JP6895262B2 - 免震構造物 - Google Patents

Description

本発明は、免震構造物に関する。

基礎免震と、中間層免震とが併用された免震構造物が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、下部構造体の柱の柱頭部に、滑り支承を介して上部構造体が支持される免震構造物が知られている（例えば、特許文献２参照）。この滑り支承では、滑り板が上部構造体に設けられ、滑り材が柱の柱頭部に設けられている。

特開２００４−３１６２８５号公報 特開２００８−２８０７１８号公報

ところで、免震装置に支持された上部構造体と、上部構造体から張り出す張出し部とを備える免震構造物において、張出し部を、免震装置を介して柱部材に支持させることが考えられる。

しかしながら、この場合、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントが大きくなる可能性がある。

本発明は、上記の事実を考慮し、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントを低減することを目的とする。

第１態様に係る免震構造物は、免震装置と、前記免震装置に支持される上部構造体と、前記上部構造体から張り出す張出し部と、前記張出し部の下側に配置される柱部材と、前記柱部材の柱頭部に設けられ、前記張出し部を支持する滑り支承と、を備える。

第１態様に係る免震構造物によれば、張出し部は、免震装置に支持される上部構造体から張り出す。また、張出し部の下側には、柱部材が配置される。この柱部材の柱頭部に設けられた滑り支承によって、張出し部が支持される。

ここで、張出し部が積層ゴム支承を介して柱部材に支持される場合は、張出し部と柱部材とが積層ゴム支承を介して連結される。そのため、地震時に、張出し部から積層ゴム支承を介して柱部材に伝達される曲げモーメントが大きくなり易い。

これに対して本発明の張出し部は、前述したように、柱部材の柱頭部に設けられた滑り支承によって支持される。これにより、地震時に、張出し部が柱部材の柱頭部に対してスライドするため、張出し部から滑り支承を介して柱部材に伝達される曲げモーメントが小さくなる。

したがって、本発明では、張出し部が積層ゴム支承を介して柱部材に支持される場合と比較して、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントを低減することができる。

第２態様に係る免震構造物は、第１態様に係る免震構造物において、前記滑り支承は、前記張出し部に設けられる滑り板と、前記柱部材の柱頭部に設けられ、前記滑り板をスライド可能に支持する滑り材と、を有する。

第２態様に係る免震構造物によれば、滑り支承は、滑り板及び滑り材を有する。滑り板は、張出し部に設けられ、滑り材は、柱部材の柱頭部に設けられる。

ここで、本発明とは逆に、滑り板が柱部材の柱頭部に設けられ、滑り材が張出し部に設けられる場合、地震時に滑り板に対して滑り材がスライドすると、滑り材から滑り板を介して柱部材の柱頭部に入力される張出し部の鉛直荷重の入力位置が変化する。これにより、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントが大きくなる可能性がある。

これに対して本発明では、前述したように、滑り板が張出し部に設けられ、滑り材が柱部材の柱頭部に設けられる。これにより、地震時に滑り材に対して滑り板がスライドしても、滑り板から滑り材を介して柱部材の柱頭部に入力される張出し部の鉛直荷重の入力位置が変化し難くなる。したがって、本発明では、滑り板が柱部材の柱頭部に設けられ、滑り材が張出し部に設けられる場合と比較して、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントを低減することができる。

第３態様に係る免震構造物は、第１態様又は第２態様に係る免震構造物において、複数の前記免震装置を介して前記上部構造体を支持する下部構造体を備え、複数の前記免震装置の少なくとも一つは、積層ゴム支承とされる。

第３態様に係る免震構造物によれば、上部構造体は、複数の免震装置を介して下部構造体に支持される。また、複数の免震装置の少なくとも一つは、積層ゴム支承とされる。これにより、地震時に、上部構造体に作用する地震力は、積層ゴム支承を介して下部構造体に伝達される。

一方、上部構造体から張り出す張出し部は、滑り支承を介して柱部材の柱頭部に支持される。そのため、張出し部に作用する地震力は、主として、上部構造体から積層ゴム支承を介して下部構造体に伝達される。したがって、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントを低減しつつ、張出し部の耐震性能を高めることができる。

以上説明したように、本発明に係る免震構造物によれば、地震時に、張出し部から柱部材に作用する曲げモーメントを低減することができる。

一実施形態に係る免震構造物を示す立面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、滑り支承を示す図１の一部拡大立面図である。 比較例に係る滑り支承を示す図２に相当する一部拡大立面図である。 一実施形態に係る免震構造物の変形例を示す図２（Ａ）に相当する一部拡大立面図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る免震構造物について説明する。

（免震構造物、基礎）
図１には、本実施形態に係る免震構造物１０が示されている。免震構造物１０は、基礎１２と、複数の積層ゴム支承１４と、上部構造体１６とを備えている。下部構造体としての基礎１２は、例えば、鉄筋コンクリート造の耐圧盤とされる。この基礎１２は、地盤Ｇを掘削（根切り）した掘削底（根切り底）に設けられている。なお、基礎１２は、耐圧盤に限らず、その構造は適宜変更可能である。

（積層ゴム支承）
複数の積層ゴム支承１４は、基礎１２の上面１２Ｕに設置されている。また、複数の積層ゴム支承１４は、水平二方向に配列されている。これらの積層ゴム支承１４によって、上部構造体１６が支持されている。なお、基礎１２と上部構造体１６との間には、複数の積層ゴム支承１４が設置される免震層１８が形成されている。なお、積層ゴム支承１４は、免震装置の一例である。

（上部構造体）
上部構造体１６は、複数階（複数層）を有している。この上部構造体１６は、複数の積層ゴム支承１４によって、基礎１２に対して水平方向に変位可能に支持されている。この上部構造体１６の一方側の側面１６Ｓには、張出し部２０が設けられている。

（張出し部）
張出し部２０は、例えば、柱及び梁によって形成される架構を内部に有している。この張出し部２０は、上部構造体１６の所定階（例えば二階以上）から、基礎１２の外周の地盤Ｇ上へ張り出しており、その下側に外部空間２２を形成している。外部空間２２は、例えば、トラック等の駐車スペースとして用いられる。この張出し部２０は、複数の柱部材３０によって支持されている。

（柱部材）
柱部材３０は、張出し部２０の張出し方向（矢印Ｈ方向）の先端部２０Ｔ側の下側に配置されている。なお、図示を省略するが、柱部材３０は、図１の紙面奥行方向に複数設けられている。各柱部材３０は、地盤Ｇに設けられた柱部材用基礎３２上に立てられ、当該柱部材用基礎３２に支持されている。

なお、張出し部２０は、少なくとも１本の柱部材３０によって支持することができる。また、柱部材３０の配置は、張出し部２０の先端部２０Ｔ側に限らず、適宜変更可能である。

（柱部材用基礎）
柱部材用基礎３２は、基礎１２から離れた位置に設けられており、当該基礎１２とは別体とされている。なお、柱部材用基礎３２は、例えば、柱部材３０ごとに設けられる独立基礎であっても良いし、複数の柱部材３０に亘る連続基礎（布基礎）等であっても良い。また、

（滑り支承）
柱部材３０の柱頭部３０Ｕには、滑り支承４０が設けられている。つまり、免震構造物１０では、積層ゴム支承１４及び滑り支承４０が併用されている。また、柱部材３０には、柱頭免震構造が適用されている。この滑り支承４０によって、張出し部２０の先端部２０Ｔ側が支持されている。換言すると、張出し部２０は、滑り支承４０を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに支持されている。これにより、張出し部２０は、柱部材３０に対して水平方向に変位可能とされている。

（滑り板）
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、滑り支承４０は、滑り板４２及び滑り材４４を有している。滑り板４２は、張出し部２０に設けられている。具体的には、張出し部２０を構成する柱２４の柱脚部には、ベースプレート２６が設けられている。ベースプレート２６は、複数の補強リブ２８によって適宜補強されている。このベースプレート２６の下面に、滑り板４２が設けられている。なお、張出し部２０の柱２４には、梁２９が接合されている。

滑り板４２は、板状に形成されており、ベースプレート２６の下面に重ねられた状態で接合されている。また、滑り板４２の下面は、後述する滑り材４４がスライドする滑り面４２Ｌとされている。さらに、滑り面４２Ｌは、滑り材４４の支持面４４Ｕよりも広くされている。この滑り面４２Ｌは、ステンレスやテフロン（登録商標）等の低摩擦材料で形成される。

（滑り材）
滑り材４４は、柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設けられている。滑り材４４は、滑り板４２の滑り面４２Ｌを支持する支持面４４Ｕを有している。この支持面４４Ｕは、例えば、ステンレスやテフロン（登録商標）等の低摩擦材料によって形成される。これにより、滑り材４４の支持面４４Ｕ上を、滑り板４２の滑り面４２Ｌがスライド可能とされている。

なお、滑り支承４０では、滑り板４２の滑り面４２Ｌ及び滑り材４４の支持面４４Ｕの少なくとも一方を低摩擦材料によって形成することができる。また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される符号Ｃは、柱部材３０の中心軸（材軸）を示している。

（作用）
次に、本実施形態の作用について説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る免震構造物１０によれば、上部構造体１６には、張出し部２０が設けられている。張出し部２０の下には、外部空間２２が形成されている。この外部空間２２は、例えば、トラック等の駐車スペース等として用いられる。このように本実施形態では、上部構造体１６に張出し部２０を設けることにより、上部構造体１６の外周部に、外部空間２２を容易に形成することができる。

また、上部構造体１６は、複数の積層ゴム支承１４を介して基礎１２に支持されている。一方、張出し部２０は、滑り支承４０を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに支持されている。これにより、地震時には、上部構造体１６が基礎１２に対して水平方向に変位するとともに、張出し部２０が柱部材３０に対して水平方向に変位する。したがって、地震時に、上部構造体１６及び張出し部２０に作用する地震力Ｑ１，Ｑ２が低減される。

また、比較例として、例えば、柱部材３０の柱脚部に滑り支承が設けられる場合は、地震時に、柱部材３０が柱部材用基礎３２に対して水平方向に変位するため、柱部材３０の周囲に、所定のクリアランスを設ける必要がある。

これに対して本実施形態の滑り支承４０は、柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設けられている。これにより、地震時に、柱部材３０が柱部材用基礎３２に対して水平方向に変位しないため、柱部材３０の周囲に所定のクリアランスを設ける必要がない。したがって、外部空間２２の有効スペースを広げることができる。

ここで、比較例として、例えば、張出し部２０が滑り支承４０ではなく、積層ゴム支承を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに支持される場合は、張出し部２０と柱部材３０とが積層ゴム支承を介して連結される。そのため、地震時に、張出し部２０から積層ゴム支承を介して柱部材３０に伝達される曲げモーメントが大きくなり易い。そして、張出し部２０から柱部材３０に伝達される曲げモーメントが大きくなると、柱部材３０の必要断面積が大きくなったり、柱部材３０に対する補強が増加したりする。

また、張出し部２０から柱部材３０に伝達される曲げモーメントが大きくなると、柱部材３０を支持する柱部材用基礎３２の必要耐力等が大きくなる。この対策として、例えば、図１に二点鎖線で示されるように、柱部材３０の下の地盤Ｇを掘削し、柱部材用基礎３２と上部構造体１６用の基礎１２とを基礎梁等で接続することにより、柱部材用基礎３２の必要耐力等を高めることが考えられる。しかしながら、地盤Ｇの掘削や、基礎梁等の施工には、手間がかかる。

これに対して本実施形態の張出し部２０は、前述したように、滑り支承４０を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに支持されている。これにより、地震時に、張出し部２０が柱部材３０の柱頭部３０Ｕに対してスライドするため、張出し部２０から滑り支承４０を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに伝達される曲げモーメントが小さくなる。

したがって、本実施形態では、張出し部２０が積層ゴム支承を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに支持される場合と比較して、地震時に、張出し部２０から柱部材３０に作用する曲げモーメントを低減することができる。

この結果、柱部材３０の必要断面積を小さくしたり、柱部材３０に対する補強等を軽減したりすることができる。したがって、柱部材３０の施工コストを削減することができるとともに、外部空間２２の有効スペースをさらに広げることができる。

また、地震時に、張出し部２０から柱部材３０に作用する曲げモーメントを低減することにより、柱部材３０を支持する柱部材用基礎３２の必要耐力等を下げることができる。そのため、地盤Ｇを掘削し、柱部材用基礎３２と上部構造体１６用の基礎１２とを基礎梁等で接続する必要がない。つまり、本実施形態では、柱部材用基礎３２と上部構造体１６用の基礎１２とを別体にすることができる。したがって、地盤Ｇの掘削量が低減されるとともに、柱部材用基礎３２の施工の手間が低減される。

また、図２（Ａ）に示されるように、本実施形態では、滑り板４２が張出し部２０に設けられ、滑り材４４が柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設けられている。ここで、図３（Ａ）には、比較例に係る滑り支承１００が示されている。この滑り支承１００では、本実施形態とは逆に、滑り板４２が柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設けられ、滑り材４４が張出し部２０に設けられている。

この場合、図３（Ｂ）に示されるように、地震時に、滑り板４２に対して滑り材４４が水平方向にスライドすると、滑り材４４から滑り板４２を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに入力される張出し部２０の鉛直荷重Ｎの入力位置が変化する。これにより、地震時に、張出し部２０から柱部材３０に作用する曲げモーメントＭが大きくなる可能性がある。

これに対して本実施形態では、図２（Ａ）に示されるように、滑り板４２が張出し部２０に設けられ、滑り材４４が柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設けられている。これにより、図２（Ｂ）に示されるように、地震時に滑り材４４に対して滑り板４２が水平方向にスライドしても、滑り板４２から滑り材４４を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに入力される張出し部２０の鉛直荷重Ｎの入力位置が変化し難くなる。

したがって、本実施形態では、比較例に係る滑り支承１００と比較して、地震時に、張出し部２０から柱部材３０に作用する曲げモーメントＭ（図３（Ｂ）参照）を低減することができる。

また、図１に示されるように、本実施形態の上部構造体１６は、複数の積層ゴム支承１４を介して基礎１２に支持されている。これにより、地震時に、上部構造体１６に作用する地震力Ｑ１は、主として、複数の積層ゴム支承１４を介して基礎１２に伝達される。

一方、上部構造体１６から張り出す張出し部２０は、滑り支承４０を介して柱部材３０の柱頭部３０Ｕに支持されている。そのため、地震時に、張出し部２０に作用する地震力Ｑ２は、主として、上部構造体１６から複数の積層ゴム支承１４を介して基礎１２に伝達される。したがって、地震時に、張出し部２０から柱部材３０に作用する曲げモーメントを低減しつつ、張出し部２０の耐震性能を高めることができる。

（変形例）
次に、上記実施形態の変形例について説明する。

滑り支承４０の取付構造は、上記したものに限らず、適宜変更可能である。例えば、図４に示されるように、張出し部２０に設けられた鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造のフーチング５０の下面に滑り板４２を設けても良い（固定しても良い）。また、滑り材４４を支持する柱部材３０の柱頭部３０Ｕには、張出し部３４を設けても良い。

なお、滑り支承４０上の梁２９には、ハンチを設けても良いし、設けなくても良い。

また、上記実施形態の滑り支承４０では、滑り板４２が張出し部２０に設けられ、滑り材４４が柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設けられるが、これとは逆に、滑り板を柱部材３０の柱頭部３０Ｕに設け、滑り材を張出し部２０に設けても良い。

また、柱部材３０は、鉄筋コンクリート造や、鉄骨鉄筋コンクリート造、Ｓ造、ＣＦＴ造等であっても良い。

また、上記実施形態では、柱部材用基礎３２と上部構造体１６用の基礎１２とが別体とされるが、例えば、柱部材用基礎３２と上部構造体１６用の基礎１２とを基礎梁等で接続しても良いし、ベタ基礎のように柱部材用基礎と上部構造体１６用の基礎とを一体化に形成しても良い。

また、上記実施形態では、上部構造体１６が複数の積層ゴム支承１４を介して基礎１２に支持されるが、上記実施形態はこれに限らない。上部構造体１６を支持する免震装置としては、積層ゴム支承や、滑り支承、転がり支承等を用いることができる。

なお、上部構造体１６を支持する複数の免震装置のうち、少なくとも一つの免震装置を積層ゴム支承とすることにより、地震時に上部構造体１６及び張出し部２０に作用する地震力Ｑ１，Ｑ２を、積層ゴム支承を介して基礎１２に伝達することができる。

また、上記実施形態では、上部構造体１６が基礎１２によって支持されるが、上記実施形態はこれに限らない。上部構造体１６を支持する下部構造体としては、例えば、地下階を有する地下構造体であっても良い。

また、上記実施形態の上部構造体１６は、基礎免震構造とされるが、例えば、中間階免震構造であっても良いし、柱頭免震構造であっても良い。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 免震構造物
１２ 基礎（下部構造体）
１４ 積層ゴム支承（免震装置）
１６ 上部構造体
２０ 張出し部
３０ 柱部材
３０Ｕ 柱頭部
４０ 滑り支承
４２ 滑り板
４４ 滑り材

Claims (4)

1. 免震装置と、
   前記免震装置に支持される上部構造体と、
   前記上部構造体から張り出す張出し部と、
   前記張出し部の下側に配置される柱部材と、
   前記柱部材の柱頭部に設けられ、前記張出し部を支持する滑り支承と、
   を備え、
   前記張出し部は、前記滑り支承を介して前記柱部材にのみ支持される、
   免震構造物。
2. 前記張出し部は、前記上部構造体の二階以上から張り出す、
   請求項１に記載の免震構造物。
3. 前記滑り支承は、
   前記張出し部に設けられる滑り板と、
   前記柱部材の柱頭部に設けられ、前記滑り板をスライド可能に支持する滑り材と、
   を有する、
   請求項１又は請求項２に記載の免震構造物。
4. 複数の前記免震装置を介して前記上部構造体を支持する下部構造体を備え、
   複数の前記免震装置の少なくとも一つは、積層ゴム支承とされる、
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の免震構造物。

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