JP3733517B2

JP3733517B2 - 免震装置の取付構造

Info

Publication number: JP3733517B2
Application number: JP2000064017A
Authority: JP
Inventors: 清仁東
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP2001254532A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層ゴム等の免震装置を、例えば柱等に組み込む場合に用いて好適な免震装置の取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビル等の各種構造物において、地震発生時に揺れおよびそれによる被害を最小限に抑えるため、各種免震装置が開発されている。この免震装置としては、弾性体あるいは粘弾性体と鋼板とを上下方向に交互に積層した構造のいわゆる、積層ゴムが多用されている。
【０００３】
積層ゴムは、例えば構造物の基礎と、この基礎上に構築される構造物本体との間等に設置されたり、構造物の柱に組み込まれたりする。その一例を図５に基づいて説明すると、図５に示すように、積層ゴム１は、粘弾性体２と鋼板３とが積層された免震部４の上下に板状で免震部４と略同径を有した上部連結鋼板５Ａ，下部連結鋼板５Ｂが設けられ、これら上部連結鋼板５Ａ，下部連結鋼板５Ｂにはそれぞれ、それよりも所定寸法大径の円形をなすフランジプレート６がボルト７等で一体に設けられている。そして、積層ゴム１は、その上下それぞれのフランジプレート６の、上部連結鋼板５Ａ，下部連結鋼板５Ｂよりも外周側の部分にて、前記フランジプレート６と、該フランジプレート６に重ね合わされて配される、構造物Ａに固定されたベースプレート８とがボルト９によって締結されることにより、構造物Ａに固定されている。
【０００４】
上記構成の積層ゴム１を、例えば構造物の柱に後付けする場合には、免震ゴム１を取り付けようとする柱の上部をサポート部材で支え、柱の一部を切断し免震装置設置スペースを確保する。次いで、この確保した免震装置設置スペースの上下にそれぞれベースプレート８，８を水平状に保持しながら所定間隔をあけて位置決めし、仮固定する。そして、それらベースプレート８，８と柱の切断面との間にコンクリート等のグラウト材を打設し、それら上下のペースプレート８，８を柱の切断部分に固定する。次いで、打設したグラウト材が固化した後、積層ゴム１をそれら両ベースプレート８，８間に挿入し、ボルト９によりベースプレート８とフランジプレート６とを締結して、積層ゴム１を構造物の柱に取り付けるのである。
【０００５】
このような積層ゴム１では、地震等によって水平方向へ大きな外力が入力されたときには、粘弾性体２が水平方向に変形することによって前記外力を減衰し、構造物Ａの揺れを抑えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の免震装置の取付構造には、以下のような問題が存在する。
すなわち、積層ゴム１は、フランジプレート６が積層ゴム１における最大径部分となっており、当然のことながらその径寸法は、これを組み込むべき部分より小さくする必要がある。ところが、例えば、柱の一部、柱と床版、基礎杭と基礎スラブ等の間に組み込む場合、積層ゴム１のフランジプレート６の径寸法は、柱や杭等、細長い部材の断面寸法によって決定され、これに伴って、所定の免震性能を得るために最低限必要な免震部４の径寸法を確保できないことがある。
【０００７】
このような場合、構造物が新築時であれば、柱や杭の径を免震部４の径に合わせて拡大することも考えられるが、これでは積層ゴム１の大型化および柱・杭の断面積増大によるコストの上昇や、室内空間の縮小等を招くという問題がある。
一方、既存の構造物に積層ゴム１を組み込む場合には、柱や杭の径を拡大することは不可能であり、その結果、免震部４の径寸法を確保できないため、所要の免震性能を得ることはできなくなる、といった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、積層ゴム等の免震装置の断面寸法の小径化を図り、より効果的に免震性能を得ることができる免震装置の取付構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本発明の請求項１にかかる発明は、構造物に組み込む免震装置の取付構造であって、構造物に設けられた免震装置設置スペースに該構造物との間に隙間をあけて配置された免震装置と、前記構造物と前記免震装置と間の前記隙間に注入固化されたグラウト材とを備えてなり、前記免震装置は、免震部と、該免震部の上下に該免震部と略同径あるいはそれよりも大径とされた上部連結鋼板及び下部連結鋼板とを有し、前記グラウト材には、前記上部連結鋼板及び下部連結鋼板にそれぞれ先端がねじ合わされて、それら上部連結鋼板及び下部連結鋼板から上下に延びるアンカーボルトが埋設されるとともに、前記構造物から延びる鉄筋が埋設されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、構造物の免震装置設置スペースに免震装置を、構造物との間に隙間をあけて仮固定し、構造物と前記免震装置と間の隙間に後からグラウト材を注入して固化することにより、免震装置を構造物に組み込むものであるから、従来例のように、免震装置を取り付けるに際し、免震部から外方に大きく張り出すフランジプレートとベースプレートと重ね合わせて配置するスペースや、それらを締結するためのボルトを回転させるためのスペースは不要になり、その分、免震装置自体の外径寸法が小さくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、ここでは免震装置を柱に組み込む場合の例を示している。以下の説明において、従来例として示した図５と共通する部分には同符号を付してある。
【００１２】
図１は免震装置の取付構造を適用した構造物の一部を示すもので、この図において、符号Ａはビル等の構造物、Ｂは構造物Ａを構成する矩形状の柱（図２参照）、１１は免震装置、をそれぞれ示している。この図に示すように、免震装置１１は、柱Ｂの途中を上下に所定長さにわたって切断した部分、つまり後述する免震装置設置スペース１２に組み込まれている。
免震装置１１は、いわゆる積層ゴムであり、免震部４の上下に、板状で免震部４と略同径あるいはそれより若干大径とされた上部連結鋼板５Ａ、下部連結鋼板５Ｂが設けられた構成となっている。
【００１３】
免震部４は、粘弾性体２と鋼板３とが上下方向に複数層にわたって交互に積層された構成とされ、粘弾性体２には、例えば天然ゴム、ゴムアスファルト系のゴム、高減衰ゴム等、高い減衰性能を有したものが用いられ、鋼板３には通常の鉄鋼材の他、例えば制振鋼板等が採用される。
【００１４】
このような免震装置１１は、前述したように柱Ｂの途中を上下に所定長さにわたって切断して形成される免震装置設置スペース１２に組み込まれている。免震装置設置スペース１２は、免震装置１１自体が設置される中央の装置設置スペース本体１２Ａと、この装置設置スペース本体１２Ａに免震装置１１が設置されたとき該免震装置１１と柱Ｂの上下の切断面との間にそれぞれ形成される上下の隙間１２Ｂ，１２Ｂとからなっていて、上下の隙間１２Ｂ，１２Ｂには、免震装置１１を柱Ｂに一体的に固定するためのグラウト材１３が注入されて固化される。
グラウト材１３としてはコンクリートや高分子樹脂等が利用される。グラウト材１３が充填される部分つまり隙間１２Ｂの高さＨは、施工性、およびグラウト材１３と構造物の柱Ｂ等の構造躯体内の鉄筋との応力伝達状況等により決定する。
【００１５】
グラウト材１３には、免震装置１１の上部連結鋼板５Ａ、下部連結鋼板５Ｂから延びるアンカーボルト１４，…が埋設されている。アンカーボルト１４を上部連結鋼板５Ａ等に固定する手段としては、上部連結鋼板５Ａや下部連結鋼板５Ｂに設けられた雌ねじによるねじ嵌合が利用される。また、アンカーボルト１４の径、および本数は、グラウト材１３との定着に必要な強度に基づき決定される。
【００１６】
また、グラウト材１３には、構造物の柱Ｂから延びる鉄筋１６が埋設されている。鉄筋１６は、主筋１６ａとあばら筋１６ｂからなっている。鉄筋１６はとももと柱Ｂに埋設されていたもので、柱Ｂを上下にわたって切断するときに残される部分である。また、鉄筋１６が誤ってコンクリートと一体に切断された場合には、鉄筋１６の切断部分に溶接によって新たな鉄筋を継ぎ足し、この継ぎ足した鉄筋をグラウト材１３に埋設してもよい。また、必要に応じ、鉄筋１６にはフックをつける、ナットを付ける、機械的な出っ張りを付ける等、グラウト材１３からの抜け出しを防止する工夫を講じてもよい。
【００１７】
グラウト材１３には、前述したように、主としてグラウト材１３と免震装置１１との間の曲げモーメントによる引張力に対抗するためにアンカーボルト１４が埋設されるが、このアンカーボルト１４だけでは、グラウト材１３と免震装置１１との間の剪断力伝達力が不足する場合には、剪断力伝達用としてシアーキー１７を上部連結鋼板５Ａあるいは下部連結鋼板５Ｂに設け、このシアーキー１７をグラウト材１３に埋設してもよい。
【００１８】
シアーキー１７としては、例えば、図３（ａ）に示すように、下部連結鋼板５Ｂに、例えば、プレート１７ａやボルトあるいはナット等の適宜剛性のある部材を溶接によって固定したものを利用できる。また、図３（ｂ）に示すように、下部連結鋼板５Ｂを鋳物で作る際に突起１７ｂを一体的に形成し、この突起１７ｂを利用してもよい。また、図３（ｃ）に示すように、下部連結鋼板５Ｂに切欠５Ｂａを設け、この切欠５Ｂａにプレート１７ｃ等の適宜剛性のある部材を嵌めこんだものを利用してもよい。さらに、図３（ｄ）に示すように、下部連結鋼板５Ｂに形成した雌ねじに、ボルト１７ｄの先端を螺合させたものを利用してもよい。
【００１９】
次に、免震装置１１の取付方法について説明する。まず、柱Ｂの途中を上下に所定長さにわたって切断し免震装置設置スペース１２を得る。こうして得られた免震装置設置スペース１２の中央の装置設置スペース本体１２Ａに、免震装置１１を設置し、仮固定する（図４参照）。
【００２０】
免震装置１１を設置する場合、下部連結鋼板５Ｂや上部連結鋼板５Ａに螺合させたアンカーボルト１４を用いているので、下部連結鋼板５Ｂに螺合させた複数のアンカーボルト１４を、免震装置１１の設置時の支持の他、それら複数のアンカーボルト１４を各々適宜回転させることによって、レベル調整や傾き調整用として利用することもできる。
【００２１】
次いで、中央の装置設置スペース本体１２Ａに仮固定した免震装置１１と柱Ｂの上下の切断面との間にそれぞれ形成される上下の隙間１２Ｂ，１２Ｂにグラウト材１３を注入して固化させる。
以上の一連の手順によって免震装置１１を構造物に組み込むことができる。
【００２２】
このような免震装置１１では、地震等によって水平方向の外力が入力されると、免震装置１１の上方の部分と下方の部分とで、柱Ｂの端部の水平方向の相対変位が生じる。すると、免震部４の上部連結鋼板５Ａと、下部連結鋼板５Ｂは、それぞれアンカーボルト１４やシアーキー１７、およびグラウト材１３を介して、その上方に位置する柱Ｂの端部Ｂｂ、下方に位置する柱Ｂの端部Ｂｃと一体的に変位し、上部連結鋼板５Ａと下部連結鋼板５Ｂとの間に水平方向の相対変位が生じることとなる。この相対変位は、免震部４に伝達され、各粘弾性体２の変形によって減衰され、その結果、免震装置１１の上方の部分と下方の部分とにおける柱Ｂの相対変位が減衰され、結果として構造物Ａの揺れを抑えることができる。
【００２３】
上述した免震装置１１の取付構造では、構造物Ａの柱Ｂの途中を上下に所定長さにわたって切断して形成した免震装置設置スペース１２に免震装置１１を仮固定し、柱の上下の切断面と前記免震装置１１と間に形成される隙間１２Ｂ，１２Ｂに後からグラウト材１３を注入して固化することにより、免震装置を構造物に組み込んでいるから、従来例のように、免震装置１１を取り付けるに当たり、フランジプレート６とベースプレート８とを重ね合わせて、それらをボルト９によって締結するといった作業が一切不要になり、かつそれらプレートを重ね合わせて配置するスペースやボルトを回転させるためのスペースは不要になる。したがって、取付のための付属品を含んだ意味の免震装置１１自体の外径を小さくでき、柱Ｂのように断面寸法の小さな部分に免震装置１１を組み込むに際し、免震部４の断面寸法を最大限に確保できるので、充分な免震性能を得ることができる。
また、新築工事場合には、免震部４の断面寸法を確保するために柱Ｂの断面寸法を拡大する必要もなく、空間の有効利用が妨げられることもない。
【００２４】
特に、構造物Ａが既存のものである場合、図５に示したような従来の取付構造では、組み込む部分の断面寸法が小さいために、十分な免震性能を得ることのできるだけの積層ゴムを適用できなかった部分にも、より大きな断面寸法を有した免震部４を備える免震装置１１を組み込むことが可能となり、免震装置１１の適用範囲を拡大できる。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１にかかる発明は、構造物の免震装置設置スペースに免震装置を、構造物との間に隙間をあけて仮固定し、構造物と前記免震装置と間の隙間に後からグラウト材を注入して固化することにより、免震装置を構造物に組み込む構成であるから、従来例のように、免震装置を取り付けるに当たり、免震部から外方に大きく張り出すフランジプレートとベースプレートと配置するスペースや、それらを締結するためのボルトを回転させるためのスペースは不要になり、その分、免震装置自体の外径寸法が小さくできる。したがって、柱や杭等が断面寸法の小さな部材に免震装置を組み込む場合でも、プレート部がはみ出すことがないので、免震装置自体の断面寸法を最大限に確保でき、十分な免震性能を確保することができる。また、特に、免震装置を既存の構造物に組み込む場合に、従来の免震装置の取付構造では組み込む部分の断面寸法が小さいために適用不可能であってような部分にも免震装置を組み込むことができ、免震装置の適用範囲を拡大できる。
【００２６】
また、グラウト材には、免震装置から延びるアンカーボルトを埋設しているから、グラウト材と免震装置との定着強度を増すことができ、免震装置を構造物に強固に組み付けることができる。
【００２７】
また、免震装置に先端がねじ合わされたアンカーボルトを用いているから、免震装置を構造物に組み付ける際に、アンカーボルトを免震装置の支持用の他、レベル調整用や傾き調整用としても幅広く利用することができ、施工性の向上が図れる。
【００２８】
また、グラウト材に、構造物から延びる鉄筋を埋設しているから、グラウト材と構造物との間の取付強度も強固なものとすることができこの点において、免震装置を構造物に強固に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す、免震装置の取付構造を示す立て断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）はシアーキの例を示す側面図である。
【図４】上記免震装置の取付構造を得るための施工手順の一例を示す断面図である。
【図５】従来の免震装置の取付構造を示す立て断面図である。
【符号の説明】
１１免震装置１２免震装置設置スペース１２Ｂ隙間１３グラウト材１４アンカーボルト１６鉄筋１７シアーキーＡ構造物Ｂ柱

Claims

構造物に組み込む免震装置の取付構造であって、
構造物に設けられた免震装置設置スペースに該構造物との間に隙間をあけて配置された免震装置と、前記構造物と前記免震装置と間の前記隙間に注入固化されたグラウト材とを備えてなり、
前記免震装置は、免震部と、該免震部の上下に該免震部と略同径あるいはそれよりも大径とされた上部連結鋼板及び下部連結鋼板とを有し、
前記グラウト材には、前記上部連結鋼板及び下部連結鋼板にそれぞれ先端がねじ合わされて、それら上部連結鋼板及び下部連結鋼板から上下に延びるアンカーボルトが埋設されるとともに、前記構造物から延びる鉄筋が埋設されていることを特徴とする免震装置の取付構造。