| 【発明の名称】 |
高層建物等の免震方法及び免震構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】東野 雅彦
【氏名】相沢 覚
【氏名】濱口 弘樹
【氏名】岩下 敬三
【氏名】山本 雅史
【氏名】木林 長仁
|
| 【要約】 |
【課題】地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震層において、汎用の積層ゴム等の免震装置で好適に実施できる免震方法及び免震構造を提供する。
【解決手段】高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容する構成の滑り支承を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位には免震装置を設置する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震方法であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容する構成の滑り支承を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位には免震装置を設置することを特徴とする、高層建物等の免震方法。
【請求項２】地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震方法であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容し、当該高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する構成の滑り支承を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位には免震装置を設置することを特徴とする、高層建物等の免震方法。
【請求項３】地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震構造であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容する構成の滑り支承が設置され、引き抜き力が発生しない部位には免震装置が設置されていることを特徴とする、高層建物等の免震構造。
【請求項４】地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震構造であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容し、当該高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する構成の滑り支承が設置され、引き抜き力が発生しない部位には免震装置が設置されていることを特徴とする、高層建物等の免震構造。
【請求項５】滑り支承は、鉛直方向に離間可能な滑り材と相手部材とから成り、前記滑り材は高層建物等又は基礎構造物のいずれか一方へ設けられ、前記相手部材は他方へ設けられていること、前記滑り材と相手部材のいずれか一方、又は双方に、高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する弾性部材が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載した高層建物等の免震構造。
【請求項６】弾性部材は、ゴム、積層ゴム、若しくは鉛直バネ、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする、請求項５に記載した高層建物等の免震構造。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力（浮き上がり現象）が発生する高層建物、低層でもアスペクト比が大きい建物（以下、高層建物等と云う）の免震方法及び免震構造の技術分野に属し、更に云えば、汎用の積層ゴム等の免震装置を使用して実施できる高層建物等の免震方法及び免震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、地震時のロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震方法及び免震構造の技術としては、例えば、実公平６−１８９９６号公報、特許第２６３１４８６号公報（平成９年７月１６日発行）等に種々開示されて公知である。
【０００３】前記公報に開示された従来技術はいずれも、図７Ａに示したように、建物ａが水平方向に大きく変位することを許容する技術思想に立脚しており、上下方向にはできるだけ変位を生じさせないため、建物ａとこれを支持する基礎ｂとの接点を上下方向に緊結した構造を基本としている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記高層建物等の場合、地震時の動きは、図７Ｂに示したように、上下方向の変位を基本とするロッキング振動が支配的となり、免震装置ｃに大きな引き抜き力が作用する。そのため前記従来技術のように建物ａと基礎ｂとを緊結した構造の場合には、前記引き抜き力に耐える免震装置ｃ及び基礎ｂが必要となり、多数の棒状部材で結合したり、或いは転倒防止用の積層ゴム体を併用するほかない。その上、建物ａの柱にも同様な引き抜き力が作用するから当該柱もそれなりに高強度な構造に構築する必要があり、コストが大変嵩むという問題があった。
【０００５】また、都市部の建物のように隣接する建物との間隔が少ない場合には、免震層が大変形を起こすと地表部分において隣接する建物へ衝突し二次災害を起こす危険性もある。
【０００６】ところで、近年、本出願人は、特願平１１−４２７５９号（平成１１年２月２２日付け出願）に開示しているように、前記高層建物等とこれを支持する支持版との接点を上下方向に緊結せず、上下方向の変位を基本とするロッキング振動に伴う引き抜き力を許容する免震方法及び免震構造を開発した。この原理思想は、出願明細書の段落[0017]〜[0021]と図面の図４に記載したとおりである。
【０００７】しかしながら、前記ロッキング振動に伴う引き抜き力（浮き上がり現象）を許容する免震方法及び免震構造を、汎用の積層ゴム等の免震装置を使用して実施する技術は、未だ開発されていない。
【０００８】本発明の目的は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震層において、引き抜き力が発生する部位に滑り支承を設置し、引き抜き力が発生しない部位に汎用の免震装置を配置して当該引き抜き力の影響を受けない免震方法及び免震構造を提供することである。
【０００９】本発明の次の目的は、高層建物等の柱、基礎構造物、ひいては免震装置に引き抜き力が発生しないため、それらの設計を簡易に行え、免震装置周辺部材の設計、施工の大幅な合理化を図れ、経済的に非常に優れた免震方法及び免震構造を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る高層建物等の免震方法は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震方法であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容する構成の滑り支承を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位には免震装置を設置することを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載した発明に係る高層建物等の免震方法は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震方法であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容し、当該高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する構成の滑り支承を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位には免震装置を設置することを特徴とする。
【００１２】請求項３に記載した発明に係る高層建物等の免震構造は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震構造であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容する構成の滑り支承が設置され、引き抜き力が発生しない部位には免震装置が設置されていることを特徴とする。
【００１３】請求項４に記載した発明に係る高層建物等の免震構造は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等の免震構造であって、前記高層建物等の免震層において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位に、引き抜き力を基礎構造物へ伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容し、当該高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する構成の滑り支承が設置され、引き抜き力が発生しない部位には免震装置が設置されていることを特徴とする。
【００１４】請求項５に記載した発明は、請求項４に記載した高層建物等の免震構造において、滑り支承は、鉛直方向に離間可能な滑り材と相手部材とから成り、前記滑り材は高層建物等又は基礎構造物のいずれか一方へ設けられ、前記相手部材は他方へ設けられていること、前記滑り材と相手部材のいずれか一方、又は双方に、高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する弾性部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】請求項６に記載した発明は、請求項５に記載した高層建物等の免震構造において、弾性部材は、ゴム、積層ゴム、若しくは鉛直バネ、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態、及び実施例】図１と図２は、請求項１と請求項３に記載した高層建物等１の免震方法及び免震構造の実施形態を示している。
【００１７】この免震構造２０は、地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する高層建物等１に好適に実施され、前記高層建物等１の免震層２において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位Ｘに、引き抜き力を基礎構造物３へ伝達せずに高層建物等１の浮き上がりを許容する構成の滑り支承４が設置されている。引き抜き力が発生しない部位Ｙには免震装置５が設置されている（請求項３記載の発明）。
【００１８】前記滑り支承４と免震装置５は、高層建物等１の柱１ａの直下位置に設置することが好ましいが、これに限定されない。
【００１９】前記滑り支承４は、図２に示したように、鉛直方向に離間可能な滑り材８と相手部材９とから成り、前記滑り材８は高層建物等１側のフーチング６へ設けられ、前記相手部材９は基礎構造物３側のフーチング７へ設けられている。また、前記滑り材８の上方には、金属板１１を介して、主に前記滑り材８が地震等の水平力が発生した場合にスムーズに動きだすために作用するゴム等の緩和部材１０が設けられている。更に、前記緩和部材１０の上面は、アンカーボルト１４により高層建物等１側のフーチング６に緊結された取付プレート１２の下面と強固に密着されている。前記相手部材９の下面はやはり、アンカーボルト１４により基礎構造物３側のフーチング７に緊結された取付プレート１３の上面と強固に密着されている。なお、前記滑り材８を基礎構造物３側へ設け、相手部材９を高層建物等１側へ設けて実施することもできる。因みに、図中の符号３ａは、支持杭を示している。
【００２０】前記免震装置５は、金属板とゴムを交互に積層して構成された所謂積層ゴムであり格別新規なものではない。よって、詳細図は省略する。
【００２１】前記免震構造２０を施工するための免震工法は、前記高層建物等１の免震層２において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位Ｘに、引き抜き力を基礎構造物３へ伝達せずに高層建物等１の浮き上がりを許容する構成の前記滑り支承４を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位Ｙには前記免震装置５を設置して実施する（請求項１記載の発明）。
【００２２】地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位Ｘは、本実施形態では高層建物等１の四隅とし計４体の滑り支承４を設置しているが、これに限定されない。当該部位Ｘは、高層建物等１のアスペクト比などから構造設計上設定し、例えば、図３Ａ、Ｂに示したような箇所で実施する場合もある。ちなみに、図３Ａは、前記部位Ｘを高層建物等１のコーナー部とし計１２体の滑り支承４を設置して実施しており、図３Ｂは、前記部位Ｘを高層建物等１の外周部とし計１６体の滑り支承４を設置して実施している。以下の異なる実施形態についても同様の技術思想とする。
【００２３】したがって、請求項１と請求項３記載の高層建物等の免震方法及び免震構造は、ロッキング振動に伴う引き抜き力が発生しないレベルの地震に対しては、前記滑り支承４は、前記免震装置５とともに高層建物等１の長期荷重を支持すると同時に滑り機構により免震装置として機能するため、引き抜き抵抗力を持たない前記免震装置５と合わせて安定した免震構造２０を提供することができる。
【００２４】また、ロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する大きな地震に対しては、図４に示したように、前記滑り支承４の滑り材８と相手部材９は離間して引き抜き力は基礎構造物３へ一切伝達せずに高層建物等１の浮き上がりを許容し、それに伴い高層建物等１の重心が上下に動き、もって地震により高層建物等１に入るエネルギーを消費させる免震構造２０を提供することができる。
【００２５】よって、前記免震装置（積層ゴム）５はもちろん、その周辺部材へ引き抜き抵抗力に伴う反力が発生しないため、前記免震装置５は汎用の簡易な構造で実施できるし、その周辺部材の設計を簡易に行い得る。
【００２６】なお、前記滑り支承４の構成は図示例に限定されない。前記滑り材８と相手部材９とが離間可能な構成であれば、ベアリングを用いた滑り支承でも好適に実施することができる。
【００２７】図５Ａ、Ｂは、請求項２と請求項４に記載した高層建物等１の免震方法及び免震構造の実施形態を示している。
【００２８】この免震構造３０は、前記高層建物等１の免震層２において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位Ｘに、引き抜き力を基礎構造物３へ伝達せずに高層建物等１の浮き上がりを許容し、当該高層建物等１の復元時の衝撃を吸収、緩和する構成の滑り支承１５が設置されている。引き抜き力が発生しない部位Ｙには前記免震装置５が設置されている（請求項４記載の発明）。
【００２９】この免震構造３０は、前記免震構造２０と比して、滑り支承の構成のみが相違する。すなわち、図５に示した滑り支承１５は、図２に示した滑り支承４と比して、高層建物等１の復元時の衝撃を吸収、緩和する弾性部材１６が設けられていることを特徴とする（請求項５記載の発明）。具体的に前記滑り支承１５は、緩和部材１０の上面に金属板１１を取り付け、該金属板１１と上部取付プレート１２との間に皿バネ等の鉛直バネ（弾性部材）１６が設けられていることを特徴とする（請求項６記載の発明）。
【００３０】よって、前記滑り支承１５を用いた免震構造は、長期荷重支持状態では前記鉛直バネ１６に初期圧縮力がかかった状態とされている。なお、前記鉛直バネ１６の中心部分には、せん断力を伝達するとともに鉛直変形を許容するダボピン１７が設けられている。
【００３１】前記免震構造３０を施工するための免震工法は、前記高層建物等１の免震層２において地震時にロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する部位Ｘに、引き抜き力を基礎構造物３へ伝達せずに高層建物等１の浮き上がりを許容し、当該高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和する構成の前記滑り支承１５を設置すると共に、引き抜き力が発生しない部位には前記免震装置５を設置して実施する（請求項２記載の発明）。
【００３２】したがって、請求項４記載の免震構造３０は、前記請求項３記載の免震構造２０と比して、上記した略同様の作用効果を奏するほか、引き抜き力が作用する地震が発生しても、初期圧縮力より小さければ、前記滑り支承１５は、図５Ｂに示したような変形となり、前記滑り材８と相手部材９は離間せずに安定した浮き上がり状態を保持することができる。
【００３３】また、前記引き抜き力が初期圧縮力より大きければ、請求項２記載の免震構造２０と同様に前記滑り支承１５の滑り材８と相手部材９は離間するが、前記滑り支承１５に設けられた鉛直バネ（弾性部材）１６の作用により、前記ロッキング振動に伴う高層建物等１の復元時の衝撃を吸収、緩和することができ、当該滑り支承１５及びその周辺部材の破損等を極力抑え、恒久的な免震構造を提供することができる。
【００３４】図６Ａ、Ｂは、請求項２と請求項４に記載した高層建物等１の免震方法及び免震構造の異なる実施形態を示している。
【００３５】この免震構造４０は、前記免震構造３０と比して、滑り支承の構成のみが相違する。すなわち、図６に示した滑り支承１８は、図５に示した滑り支承１５と比して、緩和部材１０を不要とし、前記鉛直バネ１６の代わりに、鉛直剛性を十分に柔らかくして直列に繋いだやや厚めのゴム１９（弾性部材）が設けられていることを特徴とする（請求項５、６記載の発明）。
【００３６】よって、前記滑り支承１８を用いた免震構造は、長期荷重支持状態では前記ゴム１９に初期圧縮力がかかった状態とされている。
【００３７】したがって、この免震構造４０は、前記免震構造３０と略同様の作用効果を奏する。すなわち、引き抜き力が作用する地震が発生しても、初期圧縮力より小さければ、前記滑り支承１８は、図６Ｂに示したような変形となり、前記滑り材８と相手部材９は離間せずに安定した浮き上がり状態を保持することができる。
【００３８】また、前記引き抜き力が初期圧縮力より大きければ、請求項２記載の免震構造２０と同様に前記滑り支承１８の滑り材８と相手部材９は離間するが、前記滑り支承１８に設けられたゴム（弾性部材）１９の作用により、前記ロッキング振動に伴う高層建物等１の復元時の衝撃を吸収、緩和することができ、当該滑り支承１８及びその周辺部材の破損等を極力抑え、恒久的な免震構造を提供することができる。
【００３９】
【本発明の奏する効果】請求項１〜６に記載した高層建物等の免震方法及び免震構造によれば、１）ロッキング振動に伴う引き抜き力が発生しないレベルの地震に対しては、滑り支承は、免震装置とともに高層建物等の長期荷重を支持すると同時に滑り機構により免震装置として機能するため、引き抜き抵抗力を持たない免震装置と合わせて安定した免震方法及び免震構造を提供することができる。
２）ロッキング振動に伴う引き抜き力が発生する大きな地震に対しては、滑り支承の滑り材と相手部材は離間して引き抜き力は基礎構造物へ一切伝達せずに高層建物等の浮き上がりを許容し、それに伴い高層建物等の重心が上下に動き、もって地震により高層建物等に入るエネルギーを消費させる免震方法及び免震構造を提供することができる。
３）高層建物等の柱、基礎構造物、ひいては免震装置に引き抜き力が発生しないため、それらを損傷させることは皆無である。それに伴い、汎用の積層ゴム等の免震装置で実施でき、前記免震装置等の設計を簡易に行え、免震装置周辺部材の設計、施工の大幅な合理化を図れ、経済的に非常に優れた免震構造を提供することができる。
４）滑り支承に設けられた鉛直バネ、ゴム等の弾性部材により初期圧縮力がかかった免震構造の場合は、引き抜き力が作用する地震が発生しても、前記初期圧縮力より小さければ、前記滑り支承は、前記滑り材と相手部材は離間せずに全体として安定した浮き上がり状態を保持する免震方法及び免震構造を提供することができる。また、ロッキング振動に伴う高層建物等の復元時の衝撃を吸収、緩和することができ、当該滑り支承及びその周辺部材の破損等を極力抑え、恒久的な免震構造を提供することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３６２１
【氏名又は名称】株式会社竹中工務店
|
| 【出願日】 |
平成１２年５月２３日（２０００．５．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０１１４
【弁理士】
【氏名又は名称】山名 正彦
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−３２９７１６（Ｐ２００１−３２９７１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１１月３０日（２００１．１１．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５１９９１（Ｐ２０００−１５１９９１） |
|