(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物が構築される地盤に形成された地盤側基礎と、
建物の下部に構成され、前記地盤側基礎の上に置かれる建物側基礎と、
前記地盤側基礎と前記建物側基礎との間に設けられた少なくとも１つの摩擦軽減機構と、
前記地盤側基礎と前記建物側基礎との間に設けられた少なくとも１つのヨーイング防止機構とを含み、
前記摩擦軽減機構は、前記地盤側基礎に設けられた所定の面積を持つ板材と、前記建物側基礎における前記板材に対応する箇所に設けられて前記板材の上を前記建物側基礎と共にスライド可能な滑動部材とを含み、
前記滑動部材は鋼材等の金属、セラミック、樹脂体のいずれか、あるいはそれらの下面の少なくとも一部に摩擦軽減用の樹脂材を固着または塗布したものであり、
前記板材は鋼板等の金属板、セラミック板、樹脂板、石板、コンクリート板のいずれか、あるいはそれらの上面の少なくとも一部に摩擦軽減用の樹脂材を固着または塗布したものであることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項２】
請求項１記載の建物減震用基礎構造において、
前記ヨーイング防止機構は前記建物側基礎に設けられた所定大の開口領域内に構成され、かつ前記開口に対応する前記地盤側基礎の上面側に固定されて一軸方向に延びる地盤側スライドガイド部材と、前記建物側基礎における前記開口の下面側に、前記地盤側スライドガイド部材とギャップをおいて直交するように固定された建物側スライドガイド部材と、前記地盤側スライドガイド部材に係合する地盤側スライド体と前記建物側スライドガイド部材に係合する建物側スライド体とを直交させて固着したスライド体とを含むことを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項３】
請求項２記載の建物減震用基礎構造において、
前記地盤側スライドガイド部材及び前記建物側スライドガイド部材と、前記スライド体の一方には、該スライド体の上方向への変位を阻止することにより建物の浮き上がりを防止する浮き上がり防止機構を構成してなることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項４】
請求項３記載の建物減震用基礎構造において、
前記地盤側スライドガイド部材、前記建物側スライドガイド部材はそれぞれ、断面略Ｔ字状部を持つレール状部材で構成され、
前記地盤側スライド体、前記建物側スライド体はそれぞれ、前記断面略Ｔ字状部の嵌入可能な断面略Ｃ字状部を持つ樋状部材で構成されていることにより、前記浮き上がり防止機構を構成していることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項５】
請求項４記載の建物減震用基礎構造において、
前記地盤側スライドガイド部材と前記地盤側スライド体との係合面の少なくとも一方、及び前記建物側スライドガイド部材と前記建物側スライド体との係合面の少なくとも一方にはそれぞれ、摩擦軽減材が塗布あるいは固着されていることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項６】
請求項１記載の建物減震用基礎構造において、
前記滑動部材は更に、前記鋼材等の金属、セラミック、樹脂体のいずれかの上面側に減震部材を有することを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項７】
請求項６記載の建物減震用基礎構造において、
前記建物側基礎における前記滑動部材の設置箇所には前記滑動部材より大きな第１の貫通穴が設けられ、該貫通穴の下側の縁部には前記滑動部材を受けるための第１の受け部が設けられていると共に、ジャッキの作動部を受けるための第２の受け部が設けられていることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項８】
請求項７記載の建物減震用基礎構造において、
前記第１の貫通穴は前記板材より大きな開口面積を持つ穴であることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項９】
請求項８記載の建物減震用基礎構造において、
前記地盤側基礎は上面に平坦部を持つベタ基礎、布基礎あるいはそれらの組合わせによる基礎であり、
前記建物側基礎は、前記地盤側基礎の平坦部と対応する箇所に平坦部を持つベタ基礎、布基礎あるいはそれらの組合わせによる基礎であることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項１０】
請求項９記載の建物減震用基礎構造において、
前記地盤側基礎、前記建物側基礎にはそれぞれ、少なくとも一方に補強部として地中梁、地上梁が一体的に形成されていることを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項１１】
請求項１０記載の建物減震用基礎構造において、
前記摩擦軽減機構における摩擦係数を０．０１〜０．２の範囲とすることにより、地震に起因して前記地盤側基礎が水平振動した時、この水平振動が前記建物側基礎に軽減されて伝達され、しかも所定の最大片振幅以内で振動するようにしたことを特徴とする建物減震用基礎構造。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の建物減震用基礎構造において、
前記地盤側基礎と前記建物側基礎との間にできる隙間を、前記建物側基礎の外縁部においてシール材により塞ぐようにしたことを特徴とする建物減震用基礎構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震発生時に水平振動を軽減して建物の破壊を防止するための建物減震用基礎構造に関し、特に戸建住宅に適した安価な建物減震用基礎構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、地震による建築物の破壊を防止するための手段としては、免震装置が知られている。例えば、ビルのような大型の建築物における免震装置としては、円盤状の鉄板とゴムとを重ね合わせて構成した積層ゴムが知られている。しかし、このような積層ゴムは、重量の大きな構造物には適しているが、戸建建物のような、ビルに比べて軽量の構造物には適していない。
【０００３】
そこで、戸建建物用の免震装置として、例えばボールベアリング支承によるものが提供されている。これは、建物とその基礎部との間に、ボールベアリングによる支承部を設けて構成される。ボールベアリングによる支承部は複数箇所に設けられる。基礎部にはボールベアリングにおける剛性の球体を受けるための受皿が設けられ、受皿の上面は通常、凹面状に形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、球体は剛性を持つとは言え、一点支持であるため、欠けのような損傷を生じ易い。これを防ぐためには、ボールベアリングによる支承部１箇所当たりの荷重を減らす必要がある。これは、ボールベアリングによる支承部の数が増加することを意味する。
【０００５】
一方、地震による建築物の破壊を防止するための他の手段として、制震装置が知られている。一例をあげると、シリンダ内に収容した鉛の塑性流動抵抗力を利用したものがある。これは、シリンダ内の鉛の中を動く突起を有するロッドの相対運動により、シリンダ内の鉛が塑性変形を起こし、振動エネルギーを吸収するものである。このような制震装置は、戸建建物の場合であっても複数個必要となる。
【０００６】
いずれにしても、上記のような構造の免震装置や制震装置は高価であり、建物価格の上昇を招いている。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、戸建住宅のような建物に適し、安価で提供できる建物減震用基礎構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による建物減震用基礎構造は、建物が構築される地盤に形成された地盤側基礎と、建物の下部に構成され、前記地盤側基礎の上に置かれる建物側基礎と、前記地盤側基礎と前記建物側基礎との間に設けられた少なくとも１つの摩擦軽減機構と、前記地盤側基礎と前記建物側基礎との間に設けられた少なくとも１つのヨーイング防止機構とを含み、前記摩擦軽減機構は、前記地盤側基礎に設けられた所定の面積を持つ板材と、前記建物側基礎における前記板材に対応する箇所に設けられて前記板材の上を前記建物側基礎と共にスライド可能な滑動部材とを含み、前記滑動部材は鋼材等の金属、セラミック、樹脂体のいずれか、あるいはそれらの下面の少なくとも一部に摩擦軽減用の樹脂材を固着または塗布したものであり、前記板材は鋼板等の金属板、セラミック板、樹脂板、石板、コンクリート板のいずれか、あるいはそれらの上面の少なくとも一部に摩擦軽減用の樹脂材を固着または塗布したものであることを特徴とする。
【０００９】
本建物減震用基礎構造において、前記ヨーイング防止機構は前記建物側基礎に設けられた所定大の開口領域内に構成され、かつ前記開口に対応する前記地盤側基礎の上面側に固定されて一軸方向に延びる地盤側スライドガイド部材と、前記建物側基礎における前記開口の下面側に、前記地盤側スライドガイド部材とギャップをおいて直交するように固定された建物側スライドガイド部材と、前記地盤側スライドガイド部材に係合する地盤側スライド体と前記建物側スライドガイド部材に係合する建物側スライド体とを直交させて固着したスライド体とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本建物減震用基礎構造においては、前記地盤側スライドガイド部材及び前記建物側スライドガイド部材と、前記スライド体の一方には、該スライド体の上方向への変位を阻止することにより建物の浮き上がりを防止する浮き上がり防止機構を構成して成る。
【００１１】
本建物減震用基礎構造においては特に、前記地盤側スライドガイド部材、前記建物側スライドガイド部材はそれぞれ、断面略Ｔ字状部を持つレール状部材で構成され、前記地盤側スライド体、前記建物側スライド体はそれぞれ、前記断面略Ｔ字状部の嵌入可能な断面略Ｃ字状部を持つ樋状部材で構成されていることにより、前記浮き上がり防止機構を構成している。
【００１２】
本建物減震用基礎構造においてはまた、前記地盤側スライドガイド部材と前記地盤側スライド体との係合面の少なくとも一方、及び前記建物側スライドガイド部材と前記建物側スライド体との係合面の少なくとも一方にはそれぞれ、摩擦軽減材が塗布あるいは固着されていることが望ましい。
【００１４】
また、前記滑動部材は更に、前記鋼材等の金属、セラミック、樹脂体のいずれかの上面側に減震部材を有することが好ましい。
【００１５】
本建物減震用基礎構造においては、前記建物側基礎における前記滑動部材の設置箇所には前記滑動部材より大きな第１の貫通穴が設けられ、該貫通穴の下側の縁部には前記滑動部材を受けるための第１の受け部が設けられていると共に、ジャッキの作動部を受けるための第２の受け部が設けられる。前記第１の貫通穴は前記板材より大きな開口面積を持つ穴である。
【００１６】
本建物減震用基礎構造における前記地盤側基礎は上面に平坦部を持つベタ基礎、布基礎あるいはそれらの組合わせによる基礎であり、前記建物側基礎は、前記地盤側基礎の平坦部と対応する箇所に平坦部を持つベタ基礎、布基礎あるいはそれらの組合わせによる基礎である。この場合、前記地盤側基礎、前記建物側基礎にはそれぞれ、少なくとも一方に補強部として地中梁、地上梁が一体的に形成されていることが好ましい。
【００１７】
本建物減震用基礎構造においては、前記摩擦軽減機構における摩擦係数を０．０１〜０．２の範囲とすることにより、地震に起因して前記地盤側基礎が水平振動した時、この水平振動が前記建物側基礎に軽減されて伝達され、しかも所定の最大片振幅以内で振動するようにされる。
【００１８】
本建物減震用基礎構造においては更に、前記地盤側基礎と前記建物側基礎との間にできる隙間を、前記建物側基礎の外縁部においてシール材により塞ぐようにされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明による建物減震用基礎構造は、これまでのような免震装置や制震装置の考え方とは異なる形態で、地震発生時に想定される水平振動を減らすようにした点に特徴がある。特に、本発明による建物減震用基礎構造によれば、地震発生時の加速度（Ｇａｌ）があらかじめ定められた値を越えた時に、建物部分が、減震されたうえで水平振動するようにすることもできる。
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態を戸建住宅に適用した場合について説明する。図１を参照して、本実施の形態による建物減震用基礎構造は、建物１０が構築される地盤２０に形成された地盤側コンクリート基礎３０と、建物１０の下部に一体的に構成されて地盤側コンクリート基礎３０の上に置かれる建物側コンクリート基礎４０と、地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間に設けられた複数の摩擦軽減機構５０（図１では２個のみ図示）と、複数のヨーイング防止機構とを含む。
【００２１】
建物用減震基礎構造は、地震に起因して地盤側コンクリート基礎３０が水平振動した時、この水平振動を建物側コンクリート基礎４０に軽減して伝達し、しかもあらかじめ定められた最大片振幅（例えば３５ｃｍ）以内で振動するように構成したことを特徴とする。摩擦軽減機構５０については、後で詳しく説明する。
【００２２】
また、ヨーイングというのは、後で説明されるように、建物１０が地盤側コンクリート基礎３０上のある点を中心に回動する動きのことであり、ヨーイング防止機構の詳細な構造も後述する。
【００２３】
地盤側コンクリート基礎３０について言えば、図１に示すようなベタ基礎の他、図２（ａ）に示すように、所定厚（例えば２０ｃｍ）のコンクリートによるベタ基礎の下側に、補強部として複数の地中梁３０−１を設けたものや、図２（ｂ）に示すように、所定厚（例えば２０ｃｍ）のコンクリートによるベタ基礎の下側に、井桁状に地中梁３０−２を設けたものがある。しかし、上面の一部に平坦面があり、地盤側の基礎として要求される強度を満足するものであればその構造は問わない。例えば、後述されるような布基礎や、布基礎とベタ基礎との組合わせでも良い。ベタ基礎部分には鉄筋が組み込まれ、特に地中梁にはダブル鉄筋が組み込まれるのが好ましい。
【００２４】
建物側コンクリート基礎４０について言えば、図３（ａ）に示すように、所定厚（例えば２０ｃｍ）のコンクリートによるベタ基礎の上面側の周囲の部分に布基礎４０−１を設け、この布基礎４０−１内に更に補強部として井桁状の地上梁４０−２を設けたものがある。また、図３（ｂ）に示すように、ベタ基礎の部分に穴４０−３を設けたものでも良い。つまり、この建物側コンクリート基礎４０についても、下面の一部に平坦面を持ち、建物側の基礎として要求される強度を満足するものあればその構造は問わない。但し、建物側コンクリート基礎４０の下面側平坦面は、その少なくとも一部が、地盤側コンクリート基礎３０の上面側平坦面と合わさるようにようにする必要がある。これは、地盤側コンクリート基礎３０の上面側平坦面部と建物側コンクリート基礎４０の下面側平坦面部との間に、摩擦軽減機構５０を設ける必要があるからである。建物側コンクリート基礎４０においても、ベタ基礎部分は勿論のこと、布基礎４０−１及び補強部４０−２にはダブル鉄筋が組み込まれるのが好ましい。
【００２５】
建物側コンクリート基礎４０は、建物１０の下部に一体化されるが、これは、建物側コンクリート基礎４０を形成した後に、この上に建物１０が作られるという順序を経る。
【００２６】
なお、地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０とについていくつかの例をあげたが、これらはかならずしもコンクリート製である必要は無い。例えば、図３（ｂ）に示されるような基礎の場合、鋼材、特にＨ形鋼のような材料でも良い。例えば、Ｈ形鋼を使用する場合、互いに平行な２枚の板部分の一方が下側、他方が上側になるように配置される。このような材料の使用は、後述される実施の形態でも同様に適用可能である。また、地盤側コンクリート基礎３０、建物側コンクリート基礎４０はいずれも、図２、図３に示すような長方形の平面形状に限られるものではなく、建物の平面形状に合わせて作られる。通常、地盤側コンクリート基礎４０は、面積において建物側コンクリート基礎４０と同等以上の大きさにされる。
【００２７】
図４、図５を参照して、本発明の実施の形態による摩擦軽減機構５０について説明する。地盤側コンクリート基礎３０の複数箇所に板材５２が設けられる。板材５２は、鋼材、特に鋳物による板、セラミック板、機械的強度の大きな、例えばガラスエポキシ樹脂のような樹脂板、石板、コンクリート板のように機械的強度の優れたものであれば良く、これらの上面は所望の摩擦係数が得られるように研磨される。鋳物が好ましいのは、錆が発生したとしても内部まで浸透しにくいからである。また場合によっては、上記の材料の上面の少なくとも一部に、所望の摩擦係数を得るために、合成樹脂（例えば四フッ化エチレン、ナイロン）や熱硬化性樹脂を塗布固着または塗料として塗布したものでも良い。なお、ここでいう塗布固着というのは、熱硬化性樹脂のように塗布した後固化させる場合や、樹脂膜あるいは樹脂板を接着剤により接着することや板材に窪みをつけてはめ込むことを含むものとする。そして、合成樹脂や熱硬化性樹脂には、補強材、潤滑剤のようなものが混合されても良い。また板材５２の大きさは、前に述べた最大片振幅を考慮して、例えば一辺が５０ｃｍ程度の四角形状にされる。
【００２８】
板材５２に対応した建物側コンクリート基礎４０には板材５２よりも大きな開口面積を持つ第１の貫通穴４０ａが設けられる。第１の貫通穴４０ａの大きさは、例えば一辺６０ｃｍ程度の四角形状である。そして、第１の貫通穴４０ａの１つの開口縁の下部側には滑動部材５３が取り付けられる。ここでは、第１の貫通穴４０ａの１つの開口縁の下部側に、滑動部材５３を収容できる程度の凹部４０ｂを設けることで、この凹部４０ｂに滑動部材５３を取り付けるようにしている。なお、滑動部材５３はその下面側が所定厚分（通常、１ｃｍ以上）だけ建物側コンクリート基礎４０の下面から突出し、この突出部分が板材５２の上に置かれるように構成されている。第１の貫通穴４０ａの他の開口縁の下部側にも、所定大の凹部４０ｃが設けられている。この凹部４０ｃの用途については後述する。
【００２９】
なお、図３（ｂ）に示すような建物側コンクリート基礎４０の場合には、穴４０−３を第１の貫通穴４０ａとして利用することができる。
【００３０】
滑動部材５３の材料は、例えば金属、特に鋼材、セラミック、強化プラスチックのような樹脂体等が好ましい。滑動部材５３の下端面は平坦になるように加工される。これは、板材５２との間の摩擦係数を所望の値にするためである。したがって、滑動部材５３についてもその下面の少なくとも一部に、所望の摩擦係数を得るために、合成樹脂（例えば四フッ化エチレン、ナイロン）や熱硬化性樹脂を塗布固着または塗料を塗布したものでも良い。前に述べたように、この場合の合成樹脂や熱硬化性樹脂にも補強材、潤滑剤のようなものが混合されても良い。滑動部材５３の大きさは、前に述べた最大片振幅を考慮して、例えば一辺１５ｃｍ程度の四角形状で厚さが２〜１０ｃｍ程度である。また、滑動部材５３と建物側コンクリート基礎４０との間は、必要に応じて接着剤により接着される。
【００３１】
いずれにしても、上記の各部材は、所望の機械的強度を得られる材料であれば良く、またセラミックは特に、金属セラミックが好ましい。
【００３２】
本形態による摩擦軽減機構５０は、以下のようにして組み込まれ、地震発生時には以下のように作用する。はじめに、戸建建物の建設用地に地盤側コンクリート基礎３０が作られる。地盤側コンクリート基礎３０のコンクリートが固まったら、その上にビニールシートのようなものを敷き、建物側コンクリート基礎４０を作る。これは、周知の方法、例えば地盤側コンクリート基礎３０上に型枠を形成すると共に鉄筋を組み込み、その中にコンクリートを流し込んで形成される。この時、凹部４０ｂ、４０ｃを持つ第１の貫通穴４０ａも形成される。
【００３３】
ビニールシートのようなものを敷くのは、地盤側コンクリート基礎３０に建物側コンクリート基礎４０のコンクリートが固着してしまうのを防ぐためであるが、第１の貫通穴４０ａに対応する領域はあらかじめ切り取られているのが好ましい。建物側コンクリート基礎４０のコンクリートが固まったら、型枠を除去する。
【００３４】
続いて、第１の貫通穴４０ａの凹部４０ｃに油圧ジャッキのようなジャッキの作動部を当てて建物側コンクリート基礎４０を持ち上げる。つまり、凹部４０ｃはジャッキの作動部を受けるためのものであり、この凹部４０ｃの周囲は、鉄筋の量を多くするというような手段で機械的強度を高くすることが好ましい。第１の貫通穴４０ａは複数個設けられるので、ジャッキも複数個用いられる。建物側コンクリート基礎４０を地盤側コンクリート基礎３０の上面より所定距離（数ｃｍ程度）浮上させた状態で、第１の貫通穴４０ａを通して地盤側コンクリート基礎４０上に板材５２を置くと共に、凹部４０ｂに滑動部材５３を装着する。これを複数の摩擦軽減機構５０のすべてについて行う。この後、ビニールシートを除去したうえで、ジャッキによる持ち上げを解除して建物側コンクリート基礎４０を降ろす。ジャッキはすべて取り外される。この結果、建物側コンクリート基礎４０及びこの上に構築される建物は、建物側コンクリート基礎４０の下面が地盤側コンクリート基礎３０の上面からわずかに浮き上がった状態で複数の滑動部材５３により板材５２上で支持されることになる。
【００３５】
なお、ビニールシートについては、除去し易いように、地盤側コンクリート基礎３０の大きさを持つ１枚のシートではなく、いくつかに分割したものを並べて敷くようにしても良い。一方、建物側コンクリート基礎４０は別場所、例えば地盤側コンクリート基礎３０に隣接した場所で形成し、クレーン等で地盤側コンクリート基礎３０上に配置する場合もあり得る。この場合はビニールシートは不要となる。
【００３６】
上記のように、地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間に摩擦軽減機構５０が介在していると、地震に起因して地盤側コンクリート基礎３０が横揺れした場合、揺れが非常に小さければ建物側コンクリート基礎４０も小さく揺れる。これは板材５２と滑動部材５３との間に静摩擦があるからである。一方、横揺れがある一定範囲内では板材５２が水平振動しても滑動部材５３が板材５２の上を滑ることで建物側コンクリート基礎４０側はほとんど揺れない。しかし、地震の加速度があらかじめ定められた値を越えると、横揺れの振幅が大きくなることで建物側コンクリート基礎４０が横揺れし始める。しかし、板材５２と滑動部材５３との間には滑りが生じるので、この横揺れは建物側コンクリート基礎４０に軽減されて伝達される。そして、地盤側コンクリート基礎３０と建物部分との総重量に基づいて摩擦軽減機構５０における摩擦係数を選択することで、建物側部分が所定の最大片振幅以内で振動するように構成することもできる。これを実現するための、摩擦軽減機構５０における静摩擦係数の好ましい範囲は０．０１〜０．２である。なお、動摩擦係数で言えば、通常、静摩擦係数より数十％小さくなる。
【００３７】
本形態による摩擦軽減機構５０は、建物建築後であっても床板を外してジャッキをセットすれば、滑動部材５３を持つ建物側コンクリート基礎４０を建物部分と共にいつでも持ち上げ可能である。これにより、滑動部材５３あるいは板材５２の接触面に損傷が生じたり、板材５２の上面にほこり等が溜まって滑りが悪くなった時に、滑動部材５３あるいは板材５２を交換したり、板材５２の上面を清掃できる。
【００３８】
図６は、建物側コンクリート基礎４０のベタ基礎部分に本形態による摩擦軽減機構と、後述するヨーイング防止機構とを設置する場合の設置箇所の例を示した平面図であり、ここでは摩擦軽減機構のための第１の貫通穴４０ａを８箇所、ヨーイング防止機構のための第２の貫通穴４０ｄを２箇所に設けるようにしている。これらの個数は、建物側コンクリート基礎の大きさや建物部分の総重量に応じて異なることは言うまでもない。つまり、摩擦軽減機構５０の設置個数は、その垂直方向の耐荷重特性により決まり、通常、１個当たり１０トン程度の耐荷重性を持つように作ることができる。一方、ヨーイング防止機構については、図６では摩擦軽減機構５０の設置箇所の間に配置されているが、例えば図６における８箇所の第１の貫通穴４０ａのうち、４つのコーナ部に対応する箇所に配置されても良い。いずれにしても、摩擦軽減機構５０とヨーイング防止機構の配置関係は任意である。
【００３９】
なお、摩擦軽減機構５０における構成要素について更に説明すると、樹脂板の場合、ベークライト材があげられる。金属の場合、鋼材に加えて、オイルレスメタルがあげられる。セラミックの場合、ガラスやレンガタイル等があげられる。塗料の場合、通常の塗料は、その摩擦係数が０．２〜１程度であるが、粒子状の摩擦軽減材（例えば、上記した四フッ化エチレン）を混合させることにより摩擦係数を０．１以下にすることができる。このような塗料は、ローラやはけ等で塗るだけでも良いし、更に熱処理を加えても良い。石材の場合、大理石や花崗岩等があげられる。これは、大理石や花崗岩等は表面を研磨することで摩擦係数を０．１５以下にすることができるからである。勿論、このような板状のものに、上記した合成樹脂、熱硬化性樹脂材料を塗布固着したり、塗料として塗るようにしても良い。いずれにしても、摩擦軽減機構５０は、特にその摩擦係数が０．０１〜０．２の範囲内にあるように設計されれば良い。
【００４０】
図７は、滑動部材５３の例を示す。図７（ａ）は、上記した金属や樹脂性の板５３−１の表面（板材５２との接触面）に所定の摩擦係数を得るための表面処理部５３−２を設けた例である。表面処理を熱硬化性樹脂材料による塗布固着により実現する場合、樹脂材料は、前に述べたように四フッ化エチレン、ナイロンのようなものの他、補強材、潤滑剤のようなものが混合されても良い。特に好ましい例をあげると、鋼板の表面に、熱硬化性樹脂、補強剤、潤滑剤、潤滑調整剤を組み合わせたものを塗布固着した場合、静摩擦係数０．１５７、動摩擦係数０．１１が得られた。板材５２もこのような表面処理部を持つが好ましい。図７（ｂ）は、図７（ａ）の板５３−１の上面側に更に、上下方向の振動を吸収するための上下振動防止板５３−３を一体化した例である。上下振動防止板５３−３の例としては、良く知られている減震用ゴム板がある。この上下振動防止板５３−３の上面側に更に鋼板等の板が組み合わされるものもある。
【００４１】
なお、建物側コンクリート基礎４０に凹部４０ｂを設けずに、建物側コンクリート基礎４０の下面側に、図７（ａ）、図７（ｂ）、更には図７（ｂ）のものに板が組み合わされたものを直接取り付けるようにしても良い。
【００４２】
ところで、これまでの説明は、摩擦軽減機構５０における静摩擦係数が実質上０．１以上の場合を前提としている。勿論、静摩擦係数を０．１未満、例えば０．０５程度に設定することもできる。静摩擦係数を０．０５程度に小さく設定した場合には、小さな地震でも揺れが生じず、大地震の場合の減震作用が向上する反面、滑り易くなるので、風速の大きな風の風圧を受けた場合に建物がずれてしまうようなことが起こり得るのでこの対策が必要となる。
【００４３】
風圧による建物のずれは、図８（ａ）に示すように建物１０の外壁に作用する風圧により、地盤側コンクリート基礎３０上のある点を中心に回動する、いわゆるヨーイング現象と、図８（ｂ）に示すように建物１０の長軸方向の一端側が浮き上がろうとする、いわゆるピッチング現象と、図８（ｃ）に示すように建物１０の短軸方向の一端側が浮き上がろうとする、いわゆるローリング現象とがある。特に、図８（ａ）のヨーイング現象は風圧に限らず、地震発生時にも起こり得る。つまり、建物の剛心と重心との間にずれがあると、地震により建物１０に図８  （ａ）に破線で示すようなずれが生じてしまう場合がある。
【００４４】
図９〜図１３を参照して、上記のような建物１０のヨーイング防止と浮き上がり防止とを実現するための実施の形態について説明する。このようなヨーイング防止と浮き上がり防止は、建物１０を互いに直交する２軸方向に可動としながら実現されるので、以下ではこの２つの機能を有する機構を２軸スライドユニットと呼ぶことにする。
【００４５】
図９において、２軸スライドユニット６０は、鉄系の金属材料を用いて建物側コンクリート基礎４０に設けられた所定大の第２の貫通穴（開口）４０ｄの領域内に構成される。２軸スライドユニット６０は、第２の貫通穴４０ｄに対応する地盤側コンクリート基礎３０の上面に固定されて一軸方向に延びる地盤側スライドガイド部材６１と、建物側コンクリート基礎４０における第２の貫通穴４０ｄの下面側に、地盤側スライドガイド部材６１とギャップをおいて直交するように固定された建物側スライドガイド部材６２と、地盤側スライドガイド部材６１に係合する地盤側スライド体６３−１と建物側スライドガイド部材６２に係合する建物側スライド体６３−２とを直交させて固着したスライド体６３とを含む。地盤側スライド体６３−１と建物側スライド体６３−２との固着は、例えば溶接により行われている。
【００４６】
特に、地盤側スライドガイド部材６１及び建物側スライドガイド部材６２と、スライド体６３の一方には、スライド体６３の上方向への変位を阻止することにより建物１０の浮き上がりを防止する浮き上がり防止機構が構成されるが、ここでは地盤側スライドガイド部材６１及び建物側スライドガイド部材６２に構成する場合について説明する。
【００４７】
図１０〜図１２をも参照して、本形態では地盤側スライドガイド部材６１、建物側スライドガイド部材６２をそれぞれ、断面略Ｔ字状部を持つレール状部材で構成している。一方、地盤側スライド体６３−１、建物側スライド体６３−２をそれぞれ、樋状部材の両側縁に爪部６３−１１、６３−２１を持つことにより、前記断面略Ｔ字状部の嵌入可能な断面略Ｃ字状の樋状部材で構成している。そして、地盤側スライド体６３−１は地盤側スライドガイド部材６１の上向きの断面略Ｔ字状部に嵌め込まれ、建物側スライド体６３−２は建物側スライドガイド部材６２の下向きの断面略Ｔ字状部に嵌め込まれている。言い換えれば、スライド体６３は、下向きに嵌入部を持つ地盤側スライド体６３−１と上向きに嵌入部を持つ建物側スライド体６３−２とから成る。このような構造によれば、スライド体６３は爪６３−１１により上方向への変位が阻止されるので、建物１０の浮き上がりが防止される。
【００４８】
なお、地盤側スライドガイド部材６１の両端部にはそれぞれ、両側に地盤側コンクリート基礎３０に埋め込まれるボルトを挿通するための取付け板６１−１が設けられている。一方、建物側スライドガイド部材６２の両端部にはそれぞれ、建物側コンクリート基礎４０の開口４０ｄの壁に埋め込まれるボルトを挿通するための取付け板６２−１が設けられている。これらの取付け板６１−１、６２−１の挿通されたボルトにはナットが装着されて地盤側コンクリート基礎３０、建物側コンクリート基礎４０に締付け固定される。
【００４９】
また、図９（ｂ）から明らかなように、地盤側スライドガイド部材６１は地盤側コンクリート基礎３０の上面にダイレクトに設置されているが、地盤側コンクリート基礎３０の上面からの突出高さを小さくしたい場合には、地盤側コンクリート基礎３０に、地盤側スライドガイド部材６１に対応する大きさの溝を設けてこの溝内に地盤側スライドガイド部材６１を配置するようにしても良い。
【００５０】
上記のような構造により、地盤側スライド体６３−１は地盤側スライドガイド部材６１に沿ってスライド可能であり、建物側スライド体６３−２は建物側スライドガイド部材６２に沿ってスライド可能である。ここで、建物１０の全荷重は、前述した複数の摩擦軽減機構５０により支持されるので、２軸スライドユニット６０には建物１０の荷重はかからない。しかし、前に述べたピッチング現象や、ローリング現象により２軸スライドユニット６０に建物１０の荷重の一部がかかることがある。この場合、地盤側スライド体６３−１、建物側スライド体６３−２の滑りが悪くなることがあるので、地盤側スライドガイド部材６１と地盤側スライド体６３−１との係合面の少なくとも一方、及び建物側スライドガイド部材６２と建物側スライド体６３−２との係合面の少なくとも一方にはそれぞれ、摩擦軽減材が塗布あるいは固着されることが好ましい。なお、摩擦軽減材としてベアリングを用いても良い。
【００５１】
このような２軸スライドユニット６０を、図６で説明したように少なくとも２個、好ましくは４個備えることで、摩擦軽減機構５０による減震作用を損なうことなく、地震発生時及び風圧による建物１０のヨーイングを防止すると共に、風圧によるピッチング、ローリングをも防止することができる。なお、地盤側スライドガイド部材６１の延在方向をＸ軸、建物側スライドガイド部材６２の延在方向をＹ軸とすると、地震発生により建物１０が揺れる場合には、建物１０はＸ軸方向の変位力とＹ軸方向の変位力との合成力により決まる方向に揺れることになる。
【００５２】
２軸スライドユニット６０の寸法について一例をあげれば、第２の貫通穴４０ｄの大きさを１辺９０ｃｍの正方形とすると、スライドガイド部材の高さ約６ｃｍ、長さ約９０ｃｍ、幅約８ｃｍ、スライド体の長さ約３０ｃｍ程度にされる。そのため、大地震発生時に建物が大きく揺れると、スライド体６３、特に建物側スライド体６３−２は第２の貫通穴４０ｄの壁に衝突する。このような衝突時の衝撃力を緩和するために、スライド体６３、地盤側コンクリート基礎３０、建物側コンクリート４０のいずれかにストッパが設けられる。
【００５３】
図１３は、建物側スライド体６３−２に設けられるストッパの一例を示した図である。建物側スライド体６３−２の両端にはそれぞれ、両側に補強板６５を溶接等により固着し、この、補強板６５にはゴム等の制震部材によるストッパ６６を固着している。
【００５４】
図９（ａ）では、地盤側スライド体６３−１の両端部にも図１３と同様の補強板６７及びストッパ６８を設けた場合を示しているが、図９（ｂ）ではこれらのストッパは図示を省略している。なお、地盤側スライド体６３−１にストッパ６８を設ける場合には、取付け板６１−１に近い地盤側コンクリート基礎３０にストッパ６８の衝突を受ける受け部材を固定することが必要となる。
【００５５】
ところで、上記の２軸スライドユニットは、ヨーイング防止だけでなく、風圧によるピッチング、ローリングをも防止する機能を持つように構成されている。しかし、建物が構築される地域の年間を通しての風速が小さく、風圧による浮き上がりが問題にならないような場合には、図１２に示したスライド体６３における爪６３−１１、６３−２１は不要である。
【００５６】
図１４は、浮き上がり防止機能を持たない２軸スライドユニットの最も簡単な例を示している。図１４において、２軸スライドユニット６０´は、一軸方向に延びるように地盤側コンクリート基礎３０に設置される地盤側スライドガイド部材６１´と、地盤側スライドガイド部材６１´とギャップをおいて直交するように建物側コンクリート基礎４０に設置される建物側スライドガイド部材６２´とを含む。これらのスライドガイド部材は樋状のもので良い。２軸スライドユニット６０´はまた、地盤側スライドガイド部材６１´に入り込む棒状あるいは筒状の地盤側スライド体６３−１´と、建物側スライドガイド部材６２´に入り込む棒状あるいは筒状の建物側スライド体６３−２´とを直交させて固着したスライド体６３´を含む。
【００５７】
本例でも、地盤側スライドガイド部材６１´と地盤側スライド体６３−１´との係合面の少なくとも一方、及び建物側スライドガイド部材６２´と建物側スライド体６３−２´との係合面の少なくとも一方にはそれぞれ、摩擦軽減材が塗布あるいは固着されることが好ましい。なお、地盤側スライドガイド部材６１´を地盤側コンクリート基礎３０に固定するための取付け板、建物側スライドガイド部材６２´を建物側コンクリート４０に固定するための取付け板等は図示を省略している。
【００５８】
なお、２軸スライドユニットの構成部材としては、金属材料が好ましいが、２軸スライドユニットには建物の荷重は加わらないので、他の非金属材料、例えば樹脂材料のようなものでも良い。
【００５９】
図１５は摩擦軽減機構５０の配置の別の例を示した図であり、ここでは建物側コンクリート基礎の側縁から離れた中央寄りに３箇所、長手方向の側縁にそれぞれ３箇所配置する例を示している。この場合、前にも述べたように、２軸スライドユニット６０は４箇所に設けるのが好ましい。中央寄りの３箇所の摩擦軽減機構５０については前に述べた通りの構造であるが、建物側コンクリート基礎の側縁に配置する場合には、図１６のような構造が好ましい。
【００６０】
図１６において、建物側コンクリート基礎４０の外縁に近い複数箇所において、地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間に板材５２と滑動部材５３とを配置している。ジャッキの作動部を挿入するための凹部４０ｃ´（図４の４０ｃに対応するもの）は、図１６に破線で示すように、建物側コンクリート基礎４０、地盤側コンクリート基礎３０のいずれに設けられても良く、場合によっては両方の凹部で１つの凹部を形成するようにしても良い。また、滑動部材５３を図４の凹部４０ｂのような凹部を利用して建物側コンクリート基礎４０に装着する場合には、建物側コンクリート基礎４０の側縁に横穴を設け、そこに滑動部材５３を取り付けるようにすれば良い。そして、これに対応する地盤側コンクリート基礎３０の上には板材５２を置けば良い。
【００６１】
図１７は、地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間にできる数ｃｍ程度の隙間を、建物側コンクリート基礎４０の外縁部において塞ぐようにするための例を示している。これは、最近では建物側コンクリート基礎４０の布基礎には換気用の貫通穴を設けないようにしている例が多いことに鑑み、この場合には地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間にできる隙間を塞いでしまった方が、ごみや水等の侵入を防ぐ上で好ましいことを考慮したものである。このようにすると、建物側コンクリート基礎４０内の空気が断熱作用も発揮するという副次的な効果も得られる。
【００６２】
地盤側コンクリート基礎３０の上面は、水はけを考慮して地盤２０の面よりも高くされている。建物側コンクリート基礎４０の上端には、基礎パッキン１１を介して建物の床を構成するための床基礎部１２が構築されている。地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間の隙間は、建物側コンクリート基礎４０の外縁部においてシール材１５を詰めることで塞がれる。シール材１５は、スポンジのようなものや、パテのようなものや、発泡して硬化するような樹脂材料等、様々なものが使用できる。要は、地盤側コンクリート基礎３０と建物側コンクリート基礎４０との間の隙間を塞ぐことができるものであれば何でも良い。
【００６３】
ところで、本形態における基礎構造では、地震に起因して水平振動が生じると、建物側コンクリート基礎４０は建物部分と共に、地盤側コンクリート基礎３０に対して位置ずれが生じたままとなる場合がある。このような位置ずれは、特別な治具、例えば油圧ジャッキを用いて手動により復旧させることができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、これまでの免震装置や制震装置に比べて安価なコストで、地震発生時の水平振動の減震を実現することができる。これにより、地震に対する安全性を確保した建物を従来に比べて安価で提供できる。また、簡単な構造で、風圧等に起因するヨーイング現象、ピッチング現象、ローリング現象をも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による建物減震用基礎構造の概略を示す断面図である。
【図２】図１における地盤側コンクリート基礎を２つの例について下面側から見た図である。
【図３】図１における建物側コンクリート基礎を２つの例について上面側から見た図である。
【図４】本発明による建物減震用基礎構造の要部である摩擦軽減機構の実施の形態を示す部分透視図である。
【図５】図４に示された摩擦軽減機構の縦断面図である。
【図６】図４に示された摩擦軽減機構と図９に示される２軸スライドユニットの設置箇所の一例を説明するための平面図である。
【図７】図４に示された滑動部材を２つの例について示した断面図である。
【図８】建物に生じるヨーイング現象、ピッチング現象、ローリング現象について説明するための図である。
【図９】図４に示された摩擦軽減機構に組み合わせて使用される２軸スライドユニットの構造を説明するための平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１０】図９に示された２軸スライドユニットの地盤側の構成要素を説明するための平面図（ａ）、正面図（ｂ）、及び断面図（ｃ）である。
【図１１】図９に示された２軸スライドユニットの建物側の構成要素を説明するための平面図（ａ）、正面図（ｂ）、及び断面図（ｃ）である。
【図１２】図９に示されたスライド体を示した斜視図である。
【図１３】図９に示された２軸スライドユニットの建物側スライド体に設けられるストッパについて説明するための平面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図１４】本発明で使用される２軸スライドユニットの簡単な例についてその構造を示した分解斜視図である。
【図１５】本発明による摩擦軽減機構の配置の別の例を示した平面図である。
【図１６】図１５において建物側コンクリート基礎の外縁側に配置される摩擦軽減機構の設置構造の例を示した断面図である。
【図１７】本発明の基礎構造において、地盤側コンクリート基礎と建物側コンクリート基礎との間にできる隙間を建物側コンクリート基礎の外縁部で塞ぐようにした場合の例を示した断面図である。
【符号の説明】
１０    建物
１１    基礎パッキン
１５    シール材
２０    地盤
３０    地盤側コンクリート基礎
４０    建物側コンクリート基礎
４０ａ    第１の貫通穴
４０ｄ    第２の貫通穴
５０    摩擦軽減機構
５２    板材
５３    滑動部材
５３−１    板
５３−２    表面処理部
５３−３    上下振動防止板
６０    ２軸スライドユニット
６１    地盤側スライドガイド部材
６２    建物側スライドガイド部材
６３    スライド体
６３−１    地盤側スライド体
６３−２    建物側スライド体
６５、６７    補強板
【図１】
0003761803.tif 000002
【図２】
0003761803.tif 000003
【図３】
0003761803.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003761803.tif 000006
【図６】
0003761803.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003761803.tif 000009
【図９】
0003761803.tif 000010
【図１０】
0003761803.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003761803.tif 000014
【図１４】
0003761803.tif 000015
【図１５】
0003761803.tif 000016
【図１６】
0003761803.tif 000017
【図１７】
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