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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-11
(45)【発行日】2024-09-20
(54)【発明の名称】免震建築構造
(51)【国際特許分類】
E04H 9/02 20060101AFI20240912BHJP
E02D 27/00 20060101ALI20240912BHJP
E02D 27/34 20060101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
E04H9/02 331Z
E02D27/00 D
E02D27/34 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2024083662
(22)【出願日】2024-05-22
【審査請求日】2024-05-22
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】524194964
【氏名又は名称】望月 哲男
(74)【代理人】
【識別番号】100095359
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 篤
(72)【発明者】
【氏名】望月 哲男
【審査官】土屋 保光
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０９０１９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭５２－００３４８８（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０００－３２９１８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２２４５１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０６６９２０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０４Ｈ ９／０２
Ｅ０２Ｄ ２７／００，２７／３４
Ｅ０４Ｈ １２／２２
Ｅ０４Ｂ １／２４
Ｅ０４Ｂ １／５８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内側底面と内側側面とを有し上方が開放した収容部を有する基礎と、前記収容部の前記内側底面の上側に立設された柱と、
前記収容部の前記内側底面と前記内側側面と前記柱との間に充填された粒状物とを、
有し、下側底板が前記内側底面の上に設けられ、上側底板が前記下側底板の上にスライド可能に設けられ、前記柱が前記上側底板の上に立設されていることを特徴とする免震建築構造。
【請求項2】
前記収容部を塞ぐ蓋を有し、前記蓋は前記柱を貫通させる孔を有することを、特徴とする請求項１記載の免震建築構造。
【請求項3】
前記柱は外側管と内側柱と心棒とを有し、前記内側柱は前記外側管の内部に間隙をあけて設けられ、前記内側柱は複数の同一形状の短柱を直列に配置し各短柱の間に板材を挟んで成り、前記外側管と前記内側柱との間に粒状物が充填され、前記心棒は前記内側柱の中心線に沿って前記内側柱を貫通し下端が前記上側底板で支持されていることを、特徴とする請求項２記載の免震建築構造。
【請求項4】
前記柱は上端で梁材を支持し、前記柱と前記梁材との間に緩衝板が設けられていることを、特徴とする請求項３記載の免震建築構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、免震建築構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の免震建築構造として、地震による衝撃、振動を緩和、吸収するため、コンクリート基礎と建築物間に介設する制震・免震装置にして、弾性を有する合成樹脂製の中空柱体内に、合成樹脂製のボックス内に粒状体を充填して振動減衰層を形成した複数の免震層を上下方向に圧縮状態で積層、収容して装置本体を形成し、該装置本体の上下両面に、コンクリート基礎と建築物への一対の固定板を固設したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０００－１４５１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の免震建築構造では、中空柱体内に複数の免震層を積層させる構成を含むため、施工しにくく施工コストがかさむという課題があった。
【0005】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、施工しやすく施工コストを抑えることができる免震建築構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る免震建築構造は、内側底面と内側側面とを有し上方が開放した収容部を有する基礎と、前記収容部の前記内側底面の上側に立設された柱と、前記収容部の前記内側底面と前記内側側面と前記柱との間に充填された粒状物とを、有することを特徴とする。
【0007】
本発明に係る免震建築構造では、収容部内の粒状物が地震の縦揺れおよび横揺れの振動エネルギーを内部摩擦に変換して低減させることができる。また、基礎の収容部の内側底面の上側に柱を立設し、収容部の内側底面と内側側面と柱との間に粒状物を充填して施工することができるので、施工しやすく施工コストを抑えることができる。
本発明において、粒状物としては砂が好ましく、特に直径１／１６ミリ以上２ミリ以下の砂が好ましい。
本発明において、粒状物としては砂が好ましく、特に直径１／１６ミリ以上２ミリ以下の砂が好ましい。
【0008】
本発明に係る免震建築構造では、下側底板が前記内側底面の上に設けられ、上側底板が前記下側底板の上にスライド可能に設けられ、前記柱が前記上側底板の上に立設されている。
このため、地震の横揺れのとき、下側底板と上側底板との共振を防ぐとともに、下側底板の横揺れに対し上側底板がスライドして、下側底板の横揺れの振動エネルギーを減衰させることができる。
このため、地震の横揺れのとき、下側底板と上側底板との共振を防ぐとともに、下側底板の横揺れに対し上側底板がスライドして、下側底板の横揺れの振動エネルギーを減衰させることができる。
【0009】
本発明に係る免震建築構造において、前記収容部を塞ぐ蓋を有し、前記蓋は前記柱を貫通させる孔を有することが好ましい。
この場合、蓋により粒状物が収容部から外に飛散するのを防ぐことができる。また、柱が蓋の孔を貫通しているので、地震の際に柱の位置が水平方向にずれるのを抑えることができる。
この場合、蓋により粒状物が収容部から外に飛散するのを防ぐことができる。また、柱が蓋の孔を貫通しているので、地震の際に柱の位置が水平方向にずれるのを抑えることができる。
【0010】
本発明に係る免震建築構造において、前記柱は外側管と内側柱と心棒とを有し、前記内側柱は前記外側管の内部に間隙をあけて設けられ、前記内側柱は複数の同一形状の短柱を直列に配置し各短柱の間に板材を挟んで成り、前記外側管と前記内側柱との間に粒状物が充填され、前記心棒は前記内側柱の中心線に沿って前記内側柱を貫通し下端が前記上側底板で支持されていることが好ましい。
【0011】
この場合、内側柱は複数の同一形状の短柱を直列に配置し各短柱の間に板材を挟んで成り、下端が上側底板で支持された心棒を有するため、心棒が横方向への動きを制限し、地震の横揺れの振動エネルギーを減衰させることができる。また、外側管と内側柱との間に粒状物が充填されているため、粒状物が地震の縦揺れおよび横揺れの振動エネルギーを内部摩擦に変換して低減させることができる。
【0012】
本発明に係る免震建築構造において、前記柱は上端で梁材を支持し、前記柱と前記梁材との間に緩衝板が設けられていることが好ましい。
この場合、柱の振動が梁材に伝わるのを抑えることができる。
この場合、柱の振動が梁材に伝わるのを抑えることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、施工しやすく施工コストを抑えることができる免震建築構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
図１～図４は、本発明の実施の形態の免震建築構造を示している。
図１および図２に示すように、免震建築構造は、基礎１と２枚の下側底板２と２枚の上側底板３と２本の柱４と粒状物５と蓋６と天板７とを有している。
図１～図４は、本発明の実施の形態の免震建築構造を示している。
図１および図２に示すように、免震建築構造は、基礎１と２枚の下側底板２と２枚の上側底板３と２本の柱４と粒状物５と蓋６と天板７とを有している。
【0016】
基礎１は、直方体の上面にその上面より小さい上面の直方体を重ね、各直方体の側面を上から下に広がった傾斜面で結合した外形を有している。基礎１は、コンクリートから成る。基礎１は、上方が開放した２つの直方体状の収容部１１を有している。各収容部１１は、並列に配置され同一形状であってそれぞれ内側底面１１ａと内側側面１１ｂとを有している。基礎１は下方および下部周囲が砕石８で包囲されている。砕石８は、粘土および砂、シラス、砂利などで包囲されている。
【0017】
各下側底板２は、両面が平滑なステンレス板から成り、各収容部１１の内側底面１１ａの上全体に設けられている。各上側底板３は、下側底板２よりやや小さい両面が平滑なステンレス板から成り、各下側底板２の上面の上に下面が重ねられスライド可能に設けられている。
各柱４は、角パイプから成って鉛直方向に伸び、各収容部１１の上側底板３の上に垂直に立設されている。柱４の下端は固定されておらず、上側底板３の上に載置されている。
粒状物５は、直径１／１６ミリ以上２ミリ以下の砂から成り、収容部１１の内側底面１１ａと内側側面１１ｂと柱４との間に充填されている。粒状物５は、シラスまたは砂とシラスとの混合から成ってもよい。
各柱４は、角パイプから成って鉛直方向に伸び、各収容部１１の上側底板３の上に垂直に立設されている。柱４の下端は固定されておらず、上側底板３の上に載置されている。
粒状物５は、直径１／１６ミリ以上２ミリ以下の砂から成り、収容部１１の内側底面１１ａと内側側面１１ｂと柱４との間に充填されている。粒状物５は、シラスまたは砂とシラスとの混合から成ってもよい。
【0018】
蓋６は、鋼板またはステンレス板から成り、基礎１の上面を覆って収容部１１を塞ぐよう配置されている。蓋６は、縁部が基礎１の側面上部に被さるよう折れ曲ってストッパーを構成している。蓋６は、柱４の横断面よりやや大きく、柱４を貫通させる２つの孔６１を有している。天板７は、基礎１の上面と蓋６の下面との間に配置されている。天板７は、両面が平滑なステンレス板から成る、天板７は、柱４の横断面よりやや大きく、柱４を貫通させる２つの孔７１を有している。
【0019】
図３および図４に示すように、柱４は外側管４１と内側柱４２と心棒４３とを有している。外側管４１は、鋼管から成っている。内側柱４２は、外側管４１の内部に間隙をあけて設けられている。内側柱４２は、複数の同一形状の短柱４２ａを直列に配置し各短柱４２ａの間に板材４２ｂを挟んで成っている。最上部の短柱４２ｃは、上部が下部より大径を有している。外側管４１と内側柱４２との間には、粒状物５が充填されている。心棒４３は、内側柱４２の中心線に沿って内側柱４２を貫通し下端が上側底板３で支持されている。
【0020】
図４に示すように、柱４は内側柱４２の上端で梁材９を支持し、最上部の短柱４２ａと梁材９との間に緩衝板１０が設けられている。緩衝板１０は、フェルトから成っている。緩衝板１０は、断面Ｃ字状であって最上部の短柱４２ａの上端を覆っている。
【0021】
図５は、本発明の実施の形態の免震建築構造の変形例を示している。
図５に記載の変形例において、図１～図４に記載の免振建築構造と同種の部位には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図５に示すように、基礎２０は、底板の上に垂直に２枚の側壁２１を平行に対向させて固定し、各側壁２１の内面に沿ってステンレス板２２を貼り付け、各ステンレス板２２の間に２つのブロック２３を互いに間隔をあけて固定して成っている。基礎２０は、底板と２枚のステンレス板２２と２つのブロック２３とで包囲される収容部１１を有する。収容部１１には、２枚のステンレス板２２の内側に平行に２枚の内側ステンレス板２２が設けられている。各内側ステンレス板２２は縁部が２つのブロック２３に固定されている。収容部１１は、内側底面１１ａと内側側面１１ｂとを有し上方が開放している。
図５に記載の変形例において、図１～図４に記載の免振建築構造と同種の部位には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図５に示すように、基礎２０は、底板の上に垂直に２枚の側壁２１を平行に対向させて固定し、各側壁２１の内面に沿ってステンレス板２２を貼り付け、各ステンレス板２２の間に２つのブロック２３を互いに間隔をあけて固定して成っている。基礎２０は、底板と２枚のステンレス板２２と２つのブロック２３とで包囲される収容部１１を有する。収容部１１には、２枚のステンレス板２２の内側に平行に２枚の内側ステンレス板２２が設けられている。各内側ステンレス板２２は縁部が２つのブロック２３に固定されている。収容部１１は、内側底面１１ａと内側側面１１ｂとを有し上方が開放している。
【0022】
２枚の内側ステンレス板２２の内側には、２本のＨ型鋼２４が鉛直方向に伸びるよう立設されている。各Ｈ型鋼２４は、２つの平行なフランジ２４ａと各フランジ２４ａに直角に接続する腕部２４ｂとを一体的に有している。各Ｈ型鋼２４は、２つのフランジ２４ａがそれぞれ２枚の内側ステンレス板２２に沿って配置されている。２本のＨ型鋼２４は、内側に細長い空間を形成するよう互いに各フランジ２４ａの縁部を突き合わせて配置されている。細長い空間の内部には、角柱から成る柱４の内側柱４２が互いに反対側の２つの側面を各Ｈ型鋼２４の各フランジ２４ａに沿わせて配置されている。柱４の他の２つの側面は、Ｈ型鋼２４の腕部２４ｂとの間に間隔を有している。
【0023】
粒状物５は、収容部１１の内側底面１１ａと内側側面１１ｂと柱４との間の空間に充填されている。これにより、粒状物５は、２枚のステンレス板２２と２枚の内側ステンレス板２２との間、ブロック２３の側面とＨ型鋼２４との間、Ｈ型鋼２４と柱４との間に充填されている。
【0024】
本発明の実施の形態の免震建築構造では、収容部１１内の粒状物５が地震の縦揺れおよび横揺れの振動エネルギーを内部摩擦に変換して低減させることができる。また、基礎１の収容部１１の内側底面１１ａの上側に柱４を立設し、収容部１１の内側底面１１ａと内側側面１１ｂと柱４との間に粒状物５を充填して施工することができるので、施工しやすく施工コストを抑えることができる。
【0025】
免震建築構造では、上側底板３が下側底板２の上にスライド可能に設けられ、柱４が上側底板３の上に立設されているので、地震の横揺れのとき、下側底板２と上側底板３との共振を防ぐとともに、下側底板２の横揺れに対し上側底板３がスライドして、下側底板２の横揺れの振動エネルギーを減衰させることができる。上側底板３と下側底板２との摩擦係数の低さを利用して共振を防ぎ、振動を減衰させ、アイソレータの役割を持たせることができる。
また、収容部１１を塞ぐ蓋６を有するので、蓋６により粒状物５が収容部１１から外に飛散するのを防ぐことができる。また、柱４が蓋６の孔を貫通しているので、地震の際に柱４の位置が水平方向にずれるのを抑えることができる。
また、収容部１１を塞ぐ蓋６を有するので、蓋６により粒状物５が収容部１１から外に飛散するのを防ぐことができる。また、柱４が蓋６の孔を貫通しているので、地震の際に柱４の位置が水平方向にずれるのを抑えることができる。
【0026】
また、内側柱４２は複数の同一形状の短柱４２ａを直列に配置し各短柱４２ａの間に板材４２ｂを挟んで成り、下端が上側底板３で支持された心棒４３を有するため、心棒４３が横方向への動きを制限し、地震の横揺れの振動エネルギーを減衰させることができる。また、外側管４１と内側柱４２との間に粒状物５が充填されているため、粒状物５が地震の縦揺れおよび横揺れの振動エネルギーを内部摩擦に変換して低減させることができる。
【0027】
収容部１１に収容される粒状物５は、ダイラタンシーの性質を有することが好ましい。この場合、粒状物５は、内部摩擦とダイラタンシーにより地震エネルギーを低減させることができる。さらに、粒状物５は、ダンパーとアイソレータの役割によりベースシャー係数を低減させることができる。
また、柱４と梁材９との間に緩衝板１０が設けられているので、柱４の振動が梁材９に伝わるのを抑えることができる。緩衝板１０には、ダンパーとアイソレータの役割を持たせることができる。
柱４は、剛心の位置による回転モーメントを考慮し、サイズ、位置、本数をカスタマイズすることが好ましい。
本免振建築構造は、住宅等の建築物のほか、橋脚などに適用されてもよい。
また、柱４と梁材９との間に緩衝板１０が設けられているので、柱４の振動が梁材９に伝わるのを抑えることができる。緩衝板１０には、ダンパーとアイソレータの役割を持たせることができる。
柱４は、剛心の位置による回転モーメントを考慮し、サイズ、位置、本数をカスタマイズすることが好ましい。
本免振建築構造は、住宅等の建築物のほか、橋脚などに適用されてもよい。
【符号の説明】
【0028】
１ 基礎、２ 下側底板、３ 上側底板、４ 柱、５ 粒状物、６ 蓋、
７ 天板、８ 砕石、９ 梁材、１０ 緩衝板、１１ 収容部、
１１ａ 内側底面、１１ｂ 内側側面、２１ 側壁、２２ ステンレス板、
２３ ブロック、 ２４ Ｈ型鋼、２４ａ フランジ、２４ｂ 腕部
７ 天板、８ 砕石、９ 梁材、１０ 緩衝板、１１ 収容部、
１１ａ 内側底面、１１ｂ 内側側面、２１ 側壁、２２ ステンレス板、
２３ ブロック、 ２４ Ｈ型鋼、２４ａ フランジ、２４ｂ 腕部
【要約】
【課題】施工しやすく施工コストを抑えることができる免震建築構造を提供する。
【解決手段】基礎１が内側底面１１ａと内側側面１１ｂとを有し上方が開放した収容部１１を有する。柱４が収容部１１の内側底面１１ａの上側に立設されている。粒状物５が収容部１１の内側底面１１ａと内側側面１１ｂと柱４との間に充填されている。下側底板２が内側底面１１ａの上に設けられ、上側底板３が下側底板２の上にスライド可能に設けられ、柱４が上側底板３の上に立設されている。収容部１１を塞ぐ蓋６を有し、蓋６は柱４を貫通させる孔を有する。
【選択図】図１
【解決手段】基礎１が内側底面１１ａと内側側面１１ｂとを有し上方が開放した収容部１１を有する。柱４が収容部１１の内側底面１１ａの上側に立設されている。粒状物５が収容部１１の内側底面１１ａと内側側面１１ｂと柱４との間に充填されている。下側底板２が内側底面１１ａの上に設けられ、上側底板３が下側底板２の上にスライド可能に設けられ、柱４が上側底板３の上に立設されている。収容部１１を塞ぐ蓋６を有し、蓋６は柱４を貫通させる孔を有する。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】