(57)【要約】【課題】レイアウトの自由度を向上させても、地震に強い構造とすることができる建築物を提供する。【解決手段】建築物１０には、地下に免震層１１が設けられている。この建築物１０は、免震層１１に対して２階層目の上層階には、放射線遮蔽構造体３０によって構成されたリニアック室を備えている。放射線遮蔽構造体３０は、遮蔽床、遮蔽天井及び遮蔽壁を有している。遮蔽床、遮蔽天井及び遮蔽壁には、約１ｍ〜約３ｍの厚みを有し、鉄筋が埋設されたコンクリート３１によって構成されており、鉄板等で構成される放射線遮蔽部材３５が埋設されている。放射線遮蔽構造体３０よりも下層階で、放射線遮蔽構造体３０のコンクリート３１が取り付けられる柱２１の外周部には、鉄筋が埋設されたコンクリート２５が打設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震層と放射線遮蔽構造体とを備えた建築物において、
前記免震層の直上階よりも上層階の設置フロアに、放射線遮蔽構造体を配置したことを特徴とする建築物。
【請求項２】
前記免震層に対して２階層目の上層階に、前記放射線遮蔽構造体を配置したことを特徴とする請求項１に記載の建築物。
【請求項３】
前記放射線遮蔽構造体が設けられた階層と前記免震層との間の階層には、制振ダンパが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建築物。
【請求項４】
前記放射線遮蔽構造体が設けられた階層と前記免震層との間の階層には、鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の建築物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震層と放射線遮蔽構造体とを備えた建築物に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん等の病気の治療や痛みの緩和を行なうために、放射線治療装置（リニアック）を用いることがある。この放射線治療装置では、高放射能の放射線を病巣に照射する。このため、放射線治療装置が設置される部屋は、外部へ放射線が漏れないように、放射線遮蔽構造によって構成されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の放射線遮蔽構造物は、遮蔽側壁部と遮蔽床部と遮蔽天井部とを備えている。そして、遮蔽天井部は、放射線発生装置側の第１コンクリート層と、外側の第２コンクリート層との間に、平均放射線減衰率が低い材料で構成される中間層とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−５７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、放射線遮蔽構造物を備えた建築物は、耐震構造で構成されている。そして、放射線遮蔽構造物は、遮蔽構造を用いるため、他のフロア構造よりも重くなる。そこで、放射線遮蔽構造物は、重量の支持のために、通常、建築物の地下や１階（最下層）に設置されていた。これは、上層階に遮蔽構造を設置すると、耐震構造の場合は、想定外の大きい地震の発生により遮蔽構造直下の構造部材（柱）が損傷して建築物に影響を与える可能性があることによる。このように放射線遮蔽構造物を建築物の地下や１階に設置する場合には、建築物におけるレイアウトの自由度が低くなることがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、レイアウトの自由度を確保しながら、地震に強い構造とすることができる建築物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
・上記課題を解決する建築物は、免震層と放射線遮蔽構造体とを備えた建築物において、前記免震層の直上階よりも上層階の設置フロアに、放射線遮蔽構造体を配置する。これにより、レイアウトの自由度を向上させても、地震に強い構造とすることができる。
【０００７】
・上記建築物において、前記免震層に対して２階層目の上層階に、前記放射線遮蔽構造体を配置することが好ましい。これにより、放射線遮蔽構造体の設置フロアにおける地震による最大応答絶対加速度を小さくすることができる。また、建築物全体の最大応答絶対加速度も小さくできる。
【０００８】
・上記建築物において、前記放射線遮蔽構造体が設けられた階層と前記免震層との間の階層には、制振ダンパが設けられていることが好ましい。これにより、地震等の振動に対して、建築物全体を効率よく制振させることができる。
【０００９】
・上記建築物において、前記放射線遮蔽構造体が設けられた階層と前記免震層との間の階層には、鉄骨鉄筋コンクリート構造の柱が設けられていることが好ましい。これにより、コンクリートの支圧による支持性能が期待できるとともに、放射線遮蔽構造体直下の柱の固定度を向上させることができる。従って、重い放射線遮蔽構造体を、軸力、せん断、曲げに対して、より強固に支持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レイアウトの自由度を向上させて、地震に強い構造にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における建築物の内部構造を説明する断面模式図。
【図２】本実施形態における建築物の要部の断面図。
【図３】本実施形態におけるシミュレーション解析に用いた情報の説明図であり、（ａ）は本実施形態の免震層の直上より１階層上層に放射線遮蔽構造体がある建築物、（ｂ）は免震層の直上に放射線遮蔽構造体がある比較対象の建築物を示す。
【図４】本実施形態におけるシミュレーション解析結果を説明する図であり、（ａ）は最大応答絶対加速度、（ｂ）は最大層せん断力を示す。
【図５】変更例における建築物の内部構造を説明する断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図４を用いて、建築物を具体化した一実施形態を説明する。
ここでは、図１に示すように、放射線遮蔽構造体を備えた８階建ての建築物１０について説明する。建築物１０は、病院等の医療施設であって、放射線遮蔽構造体３０によって構成されたリニアック室を備えている。
【００１３】
建築物１０には、地下に免震層１１が設けられている。免震層１１は、地上に設置される上部構造物と、基礎や地下の躯体等の下部構造物との間に設けられている。そして、免震層１１の直上階が地上１階となるように配置されている。免震層１１には、複数の免震装置１１ａが間隔をおいて設置されている。免震装置１１ａとして、積層ゴムアイソレータ等を用いる。
【００１４】
建築物１０の上部構造物は、鉄骨の柱２１及び梁２２を有した鉄骨造で構成されている。建築物１０の２階（免震層１１に対して２階層上層階）に、放射線遮蔽構造体３０を設ける。放射線遮蔽構造体３０は、建築物１０の設置階（２階）のフロア中央に配置されている。
【００１５】
図２に示すように、放射線遮蔽構造体３０は、リニアック（放射線治療装置）を配置したリニアック室を構成している。この放射線遮蔽構造体３０は、遮蔽床、遮蔽天井及び遮蔽壁を有している。遮蔽床、遮蔽天井及び遮蔽壁は、約１ｍ〜約３ｍの厚みを有し、鉄筋が埋設されたコンクリート３１によって構成されている。このコンクリート３１は、複数の柱２１に固着されている。この結果、放射線遮蔽構造体３０は、複数の柱２１に一体固定された鉄骨コンクリート構造で構成されている。更に、遮蔽床、遮蔽天井及び遮蔽壁のすべてに、鉄板等で構成される放射線遮蔽部材３５が埋設されている。
【００１６】
更に、放射線遮蔽構造体３０よりも下層階で、放射線遮蔽構造体３０のコンクリート３１が取り付けられる柱２１の外周部には、鉄筋が埋設されたコンクリート２５が打設されている。従って、放射線遮蔽構造体３０の直下の下層階を構成する柱２１は、鉄骨鉄筋コンクリート構造で構成されている。
【００１７】
上述した建築物１０の構成は、以下の思想に基づくものである。
免震構造物の場合、免震層で地震エネルギの大半が消費される。このため、極めて稀に発生する地震時の地震エネルギに対して免震層上部の架構は弾性に保たれる設計がなされており、想定外の大地震が生じても、架構の塑性変形能力には余裕があるため、倒壊には至らないことが期待できる。
また、免震構造物は、建物（建築物）の固有周期が長いため、耐震構造物の場合とは応答性状が異なり、地震動との共振も生じない。
【００１８】
このため、大重量で高い剛性の架構を、免震層の直上階よりも上層階に設置した場合においても、上下階の柱の固定度の向上等により、剛性急変の影響の緩和や剛性の高い壁にせん断力の集中の緩和が期待できる。
【００１９】
以下、上述した思想を検証するために行なったシミュレーションの条件及び結果を説明する。
図３（ａ）には、建築物１０の各階の質点系モデル、各階の重量及びその階までの積算重量と、比較対象との重量の相対割合とを示している。また、図３（ｂ）には、放射線遮蔽構造体３０が免震層の直上（ここでは１階）にある場合各階の質点系モデル、各階の重量及びその階までの積算重量を示している。本実施形態の建築物１０は、比較対象の建築物に比べて、３階分の積算質量が１７．５％、２階分の積算質量が１５％増加している。
【００２０】
図４は、本実施形態の建築物１０及び比較対象の建築物におけるシミュレーション結果を示している。なお、本実施形態の建築物１０は、図３（ａ）に示すように、放射線遮蔽構造体３０を２階（免震層から２階層目の上層階）に設置した構造であり、比較対象の建築物は、図３（ｂ）に示すように、放射線遮蔽構造体３０を１階（免震層直上階）に設置した構造である。
【００２１】
図４（ａ）は、各階における最大応答絶対加速度、図４（ｂ）は各層間における最大層せん断力を示している。
図４（ａ）に示すように、本実施形態の建築物１０における最大応答絶対加速度（応答加速度）は、４階と３階で増加しているが、建物全体としては低減している。特に、５階より上の応答加速度は低減しており、放射線遮蔽構造体３０が設置された床面の応答加速度は１０％低減している。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、本実施形態の建築物１０における最大層せん断力（層せん断力）は、１階と免震層との間、２階と１階との間において増加している。しかし、建築物１０の２階以上の重量が１５％以上増えているにもかかわらず、建築物１０の層せん断力は４％程度しか増えていない。また、３階よりも上層階の層せん断力は約１０％低減している。
【００２３】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態において、建築物１０は、免震層１１と放射線遮蔽構造体３０とを備え、免震層１１に対して２階層目の上層階（２階）に放射線遮蔽構造体３０を配置した。これにより、１階層のレイアウトの自由度を確保できるとともに、放射線遮蔽構造体３０の設置フロア（２階）における地震による最大応答絶対加速度を小さくすることができる。更に、建築物１０全体の最大応答絶対加速度も小さくすることができる。
【００２４】
（２）本実施形態において、建築物１０の放射線遮蔽構造体３０は、設置フロアの中央に配置した。これにより、重い放射線遮蔽構造体３０から各柱２１までの距離が短くなるため、各柱２１から放射線遮蔽構造体３０集中するせん断力が小さくすることができる。
【００２５】
（３）本実施形態において、放射線遮蔽構造体３０よりも下層階で、放射線遮蔽構造体３０のコンクリート３１が取り付けられる柱２１の外周部は、鉄筋が埋設されたコンクリート２５で構成されている。これにより、コンクリート２５の支圧による支持性能が期待できるとともに、放射線遮蔽構造体３０直下の柱２１の固定度を向上させることができる。従って、重い放射線遮蔽構造体３０を、軸力、せん断、曲げに対して、より強固に支持することができる。
【００２６】
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、建築物１０は、免震層１１の２階層目の上層階に、放射線遮蔽構造体３０を設置した。放射線遮蔽構造体は、免震層の直上階よりも上層階に配置すればよい。例えば、図５に示すように、免震層１１の３階層目の上層階に放射線遮蔽構造体３０を配置した建築物５０としてもよい。この建築物５０においては、柱５１及び梁５２を鉄骨で構成した。更に、この建築物５０の放射線遮蔽構造体３０よりも下層階で、放射線遮蔽構造体３０のコンクリート３１が取り付けられる柱５１の外周部には、鉄筋が埋設されたコンクリート５５が打設されている。また、この建築物５０の放射線遮蔽構造体３０よりも下層階には、オイルダンパ等の制振ダンパ５７を配置する。これにより、地震等の振動に対して、建築物１０全体を制振させることができる。
更に、上記実施形態のように、免震層１１の２階層目の上層階に放射線遮蔽構造体３０を設置した場合においても、放射線遮蔽構造体３０よりも下層階に、制振ダンパを設置してもよい。
【００２７】
・上記実施形態において、放射線遮蔽構造体３０は、建築物１０，５０の設置フロアの中央に配置した。放射線遮蔽構造体３０の設置位置は、設置フロアの中央に限定されるものではない。例えば、設置フロアの厳密に中央位置である必要はなく、中央を含む領域等の中央に近い位置が好ましい。
【００２８】
・上記実施形態において、建築物１０は、８階建ての建物を想定した。放射線遮蔽構造体を有する建物は、免震層の直上階以外の階層があれば、８階建てに限定されるものではない。例えば、９階以上の高層建物や、２階や３階程度の低層建物にも適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１０，５０…建築物、１１…免震層、１１ａ…免震装置、２１，５１…柱、２２，５２…梁、２５，３１，５５…コンクリート、３０…放射線遮蔽構造体、３５…放射線遮蔽部材、５７…制振ダンパ。
【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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