(57)【要約】【課題】地震時における強い水平加速速度と上下の振動を大幅に低減し得る建築構造物の免振装置を提供すること。【解決手段】基板２と、相対向する一対の側板３及び上部板５を有し、かつ相対向する両側面が開口した略台形函形状の下部鋼枠体１と、下部板９と、相対向する一対の側板１０及び上部板１１を有し、かつ相対向する両側面が開口した略逆台形函形状の上部鋼枠体８とを備え、前記下部鋼枠体１と前記上部鋼枠体８は、鎖状に組み付けられるとともに、前記下部鋼枠体１の上部板中央部と前記上部鋼枠体８の下部板中央部は、上部板５の中央部シャフト挿通穴と下部板９の中央部シャフト挿通穴を介して挿通され、かつＸ−Ｘ’軸方向とＹ−Ｙ’軸方向に前記上部鋼枠体８と共に可動する１本の吊りシャフト１６で連結され、地震発生時における振動は、吊りシャフト１６により垂設された振り子構造の上部鋼枠体８の振動減衰機能により免振される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨・木造住宅等の建築構造物の出隅と入隅及び直線部分の中間部位における基礎と前記建築構造物の土台との間に装着される免振装置であって、
基板と、相対向する一対の側板及び上部板を有し、かつ相対向する両側面が開口した略台形函形状の下部鋼枠体と、
下部板と、相対向する一対の側板及び上部板を有し、かつ相対向する両側面が開口した略逆台形函形状の上部鋼枠体とを備え、
前記下部鋼枠体と前記上部鋼枠体は、鎖状に組み付けられるとともに、前記下部鋼枠体の上部板中央部と前記上部鋼枠体の下部板中央部は、上部板の中央部シャフト挿通穴と下部板の中央部シャフト挿通穴を介して挿通され、かつＸ−Ｘ’軸方向とＹ−Ｙ’軸方向に前記上部鋼枠体と共に可動する１本の吊りシャフトで連結され、
前記下部鋼枠体が前記基礎上にアンカーボルト等で固着され、前記上部鋼枠体の上部板上には前記建築構造物の土台が載置固定されてセットされ、
前記建築構造物が前記Ｘ−Ｘ’軸方向に揺れて最大振幅を越えた場合には、前記上部鋼枠体の側板内面が前記下部鋼枠体の上部板端面に当接し、
前記建築構造物が前記Ｙ−Ｙ’軸方向に揺れて最大振幅を越えた場合には、前記上部鋼枠体の下部板端面が前記下部鋼枠体の側板内面に当接して、
前記建築構造物に加わる振動が一定に保たれる構成を特徴とする建築構造物の免振装置。
【請求項２】
前記下部鋼枠体の上部板の上面中央部位と前記上部鋼枠体の下部板の下面中央部位に、球面台座部とシャフト挿通穴を有する固定台座が固着され、
前記下部鋼枠体の上部板の下面中央部位と前記上部鋼枠体の下部板の上面中央部位には、球面台座部とシャフト挿通穴を有する摺動台座が配置され、
前記上下部鋼枠体の前記シャフト挿通穴と固定台座及び摺動台座のシャフト挿通穴を介して前記吊りシャフトが挿通され、
該吊りシャフトの上下端部には、前記各固定台座の球面台座部と球面接触する各球面滑り軸受が設けられ、
前記吊りシャフトにおける前記各球面滑り軸受と対向する部位には、前記各摺動台座の球面台座部と球面接触する各球面滑り軸受及び皿バネ等の弾性部材が設けられ、
以って、前記上部鋼枠体と共に前記吊りシャフトがＸ−Ｘ’軸方向とＹ−Ｙ’軸方向に可動自在とされた構成を特徴とする請求項１の建築構造物の免振装置。
【請求項３】
前記建築構造物の土台は、前記上部鋼枠体の上部板上に載置固定されたＨ形鋼を介して載置固定されることを特徴とする請求項１の建築構造物の免振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨・木造住宅等の建築構造物の出隅と入隅及び直線部分の中間部位における基礎と前記建築構造物の土台との間に装着される免振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に使用されている免振材料及び地震エネルギーの吸収機構としては積層ゴム工法、二重柱構造、ボールベアリング工法、ロッキングボール工法、ダイナミックダンパー機構等多くの工法・機構が知られているが、これら工法・機構は鉄筋コンクリート造の大型重量建築物向きであって、鉄骨・木造住宅や小規模の建築物には不適であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、従来のように積層ゴムやボールベアリングを使用することなく、地震時における強い水平加速速度と上下の振動を大幅に低減し得て、建物自体及び建物内の設備機器の被害や体感度を最小限に止め、安心感が得られる鉄骨・木造住宅や小規模建築構造物に好適な免振装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明の請求項１に記載の建築構造物の免振装置は、鉄骨・木造住宅等の建築構造物の出隅と入隅及び直線部分の中間部位における基礎と前記建築構造物の土台との間に装着される免振装置であって、基板と、相対向する一対の側板及び上部板を有し、かつ相対向する両側面が開口した略台形函形状の下部鋼枠体と、下部板と、相対向する一対の側板及び上部板を有し、かつ相対向する両側面が開口した略逆台形函形状の上部鋼枠体とを備え、前記下部鋼枠体と前記上部鋼枠体は、鎖状に組み付けられるとともに、前記下部鋼枠体の上部板中央部と前記上部鋼枠体の下部板中央部は、上部板の中央部シャフト挿通穴と下部板の中央部シャフト挿通穴を介して挿通され、かつＸ−Ｘ’軸方向とＹ−Ｙ’軸方向に前記上部鋼枠体と共に可動する１本の吊りシャフトで連結され、前記下部鋼枠体が前記基礎上にアンカーボルト等で固着され、前記上部鋼枠体の上部板上には前記建築構造物の土台が載置固定されてセットされ、前記建築構造物が前記Ｘ−Ｘ’軸方向に揺れて最大振幅を越えた場合には、前記上部鋼枠体の側板内面が前記下部鋼枠体の上部板端面に当接し、前記建築構造物が前記Ｙ−Ｙ’軸方向に揺れて最大振幅を越えた場合には、前記上部鋼枠体の下部板端面が前記下部鋼枠体の側板内面に当接して、前記建築構造物に加わる振動が一定に保たれる構成を特徴とするものである。
【０００５】
本発明の請求項２に記載の建築構造物の免振装置は、前記下部鋼枠体の上部板の上面中央部位と前記上部鋼枠体の下部板の下面中央部位に、球面台座部とシャフト挿通穴を有する固定台座が固着され、前記下部鋼枠体の上部板の下面中央部位と前記上部鋼枠体の下部板の上面中央部位には、球面台座部とシャフト挿通穴を有する摺動台座が配置され、前記上下部鋼枠体の前記シャフト挿通穴と固定台座及び摺動台座のシャフト挿通穴を介して前記吊りシャフトが挿通され、該吊りシャフトの上下端部には、前記各固定台座の球面台座部と球面接触する各球面滑り軸受が設けられ、前記吊りシャフトにおける前記各球面滑り軸受と対向する部位には、前記各摺動台座の球面台座部と球面接触する各球面滑り軸受及び皿バネ等の弾性部材が設けられ、以って、前記上部鋼枠体と共に前記吊りシャフトがＸ−Ｘ’軸方向とＹ−Ｙ’軸方向に可動自在とされた構成を特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項３に記載の建築構造物の免振装置は、前記建築構造物の土台は、前記上部鋼枠体の上部板上に載置固定されたＨ形鋼を介して載置固定されることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照し、その作用と共に説明する。
【０００８】
図１は本発明に係る建築構造物の免振装置の一例での一部省略の斜視図、図２は一部を断面して示す図１の２方向からの端面図で、これら図において、本装置は下部鋼枠体と上部鋼枠体を備えている。
【０００９】
下部鋼枠体１は、方形状の基板２と、該基板２の相対する２辺上に溶着等の手段により固着された相対向する一対の起立部４を一体に有する傾斜した台形状の一対の側板３と、該一対の側板３の上端に溶着等の手段により固着された上部板５を有し、全体的に見て、相対向する両側面が開口した略台形函形状に構成されている。
【００１０】
下部鋼枠体１における基板２には、複数のアンカーボルト挿通穴６が明けられており、上部板５の中央部位には、略ハ字形の皿穴７が明けられている。
【００１１】
上部鋼枠体８は、方形状の下部板９と、該下部板９の相対する２辺上に溶着等の手段により固着された相対向する一対の側板１０と、該一対の側板１０の上端に溶着等の手段により固着された上部板１１を有し、全体的に見て、相対向する両側面が開口した略逆台形函形状に構成されている。
【００１２】
上部鋼枠体８における下部板９の中央部位には、略逆ハ字形の皿穴１２が明けられている。
【００１３】
上部鋼枠体８における下部板９は、基板２よりも小さく、一対の側板１０は、下部板９の相対向する２辺上にいっぱいに固着された横長矩形状の起立部１３と、該起立部１３に一体に連なる略台形状の側板部１４と、該側板部１４と一体に連なり、かつ起立部１３の横幅（下部板９の横幅）よりも狭い横幅方形状の起立部１５を有し、上部板１１は下部板９よりも横幅は狭く、かつ長さは長く設定されている。
【００１４】
下部鋼枠体１と上部鋼枠体８は、鋼板製であって、防錆対策として防錆ペイント塗装が施されている。
【００１５】
図１に示されているように、下部鋼枠体１と上部鋼枠体８は、鎖状に組み付けられ、高周波焼き入れの施された１本の吊りシャフト１６を介して連結されている。
【００１６】
更に説明すると、下部鋼枠体１における上部板５の皿穴７の上面と上部鋼枠体８における下部板９の皿穴１２の下面には、同じ固定台座１７がそれぞれ溶着等の手段により固着されている。
【００１７】
固定台座１７は、図５に示されているように、後述の球面滑り軸受が球面接触する球面台座部１８と、該球面台座部１８と連通し、かつ最大振幅時に吊りシャフト１６の外周が内接する略ハ字形の皿穴１９を一体に有し、全体に高周波焼き入れが施されている。
【００１８】
又、下部鋼枠体における上部板５の皿穴７の下面と上部鋼枠体８における下部板９の皿穴９の上面には、同じ摺動台座２０がそれぞれ摺動可能に設けられている。
【００１９】
摺動台座２０は、図６に示されているように球面滑り軸受が球面接触する球面台座部２１と、該球面台座部２１と連通し、かつ最大振幅時に吊りシャフト１６の外周が内接する略ハ字形の皿穴２２を一体に有し、固定台座１７と同様に全体に高周波焼き入れが施されている。
【００２０】
下部鋼枠体１における上部板５上の固定台座１７の皿穴１９と皿穴７、摺動台座２０の皿穴２２、上部鋼枠体８における下部板９上の摺動台座２０の皿穴２２と皿穴１２、固定台座１７の皿穴１９を通して１本の吊りシャフト１６が挿通され、該吊りシャフト１６の上下端部には、上下の固定台座１７の各球面台座部１８とそれぞれ球面接触する球面滑り軸受２３、ワッシャー２４がそれぞれ螺着されて緩み止め付きのＵナット２５、２６により二重に締着されている。
【００２１】
又、吊りシャフト１６における下部鋼枠体１の上部板５の下面側と、上部鋼枠体８の下部板９の上面側には、摺動台座２０の球面台座部２１と球面接触する球面滑り軸受２７が挿通取り付けされるとともに、該球面滑り軸受２７のつば部２８と球面滑り軸受２７に一部が嵌め込まれて吊りシャフト１６に挿着の皿バネガイド２９との間に皿バネ等の弾性部材３０が弾持され、これら皿バネガイド２９、弾性部材３０、球面滑り軸受２７、摺動台座２０は吊りシャフト１６に締着されたナット３１によって一連に取り付けられ、かつナット３１の締付け力により皿バネガイド２９を介して弾性部材３０の弾力が任意に調整できるようになっている。
【００２２】
なお、固定台座１７と球面滑り軸受２３及び摺動台座２０と球面滑り軸受２７のそれぞれの接触面には高周波焼き入れが施されて密着しているので、塵や埃が入ることや錆びることがない。
【００２３】
図２、図３及び図４に示されているように、下部鋼枠体１の上部板５に固着の固定台座１７、吊りシャフト上端に取り付の球面滑り軸受２３、ワッシャー２４、Ｕナット２５、２６と上部鋼枠体８の下部板９に固着の固定台座１７他の同様部材は上下対称の位置関係をもって設けられている。
【００２４】
又、同様に、摺動台座２０、球面滑り軸受２７、バネガイド２９、弾性部材３０、ナット３１も上下対称の位置関係をもって設けられている。
【００２５】
次に、本装置の動作について説明する。
本装置は、図２に例示されているように、鉄骨・木造住宅等の建築構造物の出隅と入隅及び直線部分の中間部位に、一定の間隔で設けられた基礎１００上に載置されて、下部鋼枠体１の基板２と基礎１００に対する複数のアンカーボルト１０１の打ち込みにより固定され、上部鋼枠体８の上部板１１上にはＨ形鋼１０２が載置固定され、該Ｈ形鋼１０２上には建築構造物の土台１０３が載置固定される。
【００２６】
なお、本装置のセット時においては、強風により上部鋼枠体８が容易に横揺れしないようにするため、吊りシャフト１６の上下部に設けられた各一対の皿バネ等弾性部材３０の弾発力がナット３１の締付けにより適度に調整されてセットされる。
【００２７】
地震のない通常時においては、図１及び図２に示されているように、１本の吊りシャフト１６と上部鋼枠体８は直立の状態となっている。
【００２８】
地震発生時において、建築構造物が図１及び図２のＹ−Ｙ’軸方向のＹ方向（右方向）に揺れて最大振幅時に至った場合には、図９及び図１０、図１１に示されているように、吊りシャフト１６の上下部は、その上下の球面滑り軸受２３が上下の固定台座１７の球面台座部１８に球面接触し、同時に上下の球面滑り軸受２７が上下の摺動台座２０の球面台座部２１に球面接触しながら摺動台座２０が摺動し、吊りシャフト１６は上下の固定台座１７の皿穴１９、上下部板５、９の皿穴７、１２及び上下の摺動台座２０の皿穴２２に内接して斜め平行状態となり、これと連動して上部鋼枠体８は建築構造物と共に図９の右方向に移動する。
【００２９】
Ｙ方向の揺れが最大振幅（例えば、１５０ｍｍ）を越えると、図９に示されているように、上部鋼枠体８における両起立部１３の端面が下部鋼枠体１における側板３の起立部４の内面に当接する。
【００３０】
揺れがＹ方向からＹ’方向（左方向）になった場合には、前記Ｙ方向の場合と逆の動きによって同様に上部鋼枠体８における両起立部１３の端面が下部鋼枠体１における側板３の起立部４の内面に当接する。
【００３１】
建築構造物がＸ−Ｘ’軸方向のＸ方向（右方向）に揺れた場合には、前記同様に各球面滑り軸受の可動を介して吊りシャフト１６が斜め平行状態となり、これと連動して上部鋼枠体８は建築構造物と共に図１の右方向に移動する。
【００３２】
そして、Ｘ方向の揺れが最大振幅（例えば、１５０ｍｍ）を越えると、上部鋼枠体８における一方の起立部１５の内面が下部鋼枠体１における上部板５の一方端面に当接する。
【００３３】
揺れがＸ方向からＸ’方向（左方向）になった場合には、前記Ｘ方向の場合と逆の動きによって同様に上部鋼枠体８における他方の起立部１５の内面が下部鋼枠体１における上部板５の他方端面に当接する。
【００３４】
このようにして、建築構造物に働く強い水平加速度（左右方向の揺れ）は、１本の吊りシャフト１６により吊られている上部鋼枠体８の振動減衰機能によって大幅に減衰されるとともに、上下の振動は、吊りシャフト１の上下部に設けられた皿バネ等の弾性部材３０によって吸収される。
【００３５】
なお、建築構造物の大きさや構造及び床荷重等によって吊りシャフト１６等の構成部材の大きさ、長さを算定し、装置の大きさによっては振幅の寸法を変えることができる。
【００３６】
【発明の効果】
しかして、本発明によれば、建築構造物の土台は、函形の振り子構造を有する上部鋼枠体の上部板上に載置固定されているから、建築構造物に与える振動は常時一定に保たれて地震の揺れと同調しない。よって、建築構造物の地震荷重を大幅に低減し得て、建築構造物の地震時の安全性が向上する。
【００３７】
又、本発明によれば、全体的に鋼構造であるから、劣化の心配が少なく、その構成部品点数も少なく構造簡単であるため、維持管理が容易で、経済的である。
【００３８】
このように本発明によれば、建築構造物の地震時の安全性が向上するため、その派生的効果として、家具や什器等内容物の転倒や損傷が防止されて、二次被害が防止される。又、建物の耐震と安全性が高まる結果、外装や防水等の損傷が防止され、地震時の恐怖やけがの防止に役立ち、人に安心感を与える。
【００３９】
又、人命の保護のみならず、財産の保全と建築機能の確保が可能となり、地震の体感の低減による心理的不安及び不快感の除去と安全感、居住感の向上が得られる。
【００４０】
又、建物に作用する地震力が軽減されるので、建築部材が小さくなり、又、耐震要素の数量も少なくなって、大きな空間を作ることが可能となる。
【００４１】
又、本発明は、免振建物のみならず、既存建物の免振床として、又、美術館の展示ケース等の必要な部分のみを免振する装置として広く実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る建築構造物の免振装置の一例での一部省略の斜視図である。
【図２】一部を断面して示す図１の２方向からの端面図である。
【図３】図１における下部鋼枠体の上部板と吊りシャフトとの取り付け構造を示す部分拡大断面図である。
【図４】図１における上部鋼枠体の下部板と吊りシャフトとの取り付け構造を示す部分拡大断面図である。
【図５】固定台座の拡大断面図である。
【図６】摺動台座の拡大断面図である。
【図７】球面滑り軸受の拡大断面図である。
【図８】別の球面滑り軸受の拡大断面図である。
【図９】一部を断面して示す動作状態の図１の２方向からの端面図である。
【図１０】図９における下部鋼枠体の上部板と吊りシャフトとの関係を示す部分拡大断面図である。
【図１１】図９における上部鋼枠体の下部板と吊りシャフトとの関係を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１    下部鋼枠体
２    基板
３    一対の側板
５    上部板
７、１２    皿穴
８    上部鋼枠体
９    上下部板
１０    一対の側板
１１    上部板
１６    吊りシャフト
１７    固定台座
１８、２１    球面台座部
１９、２２    皿穴
２０    摺動台座
２３、２７    球面滑り軸受
２５、２６、３１    ナット
３０    弾性部材
１００    基礎
１０１    アンカーボルト
１０２    Ｈ形鋼
１０３    土台
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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