JPH102128A - 構造物の免震耐風構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の免震耐風構造において、風力による
構造物の揺れを確実に防止すると共に地震時には確実に
免震効果を得る。 【解決手段】 基礎２と建築物４との間に介在して建築
物４を水平方向に移動自在に支持する免震積層ゴム６を
備えた建築物の免震構造において、基礎２に対する建築
物４の水平方向の変位を通常時には常時停止させておく
変位停止手段８と、地震動を検知する地震検知手段１０
と、地震検知手段１０が所定値以上の地震動を検知した
ときに変位停止手段８を解除する停止解除手段１２とを
備える建築物の免震耐風構造である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の免震耐風
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造物の免震構造においては、構造物を
水平方向に移動自在に支持する免震支持体を基礎と構造
物との間に介在させることにより、地震による構造物の
振動を軽減させている。この免震支持体としては、ゴム
と鋼板とを交互に積層した免震積層ゴムや、ベアリン
グ、バネおよびダンパを組み合わせたもの等、各種の装
置が知られている。

【０００３】一般にこの種の免震構造においては、免震
支持体の水平剛性を低くし、構造物と免震支持体とから
なる振動系の固有周期を地震の水平振動の周期よりも長
くすることによって、地震による構造物の振動を抑制し
ている。

【０００４】一般に、前記免震支持体の水平剛性を低く
設定することは、一方では風力により構造物が水平方向
に容易に変位することになる。そのため、風速が大きく
なると、構造物が振動して居住者等に不快感を与える恐
れがある。

【０００５】例えば、重量が２０（ｔｏｎ）の建築物に
作用する地震力は、ベースシェア係数を０．２とする
と、０．２×２０＝４（ｔｏｎ）となる。一方、風力
は、建築基準法で定められた算式：風圧＝６０×ｈ^1/2
（ｈ：建築物の高さ）から、受風面積６０（ｍ²）の場
合、約８．８（ｔｏｎ）となり地震力の二倍以上にな
る。したがって、地震時の建築物の水平変位よりも、台
風時の変位の方が大きくなる可能性があることが判る。

【０００６】従来の免震構造においては、このような強
風による問題を解決すべく、基礎および建築物それぞれ
に、上下に対向する下側孔部および上側孔部を設け、強
風時にこの下側孔部および上側孔部に停止棒を手動で挿
入して基礎と建築物とを水平方向に固定することによ
り、強風時の建築物の揺れを防止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の耐風構造においては、強風時に人がその都度停止棒
を挿入する必要があるため、強風の発生に対する応答性
が悪かった。また、強風が終了したときには停止棒を前
記二つの孔部から抜いておくことを忘れる恐れがあっ
た。

【０００８】そこで、風速が所定値よりも小さいときに
は停止棒を未挿入状態にし、強風発生時にのみ停止棒を
下側孔部および上側孔部に自動的に挿入することも考え
られるが、弱い風でも建築物は揺れる恐れがあるため、
風による建築物の揺れを完全に防止することはできな
い。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、風力による構造物の揺れを確実に防
止することができると共に、地震時には確実に免震効果
が得られる構造物の免震耐風構造を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、次のような構成を有する。すなわち、請求
項１の発明は、基礎と構造物との間に介在して該構造物
を水平方向に移動自在に支持する免震支持体を備えた構
造物の免震構造において、前記基礎に対する前記構造物
の水平方向の変位を通常時には常時停止させておく変位
停止手段と、地震動を検知する地震検知手段と、該地震
検知手段が所定値以上の地震動を検知したときに前記変
位停止手段を解除する停止解除手段とを備えることを特
徴とする構造物の免震耐風構造である。

【００１１】請求項２の発明は、前記停止解除手段が、
前記地震検知手段が所定値以上の地震動を検知したとき
には、地震終了時まで作動状態に保持されることを特徴
とする請求項１記載の構造物の免震耐風構造である。

【００１２】また、前記変位停止手段は、前記基礎およ
び前記構造物それぞれに設けられた互いに上下に対向す
る下側孔部および上側孔部と、該下側孔部および上側孔
部の両方に挿通して前記基礎に対する前記構造物の水平
方向の変位を停止させる停止部材とから主に構成された
ものとすることができる。

【００１３】また、前記停止部材は、強磁性体で構成さ
れると共に、前記停止解除手段は、前記下側孔部および
前記上側孔部の中心軸と略同軸上に配置されたソレノイ
ドを備え、前記ソレノイドにより前記下側孔部および前
記上側孔部から前記停止部材を脱抜させて前記変位停止
手段を解除するようにしてもよい。

【００１４】また、前記停止解除手段は、前記下側孔部
および前記上側孔部の中心軸と略同軸上に配置されたプ
ランジャ形ソレノイドを備え、前記停止部材は、該プラ
ンジャ形ソレノイドのプランジャの先端部に取り付けら
れ、該プランジャ形ソレノイドにより前記下側孔部およ
び前記上側孔部から前記停止部材を脱抜させて前記変位
停止手段を解除するようにしてもよい。

【００１５】また、前記ソレノイドを構造物の下に配置
することが望ましい。また、前記下側孔部および上側孔
部において、前記停止部材の先方側の孔部の内径を停止
部材の外径に比して十分に大きく設定してもよい。前記
停止部材の先端部または前記孔部の形状をテーパ状に形
成することもできる。また、前記ソレノイドを弾性体を
介して取り付けてもよい。

【００１６】また、前記地震検知手段は、圧電式感震
器、サーボ式感震器、または、振り子やバネの自由振動
により地震を検知する手段から選択することができる。

【００１７】本発明によれば、前記変位停止手段が前記
基礎に対する前記構造物の水平方向の変位を通常時には
常時停止させておくので、風速の小さいときであっても
風力による前記構造物の揺れが確実に防止される。よっ
て、例えば構造物が建築物である場合には、居住者等に
快適な生活環境を提供することができる。また、所定値
以上の地震動が発生したときには、前記停止解除手段に
より変位停止手段が解除されるので、構造物は水平方向
に変位可能となり、地震時には確実に免震効果を得るこ
とができる。

【００１８】また、地震時には前記変位停止手段が解除
されるので、通常の地震時はもちろん地震と強風とが同
時に起きたときでも、構造物が水平方向に変位可能であ
り免震を優先させて免震効果を確実に得ることができ
る。

【００１９】また、前記停止部材をプランジャ形ソレノ
イドのプランジャの先端部に取り付けるようにすれば、
既存のプランジャ形ソレノイドを最小限の変更で利用す
ることができるため、変位停止手段および停止解除手段
を安価に構成することができる。

【００２０】また、前記ソレノイドを構造物の下に配置
すれば、ソレノイドが雨に晒されることを防止できるた
め、停止解除手段の耐食性を向上させることができる。

【００２１】また、前記下側孔部および上側孔部のうち
前記停止部材の先方側の孔部の内径を十分に大きく設定
したり、前記停止部材の先端部または前記孔部をテーパ
状に形成したりすることによって、停止部材の孔部への
挿入をスムーズに行うことができる。

【００２２】また、前記ソレノイドを弾性体を介して取
り付ければ、強風時等において下側孔部および上側孔部
から停止部材にせん断力が加わって停止部材が傾き、こ
のためにソレノイドの内部に外力が加わっても、前記弾
性体にその外力が吸収されるので、ソレノイドの損傷を
防止することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。本実施形態は、免震積層ゴムを有す
る免震構造に本発明を適用したものであるが、本発明
は、免震積層ゴムによる免震構造への適用に限定され
ず、従来より床免震で使用されている、ベアリング・バ
ネ・ダンパを組み合せたものや、転り支承やすべり支承
もしくはこれらと免震積層ゴムとの複合支承等を用いた
ものなど他の免震構造にも広く適用可能である。

【００２４】図１は本実施形態の免震耐風構造を概略的
に示す側面図であって通常の状態を示す図である。図２
は該免震耐風構造を概略的に示す側面図であって地震発
生時の状態を示す図である。

【００２５】本実施形態の免震耐風構造は、図１に示す
ように、基礎２と建築物（構造物の一例）４との間に介
在して建築物４を水平方向に移動自在に支持する免震積
層ゴム（免震支持体の一例）６を備え、さらに、基礎２
に対する建築物４の水平方向の変位を通常時には常時停
止させておく変位停止手段８と、地震動を検知する地震
検知手段１０と、地震検知手段１０が所定値以上の地震
動を検知したときに変位停止手段８を解除する停止解除
手段１２とを備える。

【００２６】免震積層ゴム６は、例えば建築物４の底面
の四隅それぞれに配置されており、ゴム等からなる弾性
層６ａと鋼板等からなる剛性板層６ｂとを交互に多数層
に積層したものである。また、免震積層ゴム６の上下両
端それぞれには、建築物４の底面および基礎２それぞれ
に固定される上側フランジ６ｃおよび下側フランジ６ｄ
が設けられている。

【００２７】地震検知手段１０は、圧電式感震器、サー
ボ式感震器、または、振り子やバネの自由振動により地
震を検知する手段などからなる。

【００２８】変位停止手段８は、基礎２および建築物４
それぞれに設けられた互いに上下に対向する下側孔部１
４ａおよび上側孔部１６ａと、下側孔部１４ａおよび上
側孔部１６ａの両方に挿通して基礎２に対する建築物４
の水平方向の変位を停止させる停止棒（停止部材の一
例）１８とを備える。

【００２９】本実施形態では、下側孔部１４ａは、基礎
２に設置された下側水平板１４に設けた上下方向に貫通
する貫通孔であり、上側孔部１６ａは、下側水平板１４
に対向するように建築物４の側面に突設された上側水平
板１６に設けた貫通孔である。

【００３０】停止棒１８は、強磁性体で構成され、下側
孔部１４ａおよび上側孔部１６ａの中心軸と略同軸上に
配置されたソレノイド２０により下側孔部１４ａおよび
上側孔部１６ａに挿脱されるプランジャとして機能す
る。停止棒１８は、基礎２に圧縮バネ２２を介して支持
されており、通常の状態（所定値未満の地震動の状態）
では、下側孔部１４ａおよび上側孔部１６ａに常時挿通
している。

【００３１】このソレノイド２０は、下側水平板１４の
下方位置に配置されており、地震検知手段１０が所定値
以上の地震動を検知したとき（例えば最初に伝わるＰ波
を検知したとき）には、地震検知手段１０からの信号に
よりスイッチ２４がＯＮになるよう制御され、磁気力に
よって停止棒１８を吸引して圧縮バネ２２のバネ力に抗
して下方に下げる。また、スイッチ２４が一旦ＯＮにな
ると、地震終了時までスイッチ２４のＯＮ状態が保持さ
れるように制御される。また、地震と強風が同時に起き
た場合でも、地震を検知する地震検知手段１０から信号
を受け、スイッチ２４がＯＮになり、停止棒１８が下側
孔部１４ａおよび上側孔部１６ａから脱するよう制御さ
れる。なお、ソレノイド２０は、ＡＣソレノイド、ＤＣ
ソレノイドのいずれでもよい。

【００３２】以上のような構成を有する実施形態の作用
を説明する。まず、地震動が所定値未満の通常の場合
は、スイッチ２４がＯＦＦの状態にありソレノイド２０
には電流が流れず、停止棒１８は上側孔部１６ａおよび
下側孔部１４ａの両方に挿通した状態にある。この状態
から所定値以上の地震動が発生して地震動が地震検知手
段１０により検知されると、スイッチ２４がＯＮとな
り、ソレノイド２０に電流が流れる。これにより、ソレ
ノイド２０から受ける磁気力によって、停止棒１８は圧
縮バネ２２のバネ力に抗して図２に示すように下方に移
動し、下側水平板１４の上面以下となる。このスイッチ
２４のＯＮ状態は、地震終了時まで保持されるよう設定
されており、これにより停止棒１８は、地震が完全にお
さまるまでの間、下側水平板１４の上面以下に位置して
基礎２に対する建築物４の水平変位を可能にする。

【００３３】地震動の無い状態が十分に長く続くと、ス
イッチ２４がＯＦＦになるよう制御され、ソレノイド２
０への電流が遮断される。すると、停止棒１８は圧縮バ
ネ２２の復元力により上方に押し上げられ、下側孔部１
４ａおよび上側孔部１６ａの両方に挿通し、通常の状態
に戻る。これにより、建築物４の水平方向の変位が停止
され、風力による建築物４の揺れを防止する通常の状態
となる。

【００３４】このように作用する本実施形態によれば、
停止棒１８が基礎２に対する建築物４の水平方向の変位
を通常時には常時停止させておくので、風速の小さいと
きであっても風力による建築物４の揺れが確実に防止さ
れる。よって、居住者等に快適な生活環境を提供するこ
とができる。また、所定値以上の地震動が発生したとき
には、ソレノイド２０が通電することによって変位停止
手段８が解除される（停止棒１８が脱抜される）ので、
建築物４は水平方向に変位可能となり、地震時には確実
に免震効果を得ることができる。

【００３５】また、地震時には前記変位停止手段８が解
除されるので、通常の地震時はもちろん地震と強風とが
同時に起きたときでも、建築物４が水平方向に変位可能
であり免震を優先させて免震効果を確実に得ることがで
きる。

【００３６】この実施形態は、本発明の好適な実施の態
様であり、本発明の技術的範囲は、この実施形態に限定
されない。例えば、図３および図４に示す実施形態の変
形例のように、前記実施形態の基本構成において、支持
板２６に圧縮バネ２２を介して吊るした停止棒１８を上
側水平板１６の上方近傍に設置し、停止棒１８を下側孔
部１４ａおよび上側孔部１６ａの上方にてソレノイド２
０により反発させるようにしてもよい。なお、この変形
例における作用・効果は、前記実施形態と同様であるの
で説明は省略する。

【００３７】また、図５に示す変形例のように、変位停
止手段８および停止解除手段１２を建築物４下側（建築
物４の底面と基礎２との間）に配設することもできる。
この変形例において、停止棒１８はプランジャ形ソレノ
イド２８のプランジャ２８ａの先端に設けてある。

【００３８】このプランジャ形ソレノイド２８は、上下
に作動する丸棒状のプランジャ２８ａを内蔵した例えば
プッシュ型チューブラーソレノイド、プッシュ／プル型
ソレノイド等の周知のソレノイドであり、図６に示すよ
うに、その上端外周のフランジ部２８ｂが下側支持板１
４の裏面にゴムワッシャ（弾性体の一例）３０を介して
ボルト３２で締着されている。停止棒１８は、図５に示
すように、プランジャ２８ａの上端部外周に嵌合する円
筒部１８ａを下部に備えており、プランジャ２８ａと一
体的に動作し、前記実施形態と同様に下側孔部１４ａお
よび上側孔部１６ａに挿脱される。

【００３９】この図５に示す変形例によれば、既存のプ
ランジャ形ソレノイド２８のプランジャ２８ａの先端部
を停止棒１８の円筒部１８ａに差し込むだけでよいの
で、既存のプランジャ形ソレノイド２８を最小限の変更
で利用することができ、よって変位停止手段８および停
止解除手段１２を安価に構成することができるという顕
著な効果が得られる。また、ソレノイド２８を建築物４
の下に配置したので、ソレノイド２８が雨に晒されるこ
とを防止できるため、変位停止手段８および停止解除手
段１２の耐食性を向上させることができる。また、ソレ
ノイド２８をゴムワッシャ３０を介して取り付けたの
で、図７に示すように、強風時において下側孔部１４ａ
および上側孔部１６ａから停止棒１８にせん断力が加わ
って停止棒１８が傾き、このためにソレノイド２８の内
部に外力が加わっても、その外力をゴムワッシャ３０で
吸収でき、ソレノイド２８の損傷を防止することができ
る。

【００４０】さらに、図８に示すように、下側孔部１４
ａおよび上側孔部１６ａのうち停止棒１８の先方側とな
る上側孔部１６ａの内径Ｄ１を停止棒１８の外径Ｄ２に
比して十分に大きく設定すれば、強風が発生したときに
建築物４の水平変位に伴って上側孔部１６ａの中心が停
止棒１８の中心から多少ずれても、停止棒１８をスムー
ズに上側孔部１６ａに挿入することができる。また、図
９に示すように停止棒１８の先端部１８ｂをテーパ状に
形成したり、上側孔部１６ａの形状をテーパ状に形成す
ることによっても、同様にスムーズに停止棒１８の挿入
を行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、風
力による構造物の揺れを確実に防止することができると
共に、地震時には確実に免震効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の免震耐風構造を概略的に示す側面
図であって通常の状態を示す図である。

【図２】本実施形態の免震耐風構造を概略的に示す側面
図であって強風時の状態を示す図である。

【図３】本実施形態の変形例の免震耐風構造を概略的に
示す側面図であって通常の状態を示す図である。

【図４】本実施形態の変形例の免震耐風構造を概略的に
示す側面図であって強風時の状態を示す図である。

【図５】本実施形態の変形例に係る変位停止手段を概略
的に示す側面図であって通常の状態を示す図である。

【図６】図５におけるＡ部拡大図である。

【図７】本実施形態の変形例に係る停止棒の周辺構造を
示す側面図であって、強風時に停止棒が傾いた状態を示
す図である。

【図８】本実施形態の変形例に係る下側孔部および上側
孔部の周辺構造を示す側面図である。

【図９】本実施形態の変形例に係る停止棒の周辺構造を
示す側面図である。

【符号の説明】

２ 基礎 ４ 建築物（構造物の一例） ６ 免震積層ゴム（免震支持体の一例） ８ 変位停止手段 １０ 地震検知手段 １２ 停止解除手段 １４ａ 下側孔部 １６ａ 上側孔部 １８ 停止棒（停止部材の一例） １８ａ 先端部 ２０ ソレノイド ２８ プランジャ形ソレノイド ２８ａ プランジャ ３０ ゴムワッシャ Ｄ１ 上側孔部の内径 Ｄ２ 停止棒の外径

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【手続補正書】

【提出日】平成９年２月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】また、前記停止解除手段は、前記下側孔部
および前記上側孔部の中心軸と略同軸上に配置されたソ
レノイドを備え、前記ソレノイドにより前記下側孔部お
よび前記上側孔部から前記停止部材を脱抜させて前記変
位停止手段を解除するようにしてもよい。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】停止棒１８は、下側孔部１４ａおよび上側
孔部１６ａの中心軸と略同軸上に配置されたソレノイド
２０により下側孔部１４ａおよび上側孔部１６ａに挿脱
されるプランジャとして機能する。停止棒１８は、基礎
２に圧縮バネ２２を介して支持されており、通常の状態
（所定値未満の地震動の状態）では、下側孔部１４ａお
よび上側孔部１６ａに常時挿通している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎と構造物との間に介在して該構造物
   を水平方向に移動自在に支持する免震支持体を備えた構
   造物の免震構造において、 前記基礎に対する前記構造物の水平方向の変位を通常時
   には常時停止させておく変位停止手段と、地震動を検知
   する地震検知手段と、該地震検知手段が所定値以上の地
   震動を検知したときに前記変位停止手段を解除する停止
   解除手段とを備えることを特徴とする構造物の免震耐風
   構造。
2. 【請求項２】 前記停止解除手段は、前記地震検知手段
   が所定値以上の地震動を検知したときには、地震終了時
   まで作動状態に保持されることを特徴とする請求項１記
   載の構造物の免震耐風構造。