特開 2022-158561 建物構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022158561

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】建物構造

(51)【国際特許分類】

   E04H 9/02 20060101AFI20221006BHJP

【ＦＩ】

E04H9/02 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021063550

(22)【出願日】2021-04-02

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡井 一樹

(72)【発明者】

【氏名】曽根 孝行

【テーマコード（参考）】

2E139

【Ｆターム（参考）】

2E139AA01

2E139AC19

2E139AC43

2E139AC72

2E139AC80

2E139BA12

2E139BD49

2E139BD50

2E139CA02

2E139CA21

2E139CC02

2E139CC07

(57)【要約】      （修正有）

【課題】地震時における免震層の変形を抑制しつつ建物の応答加速度を低減する。
【解決手段】建物構造１００は、免震層５０に第一減衰装置１５２が設けられた免震構造の主架構部１２０と、主架構部１２０と間隔をあけて構築されると共に主架構部１２０の固有振動モードの高次モードの節部ＦＡに接合され免震層５０に第二減衰装置１６２が設けられた免震構造のコア部１１０と、を有し、コア部１１０は、高次モードにおけるコア部１１０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

免震層に第一減衰装置が設けられた免震構造の第一建物部と、
前記第一建物部と間隔をあけて構築されると共に前記第一建物部の固有振動モードの高次モードの節部に接合され、免震層に第二減衰装置が設けられた免震構造の第二建物部と、
を有し、
前記第二建物部は、前記高次モードにおける前記第二建物部の免震層の変形が０又は略０になる剛性とされている、
建物構造。

【請求項2】

前記第二減衰装置は、第一減衰装置よりも減衰性能が高い、
請求項１に記載の建物構造。

【請求項3】

免震層に第一減衰装置が設けられた免震構造の第一建物部と、
前記第一建物部と間隔をあけて構築されると共に前記第一建物部の固有振動モードの高次モードの節部に第二減衰装置を介して接合された第二建物部と、
を有し、
前記第二建物部は、前記第一建物部との接合部において、前記高次モードにおける前記第一建物部と前記第二建物部との相対変位が０又は略０になる剛性とされている、
建物構造。

【請求項4】

前記第二減衰装置は、第一減衰装置よりも減衰性能が高い、
請求項３に記載の建物構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、地震等の外力による振動エネルギーを内部で吸収する機能を有する制振構造物、特に高層の構造物に用いられて好適な制振構造物に関する技術が開示されている。この先行技術では、構造物の複数次の固有振動モードの腹に相当する部分の壁体の少なくとも一部が水平方向に移動自在に構成されると共に、これら壁体自身の固有周期が構造部のそれぞれの振動モードの固有手記と略一致され、かつ、壁体には自身の水平方向の振動を減衰させる減衰機能が付設されている。

【0003】

特許文献２には、建物の耐震性能を向上させるための構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、建物の任意の階層に積層ゴム等の免震装置を設置した免震層を設けて、その免震層よりも上層の階全体を免震装置により支持せしめ、かつ、免震装置により支持した上層の階の任意の位置にダンパー等の制震装置を組込んでいる。免震装置により支持した上層の階の全体を、免震装置により直接支持する低層部と、その上方に塔状に連なる高層部とに区分し、高層部にのみ制震装置を組込んでいる。

【0004】

特許文献３には、免震建物などの免震構造物に関する技術が開示されている。この先行技術では、それぞれ免震装置で支持され、自立して構築される一方の免震構造体と他方の免震構造体を備え、バネ要素と減衰要素を備えてなる制振装置で一方の免震構造体と他方の免震構造体を連結する。且つ、一方の免震構造体と他方の免震構造体のいずれかを支持する免震装置を滑り支承とする。

【0005】

特許文献４には、免震構造物に関する技術が開示されている。この先行技術では、コア部と、このコア部に隣接する建物主要部とを備えるとともに、コア部と建物主要部の少なくとも建物主要部の下部に設けられた基礎免震層と、建物主要部の中間部に設けられた中間免震層からなる複層免震構造、及びコア部と建物主要部を制振装置で連結してなる連結制振構造を備えて構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平０１－１６５８８５号公報

【特許文献2】特開平１１－１１７５６８号公報

【特許文献3】特開２０１７－１２５３２４号公報

【特許文献4】特開２０１８－００９４４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

免震構造の建物においては、巨大地震等で地震動の入力レベルが想定を超えると免震層の変形が大きくなり、すなわち建物の水平方向の相対変位が大きくなり、水平クリアランスを超えて建物が擁壁に衝突する虞がある。このような衝突に対しては、免震層に設けるオイルダンパー等の減衰装置の減衰力を高減衰化し、免震層の変形を抑制することで防止できる。しかし、免震層の変形を抑制すると、建物の加速度応答が増大し、免震効果が低下する。

【0008】

このように、地震時における免震層の変形の抑制と建物の応答加速度の低減とは、トレードオフの関係にあると言える。

【0009】

本発明は、上記事実を鑑み、地震時における免震層の変形を抑制しつつ建物の応答加速度を低減することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第一態様は、 免震層に第一減衰装置が設けられた免震構造の第一建物部と、前記第一建物部と間隔をあけて構築されると共に前記第一建物部の固有振動モードの高次モードの節部に接合され、免震層に第二減衰装置が設けられた免震構造の第二建物部と、を有し、前記第二建物部は、前記高次モードにおける前記第二建物部の免震層の変形が０又は略０になる剛性とされている、建物構造である。

【0011】

第一態様の建物構造では、免震構造の第二建物部は、免震構造の第一建物の高次モードの節部に接合されている。また、第二建物部は、高次モードにおける第二建物部の免震層の変形が０又は略０になる剛性とされている。よって、高次モードによる動きにおいては、第二建物部は変形が殆ど生じないので、第二減衰装置に入力される変形又は速度が０又は略０になり、減衰力も０又は略０になる。これにより、第二減衰装置は、第一建物部の一次モードに対しては高減衰化して免震層の変形を抑制し、高次モードに対しては過減衰を防止して応答加速度を低減する。したがって、地震時における第一建物部の免震層の変形を抑制しつつ第一建物部の加速度応答を低減することができる。

【0012】

第二態様は、前記第二減衰装置は、第一減衰装置よりも減衰性能が高い、第一態様に記載の建物構造である。

【0013】

第二態様の建物構造では、第二減衰装置は第一減衰装置よりも減衰性能が高いので、第二減衰装置は第一建物部の一次モードに対しては、第二減衰装置が第一減衰装置よりも減衰性能が低い場合と比較し、より高減衰化して免震層の変形を抑制する。また、免震層の変形を抑制し、高次モードに対しては過減衰を防止して第一建物の応答加速度を抑制する。

【0014】

第三態様は、免震層に第一減衰装置が設けられた免震構造の第一建物部と、前記第一建物部と間隔をあけて構築されると共に前記第一建物部の固有振動モードの高次モードの節部に第二減衰装置を介して接合された第二建物部と、を有し、前記第二建物部は、前記第一建物部との接合部において、前記高次モードにおける前記第一建物部と前記第二建物部との相対変位が０又は略０になる剛性とされている、建物構造である。

【0015】

第三態様の建物構造では、第二建物部は、免震構造の第一建物部の高次モードの節部に第二減衰装置を介して接合されている。また、第二建物部は、第一建物部との接合部において、高次モードにおける第一建物と記第二建物部との相対変位が０又は略０になる剛性とされている。よって、高次モードによる動きにおいては、第二建物部は変形が殆ど生じないので、第二減衰装置に入力される変形又は速度が０又は略０になり、減衰力も０又は略０になる。これにより、第二減衰装置は、第一建物部の一次モードに対しては高減衰化して免震層の変形を抑制し、高次モードに対しては過減衰を防止して応答加速度を低減する。したがって、地震時における第一建物部の免震層の変形を抑制しつつ第一建物部の加速度応答を低減することができる。

【0016】

第四態様は、第二減衰装置は第一減衰装置よりも減衰性能が高い、第三態様に記載の建物構造である。

【0017】

第四態様の建物構造では、第二減衰装置は第一減衰装置よりも減衰性能が高いので、第二減衰装置は第一建物部の一次モードに対しては、より高減衰化して免震層の変形を抑制する。また、免震層の変形を抑制し、高次モードに対しては過減衰を防止して第一建物の応答加速度を抑制する。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、地震時における免震層の変形を抑制しつつ建物の応答加速度を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】（Ａ）は第一実施形態の建物構造が適用された免震構造物を模式的に示す（Ｂ）の１Ａ－１Ａ線に沿った断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ－１Ｂ線に沿った断面図である。

【図2】図１の免震構造物における主架構部の固有振動モードの一次モード変位を示すグラフである。

【図3】図１の免震構造物における主架構部の固有振動モードの二次モード変位を示すグラフである。

【図4】（Ａ）は比較例の解析モデルの図であり、（Ｂ）は図１の免震構造物の解析モデルの図である。

【図5】図４の（Ａ）の解析モデル及び図４（Ｂ）の解析モデルを用いて解析した加速度伝達関数のグラフと変位伝達関数のグラフである。

【図6】第一実施形態の第一変形例の建物構造が適用された免震構造物を模式的に示す図１に対応する断面図である。

【図7】第一実施形態の第二変形例の建物構造が適用された免震構造物を模式的に示す図１に対応する断面図である。

【図8】（Ａ）は（Ｂ）の第一実施形態の第三変形例の建物構造が適用された免震構造物における図３に対応する三次モード変位を示すグラフであり、（Ｂ）は第三変形例の免震構造物を模式的に示す図１に対応する断面図である。

【図9】（Ａ）は（Ｂ）の第二実施形態の建物構造が適用された構造物における図３に対応する二次モード変位を示すグラフであり、（Ｂ）は第二実施形態の構造物を模式的に示す図１に対応する断面図である。

【図10】（Ａ）は（Ｂ）の第二実施形態の変形例の建物構造が適用された構造物における図３に対応する二次モード変位を示すグラフであり、（Ｂ）は変形例の構造物を模式的に示す図１に対応する断面図である。

【図11】（Ａ）は第一実施形態の第四変形例が適用された免震構造物を模式的に示す（Ｂ）の１１Ａ－１１Ａ線に沿った図１（Ａ）に対応する断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１１Ｂ－１１Ｂ線に沿った図１（Ｂ）に対応する断面図である。

【図12】（Ａ）は第一実施形態の第五変形例が適用された免震構造物を模式的に示す（Ｂ）の１２Ａ－１２Ａ線に沿った図１（Ａ）に対応する断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１２Ｂ－１２Ｂ線に沿った図１（Ｂ）に対応する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜第一実施形態＞
第一実施形態の建物構造が適用された免震構造物について説明する。なお、各図において、図が煩雑になるのを避けるため断面を示すハッチングの図示は省略している。

【0021】

［構造］
まず、免震構造物の構造について説明する。

【0022】

図１（Ｂ）に示す本実施形態の建物構造１００が適用された免震構造物１０は、上部構造体の一例としての建物本体３０と、下部構造体の一例としての免震ピット部２０と、を有して構成され、建物本体３０と免震ピット部２０の底盤２２との間に免震層５０を備えた基礎免震構造の構造物である。免震ピット部２０は、底盤２２と、底盤２２の外周部に設けられた擁壁２４と、で構成されている。

【0023】

建物構造１００は、免震層５０、第一免震支承１５０、第一減衰装置１５２、第二免震支承１６０、第二減衰装置１６２、第一建物部の一例としての主架構部１２０及びコア部１１０を含んで構成されている。

【0024】

建物本体３０は、第一建物部の一例としての主架構部１２０と、第二建物部の一例としてのコア部１１０と、を有して構成されている。主架構部１２０よりも水平剛性が大きいが、これに限定されるものではない。なお、本実施形態のコア部１１０の内部には、階段、エレベーターシャフト及びパイプスペース等などの共用設備が設けられているが、これに限定されるものではない。

【0025】

主架構部１２０は、建物下部の中央部に吹抜部１２２が設けられている（図１（Ａ）も参照）。コア部１１０は、吹抜部１２２内に主架構部１２０と間隔Ｌをあけて構築され、上端部１１２が吹抜部１２２の上端１２４で剛接合されている。

【0026】

なお、「コア部１１０は吹抜部１２２内において主架構部１２０と間隔をあけて構築されている」とは、「コア部１１０と主架構部１２０とは吹抜部１２２の上端１２４以外においては構造計算上、絶縁されている」ということであり、両者は上端１２４以外において、エキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0027】

吹抜部１２２の上端１２４は、主架構部１２０における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２（図２及び図３参照）の位置に一致又は略一致している節部ＦＡである。よって、コア部１１０は、主架構部１２０における二次モードの節Ｆ２の位置に一致又は略一致している節部ＦＡに剛接合されている。

【0028】

免震層５０には、第一免震支承１５０及び第二免震支承１６０と、第一減衰装置１５２及び第二減衰装置１６２と、が設置されている。第一免震支承１５０及び第一減衰装置１５２は主架構部１２０の直下に設置され、第二免震支承１６０及び第二減衰装置１６２はコア部１１０の直下に設置されている。

【0029】

なお、免震層５０における主架構部１２０の直下の第一免震支承１５０及び第一減衰装置１５２が設置されている部分を第一免震層５２とし、コア部１１０の直下の第二免震支承１６０及び第二減衰装置１６２が設置されている部分を第二免震層５４とする。

【0030】

コア部１１０は、二次モードにおけるコア部１１０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。また、第二減衰装置１６２は、第一減衰装置１５２よりも減衰性能が高い。

【0031】

なお、「減衰性能」とは、オイルダンパーや粘性ダンパー等の速度依存型の減衰装置の場合は減衰係数を指し、履歴ダンパー等の変位依存型の減衰装置の場合は所定の変形までに履歴が描く面積のことを指す。これは、以降の記載においても同様である。

【0032】

主架構部１２０は第一免震支承１５０に支持され、コア部１１０は第二免震支承１６０に支持されている。第二免震支承１６０の剛性は、第一免震支承１５０の剛性よりも小さくなるように設定されているが、これに限定されるものではない。

【0033】

なお、第一免震支承１５０及び第二免震支承１６０は、それぞれ複数の免震支承で構成されている場合、第二免震支承１６０を構成する複数の免震支承の合計の剛性が、第二免震支承１６０を構成する複数の免震支承の合計の剛性よりも小さくなるように設定されている。別の観点から説明すると、第二免震層５４の剛性が第一免震層５２の剛性よりも小さくなるように設定されている。

【0034】

本実施形態では、第一免震支承１５０は複数の積層ゴム支承で構成され、第二免震支承１６０は複数の滑り支承で構成されているが、これに限定されるものではない。

【0035】

第一減衰装置１５２は底盤２２と主架構部１２０の底部１２８とに接続され、第二減衰装置１６２は底盤２２とコア部１１０の底部１１８とに接続されている。第二減衰装置１６２は、第一減衰装置１５２よりも減衰性能が高いが、これに限定されるものではない。

【0036】

なお、第一減衰装置１５２及び第二減衰装置１６２が、例えば複数のダンパー等の減衰装置で構成されている場合、第二減衰装置１６２を構成する複数の減衰装置の合計の減衰性能が、第二減衰装置１６２の合計の減衰性能よりも高くなるように設定されている。

【0037】

本実施形態では、第一減衰装置１５２及び第二減衰装置１６２を構成するオイルダンパー等の減衰装置の設置数を調整することで、第二減衰装置１６２の減衰性能が、第一減衰装置１５２の減衰性能よりも高くなるように設定しているが、これに限定されるものではない。

【0038】

ここで、図２のグラフ及び図３のグラフについて説明する。

【0039】

図２は主架構部１２０の固有振動モードの一次モードにおける主架構部１２０及びコア部１１０の水平変位を示している。図３は主架構部１２０の固有振動モードの二次モードにおける主架構部１２０及びコア部１１０の水平変位を示している。

【0040】

図２では、主架構部１２０における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致している節部ＦＡ（図１の上端１２４参照）にコア部１１０が剛接合されていることが示されている。

【0041】

図３では、主架構部１２０の固有振動モードの二次モードにおけるコア部１１０の水平変位が０であることが示されている。

【0042】

なお、図２のグラフ及び図３のグラフを算出した図４（Ｂ）の解析モデルの諸元は次の通りである。

【0043】

図４（Ｂ）に示す解析モデルでは、主架構部１２０は３０質点モデルとし、各層の質量を２０００ｔ、各層の階高を４ｍ、基礎固定時の固有周期を２．４ｓ、剛性分布を１層に対して最上層の剛性が０．３倍となる台形分布とした。また、コア部１１０は、主架構部１２０に対して０．５倍の質量及び５．０倍の剛性を持つとし、主架構部１２０の１８層で接続した。

【0044】

主架構部１２０及びコア部１１０を１質点と仮定したときの固有周期が６．０ｓとなるような剛性を第一免震支承１５０（第一免震層５２）に付加し、第二免震支承１６０（第二免震層５４）には極めて小さな剛性を付加した。

【0045】

なお、解析モデルによる解析結果は、後述する。

【0046】

［作用及び効果］
次に本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0047】

本実施形態の建物構造１００が適用された免震構造物１０のコア部１１０は、主架構部１２０における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致している節部ＦＡに接合している。また、コア部１１０は、二次モードにおけるコア部１１０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。よって、地震時の二次モードによる動きにおいては、コア部１１０は変形が殆ど生じないので、第二減衰装置１６２に入力される変形又は速度が０又は略０になり、減衰力も０又は略０になる。

【0048】

これにより、図２に示すように、第二減衰装置１６２は、一次モードに対しては高減衰化して免震層５０の変形を抑制、すなわち主架構部１２０の水平方向の相対変位を抑制し、擁壁２４への衝突を防止する。一方、図３に示すように、第二減衰装置１６２は、二次モードに対しては過減衰を防止し、主架構部１２０の変位を大きくし、応答加速度を低減する。よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５０の過大な変形を抑制しつつ、主架構部１２０の加速度応答を低減することができる。

【0049】

また、第二減衰装置１６２は第一減衰装置１５２よりも減衰性能が高いので、第二減衰装置１６２は主架構部１２０の一次モードに対しては、より高減衰化して免震層５０の変形を抑制する。

【0050】

（解析モデルの解析結果）
次に、解析モデルの解析結果について説明する。

【0051】

図４（Ａ）は、比較例の基礎免震構造の解析モデルである。比較例の解析モデルの上部構造体は、建物構造１００が適用された本実施形態の免震構造物１０の解析モデル（図４（Ｂ）参照）と同様に、３０質点モデルとし、各層の質量を２０００ｔ、階高を４ｍ、基礎固定時の固有周期を２．４ｓとした。また、上部構造体の剛性分布を最下層に対して最上層の剛性が０．３倍となる台形分布とし、主架構部１２０の減衰定数を１．５％とした。免震層の固有周期は、上部構造体を１質点と仮定したときの固有周期を６．０ｓとし、この時の減衰定数ｈをパラメーターとした。

【0052】

図４（Ｂ）は、前述したように建物構造１００が適用された本実施形態の免震構造物１０の解析モデルである。

【0053】

減衰定数の１０％分となる減衰定数ｈを主架構部１２０の第一免震支承１５０（第一免震層５２）に付加し、残りの分をコア部１１０の第二免震支承１６０（第二免震層５４）に付加した。なお、コア部１１０の第二免震支承１６０（第二免震層５４）の剛性は極めて小さな値とした。

【0054】

図５は、比較例の解析モデルと建物構造１００が適用された解析モデルにおける加速度伝達関数（頂部絶対加速度／地動加速度）と変位伝達関数（免震層の変形／地動変位）を示している。また、減衰定数を２０％（ｈ＝２０％）、４０％（ｈ＝４０％）及び６０％（ｈ＝６０％）の場合で解析した結果を示している。

【0055】

主架構部１２０の減衰係数は、第一減衰装置１５２を除いた主架構部１２０自体の減衰定数ｈを用いて各層ごとに下記式で計算することができる。

【0056】

ｃｉ＝２ｈｋｉ/ω
ｃｉ：ｉ層の減衰係数
ｈ：主架構部の減衰定数（本例ではｈ＝１．５％）
ｋｉ：主架構部のｉ層の剛性
ω：主架構部の一次円振動数（２π/Ｔ（Ｔは基礎固定時の固有周期））
ｉ：主架構部の層

【0057】

また、第一免震層５２に設置する第一減衰装置１５２の減衰係数の算出は、下記式で計算することができる。なお、今回の検討例では、比較例に対して計算した減衰係数と同じ値を、免震構造１０の解析モデルにも与える。

【0058】

ｃ＝２ｈｋ/ω
ｋ：免震層の剛性
ω：免震構造の一次円振動数（上部構造を１質点と仮定したときの周期）

【0059】

そして、前述の「減衰定数１０％分となる減衰係数」は上記式でｈ＝０．１として計算した値であり、これを主架構部１２０の第一免震層５２の第一減衰装置１５２に付加する。また、全体の減衰定数ｈが６０％の場合、

【0060】

ｈ＝０．６－０．１
＝０．５

【0061】

となり、この減衰定数ｈが５０％分の減衰係数をコア部１１０の第二免震層５４の第二減衰装置１６２に付加する。

【0062】

図５から比較例の解析モデルと建物構造１００が適用された免震構造物１０の解析モデルとでは、同じ減衰係数を与えているため、比較例の解析モデルよりも免震構造物１０の解析モデルの方が減衰定数は小さくなる。

【0063】

よって、ｈ=２０％では、免震構造物１０の解析モデルの方が加速度伝達関数及び変位伝達関数の両方共に一次モードのピークが若干大きくなっている。

【0064】

しかし、第二減衰装置１６２に入力される変形量は、免震構造物１０の解析モデルの方が、比較例の解析モデルよりも大きくなるので、その効果は増大され、ｈ＝４０％及びｈ＝６０％では、加速度伝達関数及び変位伝達関数の両方共に一次ピークが解析モデルよりも小さくなっている。

【0065】

また、比較例の解析モデルでは、減衰定数ｈの増加により加速度伝達関数の二次ピークが増大する傾向が見られる。これに対して、免震構造物１０の解析モデルでは、加速度伝達関数の二次ピークは、減衰定数ｈの増加による二次ピークの増大の程度が抑えられ、且つ二次ピーク前後の振動数帯で振幅が比較例よりも小さい。

【0066】

また、本実施形態の免震構造物１０が適用された解析モデルの変位伝達関数は、高振動数帯で増大しているが、別途行った地震応答解析によって主架構部１２０の第一免震層５２の変形が増大することはなく、また、比較例の解析モデルと比較しても変位の応答低減効果が高くなることが確認されている。

【0067】

［変形例］
次に、本実施形態の変形例について説明する。なお、各変形例の図においても、図が煩雑になるのを避けるため断面を示すハッチングの図示は省略している。

【0068】

（第一変形例）
図６に示す第一変形例の建物構造１０１が適用された免震構造物１１は、上部構造体の一例としての建物本体３１と、下部構造体の一例としての免震ピット部２０と、を有して構成され、建物本体３１と免震ピット部２０の底盤２２との間に第一免震層５２及び第二免震層５４で構成された免震層５０を備えた基礎免震構造の構造物である。

【0069】

建物本体３１は、第一建物部の一例としての主架構部１２１と、第二建物部の一例としてのコア部１１１と、を有して構成されている。コア部１１１は、主架構部１２１よりも水平剛性が大きいが、これに限定されるものではない。主架構部１２１は、建物下部の中央部に吹抜部１２２が設けられている。コア部１１１は、吹抜部１２２内に主架構部１２１と間隔Ｌをあけて構築され、中間部１１３が吹抜部１２２の上端１２４で剛接合されている。

【0070】

更にコア部１１１は、主架構部１２１の最上層まで構築され、上端１２４から最上層の間においても主架構部１２１に剛接合されている。つまり、コア部１１１は、中間部１１３から上端部１１４までが主架構部１２１に剛接合されている。

【0071】

なお、コア部１１１は、中間部１１３と上端部１１４との間以外において、主架構部１２１とエキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0072】

本変形例においても免震構造物１１は、主架構部１２１における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致した節部ＦＡにコア部１１１が接合している。また、コア部１１１は、二次モードにおけるコア部１１１の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。

【0073】

よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５０の過大な変形を抑制しつつ、主架構部１２１の加速度応答を低減することができる。

【0074】

また、コア部１１１は、中間部１１３から上端部１１４までが主架構部１２１に剛接合されている。よって、コア部１１１の変位が抑制され、吹抜部１２２内における主架構部１２１とコア部１１１との間隔Ｌを狭くすることができる。

【0075】

（第二変形例）
図７に示す第二変形例の建物構造１０２が適用された免震構造物１２は、上部構造体の一例としての建物本体３２と、下部構造体の一例としての免震ピット部２０と、を有して構成され、建物本体３２と免震ピット部２０の底盤２２との間に第一免震層５２及び第二免震層５４で構成された免震層５０を備えた基礎免震構造の構造物である。

【0076】

建物本体３２は、主架構部１２３における吹抜部１２２の上端１２４の上にトラス架構１９０が設けられている。コア部１１０の上端部１１２は、トラス架構１９０に剛接合されている。

【0077】

本変形例においても免震構造物１２は、主架構部１２３における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致した節部ＦＡにコア部１１０が接合している。また、コア部１１０は、二次モードにおけるコア部１１０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。

【0078】

よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５０の過大な変形を抑制しつつ、主架構部１２３の加速度応答を低減することができる。

【0079】

また、コア部１１０は、上端部が主架構部１２３に設けられたトラス架構１９０に剛接合されている。よって、コア部１１０の変位が抑制され、吹抜部１２２内における主架構部１２３とコア部１１０との間隔Ｌを狭くすることができる。

【0080】

（第三変形例）
図８（Ｂ）に示す第三変形例の建物構造１０３が適用された免震構造物１３は、上部構造体の一例としての建物本体３３と、下部構造体の一例としての免震ピット部２０と、を有して構成され、建物本体３３と免震ピット部２０の底盤２２との間に第一免震層５２及び第二免震層５４で構成された免震層５０を備えた基礎免震構造の構造物である。

【0081】

建物本体３３は、第一建物部の一例としての主架構部２２０と、第二建物部の一例としてのコア部２１０と、を有して構成されている。コア部２１０は、主架構部２２０よりも水平剛性が大きいが、これに限定されるものではない。主架構部２２０は、建物下部の中央部に吹抜部２２２が設けられている。コア部２１０は、吹抜部２２２内において主架構部２２０と間隔Ｌをあけて構築され、上端部２１２が吹抜部２２２の上端２２４で剛接合されている。

【0082】

なお、コア部２１０は、上端部２１２以外において、主架構部２２０とエキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0083】

吹抜部２２２の上端２２４は、主架構部２２０の固有振動モードの三次モードにおける節Ｆ３（図８（Ａ）参照）の位置と一致又は略一致している節部ＦＢである。よって、コア部２１０は、主架構部２２０と三次モードの節Ｆ３に一致又は略一致する節部ＦＢで剛接合された構造となっている。

【0084】

本変形例では、免震構造物１３は、主架構部２２０における固有振動モードの三次モードの節のＦ３に一致又は略一致する節部ＦＢにコア部２１０が接合している。また、コア部２１０は、三次モードにおけるコア部２１０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。

【0085】

よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５０の過大な変形を抑制しつつ、主架構部２２０の加速度応答を低減することができる。

【0086】

また、コア部２１０は、主架構部２２０の三次モードの節Ｆ３に一致又は略一致する節部ＦＢに剛接合されるので、コア部２１０のせいが低くなる。よって、コア部２１０の水平剛性を大きくすることが容易である。

【0087】

（第四変形例）
図１１（Ｂ）に示す第四変形例の建物構造１０４が適用された免震構造物１４は、上部構造体の一例としての建物本体３４と、下部構造体の一例としての免震ピット部２０と、を有して構成され、建物本体３４と免震ピット部２０の底盤２２との間に第一免震層５２及び第二免震層５４で構成された免震層５０を備えた基礎免震構造の構造物である。

【0088】

建物本体３４は、第一建物部の一例としての主架構部２４０と、第二建物部の一例としてのコア部２３０と、を有して構成されている。コア部２３０は、主架構部２２０よりも水平剛性が大きいが、これに限定されるものではない。主架構部２４０は、建物下部に凹部２４２が設けられている（図１１（Ａ）も参照）。コア部２３０は、凹部２４２内において主架構部２２０と間隔Ｌをあけて構築され、上端部２３２が凹部２４２の上端２４４で剛接合されている。

【0089】

なお、コア部２３０は、上端部２３２以外において、主架構部２４０とエキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0090】

凹部２４２の上端２４４は、主架構部２４０の固有振動モードの二次モードにおける節Ｆ２の位置と一致又は略一致している節部ＦＡである。よって、コア部２３０は、主架構部２４０と二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致する節部ＦＡで剛接合された構造となっている。

【0091】

本変形例では、免震構造物１４は、主架構部２４０における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致する節部ＦＡにコア部２３０が接合している。また、コア部２３０は、二次モードにおけるコア部２３０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。

【0092】

よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５０の過大な変形を抑制しつつ、主架構部２４０の加速度応答を低減することができる。

【0093】

（第五変形例）
図１２（Ｂ）に示す第五変形例の建物構造１０５が適用された免震構造物１５は、上部構造体の一例としての建物本体３５と、下部構造体の一例としての免震ピット部２０と、を有して構成され、建物本体３５と免震ピット部２０の底盤２２との間に第一免震層５２及び第二免震層５４で構成された免震層５０を備えた基礎免震構造の構造物である。

【0094】

建物本体３５は、第一建物部の一例としての高層部２６０と、第二建物部の一例としての低層部２５０と、を有して構成されている。低層部２５０は、高層部２６０よりも水平剛性が大きいが、これに限定されるものではない。低層部２５０は、高層部２６０に対してセットバックされ、高層部２６０と間隔Ｌをあけて構築されているが（図１２（Ａ）も参照）、上端部２５２から突出する突出部２５４が高層部２６０の接合部２６２に剛接合されている。

【0095】

なお、低層部２５０は、突出部２５４以外において、高層部２６０とエキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0096】

高層部２６０の接合部２６２は、高層部２６０の固有振動モードの二次モードにおける節Ｆ２の位置と一致又は略一致している節部ＦＡである。よって、低層部２５０は、高層部２６０と二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致する節部ＦＡで剛接合された構造となっている。

【0097】

本変形例では、免震構造物１５は、高層部２６０における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致する節部ＦＡに低層部２５０が接合している。また、低層部２５０は、二次モードにおける低層部２５０の第二免震層５４の変形が０又は略０になる剛性とされている。

【0098】

よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５０の過大な変形を抑制しつつ、高層部２６０の加速度応答を低減することができる。

【0099】

なお、本変形例における建物本体３５は、主架構部と主架構部によりも水平剛性が大きいコア部とを有して構成され、コア部は主架構部に対してセットバックされて構築された構造であってもよい。

【0100】

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の建物構造が適用された免震構造物について説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。また、第二実施形態及びその変形例の各図において、図が煩雑になるのを避けるため断面を示すハッチングの図示は省略している。

【0101】

［構造］
まず、免震構造物の構造について説明する。

【0102】

図９（Ｂ）に示すように、本実施形態の建物構造３００が適用された構造物１６は、第一建物部３２０と第二建物部３１０と免震ピット部２０とを有している。第一建物部３２０は、免震ピット部２０の底盤２２との間に免震層５５を備えた基礎免震構造物である。また、第一建物部３２０は、建物下部の中央部に吹抜部３２２が設けられている。

【0103】

第二建物部３１０は、吹抜部３２２内に第一建物部３２０と間隔Ｌをあけて構築されている。第二建物部３１０は、底盤２２上に構築された非免震構造の建物である。そして、第二建物部３１０の上端部３１２は、第二減衰装置１６２を介して吹抜部３２２の上端３２４で接続されている。

【0104】

吹抜部３２２の上端３２４は、第一建物部３２０の固有振動モードの二次モードにおける節Ｆ２（図９（Ａ）参照）の位置に一致又は略一致している節部ＦＡである。よって、第一建物部３２０は、第二建物部３１０と二次モードの節Ｆ２に一致又は略一致する節部ＦＡで第二減衰装置１６２を介して接続された構造となっている。

【0105】

なお、本実施形態では、第二建物部３１０の上端部３１２と吹抜部３２２の上端３２４との間には第二免震支承１６０が設けられている。しかし、第二免震支承１６０は設けられていなくてもよい。

【0106】

また、第二建物部３１０は、第一建物部３２０とエキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0107】

構造物１６の第一建物部３２０の節部ＦＡと第二建物部３１０との接続部位に設けられた第二減衰装置１６２は、第一減衰装置１５２よりも減衰性能が高いが、これに限定されるものではない。

【0108】

第二建物部３１０は、第一建物部３２０との接合部において、二次モードにおける第一建物部３２０と第二建物部３１０との相対変位が０又は略０になる剛性とされている。また、第二減衰装置１６２は、第一減衰装置１５２よりも減衰性能が高い。

【0109】

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

【0110】

建物構造３００が適用された構造物１６の第一建物部３２０における固有振動モードの二次モードの節Ｆ２と一致又は略一致する節部ＦＡに第二減衰装置１６２を介して第二建物部３１０が接合されている。また、第二建物部３１０は、第一建物部３２０との接合部において、二次モードにおける第一建物部３２０と第二建物部３１０との相対変位が０又は略０になる剛性とされている。よって、地震時の二次モードによる動きにおいては、第一建物部３２０と第二建物部３１０の相対変位は殆ど生じないので、第二減衰装置１６２に入力される変形又は速度が０又は略０になり、減衰力も０又は略０になる。

【0111】

これにより、第二減衰装置１６２は、一次モードに対しては高減衰化して免震層５５の変形を抑制し、二次モードに対しては過減衰を防止し、第一建物部３２０の変位を大きくし、応答加速度を低減する。よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５５の過大な変形を抑制しつつ、第一建物部３２０の加速度応答を低減することができる。

【0112】

また、第二減衰装置１６２は第一減衰装置１５２よりも減衰性能が高いので、第二減衰装置１６２は主架構部１２０の一次モードに対しては、より高減衰化して免震層５５の変形を抑制する。

【0113】

［変形例］
次に、本実施形態の変形例について説明する。

【0114】

図１０（Ｂ）に示す変形例の建物構造３０２が適用された構造物１７は、免震ピット部２０、第一建物部３２１及び第二建物部３１１を備えている。第一建物部３２１は、免震ピット部２０の底盤２２との間に免震層５６を備えた基礎免震構造の建物である。

【0115】

第二建物部３１１は、第一建物部３２１の隣に間隔Ｌをあけ構築されている。第二建物部３１１は、底盤２２上に構築された非免震構造の建物である。第二建物部３１１の上端部３１３は、第二減衰装置１６２を介して第一建物部３２１に接続されている。

【0116】

第一建物部３２１における第二減衰装置１６２を介して第二建物部３１１と接続されている部位は、第一建物部３２１の固有振動モードの二次モードにおける節Ｆ２（図１０（Ａ）参照）の位置と一致又は略一致している節部ＦＡである。

【0117】

なお、第二建物部３１１は、第一建物部３２１とエキスパンションジョイント等で接続されていてもよい。

【0118】

第二建物部３１１は、第一建物部３２１との接合部において、二次モードにおける第一建物部３２１と第二建物部３１１との相対変位が０又は略０になる剛性とされている。

【0119】

したがって、第二減衰装置１６２は、一次モードに対しては高減衰化して免震層５６の変形を抑制し、二次モードに対しては過減衰を防止し、第一建物部３２１の変位を大きくし、応答加速度を低減する。よって、地震時、特に巨大地震時における免震層５６の過大な変形を抑制しつつ、第一建物部３２１の加速度応答を低減することができる。

【0120】

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

【0121】

例えば、上記実施形態及び変形例では、第一建物部（主架構部１２０、１２１、１２３、２２０、２４０、高層部２６０、第一建物部３２０、３２１）の固有振動モードの二次モードの節Ｆ２又は三次モードの節Ｆ３の位置に一致又は略一致する節部ＦＡ、ＦＢに第二建物部（コア部１１０、１１１、２１０、２３０、低層部２５０、第二建物部３１０、３１１）を剛接合又は第二減衰装置１６２を介して接続したが、これに限定されるものではない。第一建物部の固有振動モードの四次以上の高次モードに対して同様の構造としてもよい。

【0122】

また、例えば、上記第一実施形態及びその変形例では、第二建物部（コア部１１０、１１１、２１０、２３０、低層部２５０）は、第二免震支承１６０で支持されていたが、これに限定されるものではなく、第二免震支承１６０を有していない構成であってもよい。

【0123】

また、例えば、上記第一実施形態及びその変形例では、第一建物部（主架構部１２０、１２１、１２３、２１０、２２０）及び第二建物部（コア部１１０、１１１、２１０）は、いずれも基礎免震構造であったが、これに限定されるものではなく、第一建物部及び第二建物部は、中間免震構造であってもよいし、両者の一方が基礎免震構造で他方が中間免震構造であってもよい。

【0124】

また、例えば、上記第二実施形態及びその変形例では、第一建物部３２０、３２１は、基礎免震構造であったが、これに限定されるものではなく、中間免震構造であってもよい。

【0125】

更に、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。複数の実施形態及び変形例等は、適宜、組み合わされて実施可能である。

【符号の説明】

【0126】

５０ 免震層
５５ 免震層
５６ 免震層
１００ 建物構造
１０１ 建物構造
１０２ 建物構造
１０３ 建物構造
１０４ 建物構造
１０５ 建物構造
１１０ コア部（第二建物部の一例）
１１１ コア部（第二建物部の一例）
１２０ 主架構部（第一建物部の一例）
１２１ 主架構部（第一建物部の一例）
１２３ 主架構部（第一建物部の一例）
１５０ 第一免震支承
１５２ 第一減衰装置
１６０ 第二免震支承
１６２ 第二減衰装置
２１０ コア部（第二建物部の一例）
２２０ 主架構部（第一建物部の一例）
２３０ コア部（第二建物部の一例）
２４０ 主架構部（第一建物部の一例）
２５０ 低層部（第二建物部の一例）
２６０ 高層部（第一建物部の一例）
３００ 建物構造
３０２ 建物構造
３１０ 第二建物部
３１１ 第二建物部
３２０ 第一建物部
３２１ 第一建物部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】