(57)【要約】【課題】構造が簡単で施工性に富み、比較的低廉であるにも拘らず、優れた減震効果を得ることができる。【解決手段】建築物におけるコンクリート基礎１と鉄骨基礎２との間に設けられる減震機構であって、コンクリート基礎１に植設されたアンカーボルト１０と、鉄骨基礎２の下端に設けられ、アンカーボルト１０の径よりも十分大径な減震用アンカー孔２０ａを有するベースプレート２０と、ベースプレート２０の摩擦抵抗を減ずる滑動プレート１１とを備え、コンクリート基礎１の上に、滑動プレート１１及びベースプレート２０を順に、減震用アンカー孔２０ａにアンカーボルト１０を挿通して積層状に設置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物におけるコンクリート基礎（１）と鉄骨基礎（２）との間に設けられる減震機構であって、前記コンクリート基礎（１）に植設されたアンカーボルト（１０）と、前記鉄骨基礎（２）の下端に設けられ、前記アンカーボルト（１０）の径よりも十分大径な減震用アンカー孔（２０ａ）を有するベースプレート（２０）と、前記ベースプレート（２０）の摩擦抵抗を減ずる滑動プレート（１１）とを備え、前記コンクリート基礎（１）の上に、前記滑動プレート（１１）及び前記ベースプレート（２０）を順に、前記減震用アンカー孔（２０ａ）に前記アンカーボルト（１０）を挿通して積層状に設置することを特徴とする建築物の減震機構。
【請求項２】
前記アンカーボルト（１０）と略同径のアンカー孔（２５ａ）を有するワッシャ（２５）を備え、前記ワッシャ（２５）は、前記アンカー孔（２５ａ）に前記アンカーボルト（１０）を挿通して前記ベースプレート（２０）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の建築物の減震機構。
【請求項３】
前記アンカーボルト（１０）と略同径のアンカー孔（２１ａ）を有する衝撃吸収プレート（２１）を少なくとも１枚備え、前記衝撃吸収プレート（２１）は、前記アンカー孔（２１ａ）に前記アンカーボルト（１０）を挿通して前記ベースプレート（２０）に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物の減震機構。
【請求項４】
前記各アンカーボルト（１０）と前記各減震用アンカー孔（２０ａ）との間に形成される間隙部分（１０ａ）に設けられる減震部材（１０ｂ）を備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の建築物の減震機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震、特に直下型の地震の際における建築物の揺れを減衰するための減震機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震時における建築物の揺れを減衰する様々な減震装置がある。この減震装置は、例えば、上部構造と下部構造との間に、ボールベアリング支承とオイルダンパーとを備えたものがある（特許文献１及び特許文献２等を参照）。又、ゴムと鋼板とを交互に重ね合せた多段積層ゴムからなる減震装置もある（例えば特許文献３参照）。しかし、このような減震装置は、構造が複雑で高価であって汎用性に欠けるという問題がある。
更に、衝撃的な特性を有する直下型の地震に対しては、建物の固有周期はほとんど影響しないので、上記の構成では減震効果があまりない。
【特許文献１】特開２００５−４２８２２号公報
【特許文献２】特開平９−２２１８６６号公報
【特許文献３】特開平９−１１２０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、前記した事情に鑑みて、構造が簡単で施工性に富み、比較的低廉であるにも拘らず、直下型の地震において優れた減震効果を有する建築物の減震機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る建築物の減震機構は、建築物におけるコンクリート基礎と鉄骨基礎との間に設けられる減震機構であって、コンクリート基礎に植設されたアンカーボルトと、鉄骨基礎の下端に設けられ、アンカーボルトの径よりも十分大径な減震用アンカー孔を有するベースプレートと、ベースプレートの摩擦抵抗を減ずる滑動プレートとを備え、コンクリート基礎の上に、滑動プレート及びベースプレートを順に、減震用アンカー孔にアンカーボルトを挿通して積層状に設置して構成されている。
【０００５】
好ましくは、アンカーボルトと略同径のアンカー孔を有するワッシャを備え、ワッシャは、アンカー孔にアンカーボルトを挿通してベースプレートに固定されている。
【０００６】
好ましくは、アンカーボルトと略同径のアンカー孔を有する衝撃吸収プレートを少なくとも１枚備え、衝撃吸収プレートは、アンカー孔にアンカーボルトを挿通してベースプレートに固定されている。
【０００７】
更に好ましくは、各アンカーボルトと各減震用アンカー孔との間に形成される間隙部分に設けられる減震部材を備えた。
【発明の効果】
【０００８】
前記した通り、本発明に係る減震機構は、基本的には、コンクリート基礎の上面に、滑動プレート及びベースプレートを積層状に配した構成になっているので、非常に単純であり施工性及び生産性に富む。単純な構成ではあるが、ベースプレートに、アンカーボルトに対して十分大径な減震用アンカー孔を有しているので、地震時に、アンカーボルトが減震用アンカー孔の内部を移動及び衝突することにより、鉄骨基礎を介して建築物を効果的に減震することができる。
【０００９】
更に、衝撃吸収プレートを、アンカー孔にアンカーボルトを挿通してベースプレートに固定することにより、地震時に、アンカーボルトが、アンカー孔に衝突してアンカー孔を広げようとし、これにより衝撃吸収プレートが衝撃を吸収するので、減震作用を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る建物の減震機構の実施例について詳細に説明する。
【第一実施形態】
【００１１】
図１は、建物全体の減震機構を示す斜視図であって、（ａ）は鉄骨基礎をコンクリート基礎に設置する前の状態、（ｂ）は鉄骨基礎をコンクリート基礎に設置した状態を示す。図２は、第一実施形態の減震機構を拡大して示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面側面図である。
【００１２】
図１（ａ）の如く、コンクリート基礎１の上面には、複数本のアンカーボルト１０が植設されている。アンカーボルト１０の径、本数、配置等は、建築物の重量、設計基準等に応じて決定する。鉄骨基礎２の下端には、複数のベースプレート２０が設けられている。鉄骨基礎２の上には、木製土台が載置され、床部や壁部等が施工される。図１（ｂ）の如く、コンクリート基礎１の上に鉄骨基礎２が載置される際、アンカーボルト１０とベースプレート２０とが連結される。
【００１３】
図２の如く、コンクリート基礎１の上面には、金属製の滑動プレート１１が設けられている。金属製などの滑動プレート１１は、鉄骨基礎２のベースプレート２０がコンクリート基礎１の上面に載置する位置に設けられる。この滑動プレート１１によって、ベースプレート２０の摩擦抵抗が少なくなり、地震時に、鉄骨基礎２がコンクリート基礎１に対して横滑りし易くなっている。ベースプレート２０は、減震用アンカー孔２０ａを備えている。減震用アンカー孔２０ａは、アンカーボルト１０に対して十分大径（例えば１０〜２０倍）である。減震用アンカー孔２０ａは、アンカーボルト１０が挿通する位置にある。
【００１４】
ベースプレート２０は、減震用アンカー孔２０ａの両側に、固定用ボルト２０ｂ，２０ｂを備えている。ベースプレート２０の上には、三連帯ワッシャ２５が設けられる。三連帯ワッシャ２５は、中央にアンカー孔２５ａが、その両側にボルト孔２５ｂ，２５ｂが設けられている。アンカー孔２５ａはアンカーボルト１０と略同径で、ボルト孔２５ｂ，２５ｂは固定用ボルト２０ｂ，２０ｂと略同径である。アンカー孔２５ａにアンカーボルト１０を挿通し、ボルト孔２５ｂ，２５ｂに固定用ボルト２０ｂ，２０ｂを挿通して、三連帯ワッシャ２５をベースプレート２０に載置する。その状態で、アンカーボルト１０にはアンカー用ナット２６ａを螺合し、固定用ボルト２０ｂ，２０ｂには固定用ナット２６ｂ，２６ｂを螺合して、三連帯ワッシャ２５をベースプレート２０に固定する。
【００１５】
図２（ｂ）の如く、アンカーボルト１０と減震用アンカー孔２０ａとの間に、間隙部分１０ａが形成される。アンカーボルト１０の上部は、三連帯ワッシャ２５による固定によって、ベースプレート２０の左右移動に追従して移動する。地震時には、間隙部分１０ａによって、ベースプレート２０が所定距離だけ左右に移動する。そして、アンカーボルト１０の上部が左右移動して、アンカーボルト１０が間隙部分１０ａを左右に傾斜移動するので、その傾斜分だけベースプレート２０が移動する。減震用アンカー孔２０ａがそれほど大きくない場合は、アンカーボルト１０が減震用アンカー孔２０ａに衝突して、ベースプレート２０の振動が抑制される。
【００１６】
又、間隙部分１０ａにぴたりと適合する減震部材１０ｂを備える。この減震部材１０ｂは、衝撃吸収力を有していればよく、例えば、ゴムやウレタン製のリング部材の外、砂などが間隙部材１０ａに充填されることにより構成されていてもよい。これにより、減震部材１０ｂが、アンカーボルト１０の左右傾斜移動によるクッションとなり、衝撃を抑え振動をゆっくりと減少することができる。
【第二実施形態】
【００１７】
次に、第二実施形態の減震機構について説明する。図３は、第二実施形態の減震機構を拡大して示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面側面図である。尚、第二実施形態については、上記の第一実施形態と異なる部分を詳細に説明する。
【００１８】
図３の如く、第二実施形態の減震機構は、上記第一実施形態の減震機構と略同じ構成である。この実施形態では、ベースプレート２０の上に、比較的薄い一枚の金属製（本実施形態では厚さ１ｍｍの鉛板）の衝撃吸収プレート２１が設けられている。衝撃吸収プレート２１の厚み、枚数、材質等は、建築物の構造や設計地震等に応じて変更される。衝撃吸収プレート２１として、例えば強化繊維材製などでもよい。衝撃吸収プレート２１は、中央にアンカー孔２１ａが、その両側にボルト孔２１ｂ，２１ｂが設けられている。アンカー孔２１ａはアンカーボルト１０と略同径で、ボルト孔２１ｂ，２１ｂは固定用ボルト２０ｂ，２０ｂと略同径である。アンカー孔２１ａにアンカーボルト１０を挿通し、ボルト孔２１ｂ，２１ｂに固定用ボルト２０ｂ，２０ｂを挿通して、衝撃吸収プレート２１をベースプレート２０に載置する。
【００１９】
そして、二つのワッシャ２５’，２５’を準備する。ワッシャ２５’，２５’は、ボルト孔２５ｂ，２５ｂを備えている。ボルト孔２５ｂ，２５ｂは、固定用ボルト２０ｂ，２０ｂと略同径である。衝撃吸収プレート２１の上に、ボルト孔２５ｂ，２５ｂに固定用ボルト２０ｂ，２０ｂを挿通して、ワッシャ２５’，２５’を載置する。その状態で、アンカーボルト１０にはアンカー用ナット２６ａを螺合し、固定用ボルト２０ｂ，２０ｂには固定用ナット２６ｂ，２６ｂを螺合して、衝撃吸収プレート２１をベースプレート２０に固定する。
【００２０】
図３（ｂ）の如く、アンカーボルト１０の周囲は、衝撃吸収プレート２１のアンカー孔２１ａで覆われている。従って、地震時には、間隙部分１０ａによって、アンカーボルト１０は、左右に傾斜すると共に、衝撃吸収プレート２１のアンカー孔２１ａを変形して広げようとする。このように、アンカーボルト１０が衝撃吸収プレート２１に衝突することによって、鉄骨基礎２の衝撃が吸収されて減震される。
【００２１】
尚、この実施形態に係る減震機構において、ワッシャ２５’，２５’ではなく、前記した実施形態の三連帯ワッシャ２５を用いてもよい。
【実験例】
【００２２】
次に、上記した第一及び第二実施形態における減震機構について、次の方法により実験を行い、その効果を明らかにする。図４は、実験方法を説明するための構成図である。
【００２３】
［実験方法］
図４（ａ）の如く、この実験方法では台車３０を用いる。台車３０は、レール３１に沿って走行する。台車３０の上には、実験対象である本発明に係る減震機構が備えられている。従って、台車３０の上にコンクリート基礎１が敷設されており、このコンクリート基礎１上に、鉄骨基礎２、ベースプレート２０等が設置されている。更に、鉄骨基礎２の上に、建築物の模型である木造フレーム３６が設けられている。木造フレーム３６の重量は、鉄板等で調節されて約５００ｋｇとなっている。
【００２４】
台車３０の前部は、牽引ワイヤ３２の一端が繋がっている。牽引ワイヤ３２の他端には重錘３５が繋がっている。レール３１は、落下台３４が設けられている。牽引ワイヤ３２は、プーリーを介して落下台３４の上端を通じて下方へ垂れている。重錘３５の重量は、約４５０ｋｇである。従って、台車３０は、重錘３５及び牽引ワイヤ３２によって、前方に引っ張られた状態になっている。実験前の段階では、台車３０の後部が、番線３３を介してレール３１に連結されている。これにより、台車３０は、前方に牽引された状態で、停止している。
【００２５】
そして、実験開始と同時に、番線３３を切断する。これにより、台車３０は、重錘３５及び牽引ワイヤ３２によって前方へ引っ張られて、レール３１に沿って走行する。そして、重錘３５が自由落下して、台車３０は加速走行する。その後、重錘３５が地上に着地した後、台車３０は一定距離（本実験では２５０ｍｍ）を等速走行する。そして、土台３０下面に設けた突状の台車ストッパー３０ａが、レール３１上面に設けた突状のレールストッパー３１ａに衝突して、台車３０が急停止する。これにより、台車３０には慣性力に基づく衝撃力が生じ、コンクリート基礎１に対して地震時と同じ衝撃力を伝えることができる。図４の如く、木造フレーム３６に衝撃加速度計ＡＣが装着されている。この衝撃加速度計ＡＣで、地震時における木造フレーム３６（建築物）の衝撃力を測定した。
【００２６】
［実験結果］
図５は、横軸が時間（ｓｅｃ）、縦軸が加速度（ｍ／ｓ２）を示す、実験結果のグラフである。グラフ線Ｇ１は、上記した第一実施形態の減震機構を採用した実験結果を示す。グラフ線Ｇ２は、上記した第二実施形態（本実験では衝撃吸収プレート３枚）の減震機構を採用した実験結果を示す。グラフ線Ｇ３は、減震機構を採用しておらず、コンクリート基礎１と鉄骨基礎２のベースプレート２０とを完全に緊結した形態の実験結果を示す。
【００２７】
図６は、実験後における第一実施形態に係る減震機構を示す写真図である。図７は、実験後における第二実施形態に係る減震機構を示す写真図である。図６より、第一実施形態の減震機構では、アンカーボルトが傾斜することにより減震されることが明らかである。図７より、第二実施形態の減震機構では、衝撃吸収プレートにより衝撃吸収されて減震されることが明らかである。
【００２８】
図５に示すグラフ線Ｇ１より、第一実施形態の減震機構の場合では、木造フレーム３６に伝わる衝撃加速度の最大値は約１６．８（ｍ／ｓ２）である。図５に示すグラフ線Ｇ２より、第二実施形態の減震機構の場合では、木造フレーム３６に伝わる衝撃加速度の最大値は約８．７（ｍ／ｓ２）である。図５に示すグラフ線Ｇ３より、減震機構がない場合では、木造フレーム３６に伝わる衝撃加速度の最大値は約４０．９（ｍ／ｓ２）である。
【００２９】
上記実験結果より、減震機構がない最大衝撃加速度に対して、第一実施形態に係る減震機構の最大衝撃加速度が約０．４倍、第二実施形態に係る減震機構の最大衝撃加速度が約０．２倍であり、いずれも直下型の地震において、大きな減震効果を発揮することが実験により証明された。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】建物全体の減震機構を示す斜視図であって、（ａ）は鉄骨基礎をコンクリート基礎に設置する前の状態、（ｂ）は鉄骨基礎をコンクリート基礎に設置した状態を示す。
【図２】第一実施形態の減震機構を拡大して示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面側面図である。
【図３】第二実施形態の減震機構を拡大して示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面側面図である。
【図４】実験方法を説明するための構成図である。
【図５】実験結果のグラフである。
【図６】実験後における第一実施形態に係る減震機構を示す写真図である。
【図７】実験後における第二実施形態に係る減震機構を示す写真図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  コンクリート基礎
２  鉄骨基礎
１０  アンカーボルト
１０ａ  間隙部分
１０ｂ  減震部材
１１  滑動プレート
２０  ベースプレート
２０ａ  減震用アンカー孔
２１  衝撃吸収プレート
２５  ワッシャ
２１ａ，２５ａ  アンカー孔
【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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