(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表よりも下方において凹所に形成された基礎との間に積層ゴム支承からなる少なくとも一つの免震装置を介在させて構築した下部構造物上に、アスペクト比が３以上であって多層階を有した少なくとも一個の上部構造物を一体に構築し、鋼板及びゴム層を交互に積層してなる積層ゴムを具備した積層ゴム支承の積層ゴムの積層方向の上端面を下部構造物に、その積層ゴムの積層方向の下端面を基礎に夫々固着してなり、上部構造物及び下部構造物の高さの二分の一よりも低い位置に上部構造物及び下部構造物の重心が位置すると共に上部構造物が平面視でほぼ中央に位置するように、上部構造物の下に一体に構築されていると共に上部構造物の短辺長より長い短辺長並びに上部構造物の長辺長よりも長い長辺長を夫々有した下部構造物により、上部構造物及び下部構造物に印加される横方向力に基づく転倒方向回転モーメントによる上部構造物及び下部構造物の転動を生起させないようにしてなり、下部構造物は、凹所に配されていると共に振動減衰手段を設けた少なくとも一層の地下階を有しており、しかも、転倒方向回転モーメントを超える復帰方向回転モーメントを上部構造物及び下部構造物の重量に基づいて上部構造物及び下部構造物に生じさせ、上部構造物及び下部構造物の転動を生起させないように、且つ、転倒回転モーメントにより積層ゴム支承の上端面と下端面とを互いに上下方向に離反させるような所定値以上の力が生じないように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してなり、上部構造物の所定階以上には、当該上部構造物の横方向振動を減衰する振動減衰手段が設けられている免震構造物。
【請求項２】
振動減衰手段は、制震壁を有する請求項１に記載の免震構造物。
【請求項３】
上部構造物は複数個からなり、下部構造物は、複数個の上部構造物に対して共通のものである請求項１又は２に記載の免震構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事務所ビル、マンション等の免震構造物、特に高層の事務所ビル、マンション等の免震構造物に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
構造物と基礎との間に免震装置を介在させて構造物を免震化する技術が種々提案されているが、免震装置としては、通常、積層ゴム支承が用いられる。この積層ゴム支承は、鋼板とゴム層とを交互に積層してなる積層ゴムを具備しており、積層ゴムのゴム層は、鋼板に加硫接着して一体化されている。
【０００３】
斯かる積層ゴム支承においては、それに構造物の鉛直方向の荷重が加わるようにして用いられるために、地震又は風等による横方向の変位では、すなわち水平方向の剪断歪みでは、鋼板とゴム層との間の相互接着が外れて、鋼板とゴム層とが分離されるようなことはなく、また、このような横方向の変位の力に耐え得るような鋼板とゴム層との相互接着を得ることはそれ程困難ではない。
【０００４】
ところで、地震又は風圧により構造物には転倒方向の回転モーメント（これを本発明では転倒方向回転モーメントという）も生じるのであるが、アスペクト比が小さい通常では高さの低い構造物では、転倒方向回転モーメントとは逆方向であって、その重量により生じる回転モーメント（これを本発明では復帰方向回転モーメントという）で転倒方向回転モーメントを打ち消して、構造物の下面片側の浮き浮き上がりが防止されるのであるが、アスペクト比が大きい通常では高さの高い構造物では、復帰方向回転モーメントよりも転倒方向回転モーメントの方が相対的に大きくなり、構造物の下面片側が浮き上がろうとする。この転倒方向回転モーメントの大きさは、アスペクト比の大小に加えて、地震加速度の大小又は風圧の大小によって決定されるので、アスペクト比が大きい高い構造物では、小さな地震加速度又は低い風圧でも下面片側が浮き上がろうとする。
【０００５】
積層ゴム支承を用いないアスペクト比が大きい高い構造物の場合には、この浮き上がり力をアンカーボルト等で受けて構造物の下面片側の浮き上がりを防止するのであるが、アスペクト比が大きい高い構造物を積層ゴム支承により免震支持しようとする場合には、上記の浮き上がり力をアンカーボルト等で受けて浮き上がりを防止することができず、斯かる浮き上がり力を積層ゴム支承で受けざるを得なくなり、したがって、この浮き上がりに基づくほぼ鉛直方向の引っ張り力に耐えるだけの積層ゴム支承における鋼板とゴム層との間の接着力及びゴム層の強度が要求されることとなる。
【０００６】
そして、小さな地震加速度又は低い風圧でもアスペクト比が大きくなればなるほど鉛直方向の引っ張り力が大きくなるので、斯かる鉛直方向の引っ張り力に耐えるだけの鋼板とゴム層との間の接着力及びゴム層の強度を得ることは困難であって、通常は、アスペクト比が３以上の高い構造物には、極めて優れた特性を有するにも拘わらず、鋼板とゴム層とを交互に積層してなる積層ゴム支承を用いて免震化を図ることはあまりなされていない。
【０００７】
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、アスペクト比が３以上の上部構造物を、極めて優れた特性を有するところの積層ゴム支承からなる免震装置で免震化した免震構造物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物は、基礎との間に積層ゴム支承からなる少なくとも一つの免震装置を介在させて構築した下部構造物上に、アスペクト比が３以上の少なくとも一個の上部構造物を一体に構築し、積層ゴム支承の上端面を下部構造物に、その下端面を基礎に夫々固着してなり、上部構造物の下に構築された下部構造物により、上部構造物及び下部構造物に印加される横方向力に基づく転倒方向回転モーメントによる上部構造物及び下部構造物の転動を生起させないようにしてなる。
【０００９】
第一の態様の免震構造物によれば、アスペクト比が３以上の上部構造物の下に下部構造物を一体に構築して、この下部構造物により、上部構造物と下部構造物との組合せ構造体の転倒方向回転モーメントによる転動を生じさせないようになっているために、積層ゴム支承からなる免震装置は、上部構造物と下部構造物との組合せ構造体からの浮き上がり力を受けなくなり、したがって、アスペクト比が３以上の上部構造物を有し、極めて優れた特性を有するところの積層ゴム支承からなる免震装置で免震化した構造物を提供できる。
【００１０】
第一の態様の免震構造物において、印加される横方向力は、地震加速度又は風圧等による予測される最大の大きさのものであって、斯かる最大の横方向力によっても上部構造物及び下部構造物の転動を生起させないようになっているために、通常の横方向力では、積層ゴム支承からなる免震装置には殆ど引っ張り力が加わらないことになる。
【００１１】
本発明の第二の態様の免震構造物は、第一の態様の免震構造物において、転倒方向回転モーメントを超える復帰方向回転モーメントを上部構造物及び下部構造物の重量に基づいて上部構造物及び下部構造物に生じさせ、上部構造物及び下部構造物の転動を生起させないように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してなる。
【００１２】
第二の態様の免震構造物では、転倒方向回転モーメントを超える復帰方向回転モーメントを生じさせ、上部構造物及び下部構造物の転動を生起させないように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してなるために、積層ゴム支承からなる免震装置は、上部構造物と下部構造物との組合せ構造体の浮き上がり力を受けなくなり、而して、積層ゴム支承からなる免震装置を用いて組合せ構造体を免震支持できる。
【００１３】
本発明の第三の態様の免震構造物は、第一又は第二の態様の免震構造物において、転倒方向回転モーメントにより積層ゴム支承の上端面と下端面とを互いに上下方向に離反させるような所定値以上の力が生じないように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してなる。
【００１４】
第三の態様の免震構造物では、積層ゴム支承の上端面と下端面とを互いに上下方向に離反させるような所定値以上の力が生じないように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してなるために、積層ゴム支承の上下方向の強度をそれほど考慮することなしに、アスペクト比が３以上の上部構造物を有し、極めて優れた特性を有するところの積層ゴム支承からなる免震装置で免震化した構造物を提供できる。なお、積層ゴム支承の上端面と下端面とを互いに上下方向に離反させるような力が全く生じないように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してもよいが、鋼板とゴム層との間の接着力及びゴム層の強度と関連で、積層ゴム支承の上端面と下端面とを互いに上下方向に離反させるような力が多少生じるようにしてもよく、いずれにしても、鋼板とゴム層との間の接着力及びゴム層の強度との関連で、積層ゴム支承の上端面と下端面とを互いに上下方向に離反させるような所定値を決定して、この決定した値に基づいて上部構造物の下に一体に下部構造物を構築するとよい。
【００１５】
本発明ではその第四の態様の免震構造物のように、上部構造物の短辺長より長い短辺長を有した下部構造物を上部構造物の下に一体に構築してもよく、これに代えて又はこれと共に、その第五の態様の免震構造物のように、上部構造物及び下部構造物の高さの二分の一よりも低い位置に上部構造物及び下部構造物の重心が位置するように、上部構造物の下に一体に下部構造物を構築してもよい。
【００１６】
また本発明では、その第六の態様の免震構造物のように、上部構造物は多層階を有しており、所定階以上には、上部構造物の横方向振動を減衰する振動減衰手段が設けられていてもよく、ここで、振動減衰手段は、本発明の第七の態様の免震構造物のように、制震壁を有していてもよいが、その他の振動減衰手段、例えば、鋼棒ダンパ、摩擦ダンパ、鉛ダンパ、粘性ダンパ、粘弾性ダンパ等を用いてもよく、また、斯かる振動減衰手段は、横方向振動が大きく生じ得る所定階以上に設けるのが好ましいが、上部構造物の全ての階に設けてもよい。
【００１７】
本発明では、その第八の態様の免震構造物のように、下部構造物を少なくとも一層の地下階を有して構築してもよいのであるが、これに代えて、下部構造物を上部構造物と同様に地上に構築してもよく、また、下部構造物にも必要に応じて振動減衰手段を設けてもよい。
【００１８】
本発明の第九の態様の免震構造物では、上部構造物は複数個からなり、下部構造物は、複数個の上部構造物に対して共通のものである。
【００１９】
本発明では、積層ゴム支承は、その第十の態様の免震構造物のように、積層ゴムと、この積層ゴムに埋設された鉛支柱（鉛プラグ）とを具備して構成されていてもよいが、これに代えて、鉛支柱（鉛プラグ）を具備しないものであってもよい。なお、積層ゴムとしては、鋼板とゴム層とを交互に積層したものが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこの例に何等限定されないのである。
【００２１】
図１及び図２において、本例の免震構造物１は、基礎２との間に夫々が積層ゴム支承３からなる複数個の免震装置４を介在させて構築した下部構造物５上に、アスペクト比（高さＨ／横幅Ａ比）が３以上の上部構造物６を一体に構築し、各積層ゴム支承３の上端面７を下部構造物５に、その下端面８を基礎２に夫々固着してなり、上部構造物６の下に構築された下部構造物５により、上部構造物６及び下部構造物５からなる組合せ構造体９に印加される横方向力Ｆに基づく転倒方向回転モーメントＭｈによる上部構造物６及び下部構造物５からなる組合せ構造体９の転動を生起させないようにしてなる。
【００２２】
本例では、基礎２は、地表１１より下方において凹所１２に形成されている。
【００２３】
各免震装置４の積層ゴム支承３は、鋼板とゴム層とを交互に積層してなる積層ゴムを具備しており、その上端面７が、下部構造物５にボルト、剪断キー等により、その下端面８が、基礎２に夫アンカーボルト等により固着されてなる。なお、積層ゴム支承３としては、積層ゴムに更に鉛支柱（鉛プラグ）を埋設したものを用いてもよい。
【００２４】
上部構造物６は、高さＨ、短辺側の横幅Ａ、長辺側の横幅Ｂを有した直方体形状であって、多層階を有しており、各階には、上部構造物６自体の横方向振動を減衰する振動減衰手段１５が設けられている。本例の振動減衰手段１５は、各階の部屋を仕切る壁に配された制震壁を有しており、制震壁は、その可動抵抗板の上端が各階の天井側に固着されており、可動抵抗板及び粘性体を収容するその容器の下端が各階の床側に固着されて、配されている。斯かる制震壁は、上部構造物６の各階の大きさに応じて、一個又はそれ以上設けるとよい。
【００２５】
転倒の容易性から見た上部構造物６のアスペクト比は、高さＨと短辺側の横幅Ａとで規定され、したがって、本例の上部構造物６のアスペクト比は、Ｈ／Ａで示され、これが３以上である。
【００２６】
各階の質量が同一の上部構造物６単独の場合、上部構造物６の重心Ｏ１は、高さＨ方向及び横幅Ａ及びＢ方向で夫々Ｈ／２、Ａ／２及びＢ／２の位置になる結果、地震又は風圧により上部構造物６に横方向力Ｆ＝α・Ｍ（ここで、αは横方向加速度、Ｍは上部構造物６の全体の質量）が印加されると、上部構造物６には、転倒方向モーメントＭｈ＝Ｆ・Ｈ／２＝α・Ｍ・Ｈ／２が生じ、この転倒方向モーメントＭ＝α・Ｍ・Ｈ／２に対して、これに抗する重力による復帰方向回転モーメントＭｇ＝Ｍ・ｇ・Ａ／２（ここで、ｇは重力加速度）が作用し、転倒方向モーメントＭｈ＞復帰方向回転モーメントＭｇの場合に上部構造物６は転動されるようになり、転倒方向モーメントＭｈ≦復帰方向回転モーメントＭｇの場合には転動されない。アスペクト比が３以上の上部構造物６は、小さな横方向力Ｆで転倒方向モーメントＭｈ＞復帰方向回転モーメントＭｇとなり易く倒れ易く、したがって、斯かる上部構造物６のみを免震装置４で直接に免震支持した場合、大きな横方向力Ｆが上部構造物６に印加されると、免震装置４に大きな引っ張り力が付加されることになり、免震装置４の鋼板とゴム層との間の接着力及びゴム層に相当の強度が要求されることとなる。
【００２７】
下部構造物５は、本例では、３層の地下階を有して、高さｈ、短辺側の横幅（短辺長）ａ、長辺側の横幅（長辺長）ｂを有した直方体形状をもって、且つ、その短辺側の横幅ａが、上部構造物６の短辺側の横幅Ａよりも長くなると共にその長辺側の横幅ｂが、上部構造物６の長辺側の横幅Ｂよりも長くなるようにして、更に平面視で上部構造物６がほぼ中央に位置するようにして、構築されている。下部構造物５の各地下階には、上部構造物６と同様に、振動減衰手段１５としての免震壁を設けてもよい。
【００２８】
下部構造物５は、転倒方向回転モーメントＭｈを超える復帰方向回転モーメントＭｇを上部構造物６及び下部構造物５の重量に基づいて上部構造物６及び下部構造物５に生じさせ、上部構造物６及び下部構造物５の転動を生起させないように、すなわち転倒方向回転モーメントＭｈ≦復帰方向回転モーメントＭｇとなるようにして上部構造物６に付加して構築されてなり、したがって本例の免震構造物１は、斯かる下部構造物５の付加により、転倒回転モーメントＭｈにより積層ゴム支承３の上端面７と下端面８とを互いに上下方向に離反させるような力が生じないようになっていると共に、上部構造物６及び下部構造物５の高さの二分の一よりも低い位置に上部構造物６及び下部構造物５の重心Ｏ２が位置するように、上部構造物６の下に一体に構築されている。
【００２９】
以上の免震構造物１では、アスペクト比が３以上の上部構造物６に下部構造物５を一体的に付加して、全体として、転倒方向モーメントＭｈよりも復帰方向回転モーメントＭｇの方が大きくなるようにして、地震又は風等による横方向力Ｆの印加で下部構造物５が転動され始めることをなくすことができ、而して、積層ゴム支承３の上端面７と下端面８とを互いに上下方向に離反させるような力が生じなく、積層ゴム支承３において相互に加硫接着された鋼板とゴム層とが分離されるという事態を防ぎ得る。
【００３０】
換言すれば、免震構造物１によれば、アスペクト比が３以上の上部構造物６を積層ゴム支承３を用いて免震支持できることになる。
【００３１】
上記の例は、一棟の上部構造物６に下部構造物５を構築付加したものであるが、本発明は、これに限定されず、複数個、例えば図３に示すように二個の上部構造物６ａ及び６ｂに共通の下部構造物５を構築付加してもよい。
【００３２】
図３に示す例の場合でも、上部構造物６ａ及び６ｂの夫々は、アスペクト比が３以上のものであり、下部構造物５は、転倒方向回転モーメントＭｈを超える復帰方向回転モーメントＭｇを上部構造物６ａ及び６ｂ並びに下部構造物５の重量に基づいて上部構造物６ａ及び６ｂ並びに下部構造物５に生じさせ、上部構造物６ａ及び６ｂ並びに下部構造物５の転動を生起させないように、すなわち転倒方向回転モーメントＭｈ≦復帰方向回転モーメントＭｇとなるようにして上部構造物６ａ及び６ｂに付加して構築されてなり、したがって本例の免震構造物１では、斯かる下部構造物５の付加により、転倒回転モーメントＭｈにより積層ゴム支承３の上端面７と下端面８とを互いに上下方向に離反させるような力が生じないようになっていると共に、上部構造物６ａ及び６ｂ並びに下部構造物５の高さＨの二分の一よりも低い位置に上部構造物６ａ及び６ｂ並びに下部構造物５の重心が位置するように、上部構造物６ａ及び６ｂの下に下部構造物５が一体に構築されている。
【００３３】
なお、上部構造物６、６ａ、及び６ｂ並びに下部構造物５としては、直方体形状に限らないのであって、三角柱状、六角柱状等であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、アスペクト比が３以上の上部構造物を、極めて優れた特性を有するところの積層ゴム支承からなる免震装置で免震化した免震構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の例の正面図である。
【図２】図１に示す例の平面図である。
【図３】本発明の好ましい実施の形態の他の例の正面図である。
【符号の説明】
１  免震構造物
２  基礎
３  積層ゴム支承
４  免震装置
５  下部構造物
６  上部構造物
７  上端面
８  下端面
Ｆ  横方向力
Ｍｈ  転倒方向回転モーメント
【図１】
0004622031.tif 000002
【図２】
0004622031.tif 000003
【図３】
0004622031.tif 000004