(57)【要約】【課題】風による横揺れをなくし得る上に、風又は交通振動により横揺れが生じてもこれを早期に減衰でき、しかも、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、加速度を検知する特別の複雑な検知機構を設けなくても、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得る極めてフェールセーフな免震構造物の固定装置を提供すること。【解決手段】免震建物１は、地盤に杭等により固定されて設置されたコンクリート製の基礎２と、鉛支柱３入りの積層ゴム４からなる免震装置５と、免震装置５を介して基礎２に支持された上部構造物６と、基礎２と上部構造物６との間に配された固定装置７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】
互いに近接して配されていると共に一方に対して他方が相対的に水平方向及び上下方向に移動自在な一対の板状体と、一方の板状体の他方の板状体に対する相対的な水平移動に抗して粘性抵抗力を生じるように、一対の板状体間における隙間に配されていると共に一方の面が一方の板状体に他方の面が他方の板状体に接している粘性体からなる粘性体層と、一方の板状体に対して他方の板状体が相対的に所定の水平変位を越える際に一対の板状体間における隙間の幅を大きくするように、一方の板状体を他方の板状体に対して上下方向に関して離反させる離反手段とを具備している免震構造物の固定装置。
【請求項２】
離反手段は、一方の板状体に対して他方の板状体が相対的に所定の水平変位を越える際に一方の板状体に当接して板状体間に配されるように、他方の板状体に固着されている離反体を具備している請求項１に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項３】
離反体は、一方の板状体の外縁の周りに配されている請求項２に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項４】
一方の板状体に固着された筒部を具備しており、この筒部は、上部構造物の係合部材を受容するようになっている請求項１から３のいずれか一項に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項５】
隙間を形成すると共に粘性体層の一方の面に接する一方の板状体の面に対面する他方の板状体の面は、一方の板状体の面よりも広い面積を有している請求項１から４のいずれか一項に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項６】
一方の板状体は、板状体間の隙間への粘性体の流入を許容する貫通孔を具備していると共に粘性体内に収容されている請求項１から５のいずれか一項に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項７】
一方の板状体を他方の板状体に向かって付勢する付勢手段を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物の固定装置。
【請求項８】
付勢手段は、一方の板状体を他方の板状体に向かって弾性的に付勢する弾性部材を具備している請求項７に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項９】
粘性体を収容している容器を具備しており、他方の板状体は容器の構成部材の一部となっている請求項１から８のいずれか一項に記載の免震構造物の固定装置。
【請求項１０】
下部構造物と、上部構造物と、下部構造物上で上部構造物を免震支持する免震装置と、請求項１から９のいずれか一項に記載の免震構造物の固定装置とを具備しており、一方の板状体は、上部構造物に水平方向に関して不動に固定されており、他方の板状体は、下部構造物に水平方向に関して不動に固定されている免震建物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基礎と上部構造物との間に介在された免震装置により基礎に対して水平方向に免震支持される上部構造物を台風等の強風の際の風圧により揺れないように基礎に対して水平方向に関して解除自在に固定する固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基礎と上部構造物との間に介在させ上部構造物を地震から保護し上部構造物を免震構造物にする免震装置としては、ゴム板と鋼板とを積層した積層ゴム、この積層ゴムに鉛支柱を配した鉛プラグ入り積層ゴム、滑りを用いた滑り支承、ころの転がりを用いたころがり支承等の種々のものがある。
【０００３】
上記のいずれの免震装置も、振動方向である水平方向に対して剛性を低くして、上部構造物を含む振動系の水平方向の固有振動周期を地震の水平振動の周期よりも長くして、地震による上部構造物の振動を抑えるようにしている。
【０００４】
【特許文献】
特開２０００−３９０４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水平剛性の低い免震装置は小さい水平方向の力でも応答するため、これに免震支持される上部構造物は、少しの風圧又は交通振動が加わっても水平方向に揺らされることになり、上部構造物がマンション等の集合住宅、事務所ビル、戸建住宅等の場合には、風圧又は交通振動による横揺れで居住者等に極めて大きな不快感を与える虞がある。
【０００６】
また、滑りを用いた滑り支承又はころがり支承等の場合には、原理的に基礎と上部構造物とが垂直方向に関して固定されないために、強めの風の吹く度に上部構造物が動いたり、台風等の強風の際の大きな風圧により転倒モーメントが上部構造物に生じ、特に、戸建住宅等の軽荷重の上部構造物では風圧により転倒の危険も生じる。
【０００７】
上記のような不都合を生じさせないために、強めの風や、台風等の強風時には、固定装置のピンにより上部構造物を基礎に手動で固定し、強風が収まった後には、固定装置のピンによる固定を手動で解除するようにしてもよいのであるが、不在により手動固定を行うことができない場合には、不快感については問題がないが、風圧による転倒の虞の問題が残り、手動固定解除を失念した場合には、地震が生じたときに免震装置が作動しなくなり、地震による甚大な被害を被る虞があり、免震装置を設置した意味がなくなる。
【０００８】
また、特開２０００−３９０４５号公報に記載のような固定装置では、通常時、ピンにより上部構造物を固定し、地震等の大きな加速度を検知した場合にピンによる上部構造物の固定を自動的に解除するようにしているが、解除においてピンが孔から抜けない虞もある上に、地震等の大きな加速度を検知するために複雑な機構を採用せざるを得ない。
【０００９】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、風による横揺れをなくし得る上に、風又は交通振動により横揺れが生じてもこれを早期に減衰でき、しかも、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、加速度を検知する特別の複雑な検知機構を設けなくても、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得る極めてフェールセーフな免震構造物の固定装置を提供することにある。
【００１０】
【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物の固定装置は、互いに近接して配されていると共に一方に対して他方が相対的に水平方向及び上下方向に移動自在な一対の板状体と、一方の板状体の他方の板状体に対する相対的な水平移動に抗して粘性抵抗力を生じるように、一対の板状体間における隙間に配されていると共に一方の面が一方の板状体に他方の面が他方の板状体に接している粘性体からなる粘性体層と、一方の板状体に対して他方の板状体が相対的に所定の水平変位を越える際に一対の板状体間における隙間の幅を大きくするように、一方の板状体を他方の板状体に対して上下方向に関して離反させる離反手段とを具備している。
【００１１】
第一の態様の固定装置によれば、例えば、地震による振動に対して免震作動する免震装置を介して上部構造物を下部構造物上で支承してなる免震建物に対して、一方の板状体を上部構造物に他方の板状体を下部構造物に水平方向に関して不動となるように取り付けて用いた場合には、風又は交通振動では隙間に配されている粘性体層による粘性抵抗力により一方の板状体に対する他方の板状体の水平方向の移動を禁止又は多少の移動を早期に減衰できて、風又は交通振動による上部構造物の振動を防止又は早期に減衰でき、しかも、所定の水平変位を越える地震による大きな振動に対しては離反手段により一方の板状体を他方の板状体に対して上下方向に関して離反させて、一対の板状体間における隙間を大きくして粘性体層による粘性抵抗力を減じ、一方の板状体に対する他方の板状体の水平方向の容易な移動を許容し、免震装置自体を効果的に作動させることができる結果、風又は交通振動による上部構造物の大きな横揺れをなくし得、しかも、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、加速度を検知する特別の複雑な検知機構を設けなくても、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得、極めてフェールセーフに上部構造物を固定することができる上に、地震による上部構造物の大きな振動においても減衰装置として機能するために、特別に減衰装置を設けなくてもよく、コスト及び設置スペースの低減を図り得る。
【００１２】
本発明の第二の態様の固定装置では、第一の態様の固定装置において、離反手段は、一方の板状体に対して他方の板状体が相対的に所定の水平変位を越える際に一方の板状体に当接して板状体間に配されるように、他方の板状体に固着されている離反体を具備している。
【００１３】
本発明の第三の態様の固定装置では、第二の態様の固定装置において、離反体は、一方の板状体の外縁の周りに配されている。
【００１４】
本発明の第四の態様の固定装置は、第一から第三のいずれかの態様の固定装置において、一方の板状体に固着された筒部を具備しており、この筒部は、上部構造物の係合部材を受容するようになっている。
【００１５】
本発明の第五の態様の固定装置は、第一から第四のいずれかの態様の固定装置において、隙間を形成すると共に粘性体層の一方の面に接する一方の板状体の面に対面する他方の板状体の面は、一方の板状体の面よりも広い面積を有している。
【００１６】
本発明の第六の態様の固定装置では、第一から第五のいずれかの態様の免震構造物の固定装置において、一方の板状体は、板状体間の隙間への粘性体の流入を許容する貫通孔を具備していると共に粘性体内に収容されている。
【００１７】
第六の態様の免震構造物の固定装置によれば、離反手段による一方の板状体の他方の板状体からの離反時に貫通孔を介しても隙間へ粘性体が流入されるようになる結果、一方の板状体の他方の板状体からの離反を容易に行い得、一方の板状体から離反体への負荷を減少することができる。
【００１８】
本発明の第七の態様の固定装置は、第一から第六のいずれかの態様の固定装置において、一方の板状体を他方の板状体に向かって付勢する付勢手段を具備している。
【００１９】
本発明の第八の態様の固定装置では、第七の態様の固定装置において、付勢手段は、一方の板状体を他方の板状体に向かって弾性的に付勢する弾性部材を具備している。
【００２０】
本発明の第九の態様の固定装置は、第一から第八のいずれかの態様の固定装置において、粘性体を収容している容器を具備しており、ここで、他方の板状体は容器の構成部材の一部となっている。
【００２１】
本発明による免震建物は、下部構造物と、上部構造物と、下部構造物上で上部構造物を免震支持する免震装置と、上記のいずれかの態様の固定装置とを具備しており、ここで、一方の板状体は、上部構造物に水平方向に関して不動に固定されており、他方の板状体は、下部構造物に水平方向に関して不動に固定されている。
【００２２】
本発明の固定装置が用いられる免震装置は、好ましくは、剛性層及び弾性層が交互に積層された積層ゴムと、この積層ゴムに埋設された鉛支柱とを具備しており、また上部構造物は、好ましくは、事務所ビル、集合住宅又は戸建住宅であるが、本発明はこれに限定されず、その他の上部構造物であってもよい。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態の例を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。尚、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１から図３において、本例の免震建物１は、地盤に杭等により固定されて設置されたコンクリート製の基礎２と、鉛支柱３入りの積層ゴム４からなる免震装置５と、免震装置５を介して基礎２に支持された上部構造物６と、基礎２と上部構造物６との間に配された固定装置７とを具備している。
【００２５】
下部構造物としての基礎２と上部構造物６との間に介在されて、上部構造物６の上下方向（鉛直方向）Ｖの荷重を支持すると共に、地震による水平方向Ｈの振動に対して上部構造物６に関して免震作動と振動減衰作動とを行う免震装置５は、鋼板等からなる複数の剛性層１１及びゴム等からなる複数の弾性層１２が上下方向Ｖに交互に積層されていると共に免震作動を行う積層ゴム４と、積層ゴム４に埋設されていると共に振動減衰作動を行う鉛支柱３と、積層ゴム４を挟持していると共に基礎２と上部構造物６の事務所ビル１５との夫々にアンカーボルト等を介して固着された上下取り付け鋼板１３及び１４とを具備している。斯かる免震装置５は、上部構造物６の荷重を受けるべく、基礎２上に適当に分散されて複数個配されている。
【００２６】
上部構造物６は、本例では、高層の事務所ビル１５と、事務所ビル１５の下面１６にボルト等により固着されている取り付け板部１２８及び取り付け板部１２８に溶接等により固着された円柱部１２９を有した係合部材１２７とを具備している。
【００２７】
固定装置７は、上部構造物６の円柱部１２９に上下方向Ｖに移動自在であって水平方向Ｈに関して不動になるように固定されている板状体１５３と、基礎２に固定されていると共に板状体１５３に近接して配された板状体としての底板部１４５を有する容器１３９と、板状体１５３の容器１３９に対する相対的な水平方向Ｈの移動に抗して粘性抵抗力を生じるように、板状体１５３及び底板部１４５間における隙間１４６に配されていると共に上面２２が板状体１５３に下面２３が底板部１４５に接している粘性体からなる粘性体層２１と、地震に起因して基礎２に対して上部構造物６が相対的に所定の水平変位、例えば略１００ｍｍを越える際に、板状体１５３及び底板部１４５間における隙間１４６の幅Ｗを大きくするように、板状体１５３を底板部１４５に対して離反させる離反手段１３２と、板状体１５３を底板部１４５に向かって付勢する付勢手段２５と、板状体１５３に固着された筒部１５１とを具備している。
【００２８】
板状体１５３は、その外周面の下面にテーパ面からなる環状の案内面１６０と、板状体１５３の上面２６側と下面２７側とを連通して、板状体１５３と底板部１４５との間の隙間１４６への粘性体１４０の流入を許容する複数の貫通孔１６１とを具備している。隙間１４６を形成すると共に粘性体層２１の上面２２に接する板状体１５３の下面２７に対面する底板部１４５の上面２８は、下面２７よりも広い面積を有している。
【００２９】
案内面１６０は、図５に示すような板状体１５３の離反体１５６への乗り上げを容易にし、板状体１５３の上面２６及び下面２７を連通している貫通孔１６１は、板状体１５３の離反体１５６への乗り上げに際して、底板部１４５と板状体１５３との間の隙間１４６への粘性体１４０の供給路となって、底板部１４５からの板状体１５３の上方への離反を容易にする。
【００３０】
粘性体１４０を収容する容器１３９は、底板部１４５に加えて、底板部１４５に一体的に連結していると共に板状体１５３を囲繞している円筒部１３８を有しており、こうして底板部１４５は容器１３９の構成部材の一部となっており、円筒部１３８の内周面及び底板部１４５の上面２８により規定される空間に粘性体１４０が配されている。
【００３１】
容器１３９は、基礎２に対する水平方向Ｈ及び上下方向Ｖの移動が禁止されるように、底板部１４５でアンカーボルト等を介して基礎２に固定されており、こうして底板部１４５は基礎２に水平方向Ｈに関して不動に固定されている。
【００３２】
粘性体層２１は、容器１３９に収容された粘性体１４０の一部によって構成されており、粘性体層２１の上面２２は、板状体１５３の下面２７に接していると共に粘性体層２１の下面２３は、底板部１４５の上面２８に接している。板状体１５３及び底板部１４５間には、本例では、粘性体層２１のみが配される。
【００３３】
離反手段１３２は、基礎２に対して上部構造物６が相対的に所定の水平変位を越える際に、板状体１５３に当接して板状体１５３及び底板部１４５間に配されるように、底板部１４５に固着されている離反体１５６とを具備している。
【００３４】
離反体１５６は、板状体１５３の周りに配されている環状の断面半円形の突起からなり、底板部１４５に対する板状体１５３の所定量以上の水平方向Ｈの移動で板状体１５３の案内面１６０に当接して底板部１４５から板状体１５３を図５に示すように離反させることができるように、底板部１４５の上面２８に一体的に形成されている。
【００３５】
付勢手段２５は、筒部１５１内に配されていると共に上部構造物６の円柱部１２９の下面３５と板状体１５３の上面２６との間に介在されている弾性部材１５５を具備しており、弾性部材１５５は、底板部１４５の上面２８と板状体１５３の下面２７との間の隙間１４６に粘性体１４０が残存する程度の弱い弾性力をもって板状体１５３を底板部１４５の上面２８に向かって付勢するようになっている。
【００３６】
本例では板ばねからなる弾性部材１５５は、その弾性的な圧縮により底板部１４５からの板状体１５３の離反を可能にしている。付勢手段２５は、斯かる弾性部材１５５を省いて、板状体１５３の自重でもって、粘性体１４０の残存して極めて薄い粘性体層２１となるような隙間１４６が板状体１５３と底板部１４５との間に生じるように付勢してもよい。
【００３７】
板状体１５３に固着された筒部１５１は、係合部材１２７の円柱部１２９を上下方向Ｖに移動自在であって摺動自在に受容しており、筒部１５１と円柱部１２９との斯かる上下方向Ｖに移動自在であって水平方向Ｈに関して不動な係合により、板状体１５３は、上部構造物６に上下方向Ｖに移動自在であって水平方向Ｈに関して不動になるように固定されている。
【００３８】
互いに近接して配されていると共に一方に対して他方が相対的に水平方向Ｈ及び上下方向Ｖに移動自在な一対の板状体である底板部１４５及び板状体１５３を具備した以上の固定装置７においては、通常時、図２及び図３に示すように、板状体１５３は水平方向Ｈに関して容器１３９の中央部に配されており、隙間１４６は、薄い粘性体層２１を形成するように極めて狭くなっている。この状態で、上部構造物６に風圧が加わると、この風圧による上部構造物６の水平方向Ｈの力は、係合部材１２７及び筒部１５１を介して板状体１５３に伝達される。風圧による上部構造物６の水平方向Ｈの力がそれ程大きくない場合には、極めて狭い隙間１４６における薄い粘性体層２１による粘性抵抗力でもって上部構造物６は水平方向Ｈに移動されないで基礎２にロック（固定）されたままとなる。強風が生じて風圧による上部構造物６に加わる水平方向Ｈの力が薄い粘性体層２１による粘性抵抗力等に打ち勝つと、免震装置５の弾性層１２の剪断変形を伴って薄い粘性体層２１が粘性剪断変形されて、上部構造物６が水平方向Ｈに移動される。この粘性剪断変形に起因する粘性抵抗力は、板状体１５３の水平方向Ｈの振動を減衰させ、而して、上部構造物６の水平方向Ｈの振動を減衰させる。強風が収まると、免震装置５の弾性層１２による原点復帰機能により免震建物１は、図１に示す状態に戻されると共に、板状体１５３もまた水平方向Ｈに関して容器１３９の中央部に戻される。
【００３９】
地震が生じて免震装置５の弾性層１２が剪断変形されると共に薄い粘性体層２１もまた粘性剪断変形されて、基礎２に対して上部構造物６が水平方向Ｈに所定振幅を越えて振動される場合には、図４に示すように、板状体１５３が上部構造物６と共に所定振幅まで水平方向Ｈに移動して離反体１５６に当接した後に、図５に示すように、弾性部材１５５の弱い弾性力に抗して離反体１５６に乗り上げて底板部１４５から離反して、底板部１４５との間に大きな幅Ｗの隙間１４６を形成して、この幅Ｗを有する隙間１４６に介在する粘性体層２１で生じる粘性剪断変形に起因する粘性抵抗力を減少し、而して、更なる上部構造物６の水平方向Ｈの移動では、鉛支柱３が十分に変形されるために、鉛支柱３のこの変形でもって上部構造物６の水平方向Ｈの大きな移動が好ましく早期に減衰されることになる。
【００４０】
水平方向Ｈに所定振幅を越えて最大まで変位した上部構造物６が水平方向Ｈにおいて前記と逆方向に移動すると、板状体１５３は、粘性体層２１の粘性により、離反体１５６に乗り上げた状態での隙間１４６の幅Ｗが維持されて、換言すれば、底板部１４５の上面２８から大きく離間された状態をもって、上部構造物６と共に水平方向Ｈにおいて前記と逆方向に移動される。以下、上記の動作が繰り返されて、地震が収まると、免震装置５の弾性層１２による原点復帰機能により上部構造物６は、図１に示す状態に戻されると共に、板状体１５３もまた、その自重と弾性部材１５５の弾性力により粘性体１４０の粘性に抗して徐々にゆっくりと下降されて、上面２８との間に薄膜状の粘性体層２１が介在する程度の隙間１４６を残して図２及び図３に示す状態に戻される。
【００４１】
板状体１５３は、免震装置５の積層ゴム４による原点復帰機能により、偏倚した位置（図４及び図５に示す位置）から元の位置（図２及び図３に示す位置）に戻されるようになっている。
【００４２】
固定装置７によれば、風では隙間１４６に配されている粘性体層２１による粘性抵抗力により底板部１４５に対する板状体１５３の水平方向Ｈの移動を禁止又は多少の移動を早期に減衰できて、風による上部構造物６の振動を防止又は早期に減衰でき、しかも、所定の水平変位を越える地震による大きな振動に対しては離反体１５６により板状体１５３を底板部１４５に対して上下方向Ｖに関して離反させて、隙間１４６を大きくして粘性体層２１による粘性抵抗力を減じ、底板部１４５に対する板状体１５３の水平方向Ｈの容易な移動を許容し、免震装置５自体を効果的に作動させることができる結果、風による上部構造物６の大きな横揺れをなくし得、しかも、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、加速度を検知する特別の複雑な検知機構を設けなくても、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物６等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得、極めてフェールセーフに上部構造物６を固定することができる上に、地震による上部構造物６の大きな振動においても減衰装置として機能するために、鋼棒ダンパ等の他の特別な減衰装置を設けなくてもよく、コスト及び設置スペースの低減を図り得る。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、風又は交通振動による横揺れをなくし得、しかも、不在により手動固定を行うことができない場合及び手動固定解除を失念した場合にも、風圧による転倒の虞をなくし得ると共に、加速度を検知する特別の複雑な検知機構を設けなくても、一定以上の大きさの地震に対しては免震機能を生じさせることができて、地震による上部構造物等の倒壊等の甚大な被害を防ぎ得る極めてフェールセーフな免震構造物の固定装置を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様の例の正面説明図である。
【図２】図１に示す例の主に固定装置の正面説明図である。
【図３】図２に示す例のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視説明図である。
【図４】図２に示す例の動作説明図である。
【図５】図２に示す例の動作説明図である。
【符号の説明】
１  免震建物
２  基礎
３  鉛支柱
５  免震装置
６  上部構造物
７  固定装置
２１  粘性体層
２５  付勢手段
１３２  離反手段
１３９  容器
１４５  底板部
１４６  隙間
１５３  板状体
【図１】
2004232287.tif 000003
【図２】
2004232287.tif 000004
【図３】
2004232287.tif 000005
【図４】
2004232287.tif 000006
【図５】
2004232287.tif 000007