免震建物構造

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【発明の名称】	免震建物構造
【発明者】	【氏名】高畑顯信【氏名】遠藤智昭【氏名】櫻川典男
【要約】	【課題】簡単な構造で建築手間を掛けずに免震に対応できるようにする。【解決手段】上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとの間に、それらの相対横揺れエネルギーを吸収自在な免震装置３を介装させてある免震階Ｔを設け、免震階Ｔを昇降自在な階段部Ｋを、上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとにわたって設けてある免震建物構造において、階段部Ｋは、上部構造部Ｊｕに支持された上部階段部Ｋｕと、下部構造部Ｊｄに支持された下部階段部Ｋｄとを、上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとの相対横揺れに伴う横移動を許容自在な階段切断部１０を挟んだ状態に設けて構成し、上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄと間に、それら夫々の相対横揺れに伴う横移動を許容自在な構造切断部８を設け、階段切断部１０と構造切断部８とを、同一面内に配置してある。

【特許請求の範囲】
【請求項１】上部構造部と下部構造部との間に、それらの相対横揺れエネルギーを吸収自在な免震装置を介装させてある免震階を設け、前記免震階を昇降自在な階段部を、前記上部構造部と前記下部構造部とにわたって設けてある免震建物構造であって、前記階段部は、前記上部構造部に支持された上部階段部と、前記下部構造部に支持された下部階段部とを、前記上部構造部と前記下部構造部との相対横揺れに伴う横移動を許容自在な階段切断部を挟んだ状態に設けて構成し、前記上部構造部と前記下部構造部と間に、それら夫々の相対横揺れに伴う横移動を許容自在な構造切断部を設け、前記階段切断部と前記構造切断部とを、同一面内に配置してある免震建物構造。
【請求項２】前記上部階段部は、前記上部構造部に形成した上部壁部に側縁部を支持された片持ち形式に構成してあり、前記下部階段部は、前記下部構造部に形成した下部壁部に側縁部を支持された片持ち形式に構成してあり、前記構造切断部は、前記上部壁部と前記下部壁部と間に、それら夫々の相対横揺れに伴う横移動を許容自在に形成された壁切断部である請求項１に記載の免震建物構造。
【請求項３】前記階段切断部を被う階段カバー体を、前記上部階段部と前記下部階段部との何れか一方に取り付けてある請求項１又は２の何れかに記載の免震建物構造。
【請求項４】前記壁切断部を被う壁カバー体を、前記上部壁部、又は、前記下部壁部の何れかに取り付けてある請求項２又は３の何れかに記載の免震建物構造。
【請求項５】前記階段切断部と前記壁切断部とは、前記免震装置の装置高さ範囲内に配置してある請求項２～４の何れか一項に記載の免震建物構造。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上部構造部と下部構造部との間に、それらの相対横揺れエネルギーを吸収自在な免震装置を介装させてある免震階を設け、前記免震階を昇降自在な階段部を、前記上部構造部と前記下部構造部とにわたって設けてある免震建物構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な建物においては、階段部は、建物構造部に一体的に形成してあるわけであるが、免震建物においては、免震装置を境としてそれより上方の上部構造部と、それより下方の下部構造部とが、相対的に横移動することが前提であり、地震等の発生により上下の構造部が相対的に横揺れを起こした場合、前記階段部は、その横揺れに伴うセン断力を受けて破壊してしまう危険性がある。従って、従来のこの種の免震建物構造としては、図１０・１１に示すように、免震装置３を設置してある天井に近い位置で、上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとに分離し、上部構造部Ｊｕである天井スラブＳｕ・上部壁部２ｕ・上柱Ｐｕ等と、下部構造部Ｊｄである床スラブＳｄ・下部壁部２ｄ・下柱Ｐｄ等とが、分離した構造部境目２１で相対的に横移動できるように構成してあった。また、階段部Ｋに関しては、免震階Ｔの上下ほぼ中間位置に設けてある踊り場２０を境として、それより上方の上部階段部Ｋｕと、それより下方の下部階段部Ｋｄとに分離した構成とし、踊り場２０の階段部境目２２で、上部階段部Ｋｕと下部階段部Ｋｄとがスライドできる構成にしてあるものがあった（特開平１１－１４８２５０号公報参照）。そして、上下各階段部とも、側桁２３を設けた構造であり、下部階段部Ｋｄは、側桁２３の下端部を床スラブＳｄに、上端部を踊り場２０に夫々一体的に固着してあり、上部階段部Ｋｕは、側桁２３の上端部を天井スラブＳｕに対して一体連結してあると共に、下端部は、前記踊り場２０上にスライド機構２４を介して位置する状態に形成してあった。更には、上部階段部Ｋｕについては、地震等によって上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとが相対的に横移動するに伴って側桁２３が下部壁部Ｊｄと干渉して破壊するのを防止するために、踏み板部２５内に伸縮機構２６を設け（図１１参照）、左右両側桁２３の間隔が、前記横移動に追従して変化できるように構成してあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の免震建物構造によれば、階段部に前記スライド機構や、踏み板部に伸縮機構を設ける必要があり、夫々の構造が複雑化し、コストアップにつながり易いことに加えて、建築手間が掛かり易い問題点がある。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、簡単な構造で建築手間を掛けずに免震化を図れる免震建物構造を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の特徴構成は、図６～９に例示するごとく、上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとの間に、それらの相対横揺れエネルギーを吸収自在な免震装置３を介装させてある免震階Ｔを設け、前記免震階Ｔを昇降自在な階段部Ｋを、前記上部構造部Ｊｕと前記下部構造部Ｊｄとにわたって設けてある免震建物構造において、前記階段部Ｋは、前記上部構造部Ｊｕに支持された上部階段部Ｋｕと、前記下部構造部Ｊｄに支持された下部階段部Ｋｄとを、前記上部構造部Ｊｕと前記下部構造部Ｊｄとの相対横揺れに伴う横移動を許容自在な階段切断部１０を挟んだ状態に設けて構成し、前記上部構造部Ｊｕと前記下部構造部Ｊｄと間に、それら夫々の相対横揺れに伴う横移動を許容自在な構造切断部８を設け、前記階段切断部１０と前記構造切断部８とを、同一面内に配置してあるところにある。
【０００６】請求項１の発明の特徴構成によれば、前記階段切断部と前記構造切断部とを、同一面内に配置してあるから、例えば、地震等によって上部構造部と下部構造部とに相対的な横揺れが発生した場合であっても、前記同一面内に配置された前記階段切断部と構造切断部とが横揺れの境目となり、上部階段部が下部構造部に当接して干渉したり、下部階段部が上部構造部に当接して干渉したりするといったことことなく横揺れを許容することが可能となる。従って、前記横揺れに伴って階段部が他の部分と干渉して破壊するといったことを防止し易くなる。そして、この作用は、従来のように、前記スライド機構や前記伸縮機構を設けなくても果たすことが可能であるから、建築各部の構造を簡単なものに構成することができ、建築手間の軽減、及び、建築コストの低減化を叶えることが可能となる。
【０００７】請求項２の発明の特徴構成は、図６に例示するごとく、前記上部階段部Ｋｕは、前記上部構造部Ｊｕに形成した上部壁部２ｕに側縁部を支持された片持ち形式に構成してあり、前記下部階段部Ｋｄは、前記下部構造部Ｊｄに形成した下部壁部２ｄに側縁部を支持された片持ち形式に構成してあり、前記構造切断部８は、前記上部壁部２ｕと前記下部壁部２ｄと間に、それら夫々の相対横揺れに伴う横移動を許容自在に形成された壁切断部９であるところにある。
【０００８】請求項２の発明の特徴構成によれば、請求項１の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、上下の各階段部を、対応した上下の各壁部に側縁部を支持された片持ち形式の構成にしてあるから、前記階段切断部を、上下何れの位置に設定しても、上下の各階段部そのものは安定した状態のまま上下の各壁部に支持されており、前記階段切断部の高さ設定を、従来のように、踊り場に限定されることなく、自由に行うことが可能となる。その結果、階段切断部を、壁切断部の高さに合わせることも、容易に実施できるようになり、建物設計の自由性を向上させることが可能となる。更には、既設建物を対象にして、後から、免震装置を取り付けるような免震化工事においても、前記階段切断部や、壁切断部の上下位置を、自由に設定することができると共に、既設の階段部を取り壊すことなく、元々の構造をそのまま生かした状態で免震化工事を実施することが可能となり、工期短縮やコストダウンを叶えることができるようになる。但し、当該免震建物構造は、既設建物のみを対象としたものではなく、新築建物に採用できることは言うまでもない。
【０００９】請求項３の発明の特徴構成は、図７～９に例示するごとく、前記階段切断部１０を被う階段カバー体１１を、前記上部階段部Ｋｕと前記下部階段部Ｋｄとの何れか一方に取り付けてあるところにある。
【００１０】請求項３の発明の特徴構成によれば、請求項１又は２の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、例えば、地震等によって上部構造部と下部構造部とが相対的に横揺れするような場合に、上部階段部と下部階段部との合わせ目部分が一時的に開口したとしても、前記階段カバー体によってその開口を塞ぐことが可能となり、人や物が前記開口に入り込んだり、開口を通して転落したりすることを防止し易くなる。そして、階段カバー体は、前記上部階段部と前記下部階段部との何れか一方に取り付けてあるから、前記横揺れに伴うズレ力が集中的に作用して引きちぎられるといったことを防止し易くなり、前記開口の閉塞効果を持続させることが可能となる。
【００１１】請求項４の発明の特徴構成は、図７～９に例示するごとく、前記壁切断部９を被う壁カバー体１２を、前記上部壁部２ｕ、又は、前記下部壁部２ｄの何れかに取り付けてあるところにある。
【００１２】請求項４の発明の特徴構成によれば、請求項１～３の何れか一項の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、例えば、地震等によって上部構造部と下部構造部とが相対的に横揺れするような場合に、上部壁部と下部壁部との合わせ目部分が一時的に開口したとしても、前記壁カバー体によってその開口を塞ぐことが可能となり、人や物が前記開口に入り込んだり、開口を通して転落したりすることを防止し易くなる。そして、壁カバー体は、前記上部壁部と前記下部壁部との何れか一方に取り付けてあるから、前記横揺れに伴うズレ力が集中的に作用して引きちぎられるといったことを防止し易くなり、前記開口の閉塞効果を持続させることが可能となる。
【００１３】請求項５の発明の特徴構成は、図６に例示するごとく、前記階段切断部１０と前記壁切断部９とは、前記免震装置３の装置高さ範囲内に配置してあるところにある。
【００１４】請求項５の発明の特徴構成によれば、請求項１～４の何れか一項の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、免震階全体とした横揺れ面の高さを揃えることができるから、よりスムースに免震作用時の横揺れを許容することが可能となる。そして、例えば、前記免震装置が、天井裏空間の高さ範囲に位置するように設置してある場合には、前記階段切断部や壁切断部も天井裏空間に設置されることになり、室内側に露出することがないから、美観性を損ね難い。
【００１５】尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１７】図１・２は、本発明の免震建物構造を取り入れてある建物Ａを示すものであり、この建物Ａは、建物完成後に、建物の使用状態を維持しながら、並行して柱の中間部に免震装置３を設置して免震化を図ってある（所謂、居ながら免震）ものである。前記建物Ａは、地下一階、地上八階、塔屋三階からなる鉄骨鉄筋コンクリート構造で構成され、横揺れエネルギーを吸収自在な免震階Ｔを地上一階層Ｆ１に設けてある。これは、上述の通り、建物の使用状態を維持するために、免震化工事を地上一階層Ｆ１で集中的に実施し、他階層においては、工事中も通常通り使用できるようにするために設定されている。又、建物Ａは、全階層を通じて複数の柱Ｐ・梁Ｂ・スラブＳ・壁部２・階段部Ｋを備えた建物構造部１で構成してある。そして、図１・２から見られるように、隣接する柱Ｐ間に梁Ｂが設けられ、各梁Ｂによって囲まれた部分にスラブＳが設けられている。また、階段部Ｋは、床スラブＳｄと天井スラブＳｕとにわたって昇降自在に構成してあり、壁部２に囲まれた階段室内に設けられている。
【００１８】前記免震階Ｔを除く他の階層は、通常設計による柱（以後、一般柱という）Ｐ１を、平面図における横列と縦列との各交点に配して構成してある。
【００１９】前記免震階Ｔについては、各柱の配置は他の階層と同様であるが、柱の構成を異ならせて地震の横揺れエネルギーを吸収できるように構成してある。具体的には、最外列に位置する柱以外の柱（以後、免震柱という）Ｐ２は、前記一般柱Ｐ１より高強度に形成してあると共に、長手方向の中間部に免震装置３を介在させてある。そして、最外列に位置する柱（以後、増強柱という）Ｐ３は、図３に示すように、前記一般柱Ｐ１と同様の柱の外周部に低降伏点鋼材を囲繞して一体化を図り、靱性の増強を図ってある。
【００２０】前記免震装置３は、図４に示すように、金属製薄板３ａとゴム製薄板３ｂとを交互に積層させて一体化し、夫々の薄板３ａ・３ｂどうしが横方向に層間変位自在に形成してあることによって、前記免震柱Ｐ２の上端部と下端部との横方向相対移動に抵抗しながら追従し、免震効果を発揮できるように構成してあるものである。尚、前記各薄板３ａ・３ｂの中央部には、夫々を貫通する状態に鉛製の棒状体３ｃを設けてあり、前記各薄板３ａ・３ｂの層間変位に対するダンパー効果をより増強できるように構成してある。また、上下端部には、免震装置胴部分より一回り大きな金属製端面フランジ部３ｄを一体的に設けてある。この端面フランジ部３ｄの縁部には、柱体へのボルト固定のためのボルト挿通孔３ｅを、複数設けてある。前記免震装置３を介在させてある部分を免震部４という（図６参照）。
【００２１】前記免震柱Ｐ２は、図５に示すように、元々、上下に連続した柱Ｐを、前記免震装置３を設置しようとする部分（前記免震部４）を切断除去し、免震部４より上に残った上柱Ｐｕと、免震部４より下に残った下柱Ｐｄとに分断し、その免震部４に免震装置３を取り付けて構成してある。従って、免震階Ｔにおいては、地震等による横揺れによって、前記免震装置３を境として、それより上方に位置する上柱Ｐｕ・梁Ｂｕ・天井スラブＳｕ・上部壁部２ｕ・上部階段部Ｋｕ（以上の構成は上部構造部Ｊｕに相当）と、免震装置３より下方に位置する下柱Ｐｄ・梁Ｂｄ・床スラブＳｄ・下部壁部２ｄ・下部階段部Ｋｄ（以上の構成は下部構造部Ｊｄに相当）とが相対的に横移動し、横揺れエネルギーの緩和・吸収を図ることができるものである。因みに、前記免震装置３は、上柱Ｐｕの下端部５、及び、下柱Ｐｄの上端部６に、夫々、嵌合状態に取り付けられた金属製の有底筒７を介して取り付けられている。
【００２２】また、前記上部構造部Ｊｕと下部構造部Ｊｄとは、上述の通り、免震部４を境として、それぞれの相対横揺れエネルギーを吸収自在に構成されているわけであるが、夫々の境目である構造切断部８は、図６に示すように、前記免震装置３の装置設置範囲内、即ち、天井裏の高さになるように配置してある。従って、前記上部壁部２ｕ・下部壁部２ｄどうしの境目である壁切断部９、及び、上部階段部Ｋｕ・下部階段部Ｋｄどうしの境目である階段切断部１０も、構造切断部８と同一面内になるように構成されている。
【００２３】ここで、壁部２と階段部Ｋとの関係について説明すると、図６・７に示すように、前記上部階段部Ｋｕは、前記上部壁部２ｕに側縁部を支持された片持ち形式に構成してあると共に、前記下部階段部Ｋｄも、同様に前記下部壁部２ｄに側縁部を支持された片持ち形式に構成してあり、前記免震部４と同じ高さに設けられた壁切断部９・階段切断部１０を境として、それぞれ相対横移動できる状態に構成されている。具体的には、本実施形態においては、免震化前の建物状態で、前記壁切断部９・階段切断部１０に相当する箇所に、カッター等の切断具を使用して切れ目を入れて前記各切断部を形成してある。従って、例えば、地震等の作用によって建物に横揺れが加わった場合、図９に示すように、上部構造部Ｊｕ・下部構造部Ｊｄ相互は、同一面内に形成された各切断部９・１０を境目としてどの方向にも相対横移動できるから、両構造部どうしが干渉してその部分で破壊するといったことを防止しながら、前記免震装置３によって免震を図ることが可能となる。
【００２４】また、階段室内に面する部分を対象として、前記階段切断部１０を被う階段カバー体１１、及び、前記壁切断部９を被う壁カバー体１２をそれぞれ設けてある。従って、普段は、前記各切断部９・１０が露出するのを防止でき、意匠性の向上が図られている。そして、地震時には、前記相対移動によってずれる上下の各階段部・各壁部の間に一時的にできる開口１３を、前記各カバー体１１・１２が閉塞して、その部分に挟まれたり、その部分から転落するといったことを防止することができるものである。前記各カバー体１１・１２は、それぞれ薄鋼板で形成してあり、上部階段部Ｋｕ・上部壁部２ｕにのみ各別にボルト固定してある。従って、両カバー体１１・１２は、前記横揺れ時に、上部階段部Ｋｕ・上部壁部２ｕと共に移動するものの、下部階段部Ｋｄ・下部壁部２ｄとは自由に位置ずれすることができ、鋼板の可撓性を有効に生かして、前記開口１３をカバーすることが可能となる。即ち、各カバー体１１・１２が、上下ともに固定されている場合には、前記横揺れに伴って上下の固定部間隔が広がるに伴って、それら固定部分に応力集中が起こり、カバー体が引きちぎれる危険性があるが、当該構造によれば、上述の通り、柔軟に対応することができるわけである。また、本実施形態の建物の場合、前記免震階Ｔに免震柱Ｐ２と増強柱Ｐ３とを併用してあることによって、地震時の横揺れを小さく抑えながら且つ免震を図ることが可能となるので、前記開口１３が大きくなるのを抑制でき、それに伴って、前記各カバー体１１・１２の幅寸法も小さな寸法に設定することができ、室内側美観性の向上を図ることができるものである。
【００２５】本実施形態の建物によれば、免震化を図るにあたり複雑な構造となり易い階段室部分においても、その構造を簡単なものに構成することができ、建築手間の軽減、及び、建築コストの低減化を叶えることが可能となる。
【００２６】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説明する。
【００２７】〈１〉前記建物は、先の実施形態で説明した鉄骨鉄筋コンクリート構造に限るものではなく、例えば、鉄筋コンクリート造や鉄骨造や鋼管コンクリート造であってもよい。また、建物完成後に、建物の使用状態を維持しながら、並行して柱の中間部に免震装置３を設置して免震化を図ってある（所謂、居ながら免震）ものに限るものではなく、新築建物であってもよい。柱の配置についても、先の実施形態で説明した矩形配置に限るものではない。そして、免震階Ｔにおける柱Ｐの構成は、先の実施形態で説明したように増強柱Ｐ３と免震柱Ｐ２との併用に限定されるものでなく、例えば、免震柱Ｐ２単独であったり、免震柱Ｐ２と一般柱Ｐ１との併用であってもよい。
〈２〉免震階Ｔは、地上一階層Ｆ１に設けられるものに限るものではなく、それ以外の階層に設けてあってもよい。
〈３〉前記免震装置３は、先の実施形態で説明したように、金属製薄板３ａとゴム製薄板３ｂとを交互に積層させて一体化した構成のものに限らず、鉛ダンパーや、オイルダンパー等によって構成してあるものであってもよく、それらを総称して、免震装置という。また、免震装置３の取付位置は、柱Ｐの上端部分に設定してあるものに限らず、柱Ｐの中間部分や下端部分に設定してあってもよい。
〈４〉前記上部階段部Ｋｕ、及び、前記下部階段部Ｋｄは、側縁部を前記壁部に支持された片持ち形式のものに限らず、様々な構造を採ることが可能である。例えば、上部階段部Ｋｕは、天井スラブＳｕや、梁Ｂｕに端縁部を支持された片持ち形式をとったり、更には、上部壁部２ｕにも支持させた構造を採ることも可能で、下部階段部Ｋｄについても、同様の変形が可能で、要するに、各階段部Ｋｕ・Ｋｄは、夫々が強度的に安定するように構成してあれば、その支持形態は、自由に選定することが可能である。

【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６月６日（２０００．６．６）
【代理人】	【識別番号】１００１０７３０８【弁理士】【氏名又は名称】北村修一郎
【公開番号】	特開２００１－３４９０８９（Ｐ２００１－３４９０８９Ａ）
【公開日】	平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１）
【出願番号】	特願２０００－１６８８０８（Ｐ２０００－１６８８０８）