(57)【要約】【課題】地震時、シャッターを閉じた状態でも免震装置の変形能力を阻害しないシャッターを提供する。【解決手段】免震部分と非免震部分の間に変形吸収部として永久磁石や破断プレート、コイルバネ又はゴムチューブ、電磁石を介装し、地震時にはシャッターの上部と下部が変形又は分離する構造とすることで、免震装置の変形能力を阻害しないことが可能となる。【選択図】図１
2005325643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎部上に下柱部が立設されて前記下柱部と上柱部との間に免震部が介装された少なくとも２つの柱部と、前記両柱部上部に架設される梁部と、前記梁部に垂下する免震構造用シャッターにおいて、
梁部から垂下する上部スラッター部と、前記上部スラッター部と連接される変形吸収部と、前記変形吸収部に連接して基礎面まで延在可能な下部スラッター部とから構成される免震構造用シャッター。
【請求項２】
前記変形吸収部は、分離された変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とから構成されて非振動時のみ係着するよう構成されることを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項３】
前記変形吸収部は、永久磁力によって変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とが係着することを特徴とする請求項２記載の免震構造用シャッター。
【請求項４】
前記変形吸収部は、電磁誘導された磁力によって変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とが係着することを特徴とする請求項２記載の免震構造用シャッター。
【請求項５】
前記変形吸収部は、剪断耐力が上部および下部スラッターより小さいことを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項６】
前記変形吸収部は、粘弾性力が高いことを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項７】
基礎からの免震部の高さと変形吸収部の高さが略等しいことを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項８】
基礎からの免震部の高さより変形吸収部の高さが低いことを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項９】
上部スラッターと下部スラッターの両側にのみレールを設けて、変形吸収部の両側にはレールを設けないことを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項１０】
上部スラッターと免震部との間に所定の間隔を設けることを特徴とする請求項１記載の免震構造用シャッター。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１５に記載の免震構造用シャッターを有する免震構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱頭免震構造の建物において、震災時に免震装置の変形を阻害しないシャッターの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一定の規模の地震があったとき、地上の構造物に入力される水平荷重は、固有周期が長いほど、減衰が大きいほど低減されることが知られている。一般的に建物の固有周期は高さ・階数にほぼ比例するため、建物自重に対する地震荷重の比（ベースシアー係数、応答加速度）は、建物が高層化するほど低くなる。免震技術はこれらの特性を利用し、建物を長周期化・高減衰化することによって振動を制御することを目的としている。
【０００３】
免震構造は、一般的に低層の建物に使用されることが多く、建物の基礎を水平剛性の低い絶縁装置（免震支承）で支持することによって低層建物を長周期化し、さらにエネルギーを吸収し過大な変形を抑えるダンパを付加するものである。
【０００４】
免震構造を支持する絶縁装置は免震支承やアイソレータなどと呼ばれ、ゴムと鋼板を何重にも積層して接着した積層ゴム支承が多く用いられている。ゴムと鋼板を積層することにより、鉛直荷重に対するはらみ出しを防ぎ、水平剛性が鉛直剛性の数千分の一という免震支承としては理想的な特性が実現できる。形状は円筒状のものが多く、直径６０ｃｍ〜１２０ｃｍ程度のものが多く使用されている。おおまかには鉛直支持力と水平剛性は水平断面積に、水平変形能力は直径に比例する。これらの弾性支承を用いて建物を支持した場合、固有周期は３〜４秒になり、最大水平変形３０ｃｍ〜６０ｃｍに対し設計することが多い。
【０００５】
一般的に建物の足元に絶縁装置を設ける基礎免震は、建物回りに水平移動を許容する免震ピットが必要となり、敷地利用や施工費の上で負担であった。そこで免震ピットを地下階として利用したり、絶縁装置を地上一階の柱頭、あるいは建物の中間層に設ける中間層免震なども実用化されている。
【０００６】
一方、重量の軽い戸建住宅積層ゴムを適用した場合、固有周期が伸びず積層ゴム径が小さくなるため変形能力が確保できない問題点があり、積層ゴム支承を用いない住宅用の免震支承の開発が待ち望まれている。一般的には滑り機構を利用した金属製のものが多く使用されている。
【０００７】
このような免震装置を設置する場合、従来の装置の免震化が必ずしも進展していなかった。例えば、図７に従来のシャッターの（ａ）断面図と（ｂ）正面図を示す。梁１０８の下方にはスラッター１０２を開けた際にスラッター１０２を巻き込んで収納するシャッターボックス１０６が設置されている。そのシャッターボックス１０６内部からシャッター１０２が垂下しており、スラッター１０２は両端部でシャッターレール１００に摺動可能に挟持される。
【０００８】
従来の建築物では、地震が発生すると液状化した砂質地盤が構造物を支持する力を失ったり、地面の陥没などによって構造物が傾いたり変形した場合に、シャッターが歪んで開かなくなるおそれがあった。係る場合には、車両が震災時に出動できなくなるおそれがあるほか、室内にいた人が外へ脱出できなくなるなどの危険があった。
【０００９】
そこで、例えば特許文献１には、震災による壁の変形に対し、シャッター枠に変形を吸収する捨て枠を設ける方法が提案されている。シャッター枠と本体部とを分離して該シャッター枠と本体部とを伸縮部材または破断部材により連結するようにした。これにより、本体部が傾いても伸縮部材または破断部材によりシャッター枠との間のズレがキャンセルされるので、シャッター枠が歪んで開かなくなるという事態を防止できるというものである。
【００１０】
また、特許文献２には、建物躯体の開口部にドア枠やシャッター枠などの枠ユニットを脱着連結具を介して装着するもので、地震等で建物躯体が変形しても枠ユニットは変形しないというものが提案されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−３４５７７１号公報
【特許文献２】特開平９−３２４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１、２では、シャッター枠の変形は回避できるものの、シャッター本体の変形は回避できない。また、ドア枠やシャッター枠まで変形する強い地震が発生した場合、その影響でドアやシャッターが変形して開かなくなってしまうことまでは想定しておらず、その際の危険が回避できなかった。
【００１３】
さらに、柱頭免震構造の建物にシャッターを設置する場合、柱の免震装置の同じ高さ位置にシャッターがあると、地震時に免震装置が変形して振動を吸収するのをシャッターが阻害してしまう。これを避けるために免震装置レベルより下にシャッターボックスを設置するか、横開きにする必要があった。新築の場合、シャッターボックスを免震装置レベル下に設置すると、階高が高くなったりシャッターの有効高さが低くなるという欠点があった。また、シャッターを横開きにすると、シャッターを収めるための幅員が必要となった。既存の建築物の免震型耐震改修の場合、これらの問題でシャッターの設置ができなくなることがあった。
【００１４】
また、図７に示す従来の構造のシャッターを備えた建築物に耐震改修のため免震装置を設ける場合、シャッターの有効高さを低くすると利便性を損なう上に、横開きにしたときに必要なシャッターボックスのスペースをシャッターの側部に確保することもできない。通常のシャッターに免震装置を設置しても、地震時に免震装置が振動を吸収して変形するのをシャッターが阻害してしまうことを避けられなかった。
【００１５】
従って本発明の目的は、シャッターボックスを通常の位置に設置して、シャッターを閉じた状態でも振動時に免震装置の変形を阻害することのない構造のシャッターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、基礎部上に下柱部が立設されて下柱部と上柱部との間に免震部が介装された少なくとも２つの柱部と、両柱部上部に架設される梁部と、梁部に垂下する免震構造用シャッターにおいて、梁部から垂下する上部スラッター部と、上部スラッター部と連接される変形吸収部と、変形吸収部に連接して基礎面まで延在可能な下部スラッター部とから構成される免震構造用シャッターである。
【００１７】
請求項２の発明は、変形吸収部が分離された変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とから構成されて非振動時のみ係着するよう構成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項３の発明は、変形吸収部は永久磁力によって変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とが係着することを特徴とする。
【００１９】
請求項４の発明は、変形吸収部は電磁誘導された磁力によって変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とが係着することを特徴とする。
【００２０】
請求項５の発明は、変形吸収部は剪断耐力が上部および下部スラッターより小さいことを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明は、変形吸収部は粘弾性力が高いことを特徴とする。
【００２２】
請求項７の発明は、基礎からの免震部の高さと変形吸収部の高さが略等しいことを特徴とする。
【００２３】
請求項８の発明は、基礎からの免震部の高さより変形吸収部の高さが低いことを特徴とする。
【００２４】
請求項９の発明は、上部スラッターと下部スラッターの両側にのみレールを設けて、変形吸収部の両側にはレールを設けないことを特徴とする。
【００２５】
請求項１０の発明は、上部スラッターと免震部との間に所定の間隔を設けることを特徴とする。
【００２６】
請求項１１の発明は、上記の免震構造用シャッターを有する免震構造物である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による変形吸収部を設けたシャッターによって、地震時、免震装置が振動を吸収して変形する際には変形吸収部が変形したり分離したりしてシャッターの上下が離れて、免震装置の変形能力を阻害しないことが可能になる。そのため、シャッターを横開きにする必要がなくなり、省スペースで免震構造用シャッターを取り付けることが可能になる。
【００２８】
また、シャッターの変形吸収部に電磁石を用いることによって切断後に再利用可能な免震構造用シャッターを実現でき、コスト削減に貢献することができる。さらに、電磁石に気圧計及び風力計と可変抵抗器を接続して連動させることによって台風などの強風時には変形又は分離しない免震構造用シャッターを実現することができる。これによって、柱頭免震構造の建築物にもシャッターが設置できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１に、本発明に係る免震構造用シャッター１の正面図を示す。柱１１ａ、１１ｂは地盤等基礎部上に立設されて上柱部１７ａ、１７ｂと下柱部１５ａ、１５ｂとにそれぞれ分けられていて、その間に免震装置１６ａ、１６ｂがそれぞれ介装されている。上柱部１７ａ、１７ｂの間に梁１９が架設されている。梁１９にシャッターボックス９が配置されており、そのシャッターボックス９内からスラッター１２が垂下される。スラッター１２は、上部スラッター１２ａの鉛直方向下部に変形吸収部１８が連接し、さらに下部スラッター１２ｂが連接する。上部スラッター１２ａはその両端部が、一端は上部スラッター１２ａと同一長の上部シャッターレール４ａ、４ｅ（図示せず）で摺動可能に挟持され、他端は上部シャッターレール４ｃ、４ｇ（図示せず）に摺動可能に挟持される。上部シャッターレール４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇは上柱部１７ａ、１７ｂに固定される。また、下部スラッター１２ｂはその両端部が、一端は下部スラッター１２ｂとほぼ同一長の下部シャッターレール４ｂ、４ｆ（図示せず）で摺動可能に挟持され、他端は下部シャッターレール４ｄ、４ｈに摺動可能に挟持される。そのスラッター１２には免震装置１６ａ、１６ｂと同高さ位置に図１のいずれかの変形吸収部１８が設けられている。図中の免震装置１６ａ、１６ｂと変形吸収部１８との間は、所定の間隔の隙間１３が開いた状態になっている。隙間１３の間隔Ｌは、地震時に想定される最大水平変位量を考慮して決定される。ここで、周辺の取り合いにより変形吸収部１８の鉛直方向位置は免震装置と同高さ以外でも可能である。
【００３０】
変形吸収部１８は、上側部６４ａと下側部６４ｂとに分離した永久磁石から構成されていてもよい。また、変形吸収部１８は上側部６４ａと下側部６４ｂとに分離されてそれぞれに電磁石を設けてもよい。その際、変形吸収部１８の上側部６４ａと下側部６４ｂは非振動時のみ係着しており、振動時には分離して免震装置の変形を阻害しないよう構成されている。
【００３１】
また、変形吸収部１８は破断プレートで構成されていてもよい。この場合、変形吸収部１８は剪断耐力が上部および下部スラッターより小さく、振動時に免震装置１６ａ、１６ｂが変形すると、変形吸収部１８が切断されて上部スラッターと下部スラッターが切り離され、剪断耐力が大きい上部及び下部スラッターに変形しようとする力が加わるのを防ぐ働きをする。
【００３２】
さらに、変形吸収部１８は粘弾性力が高いコイルバネまたはゴムチューブから構成されていてもよい。この場合、振動時に免震装置１６ａ、１６ｂが変形すると、変形吸収部１８が変形することによって上部及び下部スラッターに変形しようとする力が加わるのを最小にとどめる働きをする。
【００３３】
図２に、本発明に係る免震構造用シャッター１の断面図を示す。ここでは柱１１ｂ側から見たシャッターレール４ｃ、４ｄ、４ｇ、４ｈを含む部分が示されている。スラッター１２は両面をシャッターレール４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの間に挟まれた状態となっている。上部の非免震部分と、下部の免震部分とがスラッター１２に設けられた変形吸収部１８によって分離されている。（ａ）はその変形吸収部１８に永久磁石を用いた例を示し、変形吸収部上側部と変形吸収部下側部とに分離しており、それぞれ永久磁石２０ａ及び２０ｂが用いられている。（ｂ）は変形吸収部１８に破断プレート２１を用いた例を示し、（ｃ）は変形吸収部１８に粘弾性力の高いコイルバネ又はゴムチューブ２２を用いた例を示す。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）いずれの例も、変形吸収部１８の側部にシャッターレールはなく、上部スラッター１２ａと下部スラッター１２ｂの側部にのみシャッターレール４ｃ、４ｄ、４ｇ、４ｈが存在する。（ａ）の例では、地震時に免震装置が変形すると永久磁石２０ａ、２０ｂがずれることによって免震装置の変形を阻害しないよう構成されている。（ｂ）の例では、免震装置の変形時には変形吸収部１８の破断プレート２１が切断されてスラッター１２の上部と下部が切り離されるようになっている。このため免震装置の振動吸収能力を阻害しないことが可能となる。（ｃ）の例では、免震装置の変形時には変形吸収部１８は分離せず変形するように構成されている。コイルバネ又はゴムチューブ２２は伸び縮みするため、地震時、免震装置が変形するとコイルバネ又はゴムチューブ２２も変形し、それによって免震装置の振動吸収能力を阻害しないことが可能となる。
【００３４】
図３に、シャッターの変形吸収部を免震装置より下方に設けた免震構造用シャッター２７、２９の正面図を示す。（ａ）は、変形吸収部２６を構造物の基礎部に近いシャッターの下部に設けた例である。（ｂ）は、変形吸収部２８を免震装置２４より若干下方に設けた例である。シャッターレール２５の寸断された部分も変形吸収部２６、２８と同高さ位置に設けられる。変形吸収部２６、２８を免震装置２４より下方に設けることによって、デザイン性を損なうことなく免震構造用シャッター２７、２９を取り付けることが可能となる。
【００３５】
図４には、シャッターの変形吸収部と同高さのシャッターレール部分に剪断耐力の小さいレールを設けた免震構造用シャッター３５の正面図を示す。図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はスラッター１２の変形吸収部１８と同高さのシャッターレール４ｃ、４ｄ、４ｇ、４ｈの部分は寸断されているが、図５ではシャッターレール３８は連続しており、スラッター３６の変形吸収部４４と同高さ位置の部分の材質のみを剪断耐力の小さいシャッターレール部分４０に変えてシャッターレール３８と連設させる。それによって、地震時に免震装置４２が変形するとスラッター３６の変形吸収部４４だけでなくシャッターレール３８も切断されやすいシャッターレール部分４０において変形又は切断されて、免震装置４２の変形能力を阻害することを防ぐことが可能になる。
【００３６】
図５は、シャッターの変形吸収部に強力な電磁石を使用した免震構造用シャッター４９を示す。変形吸収部は変形吸収部上側部６４ａと変形吸収部下側部６４ｂとに分離されており、それぞれ免震部分の電磁石５０ａと非免震部分の電磁石５０ｂを備えている。電磁石５０ａと５０ｂはそれぞれ可変抵抗器５２ａ、５２ｂと気圧計５６ａ、５６ｂ及び風力計５４ａ、５４ｂを接続する。変形吸収部上側部６４ａには複数の電磁石５０ａが並置されて、変形吸収部下側部６４ｂには複数の電磁石５０ｂが並置されている構造であってもよい。また、変形吸収部上側部６４ａまたは変形吸収部下側部６４ｂのどちらか一方に電磁石５０ａまたは５０ｂを設け、もう片側には永久磁石を磁石の極が逆になるように配置してもよい。
【００３７】
気圧計５６ａ、５６ｂ及び風力計５４ａ、５４ｂと可変抵抗器５２ａ、５２ｂは連動するように設計されている。気圧計５６ａ、５６ｂがある値より小さい大気圧を検知するか、又は風力計５４ａ、５４ｂがある値より強い風力を検知した時、可変抵抗器５２ａ、５２ｂが抵抗値を下げてより強い電流Ｉintenseを電磁石５０ａ、５０ｂに流す構成とする。具体的には、大気圧又は風力を電流に変換し所定の値を越えた場合に起動させる構成とする。台風時、気圧計５６ａ、５６ｂが低い大気圧を検知して風力計５４ａ、５４ｂが強い風を検知した場合、台風の強風による振動で電磁石５０ａ、５０ｂが分離することを防ぐため、可変抵抗器５２ａ、５２ｂの抵抗値を下げて強い電流Ｉintenseが流れるようにし、電磁石５０ａ、５０ｂの強度を高める。平時には、気圧計５６ａ、５６ｂと風力計５４ａ、５４ｂは平常の大気圧と風力を検知し、その際には震動を感知するとすぐに電磁石５０ａ、５０ｂを分離するために可変抵抗器５２ａ、５２ｂの抵抗値を上げて弱い電流Ｉweakが流れるようにして電磁石５０ａ、５０ｂの強度を下げる。こうすることによって、電磁石５０ａ、５０ｂは台風時及び平時には分離せず、地震による激しい震動が起きた時にのみ切断されることになる。従って、地震時に免震装置６２の免震部分と非免震部分が別々に動いた際、スラッター５８の上下が分離して免震装置６２の変形能力を阻害しないことが可能になる。さらに、変形吸収部６４に電磁石５０ａ、５０ｂを用いた場合、地震時に切断されても、再び元に戻すことができ、コストを削減することが可能となる。
【００３８】
図６は、建築物全体の一部に本発明の免震構造用シャッターを取り付けた様子を示す。建築物８０には、その階を通して延在される梁８８が設けられている。梁８８から上柱部８６ｃ、８６ｄが垂下し、その下に免震装置８４ｃ、８４ｄが設置され、その下に下柱部８２ｃ、８２ｄが基礎部まで延在する。梁８８の下部で上柱部８６ｃ、８６ｄの間に上部スラッター部９２が垂下し、上部スラッター部９２はその下部に設けられる下部スラッター部９０との間に変形吸収部９４が介装されている。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
免震構造は一般的に低層の建築物に適しており、絶縁装置を地上一階の柱頭に設ける柱頭免震構造は、地下階に絶縁装置を設ける基礎免震に比べて敷地利用や施工費の面で負担が少ない。そのため、比較的小規模のマンションや住宅にも利用でき、今後ますます需要が高まるものと予想される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る柱頭免震構造の免震装置とその免震装置と同高さに変形吸収部を設けたシャッターの正面図を示す。
【図２】本発明に係る変形吸収部を設けたシャッターの断面図を示す。（ａ）変形吸収部に永久磁石を設けた例と、（ｂ）変形吸収部に破断プレートを設けた例と、（ｃ）変形吸収部にコイルバネ又はゴムチューブを設けた例を示す。
【図３】本発明に係る柱頭免震構造の免震装置とその下部に変形吸収部を設けたシャッターの正面図であって、（ａ）構造物の基礎部に近いシャッターの下部に変形吸収部を設けたシャッターの例と、（ｂ）その免震装置より若干下方に変形吸収部を設けたシャッターの例を示す。
【図４】本発明に係る柱頭免震構造の免震装置とその免震装置と同高さに変形吸収部を設けたシャッターとその変形吸収部と同高さに切断しやすい部分を設けたシャッターレールを備えた例の正面図を示す。
【図５】本発明に係る柱頭免震構造の免震装置とその免震装置と同高さに設けられた変形吸収部に電磁石を備えたシャッターの正面図を示す。
【図６】本発明に係る柱頭免震構造の免震装置と変形吸収部を備えたシャッターとを設けた建築物の全体構成図を示す。
【図７】従来のシャッターの構造の（ａ）断面図と、（ｂ）正面図を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１    免震構造用シャッター
４ａ、４ｃ、４ｇ    上部スラッター
４ｂ、４ｄ、４ｈ    下部スラッター
９    シャッターボックス
１１ａ、１１ｂ  柱
１２  スラッター
１２ａ  上部スラッター
１２ｂ  下部スラッター
１３  隙間
１５ａ、１５ｂ  下柱部
１６ａ、１６ｂ  免震装置
１７ａ、１７ｂ  上柱部
１８  変形吸収部
１９  梁
２０ａ、２０ｂ  永久磁石
２１    破断プレート
２２  コイルバネ又はゴムチューブ
２３  シャッター
２４  免震装置
２５  シャッターレール
２６  変形吸収部
２７  免震構造用シャッター
２８  変形吸収部
２９  免震構造用シャッター
３５  免震構造用シャッター
３６  スラッター
３８  シャッターレール
４０  切断されやすいシャッターレール部分
４２  免震装置
４４  変形吸収部
４９  免震構造用シャッター
５０ａ、５０ｂ  電磁石
５２ａ、５２ｂ  可変抵抗器
５４ａ、５４ｂ  風力計
５６ａ、５６ｂ  気圧計
５８  スラッター
６０  シャッターレール
６２  免震装置
６４ａ  変形吸収部上側部
６４ｂ  変形吸収部下側部
８０  建築物
８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ  下柱部
８４ｃ、８４ｄ  免震装置
８６ｃ、８６ｄ  上柱部
８８  梁
９０  下部スラッター
９２  上部スラッター
９４  変形吸収部
１００  シャッターレール
１０２  スラッター
１０４ａ、１０４ｂ  柱
１０６  シャッターボックス
１０８  梁
【図１】
2005325643.tif 000003
【図２】
2005325643.tif 000004
【図３】
2005325643.tif 000005
【図４】
2005325643.tif 000006
【図５】
2005325643.tif 000007
【図６】
2005325643.tif 000008
【図７】
2005325643.tif 000009