(57)【要約】【課題】強風又は地震による上部構造物の下部構造物に対する相対的な水平方向の過大な変位を防止でき、而して、上部構造物の損傷等を防止できる免震構造体を提供すること。【解決手段】免震構造体１は、下部構造物２と、上部構造物３と、下部構造物２と上部構造物３との間に介在されていると共に下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な水平方向Ｈの振動を免震する４個の免震装置４と、下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な水平方向Ｈの一定以上の移動を制限すると共に、下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な鉛直方向Ｖの移動を制限する制限機構５とを具備している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部構造物と、上部構造物と、下部構造物と上部構造物との間に介在されていると共に下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の振動を免震する免震装置と、下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の一定以上の移動を制限する制限機構とを具備しており、制限機構は、下部構造物及び上部構造物のうちの一方に固着されていると共に一対の凹曲縁を有した水平方向制限部材と、下部構造物及び上部構造物のうちの他方に固着されていると共に水平方向制限部材の一方の凹曲縁に対峙するように配された一方の制限部材と、下部構造物及び上部構造物のうちの他方に固着されていると共に水平方向制限部材の他方の凹曲縁に対峙するように配された他方の制限部材とを具備している免震構造体。
【請求項２】
制限機構は、一方及び他方の制限部材に掛け渡されていると共に一対の凹曲縁で挟まれる水平方向制限部材の部位を跨いで配された鉛直方向制限部材を更に具備しており、下部構造物に対する上部構造物の相対的な鉛直方向の移動を制限するようになっている請求項１に記載の免震構造体。
【請求項３】
鉛直方向制限部材は、一端部で一方の制限部材に、他端部で他方の制限部材に夫々固着されている剛性の板状又は円柱状の長尺部材からなる請求項２に記載の免震構造体。
【請求項４】
一対の凹曲縁の夫々は円弧状凹縁を有しており、一方及び他方の制限部材の夫々は対峙した円弧状凹縁の中心側に配されている請求項１から３のいずれか一項に記載の免震構造体。
【請求項５】
一対の円弧状凹縁の夫々は互いに実質的に同一の曲率半径を有しており、一方及び他方の制限部材の夫々は対峙した円弧状凹縁の略中心に配されている請求項４に記載の免震構造体。
【請求項６】
各円弧状凹縁は、実質的に１８０°の中心角を有している請求項４又は５に記載の免震構造体。
【請求項７】
水平方向制限部材は、各凹曲縁の夫々の一端に連続して連なっている直線縁を更に具備している請求項１から６のいずれか一項に記載の免震構造体。
【請求項８】
各凹曲縁の夫々の一端に連続して連なっている直線縁は互いに平行に伸びている請求項７に記載の免震構造体。
【請求項９】
水平方向制限部材は板状体からなり、一方及び他方の制限部材の夫々は円柱体からなる請求項１から８のいずれか一項に記載の免震構造体。
【請求項１０】
免震装置は、下部構造物に固着されていると共に凹球面状滑り上面を有した下沓と、上部構造物に固着されていると共に凹球面状滑り下面を有した上沓と、下沓と上沓との間に介在されていると共に下沓の凹球面状滑り上面に摺動自在に接触した凸球面状滑り下面及び上沓の凹球面状滑り下面に摺動自在に接触した凸球面状滑り上面を有した摺動体とを具備している請求項１から９のいずれか一項に記載の免震構造体。
【請求項１１】
免震装置は、下部構造物に固着されていると共に平坦面状滑り上面を有した下沓と、上部構造物に固着されていると共に下沓の平坦面状滑り上面に摺動自在に接触する平坦面状滑り下面を有した上沓とを具備している請求項１から９のいずれか一項に記載の免震構造体。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の免震構造体に用いるための免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビル、高架高速道路、橋若しくは戸建家屋等の上部構造物と基礎等の下部構造物との間に免震装置を介在させると共に地震、風等による上部構造物の下部構造物に対する相対的な大きな変位を制限するようにした免震構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震による下部構造物の振動を上部構造物に伝達しないようにする免震装置として、例えば、下部構造物と上部構造物との間に平坦な滑り材を介在させた滑り免震装置、凹球面状の摺動面を有した下沓を下部構造物に、上部構造物に同じく凹球面状の摺動面を有した上沓を夫々取り付けて、下沓と上沓との間に摺動体を介在させた振り子型の滑り免震装置、下部構造物と上部構造物との間にころ部材又は球部材を介在させた転がり免震装置、下部構造物と上部構造物との間に積層ゴムを介在させた積層ゴム免震装置等が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−９０３８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
免震効果を十分に得るために免震装置により下部構造物に対する上部構造物の剛性を低くすることは、他方では上部構造物が下部構造物に対して水平方向に移動され易いということであり、斯かる免震装置に支えられた上部構造物に偶々生じ得る過大な強風が吹き付けられて上部構造物が免震装置の動作範囲を超えて大きく水平方向に移動されると、例えば振り子型の滑り免震装置の場合には、摺動体が下沓と上沓との間から外れてしまい正常状態への復帰が不可能となる上に、上部構造物に甚大な損傷を与える虞がある。このような虞は、上部構造物が比較的軽量な戸建住宅に予期しない強風が吹き付けられる場合又は予期しない大きな加速度をもった地震が生じる場合に特にある。
【０００５】
また、鉛直方向に関しての上沓の下沓からの離間を制限する機構を有しない振り子型の滑り免震装置及び転がり免震装置では、軽量の上部構造物に過大な強風が吹き付けられると、上部構造物が下部構造物から浮き上がってこれによっても上部構造物に甚大な損傷を与える虞がある。
【０００６】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、強風又は地震による上部構造物の下部構造物に対する相対的な水平方向の過大な変位を防止でき、而して、上部構造物の損傷等を防止できる免震構造体を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的とするところは、軽量構造物に免震装置を用いた場合であっても、強風による上部構造物の下部構造物に対する相対的な鉛直方向の浮き上がりを防止でき、而して、上部構造物の損傷等を防止できる免震構造体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の免震構造体は、下部構造物と、上部構造物と、下部構造物と上部構造物との間に介在されていると共に下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の振動を免震する免震装置と、下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の一定以上の移動を制限する制限機構とを具備しており、ここで、制限機構は、下部構造物及び上部構造物のうちの一方に固着されていると共に一対の凹曲縁を有した水平方向制限部材と、下部構造物及び上部構造物のうちの他方に固着されていると共に水平方向制限部材の一方の凹曲縁に対峙するように配された一方の制限部材と、下部構造物及び上部構造物のうちの他方に固着されていると共に水平方向制限部材の他方の凹曲縁に対峙するように配された他方の制限部材とを具備している。
【０００９】
第一の態様の免震構造体では、一対の凹曲縁を有した水平方向制限部材が下部構造物及び上部構造物のうちの一方に固着されており、一方の制限部材が一方の凹曲縁に対峙するように、他方の制限部材が他方の凹曲縁に対峙するように配されて下部構造物及び上部構造物のうちの他方に固着されているために、強風又は地震による下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の一定以上の移動において一方又は他方の制限部材が水平方向制限部材の対応の凹曲縁に当接する結果、斯かる下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の一定以上の移動が阻止され、而して、強風又は地震による上部構造物の下部構造物に対する相対的な水平方向の過大な変位を防止でき、上部構造物の損傷等を防止できることになる。
【００１０】
本発明の第二の態様の免震構造体では、制限機構は、一方及び他方の制限部材に掛け渡されていると共に一対の凹曲縁で挟まれる水平方向制限部材の部位を跨いで配された鉛直方向制限部材を更に具備しており、下部構造物に対する上部構造物の相対的な鉛直方向の移動を制限するようになっている。
【００１１】
第二の態様の免震構造体によれば、鉛直方向制限部材が、下部構造物及び上部構造物のうちの他方に固着されている一方及び他方の制限部材に掛け渡されており、しかも、下部構造物及び上部構造物のうちの一方に固着されている水平方向制限部材の一対の凹曲縁で挟まれる部位を跨いで配されているために、例えば強風により下部構造物に対して上部構造物が鉛直方向に移動すると、水平方向制限部材の一対の凹曲縁で挟まれる部位に鉛直方向制限部材が当接する結果、斯かる下部構造物に対する上部構造物の鉛直方向の一定以上の移動が阻止され、而して、強風による上部構造物の下部構造物に対する相対的な鉛直方向の浮き上がりを防止でき、上部構造物の損傷等を防止できる。
【００１２】
鉛直方向制限部材は、好ましくは本発明の第三の態様の免震構造体のように、一端部で一方の制限部材に、他端部で他方の制限部材に夫々固着されている剛性の板状又は円柱状の長尺部材からなるが、本発明はこれに限定されず、例えば一端部で一方の制限部材に、他端部で他方の制限部材に夫々固着されている可撓性のワイヤ、チェーンであってもよい。
【００１３】
本発明において好ましくはその第四の態様の免震構造体のように、一対の凹曲縁の夫々は円弧状凹縁を有しており、一方及び他方の制限部材の夫々は対峙した円弧状凹縁の中心側に配されており、より好ましくは本発明の第五の態様の免震構造体のように、一対の円弧状凹縁の夫々は互いに実質的に同一の曲率半径を有しており、一方及び他方の制限部材の夫々は対峙した円弧状凹縁の略中心に配されており、いずれにしても各円弧状凹縁は、好ましくは本発明の第六の態様の免震構造体のように、実質的に１８０°の中心角を有している。一対の凹曲縁の夫々は、上記のように円弧状凹縁を有しているとよいのであるが、本発明はこれに限定されず、例えば楕円曲線状凹縁、双曲線状凹縁又は二次曲線状凹縁等であってもよい。
【００１４】
水平方向制限部材は、下部構造物に対する上部構造物の相対的な水平方向の一定以上の移動において一方及び他方の制限部材が当接する一対の凹曲縁を少なくとも有していればよいのであるが、本発明の第七の態様の免震構造体のように、一対の凹曲縁に加えて、各凹曲縁の夫々の一端に連続して連なっている直線縁を更に具備していてもよく、この場合、本発明の第八の態様の免震構造体のように、斯かる直線縁は互いに平行に伸びているとよい。
【００１５】
本発明においてその第九の態様の免震構造体のように、水平方向制限部材は板状体からなり、一方及び他方の制限部材の夫々は円柱体からなっていると好ましいが、本発明はこれに限定されない。
【００１６】
免震装置は、本発明の第十の態様の免震構造体のように、下部構造物に固着されていると共に凹球面状滑り上面を有した下沓と、上部構造物に固着されていると共に凹球面状滑り下面を有した上沓と、下沓と上沓との間に介在されていると共に下沓の凹球面状滑り上面に摺動自在に接触した凸球面状滑り下面及び上沓の凹球面状滑り下面に摺動自在に接触した凸球面状滑り上面を有した摺動体とを具備していても、また本発明の第十一の態様の免震構造体のように、下部構造物に固着されていると共に平坦面状滑り上面を有した下沓と、上部構造物に固着されていると共に下沓の平坦面状滑り上面に摺動自在に接触する平坦面状滑り下面を有した上沓とを具備していてもよい。また免震装置としては、第十及び第十一の態様のような振り子型の滑り免震装置及び滑り免震装置であってもよいが、転がり免震装置及び積層ゴム免震装置等であってもよい。
【００１７】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１から図５において、本例の免震構造体１は、下部構造物２と、上部構造物３と、下部構造物２と上部構造物３との間に介在されていると共に下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な水平方向Ｈの振動を免震する４個の免震装置４と、下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な水平方向Ｈの一定以上の移動を制限すると共に、下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な鉛直方向Ｖの移動を制限する制限機構５とを具備している。
【００１９】
下部構造物２は、地盤１１に形成された基礎１２及び１３からなり、基礎１２に２個の免震装置４が、基礎１３に残りの２個の免震装置４が設置されている。
【００２０】
上部構造物３は、互いに平行な一対のＸ方向フレーム２１及び２２と、互いに平行であってＸ方向フレーム２１及び２２を橋絡した一対のＹ方向フレーム２３及び２４と、これらＸ方向フレーム２１及び２２並びにＹ方向フレーム２３及び２４の上に構築される図示しない例えば戸建家屋とを具備している。Ｙ方向フレーム２３及び２４の夫々は、その両端部でＸ方向フレーム２１及び２２に溶接等により固着されている。
【００２１】
各免震装置４は夫々同様に構成されており、例えば下部構造物２の基礎１２に載置されている一つの免震装置４は、基礎１２にアンカーボルト等を介して固着されていると共に凹球面状滑り上面３１を有した下沓３２と、上部構造物３のＸ方向フレーム２１にボルト等を介して固着されていると共に凹球面状滑り下面３３を有した上沓３４と、下沓３２と上沓３４との間に介在されていると共に下沓３２の凹球面状滑り上面３１に水平方向Ｈに摺動自在に接触した凸球面状滑り下面３５及び上沓３４の凹球面状滑り下面３３に水平方向Ｈに摺動自在に接触した凸球面状滑り上面３６を有した摺動体３７とを具備している。
【００２２】
下沓３２は、矩形状の下基台４１と、下基台４１に溶接等により固着された円盤状部材４２とを具備しており、下基台４１において基礎１２にアンカーボルト等を介して固着されており、円盤状部材４２の上面に凹球面状滑り上面３１が形成されており、上沓３４は、矩形状の上基台４３と、上基台４３に溶接等により固着された円盤状部材４４とを具備しており、上基台４３においてＸ方向フレーム２１にボルト及び取付板（嵩上げ板）４５等を介して固着されており、円盤状部材４４の下面に凹球面状滑り下面３３が形成されており、扁平状の摺動体３７は、円盤状部材４４からの上部構造物３の荷重を円盤状部材４２に伝達している。
【００２３】
制限機構５は、下部構造物２及び上部構造物３のうちの一方、本例では上部構造物３のＹ方向フレーム２３及び２４の夫々に両端縁部５１及び５２の夫々で取付板（嵩上げ板）５３及び５４を介してボルト及び溶接等により固着されていると共に一対の凹曲縁５５及び５６を有した水平方向制限部材５７と、下部構造物２及び上部構造物３のうちの他方、本例では下部構造物２の基礎１２に固着されていると共に水平方向制限部材５７の一方の凹曲縁５５に対峙するように配された制限部材５８と、下部構造物２及び上部構造物３のうちの他方、本例では下部構造物２の基礎１３に固着されていると共に水平方向制限部材５７の凹曲縁５６に対峙するように配された制限部材５９と、制限部材５８及び５９に掛け渡されていると共に一対の凹曲縁５５及び５６で挟まれる水平方向制限部材５７の部位６０を跨いで配された鉛直方向制限部材６１とを具備している。
【００２４】
板状体からなる水平方向制限部材５７において、その凹曲縁５５は、本例では実質的に１８０°の中心角を有する円弧状凹縁からなり、その凹曲縁５６も、実質的に１８０°の中心角を有すると共に円弧状凹縁からなる凹曲縁５５と実質的に同一の曲率半径を有した円弧状凹縁からなる。
【００２５】
制限部材５８及び５９の夫々は、円柱体からなっていると共に対峙した対応の凹曲縁５５及び５６の夫々の中心側であって当該対応の凹曲縁５５及び５６の夫々の略中心に配されている。
【００２６】
鉛直方向制限部材６１は、一端部で制限部材５８に、他端部で制限部材５９に夫々溶接等により固着されている剛性の円柱状の長尺部材からなり、水平方向制限部材５７の部位６０の上面側を通って伸長しており、下部構造物２に対する上部構造物３の鉛直方向Ｖの浮き上がりによる部位６０の当接で当該部位６０の鉛直方向Ｖの浮き上がりを制限して、これにより、下部構造物２に対する上部構造物３の相対的な鉛直方向Ｖの移動を制限するようになっている。
【００２７】
以上の免震構造体１では、上部構造物３の荷重は各免震装置４を介して支持されており、例えば、地震による地盤１１の水平方向Ｈの振動で上部構造物３が相対的に水平方向Ｈに移動されると、円盤状部材４２の凹球面状滑り上面３１に対する摺動体３７の凸球面状滑り下面３５の相対的な摺動と、円盤状部材４４の凹球面状滑り下面３３に対する摺動体３７の凸球面状滑り上面３６の相対的な摺動とにより、上部構造物３は、図６に示すように下部構造物２に対して相対的に水平方向Ｈに移動される結果、下部構造物２の地震による水平方向Ｈの振動はそのままでは上部構造物３に伝達されないようになって、上部構造物３は地震に対して免震されることになる。
【００２８】
ところで免震構造体１では、一対の凹曲縁５５及び５６を有した水平方向制限部材５７が上部構造物３に固着されており、制限部材５８が凹曲縁５５に対峙するように、制限部材５９が凹曲縁５６に対峙するように配されて下部構造物２に固着されているために、大きな地震により又は上部構造物３への強風により上部構造物３が下部構造物２に対して相対的に大きく水平方向Ｈに移動されると、例えば図７に示すように制限部材５９が水平方向制限部材５７の凹曲縁５６に当接して上部構造物３の下部構造物２に対するそれ以上の相対的な水平方向Ｈの移動が阻止され、而して、大きな地震による上部構造物３の下部構造物２に対する相対的な水平方向Ｈの過大な変位が防止され、上部構造物３の損傷等が防止されるようになっており、上部構造物３の下部構造物２に対する相対的な大きな異なる水平方向Ｈの移動においても例えば制限部材５８が水平方向制限部材５７の凹曲縁５５に当接して上部構造物３の下部構造物２に対するそれ以上の相対的な水平方向Ｈの移動が阻止されるようになっている。
【００２９】
また免震構造体１では、鉛直方向制限部材６１が下部構造物２に固着されている制限部材５８及び５９に掛け渡されており、しかも、上部構造物３に固着されている水平方向制限部材５７の一対の凹曲縁５５及び５６で挟まれる部位６０を跨いで配されているために、強風により下部構造物２に対して上部構造物３が相対的に鉛直方向Ｖに移動する、換言すれば浮き上がろうとすると、水平方向制限部材５７の一対の凹曲縁５５及び５６で挟まれる部位６０に鉛直方向制限部材６１が当接する結果、斯かる下部構造物２に対する上部構造物３の鉛直方向の一定以上の相対的な移動が阻止され、而して、強風による上部構造物３の下部構造物２に対する鉛直方向Ｖの浮き上がりを防止でき、上部構造物３の損傷等を防止できる。
【００３０】
上記の免震構造体１では、各免震装置４に振り子型の滑り免震装置を用いたが、これに代えて又はこれと共に、図８に示すように、下部構造物２に固着されると共に平坦面状滑り上面７１を有した下沓７２と、上部構造物３に固着されると共に下沓７２の平坦面状滑り上面７１に水平方向Ｈに摺動自在に接触する平坦面状滑り下面７３を有した上沓７４とを具備している免震装置７５を用いてもよく、単なる滑り免震装置としての斯かる免震装置７５において、下沓７２は、下基台７６と、下基台７６に溶接等により固着された下滑り部材７７とを具備しており、下基台７６において基礎１２にアンカーボルト等を介して固着されており、下滑り部材７７の上面に平坦面状滑り上面７１が形成されており、上沓７４は、上基台７８と、上基台７８に溶接等により固着された上滑り部材７９とを具備しており、上基台７８においてＸ方向フレーム２１にボルト及び取付板（嵩上げ板）４５等を介して固着されており、上滑り部材７９の下面に平坦面状滑り下面７３が形成されており、斯かる免震装置７５でも、地震による地盤１１の水平方向Ｈの振動で上部構造物３が相対的に水平方向Ｈに移動されると、平坦面状滑り上面７１に対する平坦面状滑り下面７３の相対的な水平方向Ｈの摺動により、上部構造物３は、下部構造物２に対して相対的に水平方向Ｈに移動される。
【００３１】
また、水平方向制限部材５７は、一対の凹曲縁５５及び５６に加えて、図９に示すように、凹曲縁５５及び５６の夫々の一端に連続して連なっている直線縁８１及び８２並びに８３及び８４を更に具備していてもよく、凹曲縁５５の一端に連続して連なっている直線縁８１及び８２は互いに平行に伸びており、凹曲縁５６の一端に連続して連なっている直線縁８３及び８４は互いに平行に伸びており、斯かる直線縁８１及び８２並びに８３及び８４を更に具備した水平方向制限部材５７でも、上記と同様の効果を得ることができる上に、大きな地震による上部構造物３の下部構造物２に対する水平方向Ｈの過大な相対的な変位を誤動作なく確実に防止できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、強風又は地震による上部構造物の下部構造物に対する水平方向の相対的な過大な変位を防止でき、而して、上部構造物の損傷等を防止できる免震構造体を提供することができる。
【００３３】
また本発明によれば、軽量構造物に免震装置を用いた場合であっても、強風による上部構造物の下部構造物に対する相対的な鉛直方向の浮き上がりを防止でき、而して、上部構造物の損傷等を防止できる免震構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の好ましい一例の平面図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１に示す免震構造体の一部の説明図である。
【図４】図１に示す免震構造体の一部の説明図である。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線矢視断面図である。
【図６】図１に示す例の動作説明図である。
【図７】図１に示す例の動作説明図である。
【図８】本発明の実施の形態の好ましい他の例の一部の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の一部の説明図である。
【符号の説明】
１  免震構造体
２  下部構造物
３  上部構造物
４  免震装置
５  制限機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004360797.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004360797.tif 000008
【図７】
2004360797.tif 000009
【図８】
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【図９】
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