(57)【要約】【課題】地震時に変動軸力により引張力を負担することができ、さらに免震構造物の長周期化を図ることができるとともに、ねじれ剛性を確保して、偏心率の調整が可能な免震構法並びに免震構造物を提供する。【解決手段】下部基礎上に上部基礎を積載して上部基礎上に地上構造物を搭載する免震構法において、一方の基礎に固定され他方の基礎に摺動自在となるように免震装置を設け、一方の基礎と他方の基礎の間に減衰装置を固定して設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部基礎上に上部基礎を積載して上部基礎上に地上構造物を搭載する免震構法において、一方の基礎に固定され他方の基礎に摺動自在となるように免震装置を設け、一方の基礎と他方の基礎の間に減衰装置を固定して設ける免震構法。
【請求項２】
免震装置は、直動転がり支承であることを特徴とする請求項１記載の免震構法。
【請求項３】
減衰装置は、履歴ダンパであることを特徴とする請求項１記載の免震構法。
【請求項４】
免震装置は、矩形型の下部基礎上の長辺端部に沿って複数個を配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の免震構法。
【請求項５】
減衰装置は、各免震装置の間に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の免震構法。
【請求項６】
免震装置は、さらに矩形型の下部基礎上の長辺内部中央に複数個の積層ゴム体を配置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の免震構法。
【請求項７】
積層ゴム体は、複数列配置されることを特徴とする請求項６記載の免震構法。
【請求項８】
減衰装置は、偏心率が最適となる位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の免震構法。
【請求項９】
下部基礎上に上部基礎を積載されて上部基礎上に地上構造物が搭載される免震構造物において、一方の基礎に固定され他方の基礎に摺動自在に設けられる免震装置と、一方の基礎と他方の基礎の間に設けられる減衰装置とから構成される免震構造物。
【請求項１０】
免震装置は、直動転がり支承であることを特徴とする請求項９記載の免震構造物。
【請求項１１】
減衰装置は、履歴ダンパであることを特徴とする請求項９記載の免震構造物。
【請求項１２】
免震装置は、矩形型の下部基礎上の長辺端部に沿って複数個を配置されることを特徴とする請求項９記載の免震構造物。
【請求項１３】
減衰装置は、各免震装置の間に配置されることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載の免震構造物。
【請求項１４】
免震装置は、さらに矩形型の下部基礎上の長辺内部中央に複数個の積層ゴム体を配置することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載の免震構造物。
【請求項１５】
積層ゴム体は、複数列配置されることを特徴とする請求項１４記載の免震構造物。
【請求項１６】
減衰装置は、偏心率が最適となる位置に配置されることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載の免震構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アスペクト比の高い超高層建築物に係り、高アスペクト比に起因する引張力に抗する免震構法並びに免震構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高層建築構造物の特徴としてアスペクト比が大きい点が挙げられる。この特徴により免震性を備えるためには低層建築物と異なる対策が必要となる。
【０００３】
このアスペクト比が大きい点により、地震時に建物外周部に変動軸力によりロッキング振動が発生し、このロッキング振動による浮き上がりが起きることで構造物に引張力が発生する。
【０００４】
従来の設計手法では、免震層上部建物の応力処理を工夫することで、地震時の変動軸力により引張力を無くす手法が提案されている。しかしながら、この手法は、総ての場合に適用可能ではなく、計画上の制限から適用できない場合も有る。
【０００５】
また、特殊な積層ゴム免震装置で引張力を吸収する方法も提案されている。しかし、積層ゴム免震装置には、国土交通省の強度に関する認定の条件もあるため、引張力の抵抗要素を有するものは殆ど存在しない。
【０００６】
その他、免震性能を向上させるためには建物の長周期化と、ねじれ剛性を確保して偏心率を調整可能とすることが肝要である。
【０００７】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１１７５６８号
【特許文献２】
特開２００２−４７８２８号
【特許文献３】
特開２００１−２９５５０４号
【特許文献４】
特開２００２−５４３２３号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、地震時に変動軸力により引張力を負担することができ、さらに免震構造物の長周期化を図ることができるとともに、ねじれ剛性を確保して、偏心率の調整が可能な免震構法並びに免震構造物を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る免震構法は、下部基礎上に上部基礎を積載して上部基礎上に地上構造物を搭載する免震構法において、一方の基礎に固定され他方の基礎に摺動自在となるように免震装置を設け、一方の基礎と他方の基礎の間に減衰装置を固定して設ける。
【００１１】
免震装置は、直動転がり支承であってもよく、減衰装置は、履歴ダンパであっても良い。免震装置は、矩形型の下部基礎上の長辺端部に沿って複数個を配置されてもよく、減衰装置は、各免震装置の間に配置され、免震装置は、さらに矩形型の下部基礎上の長辺内部中央に複数個の積層ゴム体を配置されてもよい。積層ゴム体は、複数列配置されてもよく、減衰装置は、偏心率が最適となる位置に配置されうる。
【００１２】
また、本発明に係る免震構造は、下部基礎上に上部基礎を積載されて上部基礎上に地上構造物が搭載される免震構造物において、一方の基礎に固定され他方の基礎に摺動自在に設けられる免震装置と、一方の基礎と他方の基礎の間に設けられる減衰装置とから構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図１〜５は、本発明に係る免震構造物の一実施例の形態を示すものである。図１及び図２に示すように、この免震構造物は、基礎２と建物４から構成され、この基礎２はさらに上部基礎６と下部基礎８から構成されて、免震構造部１０が介装されたものである。ここで、免震構造部１０は、上部柱１２と下部柱１４，１５との間に設けられた直動転がり支承交差型免震装置による第１免震装置１６および積層ゴムを用いた第２免震装置１８と、上部柱１２と第１上部繋ぎ材２０を介して接続される第２上部繋ぎ部材２２と下部柱１４，１５と第１下部繋ぎ材２４を介して接続される第２下部繋ぎ部材２６間に設けられた履歴ダンパによる制震装置２８とから概略構成されたものである。
【００１４】
上記、下部柱１４、１５はその下部に基礎杭３０と接合して上部基礎６及び建物４を支持する。下部柱１４は、隣接する下部柱１４同士で第１下部繋ぎ材２４によって接合される。下部基礎８の長辺方向の両最外部の下部柱１４上にはいずれも第１免震装置１６が搭載される。一方、最外部内側には、２列の下部柱１５の列が配置されて、最外部の下部柱１４の列とも第１下部繋ぎ材２４によって接合される。最外部内側の下部柱１５の上には、積層ゴムを用いた第２免震装置１８が２個ずつ配置される。
【００１５】
従って、長辺方向には、２つの第１免震装置１６の列の間に第２免震装置１８が２列配置される。一方、短辺方向には、第１免震装置１６と２つの第２免震装置１８が隣接し、さらに第１免震装置１６が配置される列が複数列並んでおり、本実施例では７列配置される。当然に、この列数は建築物の寸法で決定されるものであり、この列数に限定されるものではない。
【００１６】
次に、本実施例では、短辺方向最外部から第２列、長辺方向最外部から第２列にある第２免震装置１８が搭載される下部柱１５と、短辺方向最外部から第３列、長辺方向最外部から第２列にある第２免震装置１８が搭載される下部柱１４との間の第１下部繋ぎ材２４の中央から建物外側方向へ第２下部繋ぎ部材２６が突設される。短辺方向最外部から第３列、長辺方向最外部から第２列にある第２免震装置１８が搭載される下部柱１５と短辺方向最外部から第３列、長辺方向最外列にある第１の免震装置１６が搭載される下部柱１４との間に接続される第１下部繋ぎ材２４の第１の免震装置１６側端部から建物外側方向へ第２下部繋ぎ部材２６が突設される。この両第２下部繋ぎ部材２６の連結点上に制震装置２８が配置される。この連結点は本実施例において４点存在する。この連結点は、上部柱１２と第１上部繋ぎ材２０を介して接続される第２上部繋ぎ部材２２からも同様に形成されており対応する連結点が４点存在する。
【００１７】
直動転がり支承交差型免震装置による第１免震装置１６は、図３に示すように、第１ガイドレール３２上に相対移動可能に支持された第１移動ブロック３４を有する第一の直動機構３６と、この第一の直動機構と同一構成の上下反転した第二の直動機構３８とから構成され、第二の直動機構３８の第２ガイドレール４０の下方に相対移動可能に支持された第２移動ブロック４２と第１移動ブロック３４とをゴムシム４４を介して結合した構成となっている。
【００１８】
また、積層ゴムを用いた第２免震装置１８は、図４に示されるように所定厚さ寸法の鋼板とゴムシートとが交互に多層に重ねあわせることにより構成されたもので、２つの第１免震装置１６の列の間に２つの列をなす上部柱１２と１つの列をなす下部柱１５との間に介装されている。そして、これら第２の免震装置６は、それぞれの両端フランジがボルト１０によって上部柱１２と下部柱１５に取り付けられる。
【００１９】
さらに、履歴ダンパによる制震装置２８は、図５に示されるように上部固定板と下部固定板とが鋼材または、鉛等で接続され弾性変形を吸収できるように、本実施例ではＵ字状に形成されている。上部固定板は、上部連結点で第２上部繋ぎ部材２２と固定され、下部固定板が下部連結点で第２下部繋ぎ部材２６と接続されて固定される。
【００２０】
以上の免震装置と制震装置から構成される免震構造部１０は、それぞれの装置が上部柱１２と下部柱１４および第２上部繋ぎ部材２２と第２下部繋ぎ部材２６とアンカーボルトで固定されて、上部基礎６と下部基礎８との間に介装される。
【００２１】
次に、図１〜図２に基づいて、以上の構成からなる免震構造部１０およびこれを介装した免震構造物の作用に付いて説明する。先ず、平常時、あるいは小地震時や強風時のように建物２に作用する水平力が小さい時には、第１の免震装置１６である第１移動ブロック３４が第１ガイドレール３２に対して、また第２移動ブロック４２が、第２ガイドレール４０に対して移動することが無く、免震構造部１０は安定状態が保持される。
【００２２】
また、大地震が発生した際には、第１免震装置１６である第１移動ブロック３４が第１ガイドレール３２に対して、また第２移動ブロック４２が、第２ガイドレール４０に対して移動し、かつ第２免震装置１８である積層ゴム体が弾性変形する。これにより、大地震によって発生する引張力に対して定格の３分の１まで抵抗することができる。また、建物２の長周期化が図られて、建物２への振動の伝達が緩和されるとともに、直動転がり支承の摩擦エネルギーによって振動エネルギーが吸収され、地震力が減衰する。
【００２３】
さらに、地震後においては、第２免震装置１８の弾性力によって建物２が元位置近傍に引き戻される。
【００２４】
なお、履歴ダンパによる制震装置２８は、建物２の長期軸力を負担せず、引張軸力を掛けても水平方向の性能に問題を生ずることなく、ねじれ剛性を確保することができる。また、履歴ダンパの配置は設計時に変更可能であるため、偏心率が増大した際に履歴ダンパの位置を調整することで簡単に偏心率を調整することができる。
【００２５】
続いて、図１〜図２に基づいて本発明に係る免震構造物を構築するために実施される免震構法の実施形態を示す。
【００２６】
先ず、基礎杭３０を建物の形状に合わせて配置する。次に、基礎杭３０上に下部柱１４、１５を搭載する。さらに、下部柱１４、１５は、格子状に第１下部繋ぎ材２４で互いに接続する。次に、重心と剛心によって決定される偏心率が最低となるような位置が連結点となって、この連結点に履歴ダンパによる制震装置２８を配置できるように第２下部繋ぎ部材２６を配置する。その上で、下部柱１４上に第１免震装置１６を搭載し、下部柱１５上には第２免震装置１８を配置する。第２免震装置１８は、各下部柱１５の上に２基を搭載する。免震装置搭載後、さらに各免震装置毎に上部柱１２を搭載する。この上部柱１２も、格子状に第１上部繋ぎ材２０によって互いに接続される。また、第２上部繋ぎ部材２２を第２下部繋ぎ部材２６の直上となるように配置し、その連結点で履歴ダンパによる制震装置２８と結合される。このようにして基礎２が構成される。さらに、この基礎２の上に建築物４が積層される。上部柱１２上に建物４の柱が連続して積層されるよう構成される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の構成に従った免震構造物と免震構法を提供することで地震時に変動軸力により引張力を負担することができ、さらに免震構造物の長周期化を図ることができるとともに、ねじれ剛性を確保して、偏心率の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る免震構造物の一実施例の形態を示す免震構造物の断面図である。
【図２】本発明に係る免震構造物の一実施例の形態を示す免震構造物の平面図である。
【図３】本発明に係る免震構造物の一実施例の形態を示す直動転がり支承の構成図である。
【図４】本発明に係る免震構造物の一実施例の形態を示す積層ゴム体の構成図である。
【図５】本発明に係る免震構造物の一実施例の形態を示す履歴ダンパの構成図である。
【符号の説明】
２  基礎
４  建物
６  上部基礎
８  下部基礎
１０  免震構造部
１２  上部柱
１４  下部柱
１６  第１の免震装置
１８  第２の免震装置
２０  第１上部繋ぎ材
２２  第２上部繋ぎ部材
２４  第１下部繋ぎ材
２６  第２下部繋ぎ部材
２８  履歴ダンパによる制震装置
３０  基礎杭
３２  第一のガイドレール
３４  第一の移動ブロック
３６  第一の直動機構
３８  第二の直動機構
４０  第二のガイドレール
４２  第二の移動ブロック
４４  ゴムシム
【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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