙間１４２の大きさが、第１所定値（支持部材１２８により上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が拘束されるタイミング）となっている。
【０１４６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る免震構造の作用及び効果について説明する。
【０１４７】
第３の実施形態は、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができ、また、図１６に示すように、再現期間１年程度の風荷重が上部構造体１４に作用した場合、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（支持部材１２８の受け部１３８が上部材５４の側面に当たる）までは、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束されないので上部構造体１４は揺れる。この揺れの振幅は微小であるが、図２に示す減衰コマ１８によって減衰されるので、上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減させて高層建物１２の快適な居住性を確保することができる。
【０１４８】
また、再現期間５０年程度の風荷重が上部構造体１４に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（支持部材１２８の受け部１３８が上部材５４の側面に当たる）と、支持部材１２８によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束される。
【０１４９】
よって、再現期間５０年程度の風荷重に対しては基礎層Ｇの水平剛性が高められて、基礎層Ｇの過大な変形を抑えることができる。
【０１５０】
また、隙間１４２の大きさを変えることによって、第１所定値を調整することができる。
【０１５１】
大地震等により大きな水平力が下部構造体１６に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６が大きく相対移動して相対移動量が第１所定値よりも大きい第２所定値になると、支持部材１２８が座屈する。これによって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除される。すなわち、第２所定値は、支持部材１２８が水平力を受けたときから座屈するまでの座屈変位量に第１所定値を足したものである。そして、この解除によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が可能になり、免震装置としての積層ゴム支承及び弾性すべり支承を機能させて上部構造体を免震する。よって、大地震等に対して免震効果を発揮することができる。
【０１５２】
なお、第３の実施形態では、雌ネジ１３６へ対する雄ネジ１３４の捻じ込みによって第１所定値の大きさ（隙間１４２の大きさ）を調整した例を示したが、固定した長さの支持部材１２８を下部材５８の側面に突設してもよい。また、支持部材１２８を上部材５４の側面に突設して、受け部材１３８の端面と下部材５８の側面との間に隙間を形成するようにしてもよい。また、支持部材１２８は、上部材５４の下面や下部材５８の上面に固定してもよい。
【０１５３】
また、円柱部材１３０Ａと円柱部材１３０Ｂは、座屈し易い長尺部材であればよく、多角柱であってもよい。
【０１５４】
また、第３の実施形態の剛性付与装置１２６は、上部構造体１４と下部構造体１６の一方向の相対移動に対して基礎層Ｇに剛性を付与するものであるので、上部構造体１４と下部構造体１６のいくつかの方向の相対移動に対応させる場合には、剛性付与が必要な方向に複数の剛性付与装置１２６を適宜設ければよい。
【０１５５】
次に、本発明の第４の実施形態に係る免震構造について説明する。
【０１５６】
第４の実施形態は、第１の実施形態の上部材５４及び下部材５８の側方に剛性付与装置を配置し、リンク機構によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束するものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【０１５７】
図１７の側面図に示すように、第３の実施形態の剛性付与装置１４４では、上部材５４の側面に固定されたフランジ１４６の接続部１５６で、リンク部材１５０Ａの一方の端部とリンク部材１５０Ｂの一方の端部とが回転可能に接続されている。
【０１５８】
そして、下部材５８の側面に固定されたフランジ１４８の接続部１５８で、リンク部材１５０Ｃの一方の端部とリンク部材１５０Ｄの一方の端部とが回転可能に接続されている。また、リンク部材１５０Ａの他方の端部とリンク部材１５０Ｃの他方の端部とが回転可能に接続され、リンク部材１５０Ｂの他方の端部とリンク部材１５０Ｄの他方の端部とが回転可能に接続されている。
【０１５９】
リンク部材１５０Ａ〜Ｄは、共に剛性を有している。
【０１６０】
そして、リンク部材１５０Ａ〜Ｄによって菱形のリンク機構１５０を構築し、このリンク機構１５０の頂部と上部構造体１４下面との間に隙間１５２を形成し、リンク機構１５０の底部と下部構造体１６上面との間に隙間１５４を形成している。
【０１６１】
よって、上部構造体１４と下部構造体１６が相対移動して、上部材５４（接続部１５６）と下部材５８（接続部１５８）の間の距離が縮まるとリンク機構１５０は縦長の菱形に変形するので、リンク機構１５０の頂部は上方へ移動し、リンク機構１５０の底部は下方へ移動する。
【０１６２】
次に、本発明の第４の実施形態に係る免震構造の作用及び効果について説明する。
【０１６３】
第４の実施形態は、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができ、また、図１７に示すように、再現期間１年程度の風荷重が上部構造体１４に作用した場合、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（リンク機構１５０の頂部が上部構造体１４の下面に当たる、又はリンク機構１５０の頂部が上部構造体１４の下面に当たる）までは、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束されないので上部構造体１４は揺れる。この揺れの振幅は微小であるが、図２に示す減衰コマ１８によって減衰されるので、上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減させて高層建物１２の快適な居住性を確保することができる。
【０１６４】
また、再現期間５０年程度の風荷重が上部構造体１４に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（リンク機構１５０の頂部が上部構造体１４の下面に当たる、又はリンク機構１５０の頂部が上部構造体１４の下面に当たる）と、リンク機構１５０によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束される。
【０１６５】
よって、再現期間５０年程度の風荷重に対しては基礎層Ｇの水平剛性が高められて、基礎層Ｇの過大な変形を抑えることができる。
【０１６６】
また、リンク部材１５０Ａ〜Ｄの長さや接続部１５６、１５８間の長さを変えることによって、隙間１５２、１５４の大きさを変え、第１所定値を調整することができる。隙間１５２と１５４の大きさは異ならせてもよいし、同じにしてもよい。
【０１６７】
大地震等により大きな水平力が下部構造体１６に作用し、上部構造体１４と下部構造体１６が大きく相対移動して相対移動量が第１所定値よりも大きい第２所定値になると、リンク機構１５０のリンク部材１５０Ａ〜Ｄの少なくとも１つが座屈する。これによって、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動の拘束が解除される。すなわち、第２所定値は、リンク機構１５０が鉛直力を受けたときから座屈するまでの接続部１５６と接続部１５８との間の変位量に第１所定値を足したものである。そして、この解除によって上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が可能になり、免震装置としての積層ゴム支承及び弾性すべり支承を機能させて上部構造体を免震する。よって、大地震等に対して免震効果を発揮することができる。
【０１６８】
このように、リンク部材１５０Ａ〜Ｄを座屈させるため、リンク機構１５０の頂部が当たる上部構造体１４の下面、及びリンク機構１５０の底部が当たる下部構造体１６の上面は堅い面となっている。例えば、リンク機構１５０の頂部が当たる上部構造体１４の下面、及びリンク機構１５０の底部が当たる下部構造体１６の上面に鉄板等を取り付けてもよい。
【０１６９】
なお、第４の実施形態では、上部材５４の側面にフランジ１４６、下部材５８の側面にフランジ１４８を固定した例を示したが、フランジ１４６、１４８は、上部材５４の下面や下部材５８の上面に固定してもよい。
【０１７０】
また、第４の実施形態の剛性付与装置１４４は、上部構造体１４と下部構造体１６の一方向の相対移動に対して基礎層Ｇに剛性を付与するものであるので、上部構造体１４と下部構造体１６のいくつかの方向の相対移動に対応させる場合には、剛性付与が必要な方向に複数の剛性付与装置１２６を適宜設ければよい。
【０１７１】
次に、本発明の第５の実施形態に係る免震構造について説明する。
【０１７２】
第５の実施形態は、第１の実施形態の免震構造１０に減衰コマ１８を設けずに、上部構造体１４と下部構造体１６の間に粘弾性体を設けたものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【０１７３】
図１８に示すように、上ハウジング５６の下部には上プレート６２が設けられ、下ハウジング６０の上部には下プレート６４が設けられている。
【０１７４】
また、図１８の剛性付与装置１６０の中央部の拡大断面図である図１９に示すように、上プレート６２には上部収納部としての貫通孔６６が形成された上ブッシュ６８が嵌合されている。そして、剛性部材としての円柱状のピン部材１６２が貫通孔６６に挿入され、ピン部材１６２の上面に形成された鍔部１６４が貫通孔６６の周縁部に引っ掛かった状態で保持されている。
【０１７５】
貫通孔６６の大きさは、ピン部材１６２の挿入が可能な範囲で、できるだけ小さく形成されており、貫通孔６６とピン部材１６２の間に隙間を有さないようになっている。
【０１７６】
ピン部材１６２の上ブッシュ６８下面に位置する付近には、切欠き部１６６が形成され、所定のせん断力を受けたときに、この切欠き部１６６が形成された位置で破断するようになっている。
【０１７７】
また、下プレート６４には下部収納部としての貫通孔７２が形成された下ブッシュ７４が嵌合されている。そして、上プレート６２の下面から突出したピン部材１６２の下部が貫通孔７２に挿入されている。
【０１７８】
貫通孔７２とピン部材１６２との間には隙間８８が形成されており、この隙間８８の大きさが、第１所定値（ピン部材１６２により上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が拘束されるタイミング）となっている。
【０１７９】
また、上プレート６２と下プレート６４の間には中間プレート１６８が設けられており、この中間プレート１６８と下プレート６４によって減衰手段としての粘弾性体１７０を挟み込んでいる。すなわち、第５の実施形態では、減衰手段が粘弾性体１７０であり、上部構造体１４と下部構造体１６との間に、この粘弾性体１７０が設けられている。そして、この粘弾性体１７０が上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを減衰する。
【０１８０】
なお、微小振幅の揺れとは、日本建築学会の建築物荷重指針・同解説で定められた建築設計用再現期間が１年程度の風荷重による振幅を表す。
【０１８１】
中間プレート１６８には貫通孔１７２が形成された中間ブッシュ１７４が嵌合されており、この貫通孔１７２をピン部材１６２が貫通している。中間ブッシュ１７４には、上ブッシュ６８及び下ブッシュ７４と同じ材料が用いられている。
【０１８２】
また、ピン部材１６２には、第１の実施形態のピン部材７０と同じ材料が用いられている。ピン部材１６２の形状は円柱でなくてもよく、多角柱を用いてもよい。円柱のピン部材は、貫通孔６６、１７２、７２に挿入し易く、せん断力を均等に受けることができるので好ましい。
【０１８３】
また、ピン部材１６２の切り欠き部１６６はなくてもよい。
【０１８４】
また、粘弾性体１７０としては、ジエン系ゴム、ブチル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタンアスファルト系ゴム等を用いることができる。
【０１８５】
次に、本発明の第５の実施形態に係る免震構造の作用及び効果について説明する。
【０１８６】
第５の実施形態は、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができ、また、図１９に示すように、再現期間１年程度の風荷重が上部構造体１４に作用した場合、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量が第１所定値になる（ピン部材１６２が貫通孔７２の内壁に当たる）までは、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動は拘束されないので上部構造体１４は揺れる。この揺れの振幅は微小であるが、粘弾性体１７０によって減衰されるので、上部構造体１４の第１所定値内での微小振幅の揺れを低減させて高層建物１２の快適な居住性を確保することができる。
【０１８７】
また、複雑な機構を用いずに、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の微小変位に対して、減衰性能を発揮することができる。
【０１８８】
なお、第５の実施形態では、中間プレート１６８と下プレート６４の間に粘弾性体１７０を挟み込んだ例を示したが、減衰手段としての粘弾性体１７０は上部構造体１４と下部構造体１６の間に設けられていればよい。例えば、上ブッシュ６８とピン部材１６２の間に隙間を形成させて、上プレート６２と中間プレート１６８の間に粘弾性体１７０を挟み込むようにしてもよい。
【０１８９】
次に、本発明の第６の実施形態に係る免震構造の設計方法及び免震建物について説明する。
【０１９０】
第６の実施形態は、第１の実施形態の免震構造１０における設計方法を示したものである。したがって、以下の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【０１９１】
第６の実施形態では、図１に示した免震構造１０のすべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と、ピン部材７０が破断するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量とがほぼ等しくなるように免震構造を設計する。
【０１９２】
次に、本発明の第６の実施形態に係る免震構造の設計方法及び免震建物の作用及び効果について説明する。
【０１９３】
再現期間５０年程度の風荷重以下の水平力が上部構造体１４に作用したときに過大な変形を生じないように、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束するためには、この水平力を受けたときに、積層ゴム支承、すべり免震装置３００、及び剛性付与装置５２のピン部材７０の耐力を合計した値が水平力よりも大きくなっていなければならない。
【０１９４】
すべり免震装置３００の耐力は、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量に比例して大きくなり、すべり免震装置３００が滑り出すときに急激に小さくなる。
【０１９５】
そこで、すべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と、ピン部材７０が破断又は座屈するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量とをほぼ等しくすることによって、すべり免震装置３００の耐力が最大となる（最大静止摩擦力が生じる）位置でピン部材７０を機能させることができる。
【０１９６】
よって、ピン部材７０が負担すべき水平力は小さくなり、設置するピン部材７０の数を少なくすることができるので、施工性が向上し、工期短縮や低コスト化が図れる。
【０１９７】
なお、これらの作用・効果が得られれば、すべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と、ピン部材７０が破断又は座屈するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量とは、完全一致していてもよく、ある程度の差を有していてもよい。
【０１９８】
また、ピン部材７０が破断した後のすべり免震装置３００の耐力は急激に小さくなるので、免震機能を効果的に発揮させることができる。
【０１９９】
なお、第６の実施形態では、第１の実施形態の免震構造１０における設計方法の例を示したが、第６の実施形態を第２〜５の実施形態の免震構造の設計方法に適用してもよい。第２の実施形態に適用する場合には、第６の実施形態と同様に、すべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量を、ピン部材７０が破断するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と等しくなるようにすればよい。また、第３の実施形態に適用する場合には、すべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量を、支持部材１２８が座屈するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と等しくなるようにすればよい。また、第４の実施形態に適用する場合には、すべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量を、リンク機構１５０のリンク部材が座屈するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と等しくなるようにすればよい。また、第５の実施形態に適用する場合には、すべり免震装置３００が滑り出すときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量を、ピン部材１６２が破断するときの上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動量と等しくなるようにすればよい。
【０２００】
また、第６の実施形態で示した免震構造の設計方法を用いて免震建物を設計して施工すれば、再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保し、再現期間５０年程度の風荷重に対しては免震層の水平剛性を高め、大地震時には免震効果を発揮する免震建物を構築することができる。
【０２０１】
なお、第１〜６の実施形態では、免震構造を高層建物１２の本体となる上部構造体１４と、基礎となる下部構造体１６との間の基礎層Ｇに設けられた例を示したが、高層以外のさまざまな高さの建物に適用した場合においても第１〜６の実施形態と同様の効果が得られる。高層建物の方が、風荷重によって建物に作用する水平力が大きくなり、また、上層階の風揺れによる居住性悪化がより顕著な問題となるので、第１〜６の実施形態を高層建物に適用した方がより効果的である。
【０２０２】
また、第１〜６の実施形態の免震構造を基礎層Ｇに設けた例を示したが、免震構造は中間層に設けられていてもよい。
【０２０３】
また、剛性付与装置は、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が第１所定値になると上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束し（免震層に剛性を付与し）、剛性部材の破断又は座屈によってこの拘束を解除できるものであればよく、第１〜６の実施形態で示したもの以外の装置を用いてもよい。
【０２０４】
このように、第１〜６の実施形態では、超高層免震建物に免震性能と耐風性能を兼ね備えさせることができる。また、免震装置（弾性すべり支承、積層ゴム支承）や減衰手段（減衰コマ、粘弾性体）によって再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保し、剛性部材（ピン部材、支持部材、リンク機構）によって再現期間５０年程度の風荷重に対しては免震層の水平剛性を高め、免震装置（弾性すべり支承、積層ゴム支承）によって大地震時には免震効果を発揮することができる。
【０２０５】
また、剛性部材が上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動を拘束するタイミングを、上部構造体１４と下部構造体１６の相対移動が第１所定値になったときとすることによって、剛性部材が負担すべき水平力は小さくなり、設置する剛性部材の数を少なくすることができるので、施工性が向上し、工期短縮や低コスト化が図れる。
【０２０６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
（実施例）
図２０に示す基礎免震モデル１７６（以降、第１基礎免震モデル１７６と記載する）、初期剛性の高い免震材料である鋼棒ダンパーを第１基礎免震モデル１７６に設けたモデル（以降、第２基礎免震モデルと記載する）、収納部（貫通孔）とピン部材の間に隙間がないピン構造（図７）の剛性付与装置を第１基礎免震モデル１７６に設けたモデル（以降、第３基礎免震モデルと記載する）、及び収納部（貫通孔）とピン部材の間に隙間があるピン構造（図５）の剛性付与装置を第１基礎免震モデル１７６に設けたモデル（以降、第４基礎免震モデルと記載する）に対して、再現期間５０年の風荷重に対する免震層の変形、再現期間１年の風荷重に対する居住性、及び地震時の免震性について評価した。
【０２０７】
図２１は、図１に示した基礎層Ｇ（免震層）を図２０に示す第１基礎免震モデル１７６とした場合における、免震層変位に対する免震層の耐力を示したものである。
【０２０８】
高層建物１２は、高さ１６０ｍ（４０階）の建物とし、建物重量は４５２，５８７ｋＮ（各層均一の重量分布）とした。また、建物の各層の剛性はＡｉ分布に基いて層間変形が一定になるように設定し、免震建物の初期剛性の１次周期Ｔ１を３．５１ｓとした。
【０２０９】
図２０に示すように、第１基礎免震モデル１７６の内側には、９基の弾性すべり支承１７８が配置されている。また、第１基礎免震モデル１７６の四隅には天然ゴム系積層ゴム支承１８０が配置され、周縁には合計９基の天然ゴム系積層ゴム支承１８２が配置されている。弾性すべり支承１７８、天然ゴム系積層ゴム支承１８０、１８２は一定の間隔を空けて格子状に配置されている。
【０２１０】
弾性すべり支承１７８（９００φ×４）の初期剛性Ｋ１を６２４ｋＮ／ｃｍ、天然ゴム系積層ゴム支承１８２（１，３００φ×１）の初期剛性Ｋ１を２６ｋＮ／ｃｍ、天然ゴム系積層ゴム支承１８０（９５０φ×１）の初期剛性Ｋ１を１４ｋＮ／ｃｍとすると、免震層全体の初期剛性Ｋは５，９０６ｋＮ／ｃｍ（＝６２４ｋＮ／ｃｍ×９＋２６ｋＮ／ｃｍ×９＋１４ｋＮ／ｃｍ×４）となる。弾性すべり支承は、免震層変形２ｃｍで滑り出すとし、静止摩擦係数を０．０４、動摩擦係数を０．０２５とした。上部を剛体と仮定して求めた免震層変形が２０ｃｍのときの等価周期Ｔ２は５．３３ｓとなる。
【０２１１】
図２１の符号１８４は弾性すべり支承１７８の９基分の値を示し、符号１８６は天然ゴム系積層ゴム支承１８２の９基分の値を示し、符号１８８は天然ゴム系積層ゴム支承１８０の４基分の値を示している。また、符号１９０は符号１８４、１８６、１８８を合計した値を示している。
【０２１２】
符号１９２は、再現期間５０年の風荷重において、粗度区分をIII、基準速度を３４ｍ／ｓとしたときに、風荷重により建物の免震層にかかる荷重１３，８７０ｋＮを示している。
【０２１３】
図２１の符号１９０に示すように、免震層全体の初期剛性Ｋは５，９０６ｋＮ／ｃｍなので、免震層の最大耐力は免震層変位δが２ｃｍのときに１１，８１２ｋＮとなる。よって、符号１９２の荷重１３，８７０ｋＮよりも２，０５８ｋＮ（＝１３，８７０ｋＮ−１１，８１２ｋＮ）不足していることになる。
【０２１４】
これにより、再現期間５０年の風荷重に対して免震層の最大耐力が不足しているので、免震層に過大な変形（２５ｃｍ以上）が生じる可能性があることがわかる。
【０２１５】
また、再現期間１年の風荷重に対して建物の頂部の加速度ＡＣは、日本建築学会の建築物荷重指針・同解説に基いて計算すると最大で９．１ｃｍ／ｓ２となる。なお、建物全体の減衰を１％、粗度区分をIII、地域を東京地区とした。
【０２１６】
ここで、図２２は、建物の頂部における、振動数（Ｈｚ）に対する加速度（ｃｍ／ｓ２）の値を示している。また、符号１９４、１９６、１９８、２００、２０２は、日本建築学会の居住性評価値Ｈ−９０、Ｈ−７０、Ｈ−５０、Ｈ−３０、Ｈ−１０の境界線を示している。例えば、Ｈ−７０とＨ−９０の境界線の間の領域では、７０％以上の人が振動を感じるということなので、評価値が小さいほど人が振動を感じない、すなわち居住性がよいことになる。
【０２１７】
図２２において、再現期間１年の風荷重に対する建物頂部の加速度９．１ｃｍ／ｓ２は符号２０４の点となり、Ｈ−９０を超えてしまっているので、再現期間１年の風荷重に対して居住性がかなり悪いことがわかる。
【０２１８】
図２３は、建物の各階（縦軸）における固有値解析によって求まる建物の固有モード（横軸）を示したモード図である。建物の固有振動数をｆ（＝１／Ｔ１）とすると、建物の初期剛性の１次周期Ｔ１は３．５１ｓ、建物頂部の加速度ＡＣは９．１ｃｍ／ｓ２なので、建物頂部の変形ＤはＡＣ／（２πｆ）２の式より、２．８４ｃｍとなる。そして、図２３の符号２３０では、建物頂部（４１階）のモードが１であるのに対して、免震層（１階）のモードは０．１５７となっているので、免震層の変形は、建物頂部の変形２．８４ｃｍにこの０．１５７を掛けた０．４４ｃｍとなる。
【０２１９】
これらにより、第１基礎免震モデル１７６では、再現期間５０年の風荷重に対しては免震層の変形が過大となる可能性があり、再現期間１年の風荷重に対しては居住性が悪くなってしまうことがわかる。
【０２２０】
なお、初期剛性の１次周期Ｔ１及び等価周期Ｔ２は、固有値解析により求めた値である。
【０２２１】
次に、第１基礎免震モデル１７６の問題点である再現期間５０年の風荷重に対する免震層の過大変形をなくすために、免震層を第２基礎免震モデルとし、再現期間５０年の風荷重に対する免震層の変形について評価した。第２基礎免震モデルは、第１基礎免震モデル１７６に初期剛性の高い免震材料である鋼棒ダンパーが設けられたものである。
【０２２２】
鋼棒ダンパーとして新日鐵製免震Ｕ型ダンパーＮＳＵＤ４５×８を免震層に設けた場合、この鋼棒ダンパーの初期剛性Ｋ１は１５２ｋＮ／ｃｍ、２次剛性Ｋ２は２．５６ｋＮ／ｃｍ、降伏せん断力は３６８ｋＮ、降伏変位は２．４２ｃｍとなる。
【０２２３】
第１基礎免震モデル１７６では、再現期間５０年の風荷重によって建物の免震層にかかる荷重１３，８７０ｋＮよりも、免震層の最大耐力が２，０５８ｋＮ不足していたので、２，０５８ｋＮ／３６８ｋＮ＝５．６基に余裕を持たせて、免震層に設ける新日鐵製免震Ｕ型ダンパーＮＳＵＤ４５×８を７基とした。このとき、７基分の鋼棒ダンパーの初期剛性は１，０６４ｋＮ／ｃｍ（＝１５２ｋＮ／ｃｍ×７基）となるので、免震層の初期剛性Ｋは、第１基礎免震モデル１７６の免震層の初期剛性５，９０６ｋＮ／ｃｍと鋼棒ダンパーの初期剛性１，０６４ｋＮ／ｃｍを合計した６，９７０ｋＮ／ｃｍとなる。
【０２２４】
図２４は、図１の基礎層Ｇ（免震層）を第２基礎免震モデルとした場合における、免震層変位に対する免震層の耐力の値を示したものである。符号１８４の弾性すべり支承１７８の値、符号１８６の天然ゴム系積層ゴム支承１８２の値、符号１８８の天然ゴム系積層ゴム支承１８０の値、符号１９２の再現期間５０年の風荷重により建物の免震層にかかる荷重の値は、第１基礎免震モデル１７６のとき（図２１）と同じである。
【０２２５】
符号２０６は、新日鐵製免震Ｕ型ダンパーＮＳＵＤ４５×８の７基分の値を示している。また、符号２０８は符号１８４、１８６、１８８、２０６を合計した値を示している。
【０２２６】
図２４の符号２０８に示すように、免震層全体の初期剛性Ｋは６，９７０ｋＮ／ｃｍなので、免震層の最大耐力は免震層変位δが２ｃｍのときに１３，９４０ｋＮとなる。よって、符号１９２の荷重１３，８７０ｋＮよりも大きくなっている。
【０２２７】
これにより、再現期間５０年の風荷重に対して免震層の最大耐力が足りているので、免震層に過大な変形が生じないことがわかる。
【０２２８】
ここで、第２基礎免震モデルに減衰係数が６．２１ｔ／（ｃｍ／ｓ）の減衰コマを１４基設置すると２．０％の付加減衰を与えることができ、初期剛性の１次周期Ｔ１は３．４４ｓとなるので、図２２の符号２１０の状態になり、第１基礎免震モデル１７６の符号２０４に比べて再現期間１年の風荷重に対する居住性も改善される。
【０２２９】
しかし、免震層より上部を剛体と仮定し、免震層変位δが２０ｃｍのときの等価周期Ｔ２は４．８２ｓとなり、第１基礎免震モデルと比較して、大地震時には硬くなるために所定の免震性を発揮できない可能性があることがわかる。
【０２３０】
次に、第２基礎免震モデルの問題点である免震性を向上させるために、免震層を第３基礎免震モデルとし、再現期間５０年の風荷重に対する免震層の変形について評価した。第３基礎免震モデルは、収納部（貫通孔）とピン部材の間に隙間がないピン構造（図７）の剛性付与装置が第１基礎免震モデル１７６に設けられたものである。
【０２３１】
剛性付与装置のピン部材として図７のピン部材７０を６基使用し、このピン部材７０の特性を破断荷重２，５００ｋＮ、剛性４，０００ｋＮ／ｃｍとすると、免震層の初期剛性Ｋは、第１基礎免震モデル１７６の免震層の初期剛性５，９０６ｋＮ／ｃｍとピン部材７０の６基分の初期剛性２４，０００ｋＮ／ｃｍを合計した２９，９０６ｋＮ／ｃｍとなる。
【０２３２】
図２５は、図１の基礎層Ｇ（免震層）を第３基礎免震モデルとした場合における、免震層変位に対する免震層の耐力の値を示したものである。符号１８４の弾性すべり支承１７８の値、符号１８６の天然ゴム系積層ゴム支承１８２の値、符号１８８の天然ゴム系積層ゴム支承１８０の値、符号１９２の再現期間５０年の風荷重により建物の免震層にかかる荷重の値は、第１基礎免震モデル１７６のとき（図２１）と同じである。
【０２３３】
符号２１２は、ピン部材７０の６基分の値を示している。また、符号２１４は符号１８４、１８６、１８８、２１２を合計した値を示している。
【０２３４】
図２５の符号２１４に示すように、免震層全体の初期剛性Ｋは２９，９０６ｋＮ／ｃｍなので、免震層の最大耐力は免震層変位δが０．６２５ｃｍのときに１８，６９１ｋＮとなる。よって、符号１９２の荷重１３，８７０ｋＮよりも大きくなっている。
【０２３５】
これにより、再現期間５０年の風荷重に対して免震層の最大耐力が足りているので、免震層に過大な変形が生じないことがわかる。
【０２３６】
ここで、第３基礎免震モデルに減衰係数が６．２１ｔ／（ｃｍ／ｓ）の減衰コマを２０基設置しても０．１８％の付加減衰しか与えることができず、初期剛性のＴ１は３．５１ｓとなるので、図２２の符号２１６の状態になり、第１基礎免震モデルの符号２０４に比べて再現期間１年の風荷重に対する居住性が改善されていないことがわかる。
【０２３７】
また、上部を剛体と仮定し、免震層変位δが２０ｃｍのときの等価周期Ｔ２は５．３３ｓとなり、大地震時に所定の免震性を発揮できることがわかる。
【０２３８】
次に、第３基礎免震モデルの問題点である再現期間１年の風荷重に対する居住性を向上させるために、免震層を第４基礎免震モデルとし、再現期間５０年の風荷重に対する免震層の変形について評価した。第４基礎免震モデルは、収納部（貫通孔）とピン部材の間に隙間があるピン構造（図５）の剛性付与装置が第１基礎免震モデル１７６に設けられたものである。すなわち、第４基礎免震モデルは、本発明に係る第１の実施形態の免震構造１０に相当する。
【０２３９】
剛性付与装置のピン部材として図５のピン部材７０を１基使用し、このピン部材７０の特性を破断荷重２，５００ｋＮ、剛性４，０００ｋＮ／ｃｍとすると、免震層の初期剛性Ｋは、第１基礎免震モデル１７６の免震層の初期剛性５，９０６ｋＮ／ｃｍとほぼ変わらない。また、図５の隙間８８の大きさＬを１．３７５ｃｍとした。
【０２４０】
図２６は、図１の基礎層Ｇ（免震層）を第４基礎免震モデルとした場合における、免震層変位に対する免震層の耐力の値を示したものである。符号１８４の弾性すべり支承１７８の値、符号１８６の天然ゴム系積層ゴム支承１８２の値、符号１８８の天然ゴム系積層ゴム支承１８０の値、符号１９２の再現期間５０年の風荷重により建物の免震層にかかる荷重の値は、第１基礎免震モデル１７６のとき（図２１）と同じである。
【０２４１】
符号２１８は、ピン部材７０の１基分の値を示している。また、符号２２０は符号１８４、１８６、１８８、２１８を合計した値を示している。
【０２４２】
図２６の符号２２０に示すように、免震層全体の初期剛性Ｋは５，９０６ｋＮ／ｃｍなので、免震層の最大耐力は免震層変位δが２．０ｃｍのときに１４，３１２ｋＮとなる。よって、符号１９２の荷重１３，８７０ｋＮよりも大きくなっている。
【０２４３】
これにより、再現期間５０年の風荷重に対して免震層の最大耐力が足りているので、免震層に過大な変形が生じないことがわかる。
【０２４４】
ここで、第４基礎免震モデルに減衰係数が６．２１ｔ／（ｃｍ／ｓ）の減衰コマを１０基設置すると２．０％の付加減衰を与えることができ、初期剛性のＴ１は３．２０ｓとなるので、図２２の符号２２２の状態になり、第１基礎免震モデルの符号２０４に比べて再現期間１年の風荷重に対する居住性も改善されることがわかる。
【０２４５】
また、免震層より上部を剛体と仮定し、免震層変位δが２０ｃｍのときの等価周期Ｔ２は５．３３ｓとなり、大地震時に所定の免震性を発揮できることがわかる。
【０２４６】
本実施例からわかるように、初期剛性の高い免震材料（鋼棒ダンパー）又はピン構造を用いた剛性付与装置を免震層に設けることにより免震層の水平剛性を高め、再現期間５０年の風荷重に対する免震層の過大変形を防ぐことができる。また、ピン構造による剛性付与装置を免震層に設けることにより大地震時に所定の免震性を発揮させることができる。さらに、収納部（貫通孔）とピン部材の間に隙間があるピン構造（図５）の剛性付与装置が設けられた第１の実施形態の免震構造１０とすれば、再現期間５０年の風荷重に対する免震層の過大変形を防ぐことができ、大地震時に所定の免震性能を発揮できると共に、再現期間１年程度の風荷重に対して快適な居住性を確保することができる。
【０２４７】
なお、本実施例（設計例）は、居住性改善の効果を図２２を用いて比較する目的で試設計されたものであり、実際の建物の設計の際には、所定の居住性能（標準として図２２のＨ−３０以下）を満足するように配慮する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０２４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る免震構造を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する増幅機構付き減衰装置を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置を示す側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造を示す側断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造の比較例を示す側断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造の比較例における、相対移動量に対する耐力の線図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造における、相対移動量に対する耐力の線図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造の変形例を示す側断面図である。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造の変形例を示す側断面図である。
【図１３】図１２のＥ−Ｅ断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置を示す側面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置を示す平面図である。
【図１６】本発明の第３の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置を示す側面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置を示す側面図である。
【図１８】本発明の第５の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置を示す側面図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態に係る免震構造が有する剛性付与装置のピン構造を示す側断面図である。
【図２０】本発明の実施例に係る基礎免震モデルを示す平面図である。
【図２１】本発明の実施例に係る免震層変位に対する耐力を示す線図である。
【図２２】本発明の実施例に係る振動数に対する加速度を示す線図である。
【図２３】本発明の実施例に係るモードに対する建物階を示す線図である。
【図２４】本発明の実施例に係る免震層変位に対する耐力を示す線図である。
【図２５】本発明の実施例に係る免震層変位に対する耐力を示す線図である。
【図２６】本発明の実施例に係る免震層変位に対する耐力を示す線図である。
【図２７】従来のすべり免震装置を示す説明図である。
【図２８】従来の耐風構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【０２４９】
１０  免震構造
１４  上部構造体
１６  下部構造体
１８  減衰コマ（増幅機構付き減衰装置、減衰手段）
６６  貫通孔（上部収納部）
７０  ピン部材（剛性部材）
７２  貫通孔（下部収納部）
８８  隙間
９７  ピン部材（剛性部材）
１０４  貫通孔（上部収納部）
１０６  隙間
１１２  貫通孔（上部収納部）
１２０  穴（下部収納部）
１２２  隙間
１２８  支持部材（剛性部材）
１５０  リンク機構（剛性部材）
１６２  ピン部材（剛性部材）
１７０  粘弾性体
Ｌ  隙間の大きさ（第１所定値）
【図１】
2008156945.tif 000003
【図２】
2008156945.tif 000004
【図３】
2008156945.tif 000005
【図４】
2008156945.tif 000006
【図５】
2008156945.tif 000007
【図６】
2008156945.tif 000008
【図７】
2008156945.tif 000009
【図８】
2008156945.tif 000010
【図９】
2008156945.tif 000011
【図１０】
2008156945.tif 000012
【図１１】
2008156945.tif 000013
【図１２】
2008156945.tif 000014
【図１３】
2008156945.tif 000015
【図１４】
2008156945.tif 000016
【図１５】
2008156945.tif 000017
【図１６】
2008156945.tif 000018
【図１７】
2008156945.tif 000019
【図１８】
2008156945.tif 000020
【図１９】
2008156945.tif 000021
【図２０】
2008156945.tif 000022
【図２１】
2008156945.tif 000023
【図２２】
2008156945.tif 000024
【図２３】
2008156945.tif 000025
【図２４】
2008156945.tif 000026
【図２５】
2008156945.tif 000027
【図２６】
2008156945.tif 000028
【図２７】
2008156945.tif 000029
【図２８】
2008156945.tif 000030