JPH0444673B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、基礎部と上部構造体の間に積層ゴ
ムを設けた免震構造物に関するものである。

「従来の技術」 従来より、建築物の基礎部と上部構造体との間
に積層ゴムを設けた免震建築物が知られており、
第４図にそのような免震建築物の概略構成を示
す。第４図に示される建築物は、基礎部１と上部
構造体２との間に上部構造体２を支持する積層ゴ
ム３…が設けられ、これにより上部構造体２の固
有振動周期を長くして基礎部１から上部構造体２
に伝達される地震力を低下させ、もつてその振動
を抑制するようにされている。図中の符号４，５
は基礎部１を構成しているフーチングおよび杭で
あり、また、６は上部構造体を構成している柱、
７は最下階の床スラブ、８はその床梁である。

ところで、上記のような免震建築物に対して蓄
熱水槽等の水槽を設ける必要が生じた場合、従来
一般には、第４図に示されるようにフーチング４
の位置を通常の位置より下げてそれらの間を掘り
下げることによつて、基礎部１に対して水槽９を
設置することが考えられている。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記のように基礎部１に水槽９
を設けた場合、根伐量が増大するので建設コスト
増となるものである。また、上記のような免震建
築物では地震時には基礎部１と上部構造体２とが
各々別に振動し、しかも上部構造体２の変位量は
大きくなるので、水槽９と上部構造体２との間に
またがつて設けられる設備配管等は十分な変位の
差に対応できなければならず、このため可撓継手
等を多数用いる等の対策が必要であつた。

この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、積層ゴムを用いた免震
構造物に蓄熱水槽等の水槽を設置する場合に生じ
る上記のような問題点を解決し、それに加えて、
上部構造体の振動を有効に減衰させ得る免震構造
物を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 この発明は、基礎部と上部構造体との間に積層
ゴムを設けてその上部構造体の振動を抑制するよ
うに構成された免震構造物において、前記上部構
造体の所定位置に蓄熱水槽等の水槽を設置し、そ
の水槽内に、前記上部構造体の質量のおよそ1/50
〜1/100の質量を有する液体を貯留してなること
を特徴としている。

「作用」 この発明では、水槽を上部構造体に対して設け
たことから根伐量が増大することがなく、また、
設備配管等の変位に対する対策が不要となる。

また、この発明では、積層ゴムによつて上部構
造体の振動が抑制されるばかりでなく、水槽内に
貯留された液体が上部構造体と同一の振動周期
で、かつ所定の位相差を伴つて振動（スロツシン
グ）を生じることにより、上部構造体の振動が有
効に減衰する。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を第１図ないし第３
図を参照して説明する。第１図はこの実施例の免
震建築物の概略構成を示す断面図であるが、第４
図に示した従来の建築物と同一部分については同
一符号を付してある。

この実施例の建築物は中低層の建築物とされて
おり、その最下階の床梁８の下端相互間に底版１
０が設けられることによつて床下に水槽１１が設
置されている。この水槽１１は蓄熱水槽として使
用されるものであつて、その内部には上部構造体
２の重量の1/50〜1/100程度の水量の水１２が貯
留されている。これにより、水槽１１内の水１２
は、上部構造体２が地震あるいは風によつて振動
したときには、上部構造体２と同一周期で、かつ
所定の位相差を伴つて振動（スロツシング）する
ようになつている。

上記の水槽１１は、平面的には建築物の中央部
に設けることが望ましい。たとえば建築物が第２
図に示すように３スパン×４スパンの平面形状の
場合には、その中央部の２スパンに対して水槽１
１を設けることが良い。

上記の建築物にあつては、水槽１１を上部構造
体２に対して設けたので、基礎部１に設ける従来
の場合のようにフーチング４の位置を下げたり、
水槽設置のための根伐を行うことがなく、したが
つて建設コストが増大することはない。しかも、
床梁８の下端相互間に底版１０を設けるのみで、
従来においてはデツドスペースとなつていた床下
のスペースを有効に活用して水槽１１を設置する
ことができる。また、この場合、設備配管は上部
構造体２と基礎部１にまたがることはないから、
従来のように大きな変位に対応させるための対策
は不要であり、単に上部構造体２に対して固定す
るのみで良い。

それに加えて、この建築物では、上部構造体２
が地震あるいは風によつて振動したときには、水
槽１１内の水１２が上部構造体２と同一周期で、
かつ所定の位相差を伴つて振動（スロツシング）
することから、振動エネルギが吸収されて上部構
造体２の振動を有効に減衰させることができるも
のである。すなわち、この実施例の建築物は、積
層ゴム３による振動抑制効果と、水槽１１内の水
１２のスロツシングによる振動減衰効果が同時に
得られるものである。

なお、水槽内に貯留した液体のスロツシングを
利用して建築物の振動を減衰させること自体はす
でに提案されているが（例えば特開昭62−101764
号公報）、そのようなことは従来においては固有
振動周期が自ずと長くなる超高層ビルに対して適
用されるに止どまつていた。そして、超高層ビル
に対して適用する場合、従来においては以下のよ
うな欠点があつたが、上記実施例の建築物ではそ
のような欠点が解消されている。

すなわち、スロツシングによる振動減衰効果を
有効に得るためには、水槽内の水の振動周期が構
造体の固有振動周期と同一になるように、構造体
の質量に対する水の質量を調整しなければならな
いが、従来の超高層ビルにあつてはその固有振動
周期はそのビル自体の構造によつて決定されるか
ら、構造体の質量に相応する水量を貯留して、水
の振動周期を構造体の固有振動周期に合わせるよ
うにすることは必ずしも容易ではなかつた。これ
に対し、この実施例の建築物においては、上部構
造体２の固有振動周期は積層ゴム３によつて自由
に設定することができ、このため水槽１１内の水
１２の振動周期を上部構造体２の固有振動周期に
合わせるように水量を設定することが極めて容易
となり、この結果、振動減衰効果を十分に、かつ
確実に得ることが可能である。

また、一般の超高層ビルは上層階にいくほど振
幅が大きくなるような振動モードを呈するので、
水槽の設置位置は上層階（特に振幅が最大になる
屋上）に限定されていた。これに対し、この実施
例の建築物では、免震ゴム３を用いた中低層の建
築物とされていることからその振動モードは第３
図に示すようになり、上部構造物２全体が剛体の
ごとく並進運動をして上層階と下層階の振幅がほ
ぼ同等となる。したがつて、この場合には水槽１
１の設備位置は上層階に限定されることはなく、
上部構造体２の任意の位置に設けても十分な振動
減衰効果を得ることができるものである。このた
め、従来においてはデツドスペースとなつていた
最下階床下の有効利用が可能となる。

以上でこの発明の一実施例を説明したが、この
発明は上記実施例に限定されるものではない。た
とえば、上記実施例は水槽を蓄熱水槽として使用
するものとしたが、飲料用の水槽や消火用の水槽
として用いても良いことは勿論であるし、あるい
は振動減衰効果を得ることを主目的とした水槽と
しても良い。また、水槽内に貯留する液体も水に
限るものではない。

また、上記実施例では水槽を最下階床下に設け
てデツドスペースを有効利用するようにしたが、
必ずしもそうすることはなく、上述したように上
部構造体の任意の位置に設けて良い。また、水槽
の設置位置を平面的に建築物の中央部とすると、
振動減衰効果に方向性がなくなつて上部構造体の
ねじれ振動を有効に防止できるという利点がある
が、建築物の平面形状等によつては必ずしもそう
することはない。

さらに、この発明はビル等の建築物のみなら
ず、積層ゴムを使用した各種の免震構造物に対し
て同様に適用できるものである。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明は、積
層ゴムを用いた免震構造物の上部構造体の所定位
置に蓄熱水槽等の水槽を設置し、その水槽内に、
上部構造体の質量のおよそ1/50〜1/100の質量を
有する液体を貯留したものであるので、基礎部に
水槽を設ける従来の場合のように根伐量が増大す
ることがなく、また、設備配管の変位に対する対
策が不要となり、しかも、積層ゴムの振動抑制効
果に加えて水槽内の液体のスロツシングによつて
上部構造体の振動を有効に減衰させることができ
るという効果を有し、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示
すもので、第１図はこの実施例の建築物の概略構
成を示す断面図、第２図はこの建築物の平面形状
の一例を示す平面図、第３図はこの建築物の振動
モードを示す図である。第４図は従来の免震建築
物に水槽を設置した場合の概略構成を示す断面図
である。 １……基礎部、２……上部構造体、３……積層
ゴム、１１……水槽、１２……水（液体）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基礎部と上部構造体との間に積層ゴムを設け
   てその上部構造体の振動を抑制するように構成さ
   れた免震構造物において、前記上部構造体の所定
   位置に蓄熱水槽等の水槽を設置し、その水槽内
   に、前記上部構造体の質量のおよそ1/50〜1/100
   の質量を有する液体を貯留することを特徴とする
   免震構造物。