(57)【要約】【課題】  簡易な構造により地震力等に対する構造安全性を高めることができる建造物を提供する。【解決手段】  基礎構造体２０と、当該基礎構造体の上面に載置されている上部構造体１０と、を備える建造物（広告塔Ｔ）であって、前記上部構造体の下面と前記基礎構造体の上面とは、縁が切られた状態であり、かつ、直接的又は間接的に接した状態となっており、前記上部構造体と前記基礎構造体との間には、鉛直方向変位を減衰する制震機構３０が介設されていることを特徴とする建造物とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎構造体と、当該基礎構造体の上面に載置されている上部構造体と、を備える建造物であって、
前記上部構造体の下面と前記基礎構造体の上面とは、縁が切られた状態であり、かつ、直接的又は間接的に接した状態となっており、
前記上部構造体と前記基礎構造体との間には、鉛直方向変位を減衰する制震機構が介設されていることを特徴とする建造物。
【請求項２】
前記上部構造体の下面には基盤部が設けられているとともに、
前記基礎構造体は中空箱型形状に形成されており、
前記基盤部と前記基礎構造体の上面とが直接的又は間接的に接した状態となっている請求項１に記載の建造物において、
前記制震機構は、前記基盤部に接合されており、かつ、前記基礎構造体の上面部を貫通して、当該基礎構造体の底面部に定着されていることを特徴とする建造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広告塔、時計塔、煙突或いはモニュメント等、比較的小規模である各種の建造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、土木建築構造物の構造安全性、品質或いはライフサイクルコスト等の観点からその構造性能を高めるために、基礎部（基礎構造体）に制震機構や免震機構を設ける構造が採用されるケースが多くなっている。
【０００３】
例えば、図５に示すように、建物８１，８１’（上部構造体）と、その基礎部である支持杭８２（図５（ａ））、或いは、直接基礎８２’及び外周杭８３（図５（ｂ））との間に、ダンパ８５（制震機構）を介在させた制震構造８０，８０’（特許文献１）が存在している。また、図６に示すように、建物９１及び可動基礎９２との間に水平方向の免震機構９５を介在させるとともに、可動基礎９２及び固定基礎９３の間に、鉛直方向の免震機構９６，９６’を介在させた免震構造９０（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−１９５８９０号公報（第３頁−第５頁、第１図，第７図）
【特許文献２】特開平９−１４４３７５号公報（第２頁−第３頁、第１図，第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記制震構造８０，８０’において、建物８１と一部の支持杭８２（図５（ａ））、又は、建物８１’と直接基礎８２’（図５（ｂ））とは一体的に形成されており、当該建物８１，８１’の外周部の自重は、図示しない基礎梁や上部架構等によって支持杭８２や直接基礎８２’に伝達させなければならず、それに伴い、前記基礎梁や上部架構等の剛性及び強度を高める必要があることから、複雑な構造としなければならないという問題点を有していた。
【０００５】
また、前記免震構造９０では、建物９１は、可動基礎９２との間に所定間隔を設けた状態で、水平方向の免震機構９５により支持されている構造に過ぎないため、地震時において水平力が作用した場合に、建物９１の底面部に生じる浮上力（引張力）或いは転倒力に対して、効果的に抵抗することができないという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構造により地震力等に対する構造安全性を高めることが可能となる建造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明の建造物は、基礎構造体と、当該基礎構造体の上面に載置されている上部構造体と、を備える建造物であって、前記上部構造体の下面と前記基礎構造体の上面とは、縁が切られた状態であり、かつ、直接的又は間接的に接した状態となっており、前記上部構造体と前記基礎構造体との間には、鉛直方向変位を減衰する制震機構が介設されていることを特徴としている。
【０００８】
ここで、本発明が主に対象とする建造物は、広告塔、時計塔、煙突或いはモニュメント等の小規模である各種の建造物を対象とするものであるが、特に、塔状比が大きい塔状工作物に適用すると好適である。
また、上部構造体は基礎構造体の上面に載置されているが、上部構造体と基礎構造体との間に、せん断力を伝達させるためのシアキー等を設けることは載置という支持形式を妨げるものではなく、前記上部構造体の下面と前記基礎構造体の上面とは直接的に接していても、他の部材を介して間接的に接していてもよい。
【０００９】
さらに、制震機構としては、各種の機構（各種のダンパ等）を用いることができ、例えば、変位依存型の制震機構、或いは、速度依存型の制震機構、又は、両機構を併用することができる。
【００１０】
なお、変位依存型の制震機構は、部材が生ずる変形に依存してエネルギ吸収を行う機構を有するものであり、鋼材系ダンパ、摩擦ダンパ等が代表的である。
また、速度依存型の制震機構は、部材が生ずる速度（振動数）に依存してエネルギ吸収を行う機構を有するものであり、粘性ダンパ、粘弾性ダンパ、オイルダンパ等が代表的である。
【００１１】
また、前記建造物において、前記上部構造体の下面には基盤部が設けられているとともに、前記基礎構造体は中空箱型形状に形成されており、前記基盤部と前記基礎構造体の上面とが直接的又は間接的に接した状態となっており、前記制震機構は、前記基盤部に接合されており、かつ、前記基礎構造体の上面部を貫通して、当該中空箱型構造物の底面部に定着されている構成とすることもできる。
なお、制震機構は、基盤部に接合されている上部接合部材と、当該上部接合部材に対して回動自在に接合されている下部接合部材と、中空箱型構造体に接合されている支持部材と、前記下部接合部材と前記支持部材の間に介設されている制震装置から構成することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上部構造体と基礎構造体とは剛接合されておらず、当該上部構造体が基礎構造体の上面に載置されているにすぎない。そのため、地盤から上部構造体に作用する外力は、当該上部構造体の自重や制振機構の減衰力によって決定される所定の力以上に作用することはない。加えて、上部構造体が基礎構造体の上面に載置されているにすぎないため、当該上部構造体に浮上力又は転倒力が作用した場合には、制震機構により効果的にエネルギを吸収することにより、鉛直方向変位を減衰することができる。従って、簡易な構造でその安全性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明によれば、基礎構造体が中空箱型構造物として形成されていることから、その内部に設置されている制震機構の維持管理等の作業性を向上させることができるとともに、より簡易な構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の一形態（以下「実施形態」という」について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下は、建造物としては、塔状比が大きい、細長の直方体である広告塔Ｔを例としてその説明を行う。
【００１５】
（１）構成
図１，図２に示すように、本発明の広告塔Ｔは、上部構造体１０と、基礎構造体２０と、制震機構３０と、を主要部として形成されている。
【００１６】
［上部構造体］
上部構造体１０は鉄筋コンクリート構造であり、鉛直方向に立設している塔体部１１と、当該塔体部１１の下端に設けられている基盤部１２とから形成されている。
塔体部１１は広告を行うための役割を奏するものであり、所定寸法で細長形状に形成されている。
また、基盤部１２は、塔体部１１を基礎構造体２０の上面に安定して載置するために、塔体部１１より断面積が大きい直方体（立方体）盤形状に形成されている。
【００１７】
［基礎構造体］
基礎構造体２０も鉄筋コンクリート構造であり、中空部を有する直方体の箱型形状に形成されている。この基礎構造体２０は、それぞれが矩形板状である、上面部２１、下面部２２及び四周の壁面部２３〜２６を有しており、当該上面部２１及び下面部２２は、基盤部１２より表面積が大きく形成されている。
そして、基礎構造体２０の上面部２１において、基盤部１２が位置する２箇所には所定間隔を離間させて貫通孔２１ａ（図２）が形成されている。
【００１８】
前記基礎構造体２０は、上面部２１の表面を露出させた状態で地盤Ｇに埋設されており、当該上面部２１の表面にはモルタル層２８が敷設されている。なお、このモルタル層２８は、基盤部１２と同一断面形状である正方形の各四隅部から、同一形状である直角二等辺三角形形状を切除した八角形形状（平面視、図示せず）となるように敷設されている。
そして、上部構造体１０の基盤部１２は、当該モルタル層２８と縁が切られた状態で、当該モルタル層２８の上面との間に隙間がないように載置されており、上部構造体１０が、後記制震機構３０のみを介して基礎構造体２０に定着されている構造となっている。
【００１９】
なお、このモルタル層２８は、必ずしも設ける必要があるものではなく、上部構造体１０の基盤部１２が、基礎構造体２０と縁が切られた状態で、直接的に、当該基礎構造体２０の上面との間に隙間がないように載置されているものであってもよい。
【００２０】
［制震機構］
図２に示すように、正面視で左右の２箇所に同一構造である制震機構３０が設けられている。この制震機構３０は、上部構造体１０の基盤部１２に定着されている接合部材３１と、基礎構造体２０の下面部２２に定着されている支持部材４１と、制震装置である鋼材履歴型ダンパ４６とオイルダンパ４７とを備えている。以下、一方の制震機構３０のみについて説明する。
【００２１】
接合部材３１は、下端部に第１クレビスコネクタ３３が接合されている上部接合部材３２と、上端部に第２クレビスコネクタ３５が接合されている下部接合部材３４とから構成されている。
上部接合部材３２には、外周に複数のスタッドコネクタ３６が突設しており、凹部（正面視）を有する第１クレビスコネクタ３３以外の部分が、基盤部１２に埋設されることによって定着されている。そして、第１クレビスコネクタ３３は、基礎構造体２０の上面部２１の貫通孔２１ａの内部に貫入されている。
【００２２】
また、下部接合部材３４の凸部（正面視）を有する第２クレビスコネクタ３５も、基礎構造体２０の上面部２１の貫通孔２１ａの内部に貫入されている。
そして、第１クレビスコネクタ３３の凹部と第２クレビスコネクタ３５の凸部を嵌合させ、両者の中央孔部（図示せず）を合致させた状態で、ピン部材３７が挿通されることにより、上部接合部材３２と下部接合部材３４とがピン部材３７を中心として、回動可能となるようにピン接合されている。
【００２３】
また、図２に示すように、２本の支持部材４１は、正面視で左右方向（側面視で前後方向）に所定間隔を離間させて、基礎構造体２０の下面部２２に立設している。
【００２４】
そして、２本の支持部材４１の上端部と、下部接合部材３４における下端部の両側の間には、それぞれ鋼材履歴型ダンパ４６が介設されており、下部接合部材３４が鋼材履歴型ダンパ４６を介して、両側から支持部材４１により挟持されている構造となっている。
さらに、下部接合部材３４の下面と基礎構造体２０の下面部２２との間にもオイルダンパ４７が介設されており、両ダンパによって、鉛直方向変位（上部構造体１０が転倒する方向の変位）を減衰させることができるようになっている。
【００２５】
なお、本実施形態では、制震装置として鋼材履歴型ダンパ４６とオイルダンパ４７とを併用したが、上部構造物１０に対して、予め定められた外力以上の入力がなされないように、適切な減衰力を有する制震装置を設ける必要がある。従って、鋼材履歴型ダンパ４６のみの構造とするものであってもよいし、オイルダンパ４７のみの構造とするものであってもよい。
【００２６】
（作用及び効果）
本発明の広告塔Ｔの作用及び効果について説明する。
図３に示すように、何らかの原因で、広告塔Ｔの上部構造体１０に浮上力（上向きの引張力）（図中矢印方向）が作用して、鉛直方向変位が発生した場合には、各々の２体の制震機構３０における鋼材履歴型ダンパ４６及びオイルダンパ４７の作用によりその変位が減衰されて、上部構造体１０の位置が基礎構造体２０上に復元されることで、広告塔Ｔの安全性が保たれることになる。
【００２７】
また、図４に示すように、広告塔Ｔの上部構造体１０に地震力や風力等の水平方向力が作用することにより、基盤部１２の一端側のみが基礎構造体２０に接した状態で他端側が浮き上がるという転倒力（図中矢印方向）が発生した場合には、主として、大きな鉛直変位が生じる側の制震機構３０（図４における右側）において、鋼材履歴型ダンパ４６及びオイルダンパ４７の作用によりその変位が減衰されて、上部構造体１０の位置が基礎構造体２０上に復元されることで、広告塔Ｔの安定性が保たれることになる。このとき、上部接合部材３１と下部接合部材３４とは、第１クレビスコネクタ３３及び第２クレビスコネクタ３５において、回動自在にピン接合されているため、転倒力が作用した場合であっても、基盤部１２に付加的な曲げ応力等が作用することを防止することができる。
【００２８】
このように、上部構造体１０が基礎構造体２０の上面部２１に載置されているにすぎないため、当該上部構造体１０に浮上力又は転倒力が作用した場合には、制震機構３０により効果的にエネルギを吸収することにより、鉛直方向変位を減衰することができ、その安全性を高めることができる。
【００２９】
また、本発明の広告塔Ｔによれば、上部構造体１０と基礎構造体２０とは剛接合されておらず、当該上部構造体１０が基礎構造体２０の上面に載置されているにすぎない。そのため、地盤Ｇ等から上部構造体１０に作用する外力は、当該上部構造体１０の自重や制振機構によって決定される所定の力以上に作用することはない。
従って、小規模である広告塔Ｔの場合には、従来の制震構造のように、上部構造体１０に水平方向変位を減衰する制御機構を設けなくても、上部構造体１０と基礎構造体２０との間に作用する各ダンパの減衰力で上部構造体１０に作用する力のエネルギを吸収することができるため、簡易な構造とすることができる。
【００３０】
また、本発明の広告塔Ｔによれば、基礎構造体２０が中空部を有する箱型形状に形成されていることから、上面部２１の貫通孔２１ａを貫通して、中空部に設置されている制震機構３０の維持管理等を容易に行うことができるとともに、より簡易な構造を実現することができる。
【００３１】
さらに、本発明の広告塔Ｔによれば、上部構造体１０に制震機構を設ける必要がなく、制震性能を向上させることができる。従って、上部構造体１０には何ら制震対策を施す必要がなく、意匠性等に優れた工作物等に用いることができる点で、非常に好適である。
【００３２】
以上、本発明について、好適な実施形態の一例を説明した。しかし、本発明は、前記実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能である。
特に、建造物は広告塔に限られるものではないことは言うまでもなく、上部構造体及び基礎構造体（中空部が存在する場合には当該中空部も含む）の形状及び構造についても制限はない。
さらに、制震機構の構造、設置数及び設置位置等についても、その性能を有効に発揮できるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の広告塔を示す側面断面図である。
【図２】本発明の広告塔を示す正面断面図である。
【図３】本発明の広告塔に浮上力が作用した場合を示す側面断面図である。
【図４】本発明の広告塔に転倒力が作用した場合を示す正面断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）ともに、従来技術として存在する制震構造を示す側面図である。
【図６】従来技術として存在する免震構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
Ｔ      広告塔（建造物）
１０    上部構造体
１１    塔体部
１２    基盤部
２０    基礎構造体
２１    上面部
２２    下面部
３０    制震機構
３１    接合部材
３２    上部接合部材
３４    下部接合部材
４１    支持部材
４６    鋼材履歴型ダンパ（制震装置）
４７    オイルダンパ（制震装置）
【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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