(57)【要約】  【課題】滑り免震による免震構造を基本にして、免震機能をより向上させるとともに、設置スペースを取らずに施工が行ない易く施工後の保守管理も容易である免震構造を提供する。  【解決手段】地盤に固定された盤状の下部基礎１０と、その上方に独立して配置される上部基礎５０とからなる。上部基礎５０は、全体が格子枠状をなし、格子枠の隅部に配置される基礎柱５２とそれをつなぐ基礎梁５４とを有する。上部基礎５０の基礎柱５２に対応する個所に配置され、下部基礎５０の上面に設けられた下側滑り部２０と、基礎柱５２の下面で下側滑り部２０よりも内側に配置されて下側滑り部２０に支持され水平方向に摺動する上側滑り部３０とからなる滑り免震構造と、上端が上部基礎５０に連結され、下端が下部基礎１０に連結され、水平方向に弾力的に変形する弾性復元部６０とを備える。【選択図】図１
2007284969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に基礎構造を介して構築される建造物における免震構造であって、
前記基礎構造が、前記地盤に固定された盤状の下部基礎と、下部基礎の上方に下部基礎から独立して配置される上部基礎とからなり、
前記上部基礎は、全体が格子枠状をなし、格子枠の隅部に配置される基礎柱と基礎柱をつなぐ基礎梁とを有してなり、
前記上部基礎の基礎柱に対応する個所に配置され、前記下部基礎の上面に設けられた下側滑り部と、前記基礎柱の下面で下側滑り部よりも内側に配置されて下側滑り部に支持され水平方向に摺動する上側滑り部とからなる滑り免震構造と、
上端が前記上部基礎に連結され、下端が前記下部基礎に連結され、水平方向に弾力的に変形する弾性復元部と、
を備える建造物の免震構造。
【請求項２】
前記下側滑り部は、前記下部基礎の上面に固定された滑り面板を有し、
前記上側滑り部は、前記基礎柱の下面に取付アンカーを介して着脱自在に取り付けられた基礎底板と、基礎底板の底面に一体化され前記滑り面板よりも小さな面積の滑り底板とを有する
請求項１に記載の建造物の免震構造。
【請求項３】
前記取付アンカーは、前記基礎柱に埋め込まれた雌ねじ部と、前記基礎底板を介して雌ねじ部にねじ込まれ基礎底板を雌ねじ部に締結するボルトとを備える
請求項１または２に記載の建造物の免震構造。
【請求項４】
前記弾性復元部は、前記下部基礎に取付固定される取付台と、取付台の上部に一体形成され柱状をなす弾性ゴム材料からなる弾性復元材とを有し、
前記上部基礎の基礎梁から基礎梁へと架け渡された床受け材に、前記弾性復元部の前記弾性復元材の上端が連結固定されている
請求項１〜３の何れかに記載の建造物の免震構造。
【請求項５】
請求項２〜４の何れかに記載の免震構造を施工する方法であって、
前記地盤に前記下部基礎を構築する工程（ａ）と、
前記下部基礎の上面に前記滑り面板を設置し、その上面を養生シートで覆う工程（ｂ）と、
前記養生シートの上に、予め一体形成された前記滑り底板と前記基礎底板とを配置する工程（ｃ）と、
前記基礎底板をその一部に利用して、前記上部基礎を構築するためのコンクリート打設用型枠を設置し、コンクリートを打設し硬化させて、上部基礎を構築する工程（ｄ）と、
前記基礎底板を前記上部基礎に一体化させたままで残して、前記コンクリート打設用型枠および前記養生シートを撤去する工程（ｅ）と、
前記上部基礎と下部基礎との間に前記弾性復元部を設置する工程（ｆ）と、
を含む免震構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物の免震構造およびその施工方法に関し、詳しくは、住宅などの建造物に地震の破壊的な震動が伝達されないようにして、建造物を地震の被害から免れさせる免震構造と、このような免震構造を施工する方法とを対象にしている。
【背景技術】
【０００２】
住宅などの建造物における免震構造として、基礎構造を含む建造物の全体を、地盤に対して水平方向に滑るようにしておく「滑り免震」と呼ばれる技術が知られている。具体的には、基礎構造の下部に、上下一対で互いに水平方向に摺動自在な滑り部材を配置しておく。通常の状態では、建造物の重量が十分に大きく慣性があるので、風などの外力が加わっても、家屋がみだりに移動したり揺れたりすることはない。地震が発生すると、地盤および下側の滑り部材は激しく震動するが、上側の滑り部材および建造物はその慣性力によって静止状態を維持し、上下の滑り部材の当接面が互いに滑る。その結果、建造物の構造や居住者、家具などに破壊的な力や震動が伝わり難くなる。
【０００３】
特許文献１には、住宅を構築する地盤を掘削して、その底面の全体に平滑な水平面を有するコンクリート盤を打設し、その上に、硬質で摩擦係数の小さな摺接材を備えた布基礎を載置し、布基礎の上に住宅を構築する技術が示されている。
特許文献２には、断面逆Ｔ字形をなす基礎本体の拡幅された底面に間隔をあけて多数の第１の滑り部材を設け、第１の滑り部材と対面する位置で地面側に設置された小さな柱状の第２の滑り部材と前記第１の滑り部材とで滑り免震機能を発揮させる技術が示されている。また、基礎本体とその側方に設置された反力壁との間に、ウレタンフォームなどからなる緩衝材を介在させて、地震の震動を緩衝材で吸収できるようにしておく技術も示されている。
【特許文献１】特開２００１−３３６１６０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の滑り免震構造は、施工に技術と時間を要するとともに、地震のあとにおける現状復帰作業にも手間がかかるという問題がある。
特許文献１では、布基礎の底面全体に設けられた摺接材とコンクリート盤との摺接面を、凹凸や不陸のない正確な水平面に施工しておく必要がある。凹凸や不陸があると、地震によって摺接運動を行なったときに、局部的に大きな摩擦力や応力が発生して、その部分が破壊されてしまう。平坦面であっても水平面に対して傾斜していると、地震の震動によるコンクリート盤と布基礎との相対移動が傾斜の方向に偏ってしまい、コンクリート盤から布基礎がはみだしたり、周囲の地盤に衝突したり、地震のあとで元の位置に戻す作業が困難になるほど移動してしまったりすることになる。住宅の設置面積に相当する広いコンクリート盤の表面全体を、正確に水平でかつ平坦に施工するのは、極めて難しい作業である。布基礎に設ける摺接材も同様である。摺接材として、矩形板状の摺接材を多数隣接させている場合、摺接材同士の境界に段差や隙間、水平度の違いなどが生じ易い。
【０００５】
特許文献２の技術では、基礎本体の底面を、第１の滑り部材が取り付けられるように拡幅しなければならず、基礎構造の設置面積が増大する。しかも、基礎本体の側方には緩衝材を装着する反力壁を設置するので、余計に、基礎構造の設置面積が増え、施工の手間およびコストがかかる。基礎本体の屋内側に反力壁を設置すれば、全体の設置面積は増えないが、建築物の床下部分に反力壁および緩衝材が設置されるので、床下空間が狭くなってしまい、使い難くなる。また、基礎本体と反力壁との間の緩衝材は、地震によって永久変形するので、地震の後で取り替えなければならない。住宅の外周に緩衝材を配置する空間を設けなければならないので、敷地にかなりの余裕が必要であるとともに、緩衝材が配置された空間をまたいで住宅への出入りを行なわなければならず、使い勝手が良くない。
【０００６】
本発明の課題は、前記した滑り免震による免震構造を基本にして、免震機能をより向上させるとともに、設置スペースを取らずに施工が行ない易く施工後の保守管理も容易である免震構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる建造物の免震構造は、地盤に基礎構造を介して構築される建造物における免震構造であって、前記基礎構造が、前記地盤に固定された盤状の下部基礎と、下部基礎の上方に下部基礎から独立して配置される上部基礎とからなり、前記上部基礎は、全体が格子枠状をなし、格子枠の隅部に配置される基礎柱と基礎柱をつなぐ基礎梁とを有してなり、前記上部基礎の基礎柱に対応する個所に配置され、前記下部基礎の上面に設けられた下側滑り部と、前記基礎柱の下面で下側滑り部よりも内側に配置されて下側滑り部に支持され水平方向に摺動する上側滑り部とからなる滑り免震構造と、上端が前記上部基礎に連結され、下端が前記下部基礎に連結され、水平方向に弾力的に変形する弾性復元部とを備える。
【０００８】
〔建造物〕
免震機能を付与する必要がある各種の建造物に適用できる。
従来、大掛りな免震構造が適用し難かった比較的に小規模な建造物に適している。具体的には、建築面積１０〜５００ｍ２、総重量１０〜５００トン程度の建造物に適している。建造物には、戸建て住宅のほか、小規模な集合住宅、店舗などの商業施設、公共サービス施設、娯楽施設などが含まれる。平屋建てのほか、２階建てや３階建ての建造物でもよい。建造物には、木造、コンクリート造、鉄筋コンクリート造、これらの複合構造などがあり、在来工法、パネル工法など各種の工法で建造されるものに適用できる。
【０００９】
〔基礎構造〕
建造物は、地盤にコンクリート基礎構造を介して構築される。コンクリート基礎構造には、コンクリートのみで構築されるもののほか、コンクリートの内部に鉄筋や鉄骨などの補強材が埋め込まれるものもある。基礎構造は、地盤の表面に構築されてもよいし、地盤に掘り下げた基礎溝の底に設置される場合もある。
基礎構造には、布基礎やベタ基礎、連続基礎、独立基礎などと呼ばれる各種構造が知られている。布基礎は、断面形状において逆Ｔ字形、Ｌ字形、Ｉ字形などの壁状をなす。地盤側に設置されたベタ基礎や土間コンクリート層の上に、布基礎や連続基礎、独立基礎などを配置し、その上に建造物を支持させることができる。通常、基礎構造は、建造物の外壁に沿って枠状に配置される。建造物の間仕切りや柱の配置に合わせて、外壁の内側を仕切る格子状にも配置される。
【００１０】
本発明の基礎構造は、上記したような基本的な構造を備えた上で、基礎構造が、上下に分割された構造を有する。すなわち、地盤に固定された盤状の下部基礎と、下部基礎の上方に下部基礎から独立して配置される上部基礎とからなる。下部基礎に対して上部基礎は水平方向に移動可能である。下部基礎と上部基礎との間に滑り免震構造が設置される。
下部基礎は、通常、ベタ基礎と呼ばれる基礎構造と共通する構造を備えておくことができる。下部基礎の厚さを、通常、２０〜３０ｃｍに設定できる。
上部基礎は、通常、布基礎と呼ばれる全体が格子枠状をなす基礎構造と共通する技術が適用される。但し、通常の布基礎で地盤に埋め込まれる部分は設けない。上部基礎は、格子枠の隅部に配置される基礎柱と基礎柱をつなぐ基礎梁とを有している。
【００１１】
基礎柱は通常、正方形などの矩形状をなす。円形などの曲線形状も採用できる。基礎柱の太さは、建造物の構造によっても異なるが、通常、１辺（あるいは直径）２０〜８０ｃｍに設定できる。基礎梁の厚みは、通常、１２〜２５ｃｍに設定できる。上部基礎の高さを、通常、４０〜１００ｃｍに設定できる。
下部基礎および上部基礎には、上記した基本的な構造に加えて、通常の基礎構造にも設けられる換気通路や配線配管路、点検口などの構造を設けておくことができる。
上部基礎および下部基礎の何れも、予め工場などで成形製造されたブロック基礎を用いることもできるし、建造物の施工現場でコンクリートを打設して構築することもできる。基礎構造のうち、下部基礎はコンクリートの現場打ちで施工し、上部基礎は予め製造されたブロック基礎を組み合わせて使用することもできる。
【００１２】
〔免震構造〕
上部基礎の基礎柱に対応する個所に配置され、下部基礎の上面に設けられた下側滑り部と、基礎柱の下面で下側滑り部よりも内側に配置されて下側滑り部に支持され水平方向に摺動する上側滑り部とからなる滑り免震構造である。
下側滑り部と上側滑り部のそれぞれに免震滑り面を有し、一対の免震滑り面が地震の際に互いに水平方向に滑ることで免震機能を発揮する。
基本的な構造や使用材料、製造技術は、通常の滑り免震構造と共通する技術が適用できる。
【００１３】
適切な滑り性あるいは摩擦係数を備えた板状やシート状の滑り部材を、下側滑り部の上面と上側滑り部の底面とに設置しておくことができる。滑り部材として、コンクリートやセメント系硬化板、鋼板、セラミック板、ＦＲＰ板などが使用できる。滑り部材の表面に、フッ素樹脂などの摩擦係数が小さな材料を含む塗膜や、セラミックコーティング膜を形成しておくことができる。滑り部材の表面を研削したり研磨したりする表面加工を施しておくこともできる。別部材としての滑り部材を用いずに、上側滑り部または下側滑り部を構成する部材そのものの表面を免震滑り面となるように加工したり塗工したりしておくこともできる。
【００１４】
下側滑り部の上面に滑り面板を配置し、上側滑り部の底面に滑り底板を配置しておくことができる。滑り面板と滑り底板とは、同じ材料や表面特性を有するものでも良いし、異なる材料あるいは表面特性を有するものを組み合わせることもできる。互いの間における摩擦係数をμ＝０．０５〜０．１５に設定しておけば、良好な免震機能が発揮できる。
上側滑り部は、基礎柱の下面で下側滑り部よりも内側に配置される。免震滑り面が、下側滑り部が大きく、上側滑り部が小さくなる。下側滑り部に設ける滑り面板を、上側滑り部に設ける滑り底板よりも大きく設定しておくことができる。両者が水平方向に滑る相対運動を行ったときに、上側滑り部の滑り底板が下側滑り部の滑り面板の外周からはみ出さないようにする。
【００１５】
具体的には、下側滑り部の免震滑り面の寸法を、１辺６０〜１２０ｃｍの正方形に設定し、上側滑り部の免震滑り面の寸法を、上側の免震滑り面よりも１辺寸法が１０〜３０ｃｍ小さな正方形に設定することができる。
上部基礎と下部基礎とは、免震滑り面同士で当接しているが、それ以外のところでは、互いの間に間隔があく。例えば、上部基礎の基礎梁と下部基礎の上面との間には、２〜１０ｃｍの間隔を設定することができる。
上側滑り部は、基礎柱に対して着脱自在に取り付けておくことができる。このようにすれば、施工後の点検や補修の際に、上側滑り部の全体あるいは一部を取り外して作業を行うことができる。具体的な構造として、基礎柱の下面に取付アンカーを介して基礎底板を着脱自在に取り付けることができる。取付アンカーとして、基礎柱に埋め込まれた雌ねじ部と、基礎底板を介して雌ねじ部にねじ込まれ基礎底板を雌ねじ部に締結するボルトとを備えることができる。雌ねじ部からボルトを取り外せば、基礎柱から基礎底板および滑り底板を取り外すことができる。
【００１６】
〔弾性復元部〕
上端が上部基礎に連結され、下端が下部基礎に連結され、水平方向に弾力的に変形する。滑り免震構造では、上部基礎と下部基礎とは水平方向に摺動するが、このとき、弾性復元部によって、地震の震動による上部基礎と下部基礎との相対運動の幅を規制したり、震動を抑制したり減衰させたりする機能を果たす。
弾性復元部は、上部基礎と下部基礎との間に設置され、上記した運動範囲の規制や震動の抑制減衰を果たすことができれば、各種の機械装置や建築土木構造における運動規制部材、振動抑制装置、振動減衰装置などの技術が適用できる。
【００１７】
弾性復元部として、下部基礎に取付固定される取付台と、取付台の上部に一体形成され柱状をなす弾性ゴム材料からなる弾性復元材とを有することができる。弾性復元材の上端を上部基礎の下面に連結固定することができる。
弾性復元材には、通常の免震装置などに利用されている弾力性に優れたゴム材料が使用できる。ゴム材料に繊維や金属からなる補強材を埋め込んだものの使用できる。弾性復元材は、水平方向の変形力に対して弾力的な抵抗力あるいは復元力を示せばよく、垂直方向の変形力に対しては特に抵抗力や復元力を発揮させる必要はない。弾性復元材は、上部基礎や建造物の荷重を支持する必要もない。
【００１８】
弾性復元材の形状として、円柱状、角柱状などが採用できる。上部よりも下部が太くなったテーパ状あるいは段状のものも採用できる。
弾性復元部は、上部基礎の基礎梁と下部基礎との間に配置することができる。下部基礎の上面あるいは基礎梁の下部に、弾性復元部が配置できる空間を設けておくこともできる。
弾性復元部を、基礎梁に直接に連結するのではなく、基礎梁から基礎梁へと架け渡された床受け材に、弾性復元部の上端を連結固定することもできる。この場合、基礎梁の一部を凹ませたり切り欠いたりする必要がないので、基礎梁の強度や耐久性を損なわない。床受け材は、通常の建造物においても、基礎梁と協働して、建造物の上部構造である床を支持するための構造である。床受け材には、型鋼材やコンクリート材、木材などが使用できる。
【００１９】
弾性復元部は、一つの建造物に対して１個所のみに設置することもできるが、通常は、複数個所に分散して配置しておくことが望ましい。建造物の大きさによっても異なるが、通常、３〜８個所に設置することができる。
〔免震機能〕
上記のような免震構造では、上側滑り部と下側滑り部との間に配置された滑り免震部によって、滑り免震機能が発揮される。
地震が生じていない通常時には、建造物の上部構造から上側滑り部までの重量は、上側滑り部の底面から、滑り免震部を介して、下側滑り部に負荷される。滑り免震部には十分に大きな荷重が加わっているので、風などの外力が加わっても、滑り免震部は容易には滑りを起こさず、建造物が移動してしまうことが防止できる。
【００２０】
建造物の全体の重量は、下側滑り部から地盤で支持される。下側滑り部の底面は、滑り免震構造とは全く無関係に、十分に広く設定できるので、通常の建造物と同様に、地盤による支持が確実に行える。基礎構造が地盤に沈下したり、基礎構造が傾いたりすることが確実に防止できる。基礎構造を支持する地盤に特別な補強や対策を講じる必要はない。
地震が発生しても、小さな地震や震動であれば、滑り免震部における滑りは生じず、震動が建造物の上部へと伝達されても、問題となるような被害は生じない。上下の滑り部における最大静止摩擦力を超える力が加わらない限り、滑りは生じない。
大きな地震が発生したり、震動の加速度が非常に大きくなったりした場合には、滑り免震部における滑りが発生する。地盤側が激しく震動しても、上側滑り部よりも上方の建造物は慣性力によって、その場に留まり、過剰に震動することはない。地盤側の震動の一部は、上側滑り部から上方に伝達される場合もあるが、滑り免震部において十分に減衰された弱い震動であれば、建造物に甚大な被害を発生させることはない。
【００２１】
上記の滑り免震作用では、上下の滑り部が滑り始めると、滑り運動に対する大きな抵抗力がないので、大きな振幅で滑ってしまい、上側滑り部が下側滑り部の端部からはみだしてしまう心配がある。上下の滑り部が相対運動している間は、両者間には運動摩擦力による抵抗が生じるが、前記した最大静止摩擦力に比べると小さいので、滑りを抑制したり減衰させたりする作用は弱い。また、地震が終わったときに、下側滑り部に対して上側滑り部の位置が大きくずれた状態であった場合、その位置のままで静止する。位置ずれを戻すには、最大静止摩擦力を上回る力を加えなければならないので、復帰作業に大きな労力を必要とする。
【００２２】
弾性復元部は、上記のような、滑り免震構造における問題を解消できる。上部基礎と下部基礎とを上下方向に連結する弾性復元部は、上側滑り部と下側滑り部との間の滑り運動に伴って、水平方向に弾力的に変形する。変形に対する抵抗力が、滑り運動を抑制する。また、震動の振幅周期における何れの段階でも、弾性復元部は、上側滑り部と下側滑り部とを、常に中立位置に戻す方向に復元力を生じる。その結果、上下の滑り部が水平方向に過剰に運動することがない。地震が終了した段階で、上部基礎および建造物が大きくずれたままで静止することが防止できる。
特に、弾性復元部は、弾性変形を行なうので、繰り返しの地震に対しても何ら問題なく機能する。従来のウレタンフォームなどからなる緩衝材のように、地震で永久変形を起こして取り替えなければならないというような面倒な手間がかからない。
【００２３】
弾性復元部は、上部基礎と下部基礎との間に設置されるので、基礎構造や建造物の敷地などに余分のスペースを占有することがない。床下空間の広い場所を占めることもないので、床下空間の使い勝手も悪くならない。
〔免震構造の施工〕
基本的には、通常の基礎構造の施工技術、および、免震構造の施工技術を組み合わせて施工することができる。
以下に説明する施工方法が好ましい。
＜工程（ａ）＞
地盤に下部基礎を構築する。
【００２４】
地盤を掘削したり地均ししたりしたあと、コンクリートを打設して、下部基礎を構築すればよい。通常の建造物におけるベタ基礎などの施工と共通する技術が適用される。
＜工程（ｂ）＞
構築された下部基礎の上面に、下側滑り部を構成する滑り面板を設置し、その上面を養生シートで覆う。
滑り面板は、上部基礎の基礎柱に対応する位置毎に設置される。
滑り面板の設置は、滑り免震機能を適切に発揮できるようにしておく。具体的には、滑り面板の表面が正確な水平状態になるようにする。複数の滑り面板の間に不陸や段差、傾きなどが生じないようにする。そのために、滑り面板の設置面に、調整モルタルや調整板などの調整部材を施工した後、その上に滑り面板を設置することが有効である。
【００２５】
滑り面板の表面が傷付いたり汚れたりしないように、養生シートで覆っておく。養生シートには、通常の建築土木施工における養生シートと共通する技術が適用でき、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどからなる合成樹脂シートが使用できる。
＜工程（ｃ）＞
養生シートの上に、予め一体形成された滑り底板と基礎底板とを配置する。
滑り底板と基礎底板とは、予め、製造工場などで一体化させておくことで、建築現場における作業を軽減できる。滑り底板と基礎底板との一体化手段は、接着やボルト止めなどが採用できる。ボルト止めの場合、滑り底板の底面にボルトの頭が突出しないように埋め込んでおく。滑り底板を基礎底板に金具を介して着脱自在に取り付けておくこともできる。
【００２６】
養生シートに、滑り底板の外形に相当する孔をあけておけば、養生シートを介さずに、滑り底板が滑り面板の上に直接に支持された状態にできる。
＜工程（ｄ）＞
基礎底板をその一部に利用して、上部基礎を構築するためのコンクリート打設用型枠を設置し、コンクリートを打設し硬化させて、上部基礎を構築する。
通常のコンクリート基礎の施工技術が適用される。
コンクリート打設用の型枠は、鋼板、合板などからなり、上部基礎の外周形状に対応する位置に建て込まれる。このとき、基礎柱の個所では、基礎底板が型枠の一部となる。基礎底板は周囲の型枠部材と連結される。
【００２７】
基礎底板は、養生シートや滑り面板の上に載っているだけなので、移動し易い。そこで、基礎底板の移動を規制する金具や幅止め冶具などを、養生シートの上、あるいは、養生シートの外側まで配置しておくことができる。養生シートの外側に設置される型枠に基礎底板を連結固定することで、基礎底板の位置決め固定を果たすこともできる。
型枠の内側空間には、必要に応じて、鉄筋などの補強材を配置しておいたり、上部基礎に埋めこむ各種の部材や配管その他の構造を設置しておいたりすることができる。
＜工程（ｅ）＞
基礎底板を上部基礎に一体化させたままで残して、コンクリート打設用型枠および養生シートを撤去する。
【００２８】
コンクリートで打設構築された上部基礎は、型枠の下面部材を介して、下部基礎に支持されている。型枠の下面部材を撤去するには、上部基礎をジャッキ装置などで持ち上げた状態で、上部基礎の下から型枠の下面部材や養生シートを引き出して撤去することができる。なお、養生シートとして、前記した、滑り底板の外形に相当する孔があいたものを使用していれば、ジャッキ装置で上部基礎を持ち上げなくても、養生シートだけを破り取って撤去することができる。
他の型枠は全て撤去されるが、取付アンカーなどを介して上部基礎に一体化された基礎底板は、他の型枠と分離して、上部基礎のほうに残しておく。
【００２９】
その結果、上部基礎は、基礎底板とその下面に配置された滑り底板からなる上側滑り部が、下部基礎の上に配置された滑り底板からなる下側滑り部に載って支持された状態になる。上部基礎のうち、基礎梁の部分では、下部基礎との間に隙間があいた状態になる。
＜工程（ｆ）＞
上部基礎と下部基礎との間に弾性復元部を設置する。
弾性復元部は、予め準備されたものを、構築された上部基礎と下部基礎との間に挿入して、上下端をそれぞれ、上部基礎および下部基礎に固定すればよい。
上部基礎に、基礎梁から基礎梁へと床受け材を架け渡す場合、床受け材の施工後に、床受け材と下部基礎との間に弾性復元部を設置してもよいし、下部基礎の上に弾性復元部を設置したあと、その上に床受け材を施工することもできる。
【００３０】
＜その他の工程＞
上部基礎の構築が完了すれば、その上方に建造物の上部構造を構築する。
これ以降の建造物の構築施工は、通常の住宅その他の建造物における建築施工と同様に行なえる。
但し、上側滑り部および滑り底板が、滑り面板および下側滑り部に対して水平方向に滑り運動をしないように、上側滑り部を下側滑り部や地盤側に一時的に固定しておくことができる。建造物が完成した段階で、上側滑り部の固定を解除すれば、目的とする地震に対する免震機能が発揮できるようになる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明にかかる建造物の免震構造は、互いに独立した上部基礎と下部基礎との間に、上下の滑り部からなる滑り免震構造を構築する技術を基本にして、上部基礎を構成する基礎柱と基礎梁とのうち、基礎柱の個所だけに、上下の滑り部による滑り免震構造を配置する。これによって、基礎構造の全面に滑り免震構造を設けるのに比べて、施工が容易であり短期間で施工が完了する。しかも、建造物の全荷重が、構造的に強固な基礎柱から滑り免震構造に負荷され下部基礎に支持されるので、構造的に弱い基礎梁などに過剰な負荷が加わり難く、耐久性が向上する。
下側滑り部の内側で、基礎柱の下面に上側滑り部を配置するので、十分な太さのある基礎柱に十分な大きさの上側滑り部を設けられるとともに、基礎構造全体の外側に滑り免震構造が大きく張り出すこともない。基礎構造および建造物の設置スペースが限られる場所にも、何ら問題なく滑り免震構造を施工することができる。
【００３２】
上部基礎と下部基礎との間に弾性復元部を備えていることで、滑り免震作用によって下部基礎と上部基礎とが過剰に水平方向に移動したりずれたままになったりすることが防止できる。弾性復元部は、地震の震動で永久変形を起こして取り替える手間もかからない。しかも、基礎構造の外側に余分のスペースを取る必要もない。
以上の結果、大掛りな免震装置が設置し難い一般住宅や敷地に余裕の少ない立地条件の建造物に対しても、施工が簡単で免震機能に優れ、しかも、地震のあとの現状復帰も行ない易い、実用性に優れた免震構造となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１〜３に示す実施形態は、一般的な戸建て住宅に適用された免震構造を示す。
〔基礎構造〕
基礎構造のうち、基本的な構造について説明する。このような基本な構造は、通常の住宅でも採用される基礎構造と共通している。
図１に示すように、地盤面にベタ基礎１０が施工されている。ベタ基礎１０は、住宅の設置範囲の全体に盤状にコンクリートを打設して構築されている。図示を省略しているが、ベタ基礎１０のコンクリート内部には鉄筋や補強材を埋め込んで補強しておくことができる。ベタ基礎１０は全体がほぼ同じ厚さの盤状をなす。但し、ベタ基礎１０の上面を部分的に凹ませた点検用ピット１２など、必要に応じて、部分的に厚みを違えた個所も設けられる。ベタ基礎１０の主要部分の厚さを、例えば２５ｃｍに設定できる。
【００３４】
ベタ基礎１０の上面には、後述する滑り免震部２０、３０を介して、垂直壁状をなす布基礎５０が配置され、布基礎５０の上部に、住宅の上部構造が構築される。布基礎５０は、住宅上部構造の間取りや配置に合わせて、縦横に格子状に配置される。上部構造としては、布基礎５０の上端面に土台を介して、床構造や壁構造、さらには屋根構造などが含まれる。
布基礎５０は、矩形状をなす区画ごとに、各区画の隅部には太い基礎柱５２が配置され、基礎柱５２をつないで厚みの薄い板状の基礎梁５４が配置されている。布基礎５０に加わる上部構造の負荷は、主に基礎柱５２で受けることができる。例えば、基礎柱５２の太さを１辺５０ｃｍの正方形に設定し、基礎梁５４の厚さを１７ｃｍに設定し、布基礎５０の高さを６０ｃｍに設定できる。
【００３５】
基礎梁５４のうち、隣接する区画を仕切る基礎梁５４には、基礎梁５４の下辺を上方側に凹ませた凹入部５５が設けられている。ベタ基礎１０の上面に平面矩形状に凹入形成された点検用ピット１２における点検作業が行ない易くなる。
布基礎５０のうち、基礎梁５４で仕切られた区画を横断して床受け材５８が設置されている。床受け材５８は、Ｈ型鋼材からなり、基礎梁５４の側面下方に張り出して設けられた床受け台５６の上部に支持されている。床受け材５８によって、基礎梁５４で仕切られた区画の中央部分でも床構造を支持することができる。
布基礎５０を構成する基礎柱５２、基礎梁５４、床受け台５６および床受け材５８は、下方に配置されたベタ基礎１０とは、分離された独立構造になっていて、滑り免震部２０、３０で支持されることになる。
【００３６】
〔免震構造〕
滑り免震部２０、３０は、布基礎５０のうち、基礎柱５２の下方のみに設置されている。基礎柱５２をつなぐ基礎梁５４の中間部分には滑り免震部２０、３０は設けられておらず、基礎梁５４の下面とベタ基礎１０の上面との間には隙間があいている。
図２に詳しく示すように、下側の滑り免震部２０は、ベタ基礎１０に支持されている。ベタ基礎１０の上面に支持モルタル層２２を介して、矩形状をなす滑り面板２４が固定されている。滑り面板２４の外形は、布基礎５０の基礎柱５２の平面外形よりも一回り大きく設定されている。滑り面板２４は、セメント材料に合成樹脂が配合されたポリマーセメント系硬化板の表面に、フッ素樹脂パウダーを配合してなるエポキシ樹脂塗料が塗工されている。表面の摩擦係数がμ＝０．１程度であり、免震滑り面を構成する。例えば、滑り面板２４の寸法を、９００×９００ｍｍの矩形で厚さ２０ｍｍに設定できる。
【００３７】
上側の滑り免震部３０は、滑り面板２４と同じ、表面塗工されたポリマーセメント系硬化板からなる滑り底板３２が、滑り底板３２を支持する基礎底板３４を介して、基礎柱５２の底面に取り付けられている。滑り底板３２の免震滑り面となる塗工面が、滑り面板２４の上に載っている。滑り底板３２の寸法は、滑り面板２４よりもかなり小さな矩形をなしている。例えば、滑り底板３２として、２００ｍｍ正方形で厚さ２５ｍｍに設定できる。
基礎底板３４には、複数個所に取付アンカー部４０を有する。取付アンカー部４０は、基礎底板３４の上方の基礎柱５２に埋め込まれた鋼管材からなる雌ねじ管４２と、雌ねじ管４２の上端に固定され雌ねじ管４２の側方に張り出す鋼材からなる張出軸４３と、基礎底板３４の下面側から基礎底板３４を貫通して雌ねじ管４２にねじ込まれた鋼ボルト４４とを有する。鋼ボルト４４によって、基礎底板３４および滑り底板３２が、基礎柱５２に強固に連結固定されている。鋼ボルト４４の頭部は、基礎底板３４と滑り面板２４との隙間に配置されており、滑り面板２４には当接しない。
【００３８】
したがって、布基礎５０全体の荷重は、滑り底板３２と滑り面板２４との当接面を介してベタ基礎１０に支持されていることになる。比較的に面積の狭い滑り底板３２には、単位面積当たりで大きな荷重が負荷されている状態である。
＜弾性復元部＞
図１および図３に示すように、床受け材５８とベタ基礎１０との間には、弾性復元部６０が設けられている。
弾復元部６０は、ベタ基礎１０に固定される鋼材などからなる取付部６４と、取付部６４の上方に延びる円錐台形状をなし弾性ゴム材料からなり弾性復元材６２とを有する。弾性復元材６２の上端面は、床受け材５８の下面に固定されている。弾性復元材６２は、主に水平方向に弾力的に変形し復元することができる。
【００３９】
〔免震機能〕
上記した免震構造における免震機能を説明する。基本的には通常の滑り免震構造と同様の機能を果たす。
地震が発生する前の状態では、布基礎５０および上部構造の荷重は、滑り底板３２と滑り面板２４との当接によって、ベタ基礎１０および地盤で支持されている。小さな面積の滑り底板３２に上部から大きな荷重が負荷されるので、滑り底板３２と滑り面板２４との間には大きな当接圧が作用している。例えば、滑り底板３２と滑り面板２４との間には、５０Ｎ／ｃｍ２程度の当接圧が作用している。そのため、住宅の上部構造が風などの外力を受けても、滑り底板３２と滑り面板２４との間で不要な滑りを生じることはない。
【００４０】
地震が発生しても、その震動エネルギーが小さければ、滑り底板３２と滑り面板２４とが滑りを生じることはない。この場合は、布基礎５０から住宅上部構造にも、比較的に小さな震動が伝わる。震動が弱いので、住宅および内部の設備に大きな損害が生じることはない。
大きな地震が発生すると、地震によって地盤とともにベタ基礎１０および滑り面板２４は水平方向に大きな加速度で運動する。滑り底板３２および布基礎５０は、慣性力によってその場に留まろうとする。滑り面板２４と滑り底板３２との間に水平方向の滑りが生じる。その結果、地盤が大きく震動したとしても、布基礎５０および住宅上部構造は、全く震動しないか、比較的に小さな震動を生じるだけで済む。いわゆる滑り免震機能が生じるのである。
【００４１】
前記したように、住宅の上部構造から布基礎５０に加わる負荷は、主に基礎柱５２に加わり、基礎柱５２の底面の滑り底板３２から滑り面板２４で支持されている。滑り免震機能が生じるときに、基礎梁５４に比べて構造的に強固な基礎柱５２に設けられた滑り底板３２が滑り運動を行なうので、滑り運動に伴って、布基礎５０に過大な変形や損傷が生じることが防止される。また、基礎梁５４には、点検用ピットや作業通路などの構造が設けられるために滑り免震構造が設置し難い場合があるが、基礎柱５２には、そのような構造設備が設けられることは少ないので、滑り免震構造の設置が容易である。
但し、滑り底板３２と滑り面板２４との間の滑り免震機能だけでは、両者の最大静止摩擦力を超える震動が加わって滑りを生じると、その後は、最大静止摩擦力よりもかなり小さな動摩擦力による抵抗しか生じないので、両者の相対移動が大きくなってしまう。滑り底板３２が滑り面板２４の外縁まで移動して脱落してしまえば、滑り免震機能は果せなくなる。地盤に対する住宅の水平移動が過大になり、住宅に導入されている水道管やガス管などの可動許容範囲を超えると、これらの配管が損傷してしまう。地震が終わったときに、地盤に対して住宅が大きく移動したままの位置で静止してしまう。
【００４２】
これらの問題を解決するのに、弾性復元部６０が有効に機能する。住宅側と地盤との相対運動が生じると、弾性復元部６０では、床受け材５８に固定された弾性復元材６２の上部と、ベタ基礎１０および取付部６４に固定された弾性復元材６２の下部とが、水平方向で逆方向に運動し、弾性復元材６２が斜めになるように弾力的に変形するとともに運動に対する抵抗力を発生する。地震による水平方向の震動が大きくなるほど、弾性復元材６２の弾性変形が大きく抵抗力も大きくなり、弾性復元材６２で吸収される震動エネルギーが大きくなるので、住宅側と地盤との過剰な相対運動を適切に抑制することができる。
地震が終われば、弾性復元材６２の弾性復元力で、下方のベタ基礎１０と上方の床受け材５８とを元の位置に戻す作用が生じるので、地盤に対して住宅が大きく移動したままで静止することが防止できる。ジャッキ装置などを利用して住宅を元の位置に戻す作業を行なう場合でも、比較的に簡単に作業を行なうことができる。
【００４３】
弾性復元部６０は、布基礎５０などの上部構造全体の荷重を支持する必要はなく、水平方向の震動を吸収したり抑制したりする機能を果たすだけでよいので、比較的に単純で簡単な構造で済み、施工も容易であり、点検や補修管理も容易である。
〔免震構造の施工〕
図４〜７は、前記した免震構造の施工工程を段階的に示す。
＜下側滑り部の施工＞
図４（ａ）に示すように、住宅を施工する地盤面にベタ基礎１０を施工する。ベタ基礎１０の施工は、通常の住宅施工と共通する技術が適用される。
【００４４】
ベタ基礎１０の上面で、布基礎５０の基礎柱５２に相当する位置に、高さ調整板２１および位置決め板２３を取り付ける。図１に示すように、複数個所の基礎柱５２のそれぞれに、同様の構造を施工する。
図５に示すように、コンクリート硬化板などからなり小さな矩形をなす高さ調整板２１が、下側滑り部を構成する滑り面板２４の四隅近くにそれぞれ配置され、モルタルや接着剤でベタ基礎１０に固定される。このとき、四隅の高さ調整板２１の全てで、高さ位置と水平を正確に一致させた状態で固定する。
位置決め板２３は、Ｌ字形をなす鋼板材からなり、滑り面板２４の外周端に相当する位置に配置され、ボルト締結などでベタ基礎１０に固定される。
【００４５】
図４（ｂ）に示すように、四隅を高さ調整板２１で囲まれた領域にモルタル２２を盛り付ける。モルタル２２は、高さ調整板２１の上面には付着しないようにしておく。
図４（ｃ）に示すように、モルタル２２が硬化する前に、高さ調整板２１の上に滑り面板２４を載せる。滑り面板２４の高さ位置および水平姿勢が正確に設定される。滑り面板２４の外周端を位置決め板２３の内周面に当てることで、滑り面板２４の水平方向の位置決めがなされる。滑り面板２４の裏面でモルタル２２を押さえ付けるようにして、モルタル２２を硬化させれば、滑り面板２４がモルタル２２を介してベタ基礎１０に固定される。
【００４６】
滑り面板２４の上面を覆って、厚さ０．５ｍｍの柔軟なポリプロピレン樹脂シートからなる養生シート２５を載せる。その後の作業工程中に、滑り面板２４の表面が汚れたり損傷したりして滑り特性が悪くなるのを防ぐ。なお、養生シート２５の中央付近には矩形の孔２６をあけておく。この孔２６は、滑り面板２４の上に載せる滑り底板３２の位置と外形に対応している。孔２６の切り取りは、滑り底板３２を載せる直前に行なってもよい。
＜上側滑り部の施工＞
図６（ａ）に示すように、養生シート２５で覆われた下側滑り部２０の上に、上側滑り部３０となる滑り底板３２、基礎底板３４および取付アンカー部４０を配置する。基礎底板３４に対して、滑り底板３２および取付アンカー部４０は、予め固定されたものを作製しておき、全体を一体的に取り扱えばよい。図７に示すように、下側滑り部２０の中央付近に、滑り底板３２が配置され、基礎底板３４は、基礎柱５２となる四隅近くに配置される。滑り底板３２は養生シート２５の孔２６に嵌まり込んで滑り面板２４に支持される。但し、滑り底板３２を滑り面板２４に載せただけでは、水平方向に動き易いので、図示を省略した位置決め金具などで、滑り底板３２と基礎底板３４の位置決めを行なっておくことができる。
【００４７】
布基礎５０の施工範囲のうち、複数個所の基礎柱５２同士をつなぐ基礎梁５４を施工する個所には、壁部底板７０が配置される。壁部底板７０は、通常のコンクリート打設施工における型枠板と同様の材料および構造を備えている。壁部底板７０は、ベタ基礎に対して位置決め固定される。布基礎５０の施工が終われば撤去できるように仮固定される。図６（ａ）に示すように、壁部底板７０のうち、下側滑り部２０の上方に配置される個所では、下側滑り部２０の厚みに対応する凹みが設けられる。壁部底板７０の端辺は基礎底板３４の端辺と突き合わされている。基礎底板３４を壁部底板７０に連結固定することで、基礎底板３４の位置決め固定を果たすこともできる。
【００４８】
図６（ｂ）に示すように、布基礎５０の基礎柱５２および基礎梁５４に対応して、コンクリート打設用の型枠７１が施工される。型枠７１の底面が、基礎底板３４および壁部底板７０で構成されることになる。図示を省略しているが、型枠７１の内側空間には、鉄筋による補強配筋が組み込まれたり、左右の型枠７１の間隔を設定する間隔維持金具が設置されたり、各種の配管や金具を埋めこむための機材が設置されたりする。基礎梁５４になる個所には、床受け部５６や凹入部５５に対応する構造も設けられる。
この状態で、通常の布基礎施工と同様に、コンクリートの打設施工が行なわれる。基礎柱５２に相当する個所では、基礎底板３４の上部空間がコンクリートで埋められ、取付アンカー部４０もコンクリートに埋め込まれる。
【００４９】
下側滑り部２０の上面が養生シート２５で覆われているので、上記作業中に、作業者が滑り面板２４の表面を汚したり傷付けたり、打設したコンクリートの一部が滑り面板２４に付着して固まったりすることが、確実に防止できる。
コンクリートが硬化すれば、型枠７１を撤去する。壁部底板７０を取り外せば、構築された基礎梁５４とベタ基礎１０との間には隙間があいた状態になる。
次に、下側滑り部２０を覆う養生シート２５を取り外す。滑り底板３２と滑り面板２４との当接面には養生シート２５の孔２６が配置されているので、その周囲で養生シート２５を破るようにすれば、養生シート２５は容易に撤去できる。
【００５０】
このようにして、図２に示す滑り免震構造が構築される。布基礎５０の全体が、滑り底板３２と滑り面板２４との当接個所で支持された状態になる。
＜弾性復元部の施工＞
弾性復元部６０の施工は、布基礎５０の基礎柱５２および基礎梁５４が構築されたあと、ベタ基礎１０の上で所定位置に弾性復元部６０を設置固定し、床受け部５６の上に床受け材５８を取り付け、弾性復元部６０の上端を床受け材５８に固定すればよい。
〔免震構造の点検補修〕
免震構造が施工された住宅は、定期的に免震構造の点検を行ない、必要に応じて補修することがある。
【００５１】
滑り免震構造を点検する際に、滑り面板２４および滑り底板３２の表面状態を点検するときには、布基礎５０の全体をジャッキ装置などで少し持ち上げるようにして、滑り面板２４および滑り底板３２の表面を露出させることができる。ジャッキ装置を、ベタ基礎１０の点検用ピット１２に設置して、基礎梁５４の凹入部５５に上向きの力を加えるようにすることができる。また、薄型のジャッキ装置であれば、ベタ基礎１０と基礎梁５４との隙間に、装置全体あるいは作動部材を差し込んで、ジャッキ操作を行なうこともできる。なお、このとき、弾性復元部６０では、床受け材５８との固定ボルトを緩めたり外したりしておけばよい。
【００５２】
滑り面板２４や滑り底板３２を補修したり取り替えたりすることもできる。特に、比較的に面積が小さく大きな荷重が加わる滑り底板３２を取り替えるときには、基礎柱５２の底面から、基礎底板３４とともに滑り底板３２を取り外すことができる。図２に示す状態で、布基礎５０を上方にジャッキアップしたあと、基礎底板３４の底面で鋼ボルト４４をねじ回して取り外す。その後、基礎底板３４の上面と基礎柱５２の底面とを引き剥がすようにすれば、基礎柱５２から基礎底板３４および滑り底板３２を取り外すことができる。取付アンカー部４０の雌ねじ管４２および張出軸４３は、基礎柱５２に埋め込まれたままになる。
【００５３】
取り外した基礎底板３４および滑り底板３２に対して、滑り底板３２の補修を行なうか、新たな滑り底板３２および基礎底板３４を用意する。補修済あるいは新らたな滑り底板３２および基礎底板３４を、基礎柱５２の底面に配置し、鋼ボルト４４を基礎底板３４の裏面から基礎柱５２に埋め込まれた雌ねじ管４２にねじ込んで締め付ければ、基礎柱５２に滑り底板３２および基礎底板３４が固定される。その後、布基礎５０のジャッキアップを戻せば、下側滑り部２０の滑り面板２４に、滑り底板３２が当接して、元の状態に戻る。
〔その他の実施形態〕
（ａ）図５において、高さ調整板２１の代わりに、高さ調整ボルトを設けることができる。高さ調整ボルトは、ベタ基礎１０に埋め込まれたホールインアンカーの雌ねじ孔にねじ込んでおく。ボルト頭の上面で滑り面板２２を支持する。高さ調整ボルトのねじ込み量を変えれば高さ調整機能が果たせる。
【００５４】
（ｂ）前記実施形態では、滑り底板３２が基礎底板３４に接合一体化されていたが、基礎底板３４に対して滑り底板３２を、各種の締結金具を利用して着脱自在に取り付けておくこともできる。滑り底板３２の下面に金具などがはみ出さないようにしておけば、滑り底板３２の滑り免震機能は損なわれない。
より具体的には、取付アンカー部４０の鋼ボルト４４を利用して、Ｌ字形金具の１辺を基礎底板３４の下面に取り付けるとともに、このＬ字形金具の他辺を滑り底板３２の側端面に当接させ、ビスなどで着脱自在に固定しておくことができる。補修や点検の際に、基礎底板３４は残したままで滑り底板３２だけを取り外したり交換したりすることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の免震構造は、一般の戸建て住宅などに適用できる。比較的に簡単な構造で施工も容易であるから、免震構造に大きな設備装置やコストをかけ難い住宅施工に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態を表す免震構造を含む基礎構造の斜視図
【図２】滑り免震構造の断面図
【図３】復元部の断面図
【図４】下側滑り部の施工を示す段階的工程図
【図５】工程途中における平面図
【図６】上側滑り部の施工を示す段階的工程図
【図７】工程途中における平面図
【符号の説明】
【００５７】
１０    ベタ基礎（下部基礎）
２０    下側滑り部
２４    滑り面板
３０    上側滑り部
３２    滑り底板
３４    基礎底板
４０    取付アンカー部
５０    布基礎（上部基礎）
５２    基礎柱
５４    基礎梁
６０    弾性復元部
６２    弾性復元材
【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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【図７】
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