(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の支持基礎部分と上部建築物本体との間に設置され、地震発生時の地震波に依る衝撃力の上部建築物への影響を免ずるための複合免震装置であって、円柱状護膜体と、該円柱状護膜体の内部に封入された鋼製発条と、該鋼製発条の中央部に添って垂直且つ円形状に挿入された複数の調整棒と、該円柱状護膜体と該鋼製発条との中間に封入された円筒状の鋼製織布と、からなり、免震効果を調整する機能を併せて発揮できることを特徴とする複合免震装置。
【請求項２】
前記複合免震装置がその上下端に取付盤を有し、前記鋼製発条は前記上下端の取付盤に固着され、前記調整棒は前記支持基礎部分に固着されることを特徴とする請求項１記載の複合免震装置。
【請求項３】
前記鋼製発条が前記上下端の取付盤に溶接又は締め金具により固着されることを特徴とする請求項１又は２記載の複合免震装置。
【請求項４】
前記上下端の取付盤が前記上部建築物本体及び前記支持基礎部分にボルト締めにて緊結されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の複合免震装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地震発生時において、建築物及び構築物への地震波に依る上下動若しくは水平動を免じ倒壊又は傾くことのない新規な複合免震装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の免震装置の構造は図６に示すが如、円盤状の金属盤６と同径寸法の護膜盤４との積層状をなし、金属盤６と護膜盤４は接着材に依り交互に固着されて積層体を形成し、積層体の下端部に下部取付盤２４、一方上端部に上部取付盤３８を有する。
【０００３】
上記した免震装置２とは別に図４に示す免震効果を調整する装置（一般的にダンパ−｛以下  緩衝装置｝という）５０を設置し、この両装置を併設することにより免震構造が成立し免震構造建築物となる。
【０００４】
上記した従来の免震装置２及び緩衝機５０を併設した建物が建てられている地域に地震が発生すると、地震の水平波及び垂直波に依り上部建築物は免震装置２及び緩衝機５０の効果により、垂直波に関しては図６、水平波に関しては図８、の如免震装置２は変位をきたす。この変位の際免震装置２の護膜盤４の断面形状が幅（径）に対して、高さ（厚さ）著しく小さく水平方向の変位に対して｛曲げ変形｝でなく｛剪断変形｝に近い状態となり最悪の場合護膜盤４の破断も想定され、状況によっては破断前に護膜盤４と金属盤６の接着固着面８の剥離が同時多発し、積層体２自体の崩壊の可能性がある。
【０００５】
上記した従来の免震装置２は垂直波に関しては図６の如変位するが、変位量はＨ１〜Ｈ２〜Ｈ３と僅かで前記の水平波に比較して著しく少なく、垂直波は免震装置２により緩和されることは極めて少なく直接的に上部建物２０に影響を与え、上部建物２０は垂直波の揺れに追従し同様に揺れ、建築物本体の主要構造体に重大な構造被害を与える。地震震央地域及び関連活断層周辺地域あっては過去の被害状況の分析からしても垂直波（タテ揺れ）による被害が甚大で建物等の崩落・倒壊等の被害が集中しており垂直波への対応は急務で、従来の免震装置２にとっては垂直波への対応は弱点（欠陥）ともいえる。
【０００６】
【発明が解決しようする課題】
本発明は上記した従来の免震装置の現状に鑑みてなされたもので、地震発生時における地震波による建築物への影響を画期的に軽減するもので、特に震央地域及び関連活断層周辺地域における垂直波（タテ揺れ）による壊滅的被害を皆無とし併せて水平波（ヨコ揺れ）にも万全の対応を、緩衝機無しで可能にした新規な装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の複合免震装置は、建築物の支持基礎部分と上部建築物本体との間に設置され、地震発生時の地震波に依る衝撃力の上部建築物への影響を免ずるための複合免震装置であって、円柱状護膜体と、該円柱状護膜体の内部に封入された鋼製発条と、該鋼製発条の中央部に添って垂直且つ円形状に挿入された複数の調整棒と、該円柱状護膜体と該鋼製発条との中間に封入された円筒状の鋼製織布と、からなり、免震効果を調整する機能を併せて発揮できるなることを特徴とする。
【０００８】
上記構成により、円柱状護膜体及び鋼製発条が各々、地震波の垂直波（タテ揺れ）に追従し図５に示すごとく地震力を吸収発散し上部建築物への地震波の直撃に依る建築構造体等への被害が回避される。また、円柱状護膜体に円筒状の鋼製織布を封入（鋳入）することで、地震発生時の、水平方向及び垂直方向の地震波に依る該免震装置の急激な変形を抑制し、且つ鋼製織布の強力な張力により円柱状護膜体が地震波の周波に同調することが阻止される。このようにして、建物の変位周期が調整されて建物の振幅が僅かに押さえられる。
【０００９】
従来の免震装置（一般的に支承という）は装置本体とは別に免震効果を調整する機能（一般的にダンパー｛緩衝装置｝という）を併せて別の場所に設置することにより免震構造建築物が構成されたが、本発明の複合免震装置によれば、本装置のみで免震効果を調整する機能（一般的にダンパー｛緩衝装置｝という）を併せて発揮することができる。
【００１０】
従来の積層体装置は構成素材が護膜と鋼板のため、地震波に依る変形で「水平方向の剪断」及び「垂直方向の座屈」の発生が想定される。本発明の複合免震装置は、「剪断」「座屈」の発生を阻止するため、円柱状護膜体と鋼製発条との中間に円筒状の鋼製織布を封入し「水平方向の剪断」及び「垂直方向の座屈」から円柱状護膜体を保護することが可能となる。
【００１１】
前記複合免震装置がその上下端に取付盤を有し、前記鋼製発条は前記上下端の取付盤に固着され、前記調整棒は前記支持基礎部分に固着されるのが好適である。
【００１２】
また、前記鋼製発条が前記上下端の取付盤に溶接又は締め金具により固着されるのが好適である。
【００１３】
さらに、前記上下端の取付盤が前記上部建築物本体及び前記支持基礎部分にボルト締めにて緊結されるのが好ましい。
【００１４】
地震発生時の、強力な水平方向の地震波に依り上部建築物が平常時の支持地盤の位置から極端な状態に変位を被り左右に移動を余儀なくされ当然免震装置自体の破損も想定されるが、支持基礎部分８に固着され該免震装置２２に垂直に挿入された調整棒２８は極端な状態に変位を被り左右に移動を余儀なくされる免震装置の変位を調整棒２８の剛性に依り抑制・制御し、最終的に上部建築物の変位を抑制・制御する特徴を有しその効果の範囲も設置状況が水平面に対して垂直であることから当然３６０度全方位にその機能を発揮する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の１つの実施の形態を添付図面中、図１〜図３に基づいて説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る複合免震装置の構造を示す斜視図である。図１において、図２〜図７と同一若しくは類似の部所及び部材は同一符号を用いて説明する。
【００１７】
図３は本発明に係る複合免震装置を導入した建築物を示す斜視図である。
【００１８】
図３において上部建築物２０は本発明に係る免震構造建築物である。支持基礎部分１２は四角形状の支持基礎梁１６を有している。該支持基礎梁１６は耐圧盤１４と一体の構造で該構造は鉄筋コンクリ−ト構造である。
【００１９】
図３において２２は本発明の複合免震装置を示す。支持基礎部分１２は上部建築物２０の建築基準法に基づく構造計算に依り個別に算出された適正な強度・規模であり、本図は一般例を示す。複合免震装置２２の外形の直径・高さ、その他免震装置構成材の各種寸法、及び免震装置２２の使用個数・設置位置等は前記構造計算に依り決定する。
【００２０】
図２において支持基礎部分１２の上端部１８は上部建築物２０の建設地周辺の地盤より少なくとも３０ｃｍ以上高く構築し雨水等の流入を防ぎ複合免震装置２２の汚損を避けるものとする。
【００２１】
図２において、本発明に係る免震構造建築物は、支持基礎部分１２、複合免震装置２２及び上部建築物２０に依って構成される。
【００２２】
ここで本発明に係る免震構造建築物の一般的な施工法を施工順序に従って図１図２により述べる。該免震構造建築物の建築地の地耐力（地盤強度）が構造設計強度に適合することを確認の後（不適合の場合は杭基礎等に依り補正）、耐圧盤１４の支持地盤面まで掘り下げ（掘削）、耐圧盤１４の鉄筋工事、継続してコンクリ−ト打設がなされる。耐圧盤１４の完成後引き続き支持基礎梁１６の施工に着手する。この際、複合免震装置２２の支持基礎梁１６への、取付・固着用の取付ボルト２６及び鋼製の調整棒２８が、複合免震装置２２の設置位置にそれぞれ水平・垂直方向の精度確認のうえ仮固着され、支持基礎梁１６の鉄筋工事完了後コンクリ−ト工事が施工され完了後所定時間（建築基準法）経過し、コンクリ−ト強度が設計強度到達により、取付ボルト２６及び調整棒２８は支持基礎梁１６へ完全に固着する。
【００２３】
耐圧盤１４及び支持基礎部分１２のコンクリ−ト強度が設計強度到達後、支持基礎上端部１８の複合免震装置２２設置部分を入念に清掃後、当該部分の水平・垂直等の各レベル調整を高強度モルタルグラウト及び鋼製レベルスペ−サ−等の併用により入念に行い、各箇所共に複合免震装置２２取付設定レベルを均一に仕上げる。尚既に施工済の取付ボルト２６及び調整棒２８な養生保護をし施工に依る損傷を防ぐ。
【００２４】
前記高強度モルタルグラウトが設計強度到達後、本発明の複合免震装置２２の取付設置工事に着手する。支持基礎上端部１８の上方に突出している該装置用の取付ボルト２６及び調整棒２８の損傷の有無の確認、及びコンクリ−ト等の付着物の清掃の後複合免震装置２２の下部取付盤２４に穿孔された調整棒挿入孔３０の下端部を、支持基礎上端部１８の上方に突出している調整棒２８の上部先端に合わせながら慎重に調整棒挿入孔３０に挿入し、徐々に降下させて複合免震装置２２の下部取付盤２４に穿設された取付孔３２と支持基礎上端部１８の上方に突出している取付ボルト２６の上部先端に合わせながら更に徐々に降下させ、複合免震装置２２の下部取付盤２４と支持基礎上端部１８の取付調整面３４を密着させる。降下終了後支持基礎上端部１８の取付ボルト２６のナットを締め付け、トルクレンチ等にて締め付けトルクを確認し複合免震装置２２の支持基礎部分１２への取付・固着は完了する。
【００２５】
複合免震装置２２の支持基礎部分１２への取付・固着完了後、上部建築物２０の施工に着手する。図１及び図２は共に鉄筋コンクリ−ト造を一般例として図示してあるが鉄骨造及び木造等の構造にあっても、上部建築物等基礎部分若しくは土台部分と複合免震装置２２の上部取付盤３８との接合・固着は基本的に差異はなく図示は省略する。施工に先立ち複合免震装置２２本体を工事中の汚損・破損を防ぐ為に養生保護シ−ト等で包み込む。上部建築物２０の打込アンカ−ボルト３６を複合免震装置２２の上部取付盤３８の取付孔３２に挿入し水平・垂直等の各設定レベルを確認後上部取付盤３８に仮固着させる。
【００２６】
複合免震装置２２の上部取付盤３８への打込アンカ−ボルト３６仮固着完了後上部建築物２０の基礎部分４０の施工に着手する。基礎部分４０の施工完了後該部分の所定強度到達を確認ののち、前記打込アンカ−ボルト３６の複合免震装置２２側上部取付盤３８の取付孔３２部分の取付ナット４２を締め付け、トルクレンチ等にて締め付けトルクを確認し複合免震装置２２への上部建築物２０の基礎部分４０の取付・固着は完了する。所定の工程を経て建築工事が完了し本発明の複合免震装置２２に係る免震構造建築が完成する。
【００２７】
上記の例では複合免震装置２２の概形を円柱状としたが、その概形を四角柱状等その他の柱状とすることもできる。
【００２８】
上記の例では鋼製発条４４を円形螺旋状としたが、形状は円形を角型等その他にすることもでき、又材質も鋼製を樹脂製等にすることができる。
【００２９】
上記の例では調整棒２８の材質は鋼製としたが、材質は鋼製を樹脂製等にすることができる。
【００３０】
上記の例では複合免震装置２２の下部取付盤２４及び上部取付盤３８と鋼製発条４４との接合固着は溶接としたがフックボルト締め付け若しくはねじ込み式等に依ることもできる。
【００３１】
上記構成による本発明に係る免震構造建築物の立地が地震の震央地域若しくは活断層周辺地域の場合、地震発生に伴う地震波に依る上下動、且つ震央外周地域における場合は水平動、更に地殻状況に依る上下動と水平動の複合波（三次元波）へとその免震効果を発し、本免震装置は何れの地震波、何れの地域にも対応する。地震発生に伴う地震波のうち上下波に依る免震構造建築物及び免震装置の変位を本発明に係る免震構造建築物は図５に、従来の免震構造建築物を図６に夫々概略的に示す。
【００３２】
図５に示す様に本発明に係る免震構造建築物の支持地盤１０（地層）が地震発生に伴い、地震波により上下に変位すると支持地盤  １０に固着する支持基礎部分１２も同様の変位をきたす。当然のこととして支持基礎上端部１８及びこれに固着する、複合免震装置２２の下部取付盤２４も同様の変位をきたす。支持地盤１０から支持基礎部分１２へ、更に支持基礎上端部１８そして複合免震装置２２の下部取付盤２４へと、地震波による上下動の地震力は伝播され、複合免震装置２２を経由して地震力は上部建築物２０方向へ向かう。該装置の鋼製発条４４の弾性と円柱状護膜体４６の圧縮に依り、上部建築物２０方向へ向かう地震力は吸収発散・減衰し、上部建築物２０へ伝播する地震力は極わずかで、本免震構造建築物の構造体を始め在住者及び収容物等に何らの被害を及ぼすことはない。地震力の上部建築物２０へ伝播が極めて少ないことにより、構造体の柱、梁への地震力の負担が微小であるため従来の免震構造建築物に比較して柱、梁材の寸法が減少し、建築空間の拡大を奏しひいては建築コストダウンに多大な貢献をするものである。然しながら従来の免震装置（積層護膜式）に係る免震構造建築物は図６に示す様に上下動の地震力の伝播が減衰されずに免震装置２２を経由して地震力は上部建築物２０方向へ伝播され、上部建築物２０は構造体を始め居住者及び収容物等に被害の発生が想定される。
【００３３】
震央外周地域に於て上記構成による本発明に係る免震構造建築物は地震発生に伴う地震波による水平動（ヨコ揺れ）の影響を図７に示す様に、鋼製発条４４の弾性変形と円柱状護膜体４６の圧縮等の各々の変位により吸収し、ヨコ揺れエネルギ−の上部建築物等への伝播を阻止し地震に依る建築物等の揺れを画期的に軽減し、当然地震エネルギ−の建築主要構造部への応力が極めて小さい為に従来の積層ゴム型式の免震装置を導入した建物に比較して柱・梁の設計強度も小さくなり、結果として柱・梁が細くなり建築コストの軽減に寄与し建築空間も広くなろう。
【００３４】
上記構成による本発明に係る免震構造建築物は、該免震装置の調整棒２８の働きにより、従来の免震装置（積層護膜式）に係る免震構造建築物に必要な緩衝装置（ダンパ−）との組み合わせは不要となり、本発明の免震装置のみで免震効果を発する。尚従来の積層ゴム型式の免震装置に係る免震構造建築物に併設された緩衝装置は、緩衝装置本体の形状・材質等の関係で地震発生に伴う地震波による水平動（ヨコ揺れ）の影響で変位を示すが、その形態が回転を伴う「捻れ変形」で上部建築物に不要な回転応力を与え、副作用的な建物の揺れの発生が想定されるが、本発明に係る免震構造建築物は副作用的な建物の揺れの発生は皆無である。
【００３５】
上記構成により、図１に示す本発明の円柱状護膜体４６に鋼製織布４８を封入せしめたところの複合免震装置２２に係る免震構造建築物は、震央外周地域に於て地震発生に伴う水平動（ヨコ揺れ）の地震エネルギ−により基礎部分４０に水平応力が働き、この応力は支持基礎梁１６より免震装置２２へと伝播する、この水平応力により複合免震装置２２は図７に示す如円柱状護膜体４６は積層体とは異なる一体成型の特徴をいかして、二次曲線的緩やかな変形をなし、かつ鋼製織布４８の封入効果で積層体特有の局所的座屈は一切発生せず円柱状護膜体４６の崩壊・破壊は全く無い。これに対して、従来の護膜積層型免震装置は図８に示す如、積層を型成する単一の護膜盤４の厚さが護膜盤４の幅（径）に対して著しく薄く、地震発生に伴う水平動（ヨコ揺れ）の地震エネルギ−により局部的な変位の不連続変形を起こし、更に積層体の構成が護膜盤４と金属盤６を交互に接着剤により接着・密着され製造されている為薄い護膜盤４に水平動により局所的座屈力が集中し、水平方向の変位に薄い護膜盤４が追従となり、護膜盤４本体の破断若しくは護膜盤４と金属盤６の接着面での剥離・離脱等が発生し、免震装置として機能せず、上部建築物に甚大な被害の発生が想定されよう。
【００３６】
上記した実施の形態では、本発明に係る中高層の鉄筋コンクリ−ト造建築物について例示して示したが、本発明は上部建築物等の構造が鉄骨造、木造、ブロック造、石造等全ての建築構造に、更に建築物の高さも低層・中高層・超高層等のあらゆる高さに適用可能なことはいうまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の複合免震装置に係る免震構造建築物は、地震発生におけるあらゆる揺れから該複合免震装置の上部建築物等が隔離・隔絶され建築物等の構造体（柱・梁・壁体・床面）の変形・崩壊、及び倒壊、関係付帯設備類の損壊、機能障害、更に建築物等の屋内の家具等調度品や収納物の落下・倒壊・飛散等の事故発生を皆無とあうることを可能し、特に地震により未曾有の被害をもたらす震央地域（震源地）における主要原因の上下動地震波への対応に画期的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合免震装置の構造を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の複合免震装置の縦断面詳細図である。
【図３】本発明に係る免震構造建築物の概略斜視図である。
【図４】従来の積層護膜形式免震装置に係る免震構造建築物の概略斜視図である。
【図５】地震発生時の震央地域（震源地）に建築された場合の、本発明に係る免震構造建築物等の該複合免震装置の地震波・上下動（タテ揺れ）による変位の状態を示す概略断面説明図及び概念表である。
【図６】地震発生時の震央地域（震源地）に建築された場合の、従来の積層護膜形式免震装置に係る免震構造建築物等の該積層護膜形式免震装置の地震波・上下動（タテ揺れ）による変位の状態を示す概略断面説明図及び概念表である。
【図７】地震発生時の震央外周地域に建築された場合の、本発明に係る免震構造建築物等の該複合免震装置の地震波・水平動（ヨコ揺れ）による変位の状態を示す概略断面説明図及び概念表である。
【図８】地震発生時の震央外周地域に建築された場合の、従来の積層護膜形式免震装置に係る免震構造建築物等の該積層護膜形式免震装置の地震波・水平動（ヨコ揺れ）による変位の状態を示す概略立面説明図及び概念表である。
【符号の説明】
２  従来の免震装置
４  護膜盤
６  金属盤
８  積層材接着面
１０  支持地盤
１２  支持基礎部分
１４  耐圧盤
１６  支持基礎梁
１８  支持基礎上端部
２０  上部建築物
２２  本発明の複合免震装置
２４  下部取付盤
２６  取付ボルト
２８  調整棒
３０  調整棒挿入孔
３２  取付孔
３４  取付調整面
３６  打込アンカ−ボルト
３８  上部取付盤
４０  基礎（土台）部分
４２  取付ナット
４４  鋼製発条
４６  円柱状護膜体
４８  鋼製織布
５０  緩衝装置
【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】
0003806499.tif 000007
【図７】
0003806499.tif 000008
【図８】
0003806499.tif 000009