(57)【要約】【課題】安全で、経済性のある免振・制震性の構造体を提供することである。【解決手段】構造体の中央には基礎に直接支持固定されたコア柱６を配置し、コア柱６の周辺に周辺柱７を配置し、該周辺柱７の柱脚と基礎の間に圧縮力と引張力のいずれにもプレセット（圧縮力又は引張力が一定値を超えるて初めて枠を超えて作用させように、最初に一定の反対方向の力をかけてセットしておくこと）できる伸縮バネ８を配置した免振・制震構造体である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自重たる鉛直力を支持する基礎の上に固定されるコア柱と、該コア柱の周囲に配置された周辺柱とを備えた免振・制震構造体において、周辺柱の柱脚部と基礎の間にプレセットされた伸縮バネ装置を備えたことを特徴とする免振・制震構造体。
【請求項２】
伸縮バネ装置は、上部の引張りバネと、該引張りバネをプレセットする枠と、該枠の下方に配置された圧縮バネと、該圧縮バネをプレセットする枠とを備えたことを特徴とする請求項１記載の免振・制震構造体。
【請求項３】
伸縮バネ装置は、上部の圧縮バネと、該圧縮バネをプレセットする枠と、該枠の下方に配置された引張りバネと、該引張りバネをプレセットする枠とを備えたことを特徴とする請求項１記載の免振・制震構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物または工作物に係り、地震に対する応答を低減するに好適な免振・制震性の構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の耐震構造体は、地震の応答に対して耐えられるような部材の配置やサイズを持たせた、いわゆる耐震構造体であった。これに対して近年、図７に示すように、免振構造体１とそれを支持する基礎の間に地震時の地盤の水平動から構造体１を遮断する積層ゴム２３を備えた免振構造が知られている。例えば特開平９−２７３１６２号公報には図８に示すように、上部構造物２４の底部に基礎梁２５を設けるとともに、その上部構造物２４を積層ゴム２３を介して支持する基礎を独立の杭２６もしくは独立の直接基礎のみとし、通常はそれら杭２６もしくは直接基礎同士をつなぐように設けられる基礎梁を省略する。基礎として独立の杭２６を用いる場合には、その杭頭部２６ａを地盤に対してピン支承として杭頭部２６ａの地盤に対する回転を拘束することなく許容する構造として、工費削減と工期短縮を図り得る免震構造物としている。なお、積層ゴム２３は底盤２７の凸部２７ａ上に設置され、杭２６の杭頭部２６ａと底盤２７の凸部２７ａとはダボ筋２８により連結されている。
【０００３】
また図９に示すように、制震構造体３の中に振動に対する減衰性能を持たせた装置からなる制震構造３４により地震動を抑制する構造の採用が普及しつつある。例えば特開平１１−１１７５６８号公報に開示された図１０のように、各階の中央スパンに設けられたブレース３５の端部と梁３６との間に設けられた制震構造（ダンパー）３４と積層ゴム３２などの免震構造を組み合わせた構造体も知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２７３１６２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１１−１１７５６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術である耐震構造では安全性や経済性に問題があった、また免振、制震構造においては、新素材を採用しているためにコストが嵩むことや長期的信頼性が実証されていない等の問題がある。
本発明の課題は、安全で、経済性のある免振・制震性の構造体を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記課題は、自重たる鉛直力を支持する基礎の上に固定されるコア柱と、該コア柱の周囲に配置された周辺柱とを備えた免振・制震構造体において、周辺柱の柱脚部と基礎の間にプレセットされた伸縮バネ装置を備えた免振・制震構造体により解決される。
【０００８】
前記伸縮バネ装置は、上部の引張りバネと、該引張りバネをプレセットする枠と、該枠の下方に配置された圧縮バネと、該圧縮バネをプレセットする枠とを備えた構成、又は上部の圧縮バネと、該圧縮バネをプレセットする枠と、該枠の下方に配置された引張りバネと、該引張りバネをプレセットするとを備えた構成とすることができる。
【０００９】
【作用】
図６は、本発明になる鉄骨造での免振・制震構造体５の骨組みを模式的に示した立面図である。図６に示す構造体の中央には基礎に直接支持固定されたコア柱６を配置し、該コア柱６の周辺に周辺柱７を配置し、該周辺柱７の柱脚と基礎の間に圧縮力と引張力のいずれにもプレセット（圧縮力又は引張力が一定値を超えると初めて枠を超えて作用させるように、最初に一定の反対方向の力をかけてセットしておくこと）できる伸縮バネ８を配置する。
【００１０】
このような構造体５の基礎が地震により水平方向に動く時、構造体５は慣性の法則により元の位置に留まろうとするため、基礎と構造体５の上部に相対変位が生じ、構造体は転倒しようとする。この転倒作用に周辺柱７が大きく抵抗すれば構造体には大きな慣性地震力が生ずるが、本発明では周辺柱７に転倒力を柔らかく吸収させるための伸縮バネ装置８が配置されている。そのため、構造体５全体が水平地震動に対しコア柱６を中心として、あたかも弥次郎兵衛のような挙動をする。
この結果、構造体全体に働く地震応答力は減少し、安全且つ経済的な免振・制震構造体となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図３、図４、図５には、本発明の免振・制震構造体５の実施の形態を示す。図３は正面図、図４は側面図、図５は図３のＡ−Ａ線矢視図で柱の配置様態をそれぞれ示したものである。
【００１２】
水平面上で互いに直交する縦横方向に配置される各柱列のほぼ中央にはコア柱６を設け、該コア柱６に主に構造体５の自重なる鉛直力を作用させ、その力はコア柱６の柱脚から直接基礎へ伝達される。一方、周辺の柱７の柱脚と基礎の間にはプレセットされた伸縮バネ装置８（図６）が設置されている。
また、コア柱６と周辺柱７とは複数の大梁９がそれぞれ接合されて構造体５を構成している。
【００１３】
図１はプレセットされた伸縮バネ装置８の詳細を示したもので、この伸縮バネ装置８は圧縮バネ１１がある力で圧縮されて枠１２にセットされたものと、引張りバネ１３がある力で伸ばされて枠１４にセットされたものが一体となった装置である。すなわち基礎の上に枠１２が設置され、該枠１２内に、該枠１２により圧縮された状態でバネ１１が配置されている。該バネ１１の最上部には平板１５が配置され、該平板１５がバネ１１と枠１２に挟持されている。
【００１４】
該平板１５の上には支持部材１６が立設されており、該支持部材１６上に前記バネ１３の枠１４が取り付けられている。また、バネ１３の最上部には周辺柱７の柱脚が接続している。
【００１５】
また、図２は別のプレセットされた伸縮バネ装置８の詳細を示したもので、この伸縮バネ装置８は、図１とは逆に圧縮バネ１１がある力で圧縮されて枠１２にセットされたものを上におき、その下に引張りバネ１３がある力で伸ばされて枠１４にセットされたものを配置した構成である。
【００１６】
このような構造体５に地震動が作用すると前述したように、コア柱６を中心に構造体が転倒しようとするが、周辺柱７の柱脚に配置された伸縮バネ装置８が作用し、構造体全体の挙動がバネ１１、１３で吸収される結果、構造体５に作用する地震力が小さくなる。
【００１７】
本実施の形態では、中央のコア柱６には主として自重なる鉛直力を作用させるためにコア柱６と大梁９の接合は剛接合、周辺柱７と大梁９の接合はピン接合とし、鉛直力がコア柱６により多く流れるように配慮してある。
【００１８】
これにより周辺の柱７には主に地震時の力が作用することになり、自重分の鉛直力が少ない分だけ、バネ定数は小さくてよいことになり、その結果、構造体５が揺れ易くなり、構造体全体の制振・免振効果を高めるように配慮されている。
【００１９】
ところで、構造体５が建築物の場合、周辺柱７の柱脚に単なる伸縮バネ装置８を配置すると小さい地震時や暴風時にも揺れが発生し、居住者はその度に不快感を味わうこととなる。
そこで伸縮バネ装置８が作動しない限度で、所定の荷重をセットしたこの装置を周辺柱７の柱脚に設置すれば上記の問題が解決できる。
【００２０】
図１、図２に示したプレセットされた伸縮バネ装置８は、例えば周辺柱７に圧縮力が作用する場合、先ず引張りバネ１３部分に前記圧縮力が働くが、この力は圧縮力であるため、そのまま引張りバネ枠１４に作用し、圧縮バネ１１に伝達される。ところが圧縮バネ１１は圧縮バネ枠１２よりプレセット力で圧縮力を受けており、その状態で周辺柱７の作用力が圧縮バネ１１に作用してわずかな圧縮歪を生じようとすると、圧縮バネ枠１２から、その歪分だけ離間することになり、圧縮バネ枠１２からのプレセット力が解除される。
【００２１】
すなわち、周辺柱７からの圧縮力が圧縮バネ１１に作用しても、その作用力に相当する圧縮バネ枠１２からのプレセット力が解除されるため、圧縮バネ１１に作用する力は圧縮バネ枠１２からのプレセット力を超えない限り一定である。
【００２２】
このような作用により、圧縮バネ１１は圧縮バネ枠１２からのプレセット力より大きな力が作用しない限り作動しない。引張り力が作用する場合も圧縮と逆の作用となり、あるセットされた荷重までバネ１１は作動しない。
【００２３】
こうして、構造体５が建築物の場合、小さい地震時の振動や暴風時の風圧力に対して、構造体５に揺れが発生しても、バネ１１が作動しない限度を求め、バネ１１をプレセットすることにより、全体として伸縮バネ装置８が作動しないため構造体５が振動しないので、居住者は不快感を味あわなくてすむ。
【００２４】
【発明の効果】
本発明により地震に対し信頼性があり、安全且つ経済的な免振・制震構造体が得られる。
また、小さい地震時の振動や暴風時の風圧力に対しても伸縮バネ装置が作動しないため構造体が振動しないので、居住者などに不快感を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による免振・制震構造体のプレセットされた伸縮バネ装置の詳細図である。
【図２】本発明による免振・制震構造体のプレセットされた伸縮バネ装置の詳細図である。
【図３】本発明による免振・制震構造体の正面図である。
【図４】本発明による免振・制震構造体の側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線矢視図である。
【図６】本発明による免振・制震構造体の模式的立面図である。
【図７】従来技術による免振・制震構造体の立面図である。
【図８】従来技術による免振・制震構造体の要部断面図である。
【図９】従来技術による免振・制震構造体の立面図である。
【図１０】従来技術による免振・制震構造体の模式図である。
【符号の説明】
１　免振構造体　　　　　２　積層ゴム
３　制震構造体　　　　　４　減衰装置
５　免振・制震構造体　　６　コア柱
７　周辺柱　　　　　　　８　伸縮バネ装置
９　大梁　　　　　　　　１１　圧縮バネ
１２　圧縮バネ枠　　　　１３　引張りバネ
１４　引張バネ枠　　　　１５　平板
１６　支持部材
【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】
2004131943.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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