(57)【要約】【課題】  簡略な構造で、鉛直方向の免震性能を向上できる浮体式免震構造物、及び浮体式免震構造室を提供することを目的とする。【解決手段】  流体７中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造物１であって、該浮体式免震構造物１は、構造物本体２と、該構造物本体２の底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁５により囲われる複数に分割された空気室３とよりなり、前記構造物本体２には、複数のダクト９が上方に延伸するように設けられて、該ダクト９が、前記空気室３に連通され、該空気室３の高さを擬似的に高くし、前記空気室３の有するバネ定数を低下させ、鉛直方向の固有周期を長周期化する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造物であって、
該浮体式免震構造物は、構造物本体と、該構造物本体の底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁により囲われる複数に分割された空気室とよりなり、
前記構造物本体には、複数のダクトが上方に延伸するように設けられて、該ダクトが、前記空気室に連通され、該空気室の高さを擬似的に高くし、前記空気室の有するバネ定数を低下させ、鉛直方向の固有周期を長周期化することを特徴とする浮体式免震構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の浮体式免震構造物において、
前記構造物本体内の上方にはチャンバーが設けられており、該チャンバーは複数の前記ダクトを介して、前記空気室に連通していることを特徴とする浮体式免震構造物。
【請求項３】
請求項１に記載の浮体式免震構造物において、
前記流体が配されている免震ピットの下方には、チャンバーが設けられており、該チャンバーが、前記免震ピットの底部に設けられた複数の連通管を介して、前記空気室に連通していることを特徴とする浮体式免震構造物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の浮体式免震構造物において、
前記隔壁には、該隔壁と直交するように延出片が設けられることを特徴とする浮体式免震構造物。
【請求項５】
剛に構築された構造物内に配置され、流体中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造室であって、
該浮体式免震構造室が、室本体と、該室本体を囲うように設けられた免震ピットより構成され、
前記室本体の底部には、該底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁により囲われる複数に分割された空気室を有しており、
所定量の流体が満たされた免震ピット内に、前記室本体が浮揚しているとともに、
前記免震ピットの下方にはチャンバーが設けられて、前記免震ピットの底部に設けられた連通管を介して、前記空気室と前記チャンバーが連通していることを特徴とする浮体式免震構造室。
【請求項６】
請求項５に記載の浮体式免震構造室において、
前記チャンバーが、水平方向に分割されるとともに、前記構造物の壁内空間に設けられた空洞部に連通していることを特徴とする浮体式免震構造室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡略な構造で鉛直方向の免震性能を向上できる浮体式免震構造物、及び浮体式免震構造室に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造物を流体中に浮揚させることにより免震性能を確保する免震構造において、その免震性能が、水平方向については効果が高いことが一般に知られている。これに加え、鉛直方向の免震性能についても、十分な効果を得ることを目的に、図４に示すような、構造物本体２の底部に複数の空気室３を設けた免震構造物２０が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
これは、該免震構造物２０の空気室３を複数に分割する構造とすることにより、構造物本体２の静的安定性を維持し、かつ復元力を確保し、水平方向だけでなく、鉛直方向の地震動に対しても免震効果を持たせる構造としたものである。
【特許文献１】特開２０００−１１０４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような免震構造物２０は、前記空気室３が構造物本体２の底部に位置するため、重心が高くなり復元力が小さくなりやすい。また、図４に示す構造を高層構造物に適用する場合には、復元力を十分に持たせる必要があるため、これを目的に、空気室３の分割数をさらに増やす必要が生じる。しかし、このような方法はコストが高くなるとともに、空気室３の気圧の保持や腐食等に対するメンテナンス作業が煩雑となるため、現実的ではない。
【０００４】
一方で、復元力を十分に保持することを目的に、前記空気室３の高さを十分にとる方法も考えられるが、流体７を配する免震ピット６を深くすると、地盤の掘削量が増加しコストが高くなることが考えられる。また、前記空気室３を上方に大きくとると、免震構造物２０全体に対して構造物本体２の占める割合が小さくなり、免震構造物２０内に活用できないスペースが多くなりやすい。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、簡略な構造で、鉛直方向の免震性能を向上できる浮体式免震構造物、及び浮体式免震構造室を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の浮体式免震構造物、及び浮体式免震構造室は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の浮体式免震構造物は、流体中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造物であって、該浮体式免震構造物は、構造物本体と、該構造物本体の底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁により囲われる複数に分割された空気室とよりなり、前記構造物本体には、複数のダクトが上方に延伸するように設けられて、該ダクトが、前記空気室に連通され、該空気室の高さを擬似的に高くし、前記空気室の有するバネ定数を低下させ、鉛直方向の固有周期を長周期化することを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、流体中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造物であって、該浮体式免震構造物は、構造物本体と、該構造物本体の底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁により囲われる複数に分割された空気室とよりなり、前記構造物本体には、複数のダクトが上方に延伸するように設けられて、該ダクトが、前記空気室に連通され、該空気室の高さを擬似的に高くし、前記空気室の有するバネ定数を低下させ、鉛直方向の固有周期を長周期化することから、空気室自身の高さが低い場合にも、擬似的に高さを十分に確保することができるため、鉛直方向の固有周期を長周期化し、免震性能を向上させることが可能となる。
【０００８】
さらに、本発明の浮体式免震構造物は、上記の浮体式免震構造物において、前記構造物本体内の上方にはチャンバーが設けられており、該チャンバーは複数の前記ダクトを介して、前記空気室に連通していることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、前記構造物本体内の上方にはチャンバーが設けられており、該チャンバーは複数の前記ダクトを介して、前記空気室に連通していることから、上記と同じく、空気室自身の高さが低い場合にも、擬似的に高さを十分に確保することができるため、空気室内の有するバネ定数を低下させ、浮体式免震構造物における鉛直方向の固有周期を長周期化し、免震性能を向上させることが可能となる。
【００１０】
さらに、本発明の浮体式免震構造物は、上記の浮体式免震構造物において、前記流体が配されている免震ピットの下方には、チャンバーが設けられており、該チャンバーが、前記免震ピットの底部に設けられた複数の連通管を介して、前記空気室に連通していることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、前記流体が配されている免震ピットの下方には、チャンバーが設けられており、該チャンバーが、前記免震ピットの底部に設けられた複数の連通管を介して、前記空気室に連通していることから、上記と同じく、空気室自身の高さが低い場合にも、擬似的に高さを十分に確保することができるため、空気室内の有するバネ定数を低下させ、浮体式免震構造物における鉛直方向の固有周期を長周期化し、免震性能を向上させることが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明の浮体式免震構造物は、上述のいずれかの浮体式免震構造物において、前記隔壁には、該隔壁と直交するように延出片が設けられることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、前記隔壁には、該隔壁と直交するように延出片が設けられることから、延出片により付加重量を与えられることとなるため、浮体式免震構造物全体の重量が増し、免震性能を向上させることが可能となる。また、延出片を流体中に配置させれば、延出片が受ける水の抵抗を延出片の重量として浮体式免震構造物に伝達することができるため、擬似的に浮体式免震構造物の重量が増すこととなり、免震性能もさらに向上させることが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明の浮体式免震構造室は、剛に構築された構造物内に配置され、流体中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造室であって、該浮体式免震構造室は、室本体と、該室本体を囲うように設けられた免震ピットより構成され、前記室本体の底部には、該底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁により囲われる複数に分割された空気室を有しており、所定量の流体が満たされた免震ピット内に、前記室本体が浮揚しているとともに、前記免震ピットの下方にはチャンバーが設けられて、前記免震ピットの底部に設けられた連通管を介して、前記空気室と前記チャンバーが連通していることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、剛に構築された構造物内に配置され、流体中に浮揚することにより免震性を有する浮体式免震構造室であって、該浮体式免震構造室は、室本体と、該室本体を囲うように設けられた免震ピットより構成され、前記室本体の底部には、該底部を上面とし、該底部から鉛直下方向に延びる隔壁により囲われる複数に分割された空気室を有しており、所定量の流体が満たされた免震ピット内に、前記室本体が浮揚しているとともに、前記免震ピットの下方にはチャンバーが設けられて、前記免震ピットの底部に設けられた連通管を介して、前記空気室と前記チャンバーが連通していることから、空気室内の有するバネ定数を低下させ、部屋本体における鉛直方向の固有周期を長周期化できるため、建築物内の部屋本体に対して、鉛直方向の免震性能を向上することが可能となる。
【００１６】
さらに、本発明の浮体式免震構造室は、上記の浮体式免震構造室において、前記チャンバーが、水平方向に分割されるとともに、前記構造物の壁内空間に設けられた空洞部に連通していることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、前記チャンバーが、水平方向に分割されるとともに、前記構造物の壁内空間に設けられた空洞部に連通していることから、床内に十分な高さを有する下方チャンバーを設けられない場合に対して有効で、壁内空間と連通して高さを確保することができるため、擬似的に高さを十分有する構成となり、空気室内の有するバネ定数を低下させ、部屋本体の鉛直方向の固有周期を長周期化でき、建築物内の部屋本体に対して、鉛直方向の免震性能を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の浮体式免震構造物によると、空気室自身の高さが低い場合にも、擬似的に高さを十分に確保することができるため、鉛直方向の固有周期を長周期化し、免震性能を向上させることが可能となる。
また、本発明の浮体式免震構造室によると、空気室内の有するバネ定数を低下させ、部屋本体における鉛直方向の固有周期を長周期化できるため、建築物内の部屋本体に対し、鉛直方向の免震性能を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１には、本実施形態にかかる浮体式免震構造物１が示されている。本実施形態は、構造物本体２の下部に空気室３が設けられた浮体式免震構造物１において、鉛直方向の免震性能を向上させる事例を示す。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、浮体式免震構造物１は、地盤中に設けられた免震ピット６の内部で、所定量を満たされた流体７中に浮揚されている。この浮体式免震構造物１は、構造物本体２と、空気室３と、ダクト９より構成されている。前記空気室３は、構造物本体２の下部に設けられており、該空気室３を複数に分割するように複数の隔壁５が設けられている。このような空気室３は、前記構造物本体２の柱の内部や壁の内部等に鉛直方向に設けられた複数のダクト９と連通している。
【００２１】
上述する構成によれば、浮体式免震構造物１は前記構造物本体２の内部に設けられたダクト９と空気室３が連通していることにより、空気室３自身の高さｈ1は低いが、高さＨ１のダクトの容積分だけ擬似的に高さが高くなり、前記空気室３の有するバネ定数を低下させ、鉛直方向の固有周期を長周期化することが可能となる。
【００２２】
なお、図１（ｂ）に示すように、前記ダクト９の上端部に上方チャンバー１１を設け、該上方チャンバー１１と前記空気室３とを前記ダクト９を介して連通する構成とすれば、空気室３の高さｈ1をさらに低くし、前記構造物本体２を広くとることも可能となる。
【００２３】
また、図１（ｃ）に示すように、前記空気室３の隔壁５の下端部に各々に水平方向に延びる延出片５ａを設けて、浮体式免震構造物１の重量を増加させ、さらに、固有周期を長期化させて、免震性能を向上させることも可能となる。
【００２４】
［第２実施形態］
図２に、構造物本体２の下部に空気室３が設けられた従来より用いられている、浮体式免震構造物１において、擬似的に前記空気室３の高さを確保し、鉛直方向の免震性能を向上させる事例を以下に示す。
【００２５】
前記浮体式免震構造物１は、構造物本体２と、前記空気室３と、下方チャンバー１２とより構成されている。該下方チャンバー１２は、前記免震ピット６の下方に設けられており、前記免震ピット６の底部に設けられて、分割された空気室３各々に設けられた連通管１３を介して、下方チャンバー１２と空気室３は連通している。
【００２６】
上述する構成によれば、浮体式免震構造物１は、その下部に設けられた空気室３自身の高さｈ1は低いが、下方チャンバー１２と前記連通管１３を介して連通されることにより、擬似的に高さを十分有する構成とすることができるため、前記空気室３の有するバネ定数を低下させ、鉛直方向の固有周期を長周期化することが可能となるものである。
【００２７】
［第３実施形態］
図３に、剛に構築された建築物１４内において、所定の室のみに免震性能を持たせた浮体式免震構造室１７の事例を示す。該浮体式免震構造室１７は、上面床１６ａと、中間床１６ｂと、下面床１６ｃとよりなる三重床１６と、内壁１５ａと外壁１５ｂとよりなる二重壁１５と、内天井１９ａと外天井１９ｂとよりなる二重天井１９とより囲われており、上面床１６ａと、内壁１５ａと、内天井１９ａによりなる部屋本体１８と、前記中間床１６ｂと、外壁１５ｂと、外天井１９ｂとよりなる免震ピット６とより構成されている。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、浮体式免震構造室１７内の部屋本体１８は、前記免震ピット６に、適量の流体７が満たされ、該流体７に浮揚している。該部屋本体１８を構成する上面床１６ａの下面には、隔壁１０により複数に分割された空気室３が設けられている。
【００２９】
一方、前記中間床１６ｂと下面床１６ｃとの間には、下方チャンバー１２が設けられており、該下方チャンバー１２は、免震ピット６の底部に設けられて分割された空気室３各々に設けられた連通管１３を介して、空気室３に連通している。
【００３０】
上述する構成によれば、浮体式免震構造室１７は、該浮体式免震構造室１７の下部に設けられた空気室３の高さは低いが、擬似的に高さを十分有する構成となり、前記空気室３内の有するバネ定数を低下させ、前記部屋本体１８における鉛直方向の固有周期を長周期化できるため、前記建築物１４内の前記部屋本体１８に対して、鉛直方向の免震性能を向上することが可能となる。
【００３１】
［第４実施形態］
図３（ｂ）に、本発明の第３実施形態と同様に、剛に構築された建築物１４内において、所定の部屋のみに免震性能を持たせた浮体式免震構造室１７の他の事例を示す。
【００３２】
該浮体式免震構造室１７は、本発明の第３実施形態と同様で、部屋本体１８が、前記免震ピット６に適量の流体７が満たされ、該流体７に浮揚している。該部屋本体１８を構成する上面床１６ａの下面には、前記隔壁５により複数に分割された空気室３が設けられている。なお、図３（ｂ）に示すように、該浮体式免震構造室１７の壁は三重となっており、前記免震ピット６の外側に壁内空間１５ｃが設けられている。
【００３３】
一方、前記中間床１６ｂと下面床１６ｃとの間には、下方チャンバー１２が水平方向に２分割するように対をなして設けられて、対をなす該下方チャンバー１２は、各々前記壁内空間１５ｃと連通して高さを確保している。このような下方チャンバー１２は、免震ピット６の底部に設けられて、分割された空気室３各々に設けられた連通管１３を介して、空気室３に連通している。
【００３４】
上述する構成によれば、該浮体式免震構造室１７は、前記三重床１６内に十分な高さを有する下方チャンバー１２を設けられない場合に対して有効で、該下方チャンバー１２が、前記壁内空間１５ｃと連通して高さを確保していることにより、浮体式免震構造室１７の下方に設けられた空気室３の高さは低いが、擬似的に高さを十分有する構成となり、前記空気室３内の有するバネ定数を低下させ、前記部屋本体１８における鉛直方向の固有周期を長周期化でき、鉛直方向の免震性能を向上することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る構造物本体の下部に空気室を設けた浮体式構造物を示す図である。
【図２】本発明に係る構造物本体の下部に空気室を設けた浮体式構造物の他の事例を示す図である。
【図３】本発明に係る剛に構築された建築物内に設けられた浮体式免震構造室を示す図である。
【図４】従来の浮体式構造物の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  浮体式構造物
２  構造物本体
３  空気室
５  隔壁
５ａ  延出片
６  免震ピット
７  流体
９  ダクト
１１  上方チャンバー
１２  下方チャンバー
１３  連通管
１４  建築物
１５  二重壁
１６  三重床
１７  浮体式免震構造室
１８  部屋本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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