JP6667908B2 - 免震構造及び免震木造建築物 - Google Patents

Description

本発明は、免震構造及び免震木造建築物に係り、詳しくは、建築物を支える架台を、木材を骨材にして組立てた木骨架台で構成した免震構造及びそれを備えた免震木造建築物に関する。

我が国は、地震国であり、常に大地震の恐怖に脅かされている。大地震が発生すると、多くの建築物が倒壊や半壊だけでなく、日常生活で基幹となる道路、その他の交通網などの輸送機関や電気、水道、ガスなどのインフラ設備が崩壊して地域社会を大混乱に陥れる。
この地震に対して、建築物が倒壊するのを防止乃至軽減する構造乃至工法が開発されている。これらの構造として、例えば、耐震構造（壁や柱を強化するために補強材を入れることで建築物自体を堅くして振動に対抗する構造）、また制振構造（建築物内に振動軽減装置を設置し、地震エネルギーを吸収、建築物に粘りを持たせて振動を抑える構造）、さらに免震構造（建築物と地面の間に免震装置を設置、建築物を地面から絶縁して、震動を伝えない構造）などがある。

これらのうち、免震構造は、さらに建築物内の揺れを軽減するという利点がある。すなわち、免振装置を基礎に埋め込んで、この免震装置が激しい地震エネルギーを吸収して、ゆるやかな横揺れに変え、家具の転倒などの被害を最小限に喰いとめることができるなどの利点がある。
この免震構造は、上記の利点を有することから、これまで主に高層ビル用の免震装置及び工法の研究・開発が行われ、現在、大都市の新築高層ビルや重要な公共施設などで採用されている。
日本の住宅事情は、その大半が木造であることから、この木造住宅の免震化は、一般に工事が難しく、その重量が軽いために効果が薄く、しかも施工費を含めた全体のコストが高額になるために普及し難いと言われて、これまではそれへの取組みが遅れていた。
しかし、近年、住宅メーカー及び産学共同プロジェクトなどにおいて、一般木造住宅用の免震装置及び施工技術の研究・開発が進められて、一部の住宅例えばプレハブ住宅などに採用され始め、その一方でその研究・開発の成果が特許文献でも紹介されている。

例えば下記特許文献１（特許第３８２７１１５号公報）には免震構造物が記載されている。
この免震構造物は、地盤上に設置された下部構造体と、この下部構造体の上部に位置する平面フレームと、下部構造体と水平フレームとの間に介在された免震装置と、平面フレームの上部に位置された上部構造体と、を備え、平面フレームは、鉄骨造り、木造り、鉄筋コンクリート造りであり、これらは火打ち部材で補強された構造となっている。

また、下記特許文献２（特開２００８−２６６９５８号公報）には、積層材で構成した木造住宅用架台が記載されている。
この木造住宅用架台は、図８に示したように、基礎２に架台１を複数の小型の免震装置３を介して支持させ、架台を木材により組み立てて、その少なくとも周縁部を複数の針葉樹からなる積層材で構成したものである。すなわち、この架台１は、複数の木材（例えば、大引や根太など）５と締結具により中空の多角形や枠形などに組み立てられて、これらの木材５は複数の針葉樹の積層した積層材で構成され、また、この架台１は下面の複数の角部や隅部などに免震装置用の取付け板４が装着された構成となっている。
なお、この架台１は、四隅部に平面略三角形の木製補強材６を配設し、これらはボルトを含む締結具を介し嵌合させて変形を防止している。

さらに、下記特許文献３（特許第４４９１００４号公報）には、同様の木造住宅用架台が記載されている。
この木造住宅用架台は、上記特許文献２に記載の架台を改良したものであって、架台は枠木材と複数の縦横木材とを組み合わせ、これら枠木材と複数の縦横木材との間で中空領域を形成し、この中空領域に複数の梁木材が縦、横、斜めに水平に架設されて、これらの梁木材で、地震発生時の引張りに対する強度を向上させ、架台の変形を抑制し、建設コストを低減させた構造となっている。

特許第３８２７１１５号公報 特開２００８−２６６９５８号公報 特許第４１０３５４５号公報

上記特許文献１〜３に記載の免震構造物は、いずれも地盤上に構築された基礎と、この基礎の上に位置し建築物を支える架台と、基礎と架台との間に介在されて免震機能を発揮する複数個の免震装置などの部材で構成されている。
これらの部材のうち、上記特許文献１の平面フレーム、すなわち架台は鉄骨造り、木造り、鉄筋コンクリート造りのいずれかのものになっている。
これらの架台にあって、鉄筋コンクリート製の架台は、コンクリートスラブ（床版）造りとなるので、その工法は、まず型枠を造り、次いで鉄筋の配設、コンクリート打ち込み、型枠外しなどの各工程を経たものとなり、これらの作業は面倒で手間が掛かり、その結果、工期が長く、またその重量が重く、ローコスト化ができないなどの課題がある。
また、鉄骨製の架台は、金属加工専門メーカーへの特注品となり、材料費、加工費などを含め製品が鉄筋コンクリートの架台より高価になる。
さらに木造りの架台（以下、木造架台という）は免震装置との緊締などに課題がある。なお、この課題は他の特許文献２、３の架台に関連して後記する。

上記特許文献２、３の免震構造は、木材からなる木造架台で構成されている。しかし、これらの木造架台には、以下の課題がある。
すなわち、この課題は、木造架台と免震装置との結合箇所における緊締強度（課題１）、及び木造架台のねじれ強度（課題２）である。

以下、これらの課題１、２について説明する。

課題１：木造架台と免震装置との結合箇所における緊締強度について
免震構造は、建築物と地面との間に複数個の免震装置を設置し、この建築物を地面（基礎）から絶縁して震動を伝えない構造であることから、架台と免震装置とを堅固に結合（緊締ともいう）しなければならならない。その理由は堅固に結合（緊締）しなければ建築物（架台）を地面（基礎）と絶縁できず、地震発生時の地震力により建築物が傾くなどして、免震効果が発揮されないからである。
ところが、免震構造において、架台を木材で構成すると、この木造架台と免震装置との結合は、架台木材と免震装置を構成する金属との結合となり、この結合は、地震発生時の地震力によって、緩み、動かず、移動せず、外れず（以下、総称して滑動ともいう）などしない、勿論、破壊などしない堅固で強固な緊締強度にしなければならない。しかし、木造架台との結合では、このような堅固で強固な緊締強度を確保するのが困難である。
すなわち、木造架台は木材からなり、この木材は、入手が簡単且つ加工などが容易及び安価などの利点がある一方でまた、脆弱で、腐敗などが起り易く、また経年劣化も大きくこれにより脆くなるなどの弱点があり、金属材や鉄筋コンクリ材と比べて、耐久性などに難ある。

一方、免震装置は、通常、上記特許文献２の明細書にも記載されているように、一対の受皿と、これらの受皿の間に介在する球体と、一対の受皿を接続して球体を包囲する接続体とで構成されて、これら一対の受け皿はいずれも金属材である。
そうすると、木造架台と免震装置との結合は、材料が異なる木材と金属とになり、木骨架台の木材は免震装置の金属材より脆弱であることから、これらの結合は、前記したように、滑動しない堅固で強固な緊締強度を確保が極めて困難になる。
そこで、この特許文献２は、免震装置と木造架台とを取付け板を介して結合しているが、この取付け板を介した結合だけでは、必要とする緊締強度を確保することには限界がある。また、上記特許文献１は火打ち部材を設け、この部材に免震装置を結合しているが、この結合でも必要とする緊締強度を確保するのが困難である。

課題２；木造架台のねじれ強度について
地震発生時に、建築物は強い横揺れを受けて、架台に過大な引張り力が作用して、木造架台がねじれ変形を起し易くなる。
そこで、上記文献１の平面プレートは、火打ち部材を設置・補強して、平面プレートが（ねじれ）変形するのを防止している。また、上記特許文献２の架台は、架台を構成する複数の木材の交差部に補強金具を装着すると共に、架台の四隅部内に平面略三角形で木製の補強材をボルトで結合して、架台の変形を防止している。さらに、上記、特許文献３の架台は、架台の枠木材と複数の縦横木材との間に中空領域を形成し、この中空領域に複数の梁木材を縦、横、斜めに水平に架設して、強度や剛性を向上さて、架台の変形を防止している。
しかし、これらの火打ち部材、補強金具を装着した木製補強材及び梁木材は、一般にスジカイ（筋交い）と呼ばれているものであり、このようなスジカイ補強は局所的な結合、いわゆる点接触による結合であって結合面積が少なく、その結果、構造計算で必要な剛性、いわゆる床面剛性を確保することが困難になっている。

ところで、旧来からの木造在来工法においても、免震構造に対する需要は高い。特に山陰地方においては全新築個数の約６５％が木造在来工法によって建築されるにも拘わらず、この木造在来工法に完成された免震技術は未だ確立されておらず、近年、住宅メーカー及び産学共同プロジェクトなどにおいて、この住宅用の免振装置及び施工技術の研究・開発が進められて、一部の住宅例えばプレハブ住宅などに採用され始めている程度である。

免震住宅の設計・施工技術は、新しい技術であり、構造設計は中央官庁において個別に審査され高いハードルとなっており、地方の民間企業独自ではこのハードルを越えて設計・施工することが大変困難になっている。すなわち、免震構造は建築基準法では特定行政庁での構造審査は認められていない、いわゆる専門機関による構造計算適合性判定が必要な物件となる構法である。そこで、この免震構造は、免震告示に示された方法で構造計算を行う必要があり、この計算は上部構造（建築物）、免震層、下部構造（基礎）及び相互の接合部について構造設計を行う計算であって、木造建築物の免震架台の設計においては、木造架台に所定の床面剛性、すなわち面内せん断剛性、面外曲げ剛性及びねじれ剛性によって、免震告示に示された規準を満たす剛性が要求されている。

本発明者らは、木造りの架台は、上記課題１、２を抱え、これらは上記特許文献１〜３に記載の架台でも困難を極め解決が難しくなっていることから、それらを構解決すべく、木造在来工法による免震戸建て住宅の設計及び実験、具体的には、山陰地方の気候風土に適した建築デザインをベースに、近年需要の多い変則的平面形状や立体形状の住宅デザインも含めて展開した。
この展開において、まず、上記課題１の緊締強度は、プレート受木骨及び免震プレートなどを設けることにより解決でき、また上記課題２の木造架台のねじれ強度は、木造りの架台とプレート受木骨との結合を局所的な点結合でなく、より面積が大きい面接触結合により行い、しかも免震装置とを所定大きさの免震プレートを介して結合し、その際に、免震プレートの大きさは、採用・使用する免震装置の地震時の建物の応答変位量（移動量）に一定の余りを加算し、この加算値をベースして計算した大きさ（なお、この大きさは免震建築物に不可欠な免震クリアランスと関係している）にすることによって、木造架台は、構造計算で要求される床面剛性が確保できることに想到し本発明を完成させるに至ったものである。なお、免震クリアアランスは地震が起きたときに免震装置が変位し、建築物（建物）が揺れても安全な基礎と建物との隙間（クリアランス）である。

本発明の目的は、建築物を支える架台を、木材を骨材にして組立てた木骨架台で構成し、この木骨架台により、免震装置などとの間で生じる課題を解決し、免震装置との結合において強固な緊締強度を確保すると共に架台は構造計算で要求される床面剛性を確保し、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現して、トータルローコスト化を図って木造住宅への適用を容易にした免震構造を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、上記の目的を有する免震構造を備え、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現し、トータルコストの低減が実現でき、しかも近年需要の多い変則的平面形状、や立体形状の住宅デザインの免震木造建築物を提供することにある。

本発明の第１の態様の免震構造は、地盤上に構築された基礎と、前記基礎の上に配列された複数個の免震装置と、前記各免震装置に固定される複数枚の免震プレートと、前記各免震プレートが固定されて木造建築物を支える木造りの木骨架台と、を備えた免震構造にあって、前記木骨架台は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠と、前記外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠を有し、前記複数個の格子枠のうち、前記各免震装置に対応する格子枠にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨と、で構成されて、当該木骨架台は、前記各免震装置との間にそれぞれ前記免震プレートを介在させて、前記各免震プレートは、表裏面の一方の面が前記各免震装置に、他方の面が前記各格子枠を形成する周辺の枠材及び前記プレート受木骨に結合されていることを特徴とする。

本発明の第２の態様の免震構造は、第１の態様の免震構造において、前記免震装置、前記免震プレート及び前記木骨架台の前記プレート受木骨の接触結合面の面積をそれぞれＡ１、Ａ２及びＡ３としたとき、これらは以下の関係、
Ａ２＞Ａ１，Ａ２＞Ａ３
にあることを特徴とする。

本発明の第３の態様の免震構造は、第１または第２の態様の免震構造において、前記木骨架台を構成する外周枠、格子枠及びプレート受木骨はいずれも積層材で形成されていることを特徴とする。

本発明の第４態様の木造免震建築物は、第１〜第３の態様のいずれかの免震構造を備えたことを特徴とする。

本発明の第１の態様の免震構造は、地盤上に構築された基礎と、前記基礎の上に配列された複数個の免震装置と、前記各免震装置に固定される複数枚の免震プレートと、前記各免震プレートが固定されて木造建築物を支える木造りの木骨架台と、を備えた免震構造にあって、前記木骨架台は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠と、前記外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠を有し、前記複数個の格子枠のうち、前記各免震装置に対応する格子枠にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨と、で構成されて、当該木骨架台は、前記各免震装置との間にそれぞれ前記免震プレートを介在させて、前記各免震プレートは、表裏面の一方の面が前記各免震装置に、他方の面が前記各格子枠を形成する周辺の枠材及び前記プレート受木骨に結合された構成を有する。
この構成により、まず、木骨架台は、木造りなので、他のコンクリート造り、鉄骨造りと比べて、安価且つ加工が容易で製作が簡単になる。また、免震装置に対応する格子枠内にプレート受木骨が略均等且つバランスよく組込み・固定されるので、軽量にして堅固になる。さらに、免震プレートが固定さるので堅固になる。
その結果、木造りの木骨架台にあって、免震装置との間などで生じる課題、例えば、免震装置との結合で強固な緊締強度が確保できしかも構造計算で要求される床面剛性が確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現でき、トータルローコスト化を図って木造住宅への適用が容易になる。

本発明の第２の態様の免震構造によれば、免震プレート及び木骨架台のプレート受木骨の接触結合面の面積をそれぞれＡ１、Ａ２及びＡ３とし、それらの大きさが、Ａ２＞Ａ１，Ａ２＞Ａ３とされているので、構造計算で求められる床面剛性を確保できる。すなわち、木骨架台は、面内せん断剛性、面外曲げ剛性及びねじれ剛性によって、免震告示に示された規準を満たす剛性が確保できる。

本発明の第３の態様の免震構造によれば、木骨架台を構成する外周枠、格子枠及びプレート受木骨はいずれも積層材で形成されているので、入手、加工容易、安価に所望の強度を確保できる。

本発明の第４の態様の木造免震建築物によれば、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現し、トータルコストの低減を実現でき、しかも近年需要の多い変則的平面形状、や立体形状の住宅デザイン免震木造建築物を提供できる。

本発明の実施形態に係る免震構造を備えた免震木造建築物の正面図である。 図２Ａは図１の免震木造建築物の一部を破断した免震構造主要部分の拡大断面図、図２Ｂは免震装置の断面図である。 本発明の実施形態に係る免震構造主要部分のアイソメ（等角投影）図である。 図４は図１の免震木造建築物（木造住宅）を示し、図４Ａは１階平面図、図４Ｂは２階平面図である。 図５は図１の免震木造建築物の基礎部分を示し、図５Ａは基礎部分における免震台配列の平面図、図５Ｂは各免震装置に対応する免震プレート配列の平面図である。 図６は図５Ｂの免震プレートを示し、図６Ａは平面図、図６Ｂは加工・取付け詳細断面図である。 図７は図１の免震木造建築物を支える木骨架台を示し、図７Ａは平面図、図７Ｂは図７Ａのプレート受木骨１個の斜視図である。 図８は従来技術の木造住宅用架台を示し、図８Ａは一部断面、図８Ｂは要部斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る免震構造及びそれを備えた免震木造建築物を説明する。但し、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための免震構造及びそれを備えた免震木造建築物を例示するものであって、本発明をこれに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。

[実施形態]
図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る免震構造及びそれを備えた免震木造建築物の概要を説明する。なお、図１は本発明の実施形態に係る免震構造を備えた免震木造建築物の正面図（南側立面図）、図２Ａは図１の免震木造建築物の一部破断した免震構造主要部分の拡大断面図、図２Ｂは免震装置の断面図、図３は本発明の実施形態に係る免震構造主要部分のアイソメ（等角投影）図である。

本発明の実施形態に係る免震構造を備えた免震木造建築物１０は、図１、図２に示したように、地上２階建て木造住宅からなり、この木造住宅は、地盤ＧＬに構築した基礎の下部構造体１０_Ｇと、その上部に位置し上部構造体１０_Ｆの木造住宅を支える木材を骨材にした架台（以下、木骨架台という）２１と、下部構造体１０_Ｇと上部構造体１０_Ｆとの間にあって免震装置１６が配設される免震層１０_Ｄと、を備え、免震層１０_Ｄには、複数個の免震装置１６_１〜１６_１２（図４Ａ、図５Ｂ参照）が配列されている。
木骨架台２１は集積材で形成されている。なお、本発明は木造建築物を地上木造２階建住宅に限定するものでなく任意のものでもよい。

この免震木造建築物（木造住宅）における免震構造１１は、図１〜図３に示したように、基礎の下部構造１０_Ｇと、免震層１０_Ｄに配列された複数個の免震装置１６と、各免震装置に固定される複数枚の免震プレート１９と、各免震プレートが固定されて木造住宅を支える集積材からなる木骨架台２１と、を備え、木骨架台２１は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠２２と、この外周枠２２内に複数本の縦枠材２３、内枠材２４及びつなぎ枠材２５からなる内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠３０と、これら複数個の格子枠３０のうち、各免震装置１６に対応する格子枠３０にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨２６と、を有し、木骨架台２１は、各免震装置１６との間にそれぞれ免震プレート１９を介在させて、免震プレート１９は、表裏面の一方の面が免震装置１６に、他方の面が各格子枠３０を形成する周辺の枠材及びプレート受木骨２６に結合されて構成されている。なお、符号１４は立ち上がり基礎、１５は免震台、２８は構造用合板を示している。

この免震構造１１は、免震装置１６、免震プレート１９、プレート受木骨２６を固定した木骨架台の結合平面のそれぞれの面積をＡ１、Ａ２及びＡ３として比較すると、これらは、以下の関係式（ａ）にしてある。
Ａ２＞Ａ１，Ａ２＞Ａ３・・・・・・・・・・・・（ａ）
そして、この関係式（ａ）において、免震プレート１９の面積Ａ２は、採用・使用する免震装置によって決定される。
すなわち、免震プレートの面積Ａ２は、採用・使用する免震装置の地震時の建物の応答変位量（移動量）に一定の余りを加算し、この加算値をベースして計算した大きさになっている。なお、この大きさ（長さ）は免震建築物に不可欠な免震クリアランスと関係している。
以上、免震プレートＡ２の面積を上記にし、関係式（ａ）を満たすことによって、木骨架台は免震構造計算において要求される床面剛性を確保できるものとなる。

この免震構造によれば、以下の優れた作用効果を奏する。
すなわち、建築物を支える架台を、木材を骨材にして組立てた木骨架台で構成し、この木骨架台により、免震装置などとの間で生じる課題が解決されて、免震装置との結合において強固な緊締強度が確保されると共に架台は構造計算で要求される床面剛性も確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現されて、トータルローコストを図られて木造住宅への適用が容易になる。
さらに付言すると、まず、木骨架台は、木造りなので、他のコンクリート造り、鉄骨造りと比べて、安価且つ加工が容易で製作が簡単になる。また、免震装置に対応する格子枠内にプレート受木骨が略均等且つバランスよく組込み・固定されるので、軽量にして堅固になる。さらに、免震プレートが固定さるので堅固になる。
その結果、木造りの木骨架台にあって、免震装置との間などで生じる課題、例えば、免震装置との結合で強固な緊締強度が確保できしかも構造計算で要求される床面剛性が確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現でき、トータルローコストを図って木造住宅への適用が容易になる。

以下、この免震構造及びこれを備えた免震木造住宅の個々の構成及び他の特徴を説明する。

免震木造建築物（以下、単に建物ともいう）１０は、免震層１０_Ｄに、複数個の免震装置１６_１〜１６_１２（図４Ａ、図５Ｂ参照）が所定の位置にそれぞれ配列されている。これらの免震装置は同じ構成のものとなっている。
免震装置１６は、図２Ｂに示したように、対向する一対の受皿１７ａ、１７ｂと、これらの受皿の間に移動可能に介在する球体１８と、一対の受皿１７ａ、１７ｂを接続して球体１８を外側から包囲する可撓性の接続体とを備え、各受皿１７ａ、１７ｂは、対向面に球用の凹み穴１７_０がみ形成されている。
球体１８は、単数乃至複数の鉄球や鋼球等からなり、一対の受皿１７ａ、１７ｂの凹み穴１７_０にころがり接触可能に摺接して、地震の発生時に地震エネルギーを吸収して一対の受皿１７ａ、１７ｂを移動変位させる。また、接続体は、弾性円筒形に形成され、開口した端部が各受皿１７ａ、１７ｂの周縁部に嵌着されている。
この免震装置によれば、地震が発生して建物の基礎が震動（振動ともいう）すると、免震装置の球体が接続体の内部を転がってベアリング機能を発揮し、一対の受皿が相反する方向にスライドして地震の揺れを受け流し、この受け流し効果により建物が免震されることとなる。この免震作用により、住宅内の家具等は転倒せず、居住者は恐怖を感じるのを低減できる。なお、このような免震装置は、既に製品化・市販され公知となっている。

本発明の実施形態の免震構造及び免震木造建築物は、既に市販されている例えば以下の免震装置を使用する。
メーカー名（オイレス工業株式会社）、製品名（軽量建築物用免震装置：ＦＰＳ−ＨＰ）、製品対象（木造１〜３階建て程度を目安）、製品構造（ステンレス板をプレスして成型し、空洞部分に充填材を満たして製作）、可動子径（１００φ）、長期面圧（最大１３．５Ｎ/ｍｍ^２、建物全体の平均で１０．０Ｎ/ｍｍ^２が目安）。
また、ＦＰＳ―ＨＰ本体の外形寸法は６３０×６３０×Ｈ（９３．１）ｍｍである。
この免震装置は、使用する個数が少ないと装置間隔が大きくなり、住宅を支える架台の負担が大きくなることから、メーカーは建築面積（１階の床面積）１０ｍ^２に１基程度の使用を推奨している。以上は同社発行のパンフレットから引用したものである。
なお、この製品仕様は、後記する下部構造体、木骨架台、上部構造体などの設計寸法などを決める基礎となっている。また、本発明は免震装置を上記のものに限定するものでなく、他のメーカー及び他の仕様の免震装置を使用できる。

次に、図４を参照して上部構造体を説明する。なお、図４は図１の免震木造建築物を示し、図４Ａは１階平面図、図４Ｂは２階平面図である。
上部構造体１０_Ｆは、地上２階建て木造住宅からなり、この住宅は、２階部分が建築面積の約５０％を占め、それが北東面側に偏在している。そして、図４に示したように、１階１０_１Ｆは平面形状にあって中庭を組込んだコ字形にし、南面側中央に木造デッキ（例えば１２ｍ^２）を設け、それぞれ所定の間取り、１階に、それぞれ所定の大きさの例えば和室、ＤＫ、趣味室、土間収納、洗面・浴室、玄関ホール、機械室など、また、２階１０_２Ｆに寝室、和室、子供室、クローゼットなどが設けてある。なお、この住宅は、延べ床面積が例えば１３３．８８ｍ^２、建築面積は１０６．２０ｍ^２である。
この木造住宅は純日本風のものであって、１階１０_１Ｆに木造デッキを設け、建築面積の約５０％の２階建部分を北東面側に偏在させているので、上記特許文献１に開示の建物（平面形状及び立体形状が定形）に比し平面形状及び立体形状が変則的なデザインになっている。このため、免震構造計算は従来の定形の計算をそのまま適用できず、それと対比して面倒になっている。なお、木造住宅は、上記のものに限るものではなく、任意タイプの住宅でもよい。

１階１０_１Ｆの床下には、図４Ａに示したように、複数個の免震装置１６_１〜１６_１２が配設されている。

この木造住宅は、東西南北にそれぞれ所定の免震クリアランスをあけて建てられている。なお、このクリアランスについては後記する。

図５を参照して、下部構造体を説明する。なお、図５は図１の免震木造建築物の基礎部分を示し、図５Ａは基礎部分における免震台配列の平面図、図５Ｂは各免震装置に対応する免震プレート配列の平面図である。
下部構造体１０_Ｇは、地盤ＧＬにあって、建物周辺との間に所定の免震クラランスをあけて構築されている。
免震クリアランス（以下、クリアランスという）は、免震建築物に不可欠なものであって、地震力による建物の水平方向への変位（動き）が、この最大の水平変位が発生しても周囲の構造物や土地などと衝突しないように設ける隙間、すなわち、建物周辺との離隔をいい、それは建物を隣地及び道路境界線、または周辺工作物等との離隔であって、構造計算で求まる地震時の建物の応答位置（移動量）に一定の余裕を加えた離隔である。
一定の余裕は、建物の移動により人が挟まれるおそれがある部分（例えば、１階の外壁や出窓部分など）にあっては例えばプラス２０ｃｍ以上、また人が立ち入るおそれがない部分（例えば、軒先、２階のバルコニー先など）にあっては例えばプラス１０ｃｍ以上などであり、これらは告示で決められている。
このクリアランスは、採用・使用する免震装置によって変更される。すなわち、本実施形態では、ＦＰＳ―ＨＰを使用するので、設計で用いることができる応答変位量は４０５ｍｍ（１００φ）であり、その結果、建物配置設計のクリアランスは、応答変位量４０５ｍｍに一定の余裕１００ｍｍ乃至２００ｍｍを加えた離隔値となる。
図１の符号Ｌ_１、Ｌ_２は、建物一側壁からのクリアランスを示している。勿論、他の四方側壁でも所定のクリアランスがとってある。

この下部構造体１０_Ｇは、図２Ａに示したように、鉄筋コンクリート構造からなり、割り栗石１２上にベタ基礎ベースコンクリート１３を敷設し、地中梁に結合され、複数個の免震装置１６（複数個のうちの１個）を支持する複数個の免震台１５（複数個のうちの１個）を有する剛健な構造体で構成されている。地中梁はベタ基礎部分に鉄筋（図示省略）を配筋しコンクリートを打設した構成となっている。
下部構造体１０_Ｇの外周囲は、立ち上がり基礎１４で囲まれて内部に所定の個数、この実施形態では１２個の免震台１５_１〜１５_１２（図５Ａ参照）が設置されている。
複数個の免震台１５_１〜１５_１２は、同じであり、符号１５aはつなぎ補強増し打ちコンクリートを示しており、これにより免震台は補強され剛健なものとなる。
各免震台は、例えば縦９００ｍｍ×横９００ｍｍ×高さ（約３５０ｍｍ）の大きさとなっている。
外周囲の立ち上がり基礎１４は、隣地境界線などとの間で所定のクリアランスが確保されて構築されており、また、免震装置１６は立ち上がり基礎１４から所定距離Ｌ_Ｇ離されている。なお、下部構造体は、これに限定するものでなく他の基礎構造、例えばフラットスラブ形式のものでもよい。

複数個の免震台１５_１〜１５_１２は、図５Ａに示したように、住宅１階１０_１Ｆ（図４Ａ参照）の間取り対応した位置に配設されている。
これらの免震台１５_１〜１５_１２は、縦４列、横３段に配列されている。図５Ｂの左側１列目は３個の免震台１５_１〜１５_３が所定の間隔ｙ_１、ｙ_２、また、２列目は３個の免震台１５_４〜１５_６が間隔ｙ_１、ｙ_２、３列目が３個の免震台１５_７〜１５_９が間隔ｙ_１、ｙ_２、４列目が３個の免震台１５_１０〜１５_１２が間隔ｙ_１、ｙ_２をそれぞれ開け、また各列間もそれぞれ所定の間隔ｘ_１、ｘ_２、ｘ_３、ｘ_４、ｘ_１が開いている。
これらの間隔は、採用・使用する免震装置によって決定される。
本実施形態ではＦＰＳ―ＨＰを使用するので、この装置は建築面積（１階の床面積）１０ｍ^２当たり１基を配設する。
これにより、各寸法は、例えば、ｙ_１は７５０ｍｍ、ｙ_２は３７５０ｍｍ、また、ｘ_１は７５０ｍｍ、ｘ_２は３３００ｍｍ、ｘ_３は４５００ｍｍ、ｘ_４は２５００ｍｍとなる。
なお、最下段の間隔は、変則的な平面形状に合わせて、細かくｘ_１、ｘ_２、ｘ_１、ｘ_５（３０００ｍｍ）、ｘ_１、ｘ_４．ｘ_１に分かれている。

複数個の免震台１５_１〜１５_１２に対応する位置に、それぞれ免震プレート１９_１〜１９_１２が配設される。これらの免震プレートは、上面が木骨架台２１、下面が免震装置１６に結合される。
これらの免震プレー１９_１〜１９_１２は、図５Ｂに示したように、各免震台１５_１〜１５_１２に対応した位置にあって、縦４列、横３段で配列され、配列寸法は上記ｙ_１、ｙ_２及びｘ_２、ｘ_３、ｘ_４と同じである。

図６を参照して、免震プレートを説明する。なお、図６は図５Ｂの免震プレートを示し、図６Ａは平面図、図６Ｂは加工・取付け詳細断面図である。
免震プレート１９（図２）は、複数個の免震プレート１９_１〜１９_１２（図６）からなり、これらは上記２の課題（木骨架台のねじれ強度）を解決して、構造計算で要求される床面剛性を確保するものである。
この実施形態では、各免震プレート１９_１〜１９_１２は同じ形状であって、所定の面積及び肉厚さを有する正方形状の金属板で形成されている。すなわち、四辺１９ａ〜１９ｄの長さが同じ正方形になっている。辺の長さは、採用・使用する免震装置によって決定される。すなわち、免振装置の地震時の建物の応答変位量（移動量）に一定の余りを加算し、この加算値を２倍以上にした長さにする。
本実施形態では、ＦＰＳ−ＨＰの応答変位量は４０５ｍｍ、一定の余りは１００〜２００ｍｍ、これらの合計値の２倍値は１０１０〜１２１０ｍｍとなる。そこで、本実施形態では、上記の値に基づいて一辺の長さを１５００ｍｍとした。
したがって、寸法は、横辺ａ_１は１５００ｍｍ、縦辺ｂ_１は１５００ｍｍ、肉厚は１２ｍｍである。また、肉厚（１２ｍｍ）も、採用・使用する免震装置によって変更される。
これにより、木骨架台との結合面積が大きくなり、堅固に結合可能になる。
なお、免震プレートは、正方形に限定するものでなく、長方形、いわゆる矩形状のものにしてもよい。この場合、短辺の長さを基準にして決定する。
この免震プレート１９は、外周囲縁に近接した箇所に辺に沿って複数個のネジ孔１９_１が所定の間隔をあけて穿設され、角部を結ぶ対角線上及び対向辺の中心線上に所定の間隔をあけて、ネジ孔１９_２が穿設されている、
この免震プレート１９は、表面をプレート受木骨２６及びこれが固定された格子枠３０を形成する周辺の枠材（外周枠２２、縦枠材２３、横枠材２４、つなぎ枠材２５）に当接させて、スクリューネジ２０をそれぞれ各ネジ孔１９_１、１９_２に挿通して、格子枠を形成する周辺の枠材及びプレート受木骨２６に打ち付け固定される（図６Ｂ参照）。また、裏面は免震装置１６に固定する（図示省略）。
免震プレート１９を木骨架台２１に装着・固定することによって、木材からなる架台、すなわち、格子枠３０及びプレート受木骨２６の凹み乃至撓みなどを防止できる。また、この免震プレート１９は、前記したように構造計算で要求される床面剛性を確保する重要な機能を果たすものとなっている。免震装置１６、免震プレート１９、プレート受木骨２６を固定した木骨架台２１の結合平面のそれぞれの面積をＡ１、Ａ２及びＡ３の関係は後記する。

図７を参照して木骨架台を説明する。なお、図７は図１の免震木造建築物を支える木骨架台を示し、図７Ａは平面図、図７Ｂは図７Ａのプレート受木骨１個の斜視図である。
木骨架台２１は、建物の荷重を支える台であって、免震装置を全ての建物の柱直下に装置を設置することが事実上できないために建物の柱軸力を免震装置に伝達するためのものである。
この木骨架台２１は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠２２と、この外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠３０と、これら複数個の格子枠３０のうち、各免震装置１６_１〜１６_１２に対応する格子枠３０にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨２６と、を有し、外周枠２２、複数本の内枠材及びプレート受木骨２６は、それぞれ積層材で形成されている。
なお、積層材は、単板のような薄めの挽板を数多く重ね合せ接着成形した木材であって、高い強度を有している。

外周枠２２は、下部構造体１０_Ｇの立ち上り基礎１４に対応した形状を有し、複数本の外枠材２２_１〜２２_８で形成されている。すなわち、立ち上り基礎に対応した形状にして、積層材からなる所定形状及び太さの柱状体を加工・繋ぎ合わせて形成されている。
柱状体は、四角柱が好ましい。その寸法は、横幅は例えば１２０ｍｍ及び高さは３００ｍｍである。なお、図７Ａにあって、横長は１１，８００ｍｍ及び縦長は９０００ｍｍであって、これらを細分した長さｃ_１は１５００ｍｍ、ｃ_２は１８００ｍｍ、ｃ_３は３０００ｍｍ、ｃ_４は１０００ｍｍ及びｄ_１は１５００ｍｍ、ｄ_２は２２５０ｍｍとなっている。

複数本の内枠材は、縦枠材２３、横枠材２４及びツナギ枠材２５からなり、所定の太さの積層材からなる四角柱で形成されている。
縦枠材２３は２本の四角柱２３_１、２３_２、横枠材２４は２本の四角柱２４_１〜２４_４からなり、ツナギ枠材２５も２本の四角柱２５_１、２５_２で形成されている。
これらの内枠材で外周枠２２内を格子状に区分することによって内部に所定の空間を有する格子枠３０が形成される。これらの格子枠３０のうち、各免震装置に対応する枠内のスペースｓ_１にプレート受木骨２６が嵌挿して固定される。
この嵌挿・固定は、格子枠３０とプレート受木骨２６との間で面と面との結合となるので、従来技術の局所的（点接触結合）な結合に比べて堅固になる。また、木骨架台２１は、免震装置１６に対応する格子状の枠内にプレート受木骨２６が嵌挿・固定されることによって、堅固になる。すなわち、複数個のプレート受木骨２６が格子状の枠内に略均等且つバランスよく配置・固定され、且つそれらが格子枠３０内で堅固に結合されるからである。なお、木骨架台２１を１枚の板状体で形成することも考えられるが、そうすると、肉厚の板状体を全体に敷設しなければならないので、材料費が嵩み且つ重量も重くなる。本実施形態の木骨架台２１によれば、上記の板状体架台と比べると、少ない材料で且つ軽量なものになる。

プレート受木骨２６は、図７Ｂに示したように、所定の縦横幅及び肉厚の複数枚の板片を積層した略正立法体ブロックからなり、その大きさは、格子枠の空間に嵌め込まれる大きさになっている。
このプレート受木骨２６は、複数個の格子枠のうち、免震装置に対応する格子枠のスペースｓ_１内にそれぞれ嵌め込み固定されるので、格子枠の全部でなく一部の格子枠であることから、架台を堅固にしてしかも軽量にできる。なお、プレート受木骨２６の部材寸法は、例えば縦横幅は１２０ｍｍ、高さｈは２１０ｍｍである。

以上説明した部材を使用して、免震構造及びそれを備えた免震木造住宅を構築する。
図２を参照して、まず、地上に下部構造１０_Ｇを構築し、免震層１０_Ｄ内の複数個の免震台１５に、それぞれ免震装置１６を設置する。次いで、それらの間にそれぞれ免震プレート１９を介在させて、木骨架台２１を固定する。この木骨架台の上に構造用合板２８を設置し、その上に仕上フロアー２９を敷設接する。なお、木骨架台２１にあって、枠材とプレート受木骨２６とが高さが違い間に隙間が空くので、この隙間に断熱材２７を詰め込む。
その後、この木骨架台２１上に木造住宅を建設する。この建設は、従来の建築と同じである。説明は省略する。

構築した免震構造１１は、免震装置１６、免震プレート１９、プレート受木骨２６を固定した木骨架台２１の結合平面のそれぞれの面積をＡ１、Ａ２及びＡ３として比較すると、これらは、以下の関係（ａ）となる。
Ａ２＞Ａ１，Ａ２＞Ａ３・・・・・・・・・・・・（ａ）
なお、この関係式（ａ）において、免震プレート１９の面積Ａ２は、採用・使用する免震装置によって決定、すなわち、免振プレートを正方形にすると、その一辺の長さは、地震時の建物の応答変位量（移動量）に一定の余りを加算し、加算値の２倍以上にした長さにして、この長さで面積が算出されている。免震プレートは、正方形に限定するものでなく、長方形、いわゆる矩形状のものにしてもよい。この場合、短辺の長さを基準にして決定される。応答量変位量及び余りは、採用・使用する免震装置によって異なっている。
免震構造は、上記関係式（ａ）の条件を満たすことによって、構造計算で要求される床面剛性（免震告示に示された規準を満た剛性）、すなわち面内せん断剛性、面外曲げ剛性及びねじれ剛性を確保できる。

この実施形態の免震構造によれば、まず、木骨架台は、木造りなので、他のコンクリート造り、鉄骨造りと比べて、安価且つ加工が容易で製作が簡単になる。また、免震装置に対応する格子枠内にプレート受木骨が略均等且つバランスよく組込み・固定されるので、軽量にして堅固になる。さらに、免震プレートが固定されるので堅固になる。
その結果、木造りの木骨架台にあって、免震装置との間などで生じる課題、例えば、免震装置との結合で強固な緊締強度が確保できしかも構造計算で要求される床面剛性が確保され、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などが実現でき、トータルローコストを図って木造住宅への適用が容易になる。

また、免震木造建築物は、この免震構造を備えることにより、施工工法の簡易・単純化及び工期の短縮化などを実現し、トータルコストの低減を実現でき、しかも近年需要の多い変則的平面形状、や立体形状の住宅デザインにできる。

１０ 免震木造建築物
１０_Ｇ 下部構造体
１０_Ｄ 免震層
１０_Ｆ 上部構造体（木造建築物）
１１ 免震構造
１４ 立ち上り基礎
１５、１５_１〜１５_１２ 免震台
１６、１６_１〜１６_１２ 免震装置
１９、１１〜１９_１２ 免震プレート
２１ 木骨架台
２２ 外周枠
２３ 縦枠材
２４ 横枠材
２５ ツナギ枠材
２６ プレート受木骨
２７ 断熱材
２８ 構造用合板
２９ 仕上フロアー
３０ 格子枠

Claims (4)

1. 地盤上に構築された基礎と、前記基礎の上に配列された複数個の免震装置と、前記各免震装置に固定される複数枚の免震プレートと、前記各免震プレートが固定されて木造建築物を支える木造りの木骨架台と、を備えた免震構造にあって、
   前記木骨架台は、内部に所定大きさの空間を設けた外周枠と、前記外周枠内に複数本の内枠材を縦横に所定間隔をあけて格子状に区分して形成した所定大きさの複数個の格子枠を有し、前記複数個の格子枠のうち、前記各免震装置に対応する格子枠にそれぞれ嵌挿・固定されたプレート受木骨と、で構成されて、
   当該木骨架台は、前記各免震装置との間にそれぞれ前記免震プレートを介在させて、前記各免震プレートは、表裏面の一方の面が前記各免震装置に、他方の面が前記各格子枠を形成する周辺の枠材及び前記プレート受木骨に結合されていることを特徴とする免震構造。
2. 前記免震装置、前記免震プレート及び前記木骨架台の前記プレート受木骨の接触結合面の面積をそれぞれＡ１、Ａ２及びＡ３としたとき、これらは以下の関係、
   Ａ２＞Ａ１，Ａ２＞Ａ３
   にあることを特徴とする請求項１に記載の免震構造。
3. 前記木骨架台を構成する外周枠、格子枠及びプレート受木骨はいずれも積層材で形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の免震構造。
4. 請求項１〜３のいずれかの免震構造を備えたことを特徴とする木造免震建築物。

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