(57)【要約】【課題】建築構造物の建屋屋根を外部飛来物の衝撃に耐えかつその構造体をマスダンパーとして地震時の揺れを抑制する。【解決手段】建築構造物３は、自重で形状を維持できる形状を備え外部飛来物を防護でき鋼板コンクリート又は鋼板コンクリートで構築されている建屋屋根１と、この建屋屋根３の下部に構築された建屋本体１０と、この建屋屋根１と建屋本体１０との間に設けられた積層ゴム４及び建屋屋根１と建屋本体１０とを連結し粘性体流動抵抗力を用いた制振ダンパ５を含む制振装置６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自重で形状を維持できる形状の建屋屋根と、この建屋屋根の下部に構築された建屋本体と、この建屋屋根と建屋本体との間に設けられた制振装置と、を備えることを特徴とする建築構造物。
【請求項２】
前記建屋屋根がドーム型又はアーチ型として構築されていること、を特徴とする請求項１記載の建築構造物。
【請求項３】
前記建屋屋根が鋼板コンクリート又は鋼板コンクリートで構築されていること、を特徴とする請求項１又は２記載の建築構造物。
【請求項４】
前記建屋本体が鋼板コンクリート又は鋼板コンクリートで構築されていること、を特徴とする請求項１記載の建築構造物。
【請求項５】
前記制振装置は、前記建屋屋根と建屋本体との間に設けられた積層ゴムと、前記建屋屋根と建屋本体とを連結し粘性体流動抵抗力を用いた制振ダンパと、を具備すること特徴とする請求項１記載の建築構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全機能を有する建築構造物である建屋に係り、特に外部飛来物の衝撃に耐え地震時の揺れを抑制できる建築構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、安全機能を有する建築構造物である建屋においてはその耐震重要度に鑑みて地震時においても建屋構造の健全性を保つ必要があり、建屋各層の地震時応答値に対して耐え得るように設計される。特に、原子力プラントにおける建屋上部構造は地震時に大きく応答するので、できるだけ重量を軽く設計して鉄骨構造を採用する場合が多い。この建屋上部構造の軽量化を図ることにより、建屋転倒モーメントを少なく抑えて建屋の安定性の向上を図っている。
【０００３】
しかしながら、建屋の上部構造は地震時応答加速度が大きく、特に軽量化した鉄骨構造では剛性の差から応答値が増幅する。このために、高地震帯地域では建屋の上部構造の耐震性の向上を図るためには大きな補強物量が必要となり、建屋の軽量化と相反する結果になることがしばしば見受けられる。
【０００４】
上述の事情に鑑みて、原子力プラント建屋屋根部の耐震性の向上を図るために、建屋屋根部における地震時制振構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この地震時制振構造は、図４に示すように、建屋１１と鉄骨構造の屋根トラス１５または壁１９との間に制振ダンパ１８を設置するものである。この地震時制振構造により地震エネルギを吸収し屋根トラス１５のホイッピング現象を防止して、建屋の地震時安定性の向上および構造材の合理化を図ることができる。
【０００６】
また、安全機能を有する建築構造物である建屋は、航空機などの外部飛来物に対しても健全でなければならず、そのために航空機落下を確率的に考慮する必要のないサイトに立地することが一般的である。ところが、立地点が航空機落下を考慮する必要がある地点の場合は、１ｍから１．５ｍ程度の鉄筋コンクリートで覆うことにより、建屋内に収納する安全機能を有する系統・機器を航空機落下等の外部飛来物の衝撃から防護している。
【０００７】
しかしながら、この１ｍから１．５ｍ程度の鉄筋コンクリートである厚い構造物の要求は、上述の地震時構造健全性確保または建屋地震時安定性確保の観点から相反するものであり、このような事情に鑑みて原子力プラント建屋屋根部の外部飛来物に対処した耐衝撃兼制振屋根の構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
この耐衝撃兼制振屋根１３の構造は、図５に示すように、建屋の屋根１３を屋根スラブとその上部にアスファルト状の制振層１７とし、さらにその上面に鉄筋コンクリートの耐衝撃層１８で構成した構造となっている。この制振層１７および耐衝撃層１８を形成することにより、鉄筋コンクリートの屋根１３の重量によって制振作用を機能させると共に航空機落下等の耐衝撃性を持たせている。
【特許文献１】特開平９−１０１３８８号公報
【特許文献２】特開平２−２８１１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の原子力プラントの屋根構造は重量を軽くして、その応答値を少なくする目的から鉄骨構造とすることが一般的である。この耐震上の目的から鉄骨構造屋根と制振ダンパを組み合わせた技術は建屋の地震時応答値を低減する技術として知られている。
【００１０】
しかし、原子力プラント屋根構造は単に軽量化した被蓋構造では不十分である。特に近年の航空機落下事故やテロに対抗するためには、外部飛来物に対する衝撃に耐えうる充分な強度を持った構造として１ｍから１．５ｍ程度の鉄筋コンクリートで覆うことが必要とされている。上記の屋根構造として１ｍから１．５ｍ程度の鉄筋コンクリートで覆うことは耐震上上部構造を軽量化する考え方と相反する要求事項であり、事実上鉄骨構造の屋根には使用できない、という課題があった。
【００１１】
一方、外部飛来物に対しては屋根を厚いコンクリートで覆うことを想定し、さらにそのコンクリートを制振上有効なばね乗数を具備したアスファルト状の制振層で積層化する技術も知られている。
【００１２】
しかしながら、沸騰水 (ＢＷＲ）型原子炉建屋においては、この屋根は約６０ｍ×４０ｍの面積があり、平面構造で１ｍから１．５ｍ程度の鉄筋コンクリートで覆うことは多大な屋根支持構造物が必要となり不合理となってしまう、という課題があった。また、アスファルト状の制振層を埋め込んだ形で原子力プラントの寿命中長期間にわたって均一な制振ばね乗数を保障するのは困難であり、またこれを確認する手段がとれない、という課題があった。
【００１３】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、原子力プラント建屋の屋根を外部飛来物の衝撃に耐えかつその構造体をマスダンパーとして地震時の揺れを抑制することのできる建築構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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の建築構造物においては、自重で形状を維持できる形状の建屋屋根と、この建屋屋根の下部に構築された建屋本体と、この建屋屋根と建屋本体との間に設けられた制振装置と、を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の建築構造物によれば、航空機等の外部飛来物による衝撃力に耐え更に地震力による応答を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る建築構造物の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、同一又は類似の部分には共通の符号を付すことにより、重複説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の制振型原子力プラント建屋屋根構造を適用した原子炉建屋の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ矢視方向の概略構成を示す縦断面図であり、図３は、図１のＢ部を拡大して示す斜視断面図である。
【００１８】
上述の安全機能を有する建築構造物である建屋として、一例として、原子炉建屋３について説明する。本図に示すように、制振型原子力プラント建屋屋根構造を適用した建築構造物である原子炉建屋３は、建屋屋根１を有する。この建屋屋根１は鉄筋コンクリートまたは鋼板コンクリートから構築されている。この建屋屋根１の厚みは１ｍ〜１．５ｍあり、外部飛来物の衝突衝撃に充分耐えるように構築されている。また、この建屋屋根１の形状は自重で形状を維持できるようにドーム状又はアーチ状になっている。
【００１９】
一方、建屋屋根１の下部には建屋本体１０が建立されている。この建屋本体１０も鉄筋コンクリート製または鋼板コンクリート構造から構築される。この建屋本体１０の厚みは、必要に応じて外部飛来物の衝突衝撃に充分耐える厚みを有する。この建屋本体１０の上部には、天井クレーン２が走行するためのレールが敷設されたガーダー壁が構築されている。
【００２０】
この建屋屋根１と建屋本体１０との間には、制振装置６が設けられている。上記の制振装置６は、積層ゴム４とおよび制振ダンパ５を有する。この積層ゴム４複数個が、建屋屋根１を形成する壁面の下部と建屋本体１０を形成する壁面の上部との間に間隔を置いて設置されている。上記の建屋屋根１からの地震による荷重をこの積層ゴム４で受け変形することにより、地震エネルギを吸収することができる。すなわち、積層ゴム４は、地震エネルギの吸収材として使用されている。
【００２１】
一方、制振ダンパ５は、建屋屋根１の下部と建屋本体１０の上部との間を設けられ、埋込金物５ａを介して相互に連結されている。この制振ダンパ５は、流体動圧ダンパ、オイルダンパ、ショックアブソーサとも呼ばれている。制振ダンパ５は、シリンダ内にピストンで押し込められた油がオリフィスから逃げるとき、ピストンの両面に生ずる圧力差が運動物体への抵抗力となる原理を用いたものである。この制振ダンパ５は、上記の抵抗力を地震時の運動速度の関数として定められるために、オリフィスの部分に調整弁を設ける場合がある。かくして、建屋屋根１と建屋本体１０との水平方向の相対変位をこの制振ダンパ５で受けることにより、地震エネルギを吸収することができる。すなわち、制振ダンパ５は、粘性体流動抵抗力を利用した地震エネルギの吸収機構として使用されている。
【００２２】
なお、制振ダンパ５は埋込金物５ａを介して接続されているので、シリンダ内のオイルの交換、オリフィスの外観検査等の定期的な点検のために自在に取り外し又は取り付けが可能なように構成されている。
【００２３】
このように構成された本実施の形態において、建屋構造１は屋根も含めて鉄筋コンクリートまたは鋼板コンクリートで構築されているので、外部飛来物による衝撃力に耐えることができる。特に鋼板コンクリート構造の場合は飛来物の衝撃により生じるコンクリートの剥離が建屋内表面の鋼板により抑えられることにより、建屋内に収納している安全機能を有する系統や機器に対して、剥離したコンクリートの衝突による二次的波及効果が抑制できる。かくして、鋼板コンクリート製の構造の場合は鉄筋コンクリート製の構造に比べ薄い厚さで構成することが可能である。また、屋根構造を施工し易くする為に屋根スラブ下面をデッキプレートまたは仮設鉄板型枠を用いた鉄筋コンクリート構造とする場合もある。
【００２４】
また、地震時には建屋屋根１と建屋本体１０との相対変位が生じる。この相対変位量に応じて制振装置６も変位し、原子炉建屋３に大きな減衰力を与えることができる。この建屋屋根１は、上述のように鉄筋コンクリートあるいは鋼板コンクリートで構築されているので重量的には原子炉建屋３全体に対して数％になり、さらに建屋全体の振動を充分抑制する作用を発揮することができる。
【００２５】
本実施の形態により、建屋屋根１および建屋本体１０を鉄筋コンクリートまたは鋼板コンクリートから構築することにより、航空機等の外部飛来物による衝撃力に耐えることができる。
【００２６】
また、建屋屋根１と建屋本体１０との間に制振装置６を設けることにより、地震力による応答を抑制することができる。かくして、上述の地震力による応答を抑制した制振型原子力プラント建屋屋根構造を有する原子力プラントを高耐震地域にも立地することができるようになる。
【００２７】
また、制振型原子力プラント建屋屋根構造の有する制振効果により建屋内機器・配管系の応答値削減が図れ、機器基礎構造や配管サポート構造の簡素化による物量削減を図ることができる。
【００２８】
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、制振型原子力プラント建屋屋根構造を原子炉建屋３だけでなく、タービン建屋にも適用してもよく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態の制振型原子力プラント建屋屋根構造を適用した原子炉建屋の構成を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向の概略構成を示す縦断面図。
【図３】図１のＢ部を拡大して示す斜視断面図。
【図４】従来の原子力プラントの建築構造物の制振装置を示す概略縦断面図。
【図５】従来の原子力プラントの建築構造物の外部飛来物防護装置を示す概略斜視図。
【符号の説明】
【００３０】
１…建屋屋根、２…天井クレーン、３…原子炉建屋、４…積層ゴム、５…制振ダンパ、５ａ…埋込金物、６…制振装置、１０…建屋本体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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