JPH10325261A - 建築物の免震構造 - Google Patents
建築物の免震構造Info
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- JPH10325261A JPH10325261A JP15020697A JP15020697A JPH10325261A JP H10325261 A JPH10325261 A JP H10325261A JP 15020697 A JP15020697 A JP 15020697A JP 15020697 A JP15020697 A JP 15020697A JP H10325261 A JPH10325261 A JP H10325261A
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- Japan
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- building
- laminated rubber
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- reinforced concrete
- seismic isolation
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Links
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層ゴム支承を使用した免震構造であっ
て、高層建築物に適用可能である。 【解決手段】 積層ゴム支承の長期面圧を１５０ｋｇ〜
３００ｋｇ／ｃｍ2とすれば、高層建築物に適用しても
水平剛性を低く抑えることができ、建築物の固有周期を
４〜６秒程度まで、長周期化することができる。また、
内部空間を有する建築物は、同じ専有面積で内部空間を
有さない建築物に比べて、建物下部への荷重が周縁部に
多くかかるので、転倒しにくく、積層ゴム支承に引張力
が生じにくい構造となる。
て、高層建築物に適用可能である。 【解決手段】 積層ゴム支承の長期面圧を１５０ｋｇ〜
３００ｋｇ／ｃｍ2とすれば、高層建築物に適用しても
水平剛性を低く抑えることができ、建築物の固有周期を
４〜６秒程度まで、長周期化することができる。また、
内部空間を有する建築物は、同じ専有面積で内部空間を
有さない建築物に比べて、建物下部への荷重が周縁部に
多くかかるので、転倒しにくく、積層ゴム支承に引張力
が生じにくい構造となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄筋コンクリート
建築物または鉄骨鉄筋コンクリート建築物の免震構造に
関し、特に、高層の鉄筋コンクリート構造または鉄骨鉄
筋コンクリート構造の建築物に適した免震構造に関する
ものである。
建築物または鉄骨鉄筋コンクリート建築物の免震構造に
関し、特に、高層の鉄筋コンクリート構造または鉄骨鉄
筋コンクリート構造の建築物に適した免震構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】１９９５年１月に起きた兵庫県南部地震
を契機として、免震構法を取り入れた建築物が次第に計
画されるようになってきた。鉄筋コンクリート建築物に
採用される免震装置としては、ゴムシートと鋼板からな
るサンドイッチ構造の積層ゴム支承が一般に知られてお
り、該積層ゴム支承は、水平方向に柔らかく垂直方向に
堅いので、建築物を支持すると共に地震動の衝撃力を和
らげることができる。この結果、免震建築物は地震によ
る激しい揺れを免れて、全体がゆっくりと平行に揺れる
ようになり、建築物本体だけでなく、内部に収容されて
いる家具、機器などの財産を震災から守ることができ
る。
を契機として、免震構法を取り入れた建築物が次第に計
画されるようになってきた。鉄筋コンクリート建築物に
採用される免震装置としては、ゴムシートと鋼板からな
るサンドイッチ構造の積層ゴム支承が一般に知られてお
り、該積層ゴム支承は、水平方向に柔らかく垂直方向に
堅いので、建築物を支持すると共に地震動の衝撃力を和
らげることができる。この結果、免震建築物は地震によ
る激しい揺れを免れて、全体がゆっくりと平行に揺れる
ようになり、建築物本体だけでなく、内部に収容されて
いる家具、機器などの財産を震災から守ることができ
る。
【０００３】上記積層ゴム支承の長期面圧は、高減衰ゴ
ム系で１２０ｋｇ／ｃｍ2 以下、鉛プラグ入り系で１０
０ｋｇ／ｃｍ2 以下が使用限界とされている。また、天
然ゴム系積層ゴム支承の長期面圧は１５０ｋｇ／ｃｍ2
以下であるが、減衰効果がないため、図５に示すよう
に、建築物１と基礎２との間に振動エネルギー吸収用の
ダンパー３を設置し、建築物１の揺れを速やかに停止さ
せる構法が採用されている。
ム系で１２０ｋｇ／ｃｍ2 以下、鉛プラグ入り系で１０
０ｋｇ／ｃｍ2 以下が使用限界とされている。また、天
然ゴム系積層ゴム支承の長期面圧は１５０ｋｇ／ｃｍ2
以下であるが、減衰効果がないため、図５に示すよう
に、建築物１と基礎２との間に振動エネルギー吸収用の
ダンパー３を設置し、建築物１の揺れを速やかに停止さ
せる構法が採用されている。
【０００４】高層建築物に積層ゴム支承を適用しようと
すると、上載荷重が大きくなり、多数の積層ゴム支承ま
たは大径の積層ゴム支承を必要とする。この結果、積層
ゴム支承の水平剛性が高くなり、免震建物の固有周期を
長周期化することが難しくなり、十分な免震効果を期待
することができない。
すると、上載荷重が大きくなり、多数の積層ゴム支承ま
たは大径の積層ゴム支承を必要とする。この結果、積層
ゴム支承の水平剛性が高くなり、免震建物の固有周期を
長周期化することが難しくなり、十分な免震効果を期待
することができない。
【０００５】また、高層化により建物のプロポーション
が細長くなると、地震時に側柱位置において転倒モーメ
ントに起因して、積層ゴム支承を上方に引っ張ろうとす
る引張力が発生する。しかしながら、積層ゴム支承は引
張力に対しては弱く、２０ｋｇ／ｃｍ2 程度で破断する
から、塔状比が大きい高層建築物には積層ゴム支承を用
いる免震構造を採用することは困難であった。
が細長くなると、地震時に側柱位置において転倒モーメ
ントに起因して、積層ゴム支承を上方に引っ張ろうとす
る引張力が発生する。しかしながら、積層ゴム支承は引
張力に対しては弱く、２０ｋｇ／ｃｍ2 程度で破断する
から、塔状比が大きい高層建築物には積層ゴム支承を用
いる免震構造を採用することは困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、積層ゴム支
承を使用した高層建築物に適用可能な免震構造を提供す
ることを目的とするものである。
承を使用した高層建築物に適用可能な免震構造を提供す
ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る建築物の免
震構造は、建築物の略中央部に階層を貫く内部空間を有
する鉄筋コンクリート建築物を、長期面圧が１５０〜３
００ｋｇ／ｃｍ2 である積層ゴム支承で支持することを
特徴とするものである。更に、本発明に係る建築物の免
震構造は、隅柱の無い鉄筋コンクリート建築物を、長期
面圧が１５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2 である積層ゴム支承
で支持することを特徴とするものである。
震構造は、建築物の略中央部に階層を貫く内部空間を有
する鉄筋コンクリート建築物を、長期面圧が１５０〜３
００ｋｇ／ｃｍ2 である積層ゴム支承で支持することを
特徴とするものである。更に、本発明に係る建築物の免
震構造は、隅柱の無い鉄筋コンクリート建築物を、長期
面圧が１５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2 である積層ゴム支承
で支持することを特徴とするものである。
【０００８】前記積層ゴム支承を構成するゴムは天然ゴ
ム系とし、さらに、建築物と基礎との間に振動エネルギ
ー吸収用のダンパーを具えることが好ましい。
ム系とし、さらに、建築物と基礎との間に振動エネルギ
ー吸収用のダンパーを具えることが好ましい。
【０００９】
【作用】積層ゴム支承の長期面圧を１５０ｋｇ〜３００
ｋｇ／ｃｍ2 とすれば、高層建築物に適用しても水平剛
性を低く抑えることができ、建築物の固有周期を４〜６
秒程度まで、長周期化することができる。
ｋｇ／ｃｍ2 とすれば、高層建築物に適用しても水平剛
性を低く抑えることができ、建築物の固有周期を４〜６
秒程度まで、長周期化することができる。
【００１０】また、前記内部空間を有する建築物は、同
じ専有面積で内部空間を有さない建築物に比べて、建物
下部への荷重が周縁部に多くかかるので、転倒しにく
く、積層ゴム支承に引張力が生じにくい構造となる。前
記隅柱の無い建築物は、地震時に最も引張力がかかる四
隅部に積層ゴム支承を設置しないので、引張力に由来す
る破断とは無縁な免震構造となる。
じ専有面積で内部空間を有さない建築物に比べて、建物
下部への荷重が周縁部に多くかかるので、転倒しにく
く、積層ゴム支承に引張力が生じにくい構造となる。前
記隅柱の無い建築物は、地震時に最も引張力がかかる四
隅部に積層ゴム支承を設置しないので、引張力に由来す
る破断とは無縁な免震構造となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の好適な実施形態を説明する。
明の好適な実施形態を説明する。
【００１２】図１は、２２階建ての高層マンション（鉄
筋コンクリート造）の３〜９階部分を示す平面図であ
り、このマンションのほぼ中央部には、地上から屋上ま
で吹抜が設けられている。このように、本発明において
内部空間は全フロアに設けてもよいし、あるいは部分的
に設けてもよい。
筋コンクリート造）の３〜９階部分を示す平面図であ
り、このマンションのほぼ中央部には、地上から屋上ま
で吹抜が設けられている。このように、本発明において
内部空間は全フロアに設けてもよいし、あるいは部分的
に設けてもよい。
【００１３】本実施形態では、免震装置として天然ゴム
系の積層ゴム支承を用い、その長期面圧を２００ｋｇ／
ｃｍ2 に設定して、表１に示す条件で短期許容応力度で
設計するときに用いるレベル２（入力地震動の最大速度
５０ｃｍ／ｓ）で振動解析を行い、各階の最大応答剪断
力係数を求めた。図２に、EL CENTORO NS 50kineの地震
波（記号△）とHACHINOHE NS 50kine の地震波（記号
×）を入力した場合の最大応答剪断力係数分布図を示
す。
系の積層ゴム支承を用い、その長期面圧を２００ｋｇ／
ｃｍ2 に設定して、表１に示す条件で短期許容応力度で
設計するときに用いるレベル２（入力地震動の最大速度
５０ｃｍ／ｓ）で振動解析を行い、各階の最大応答剪断
力係数を求めた。図２に、EL CENTORO NS 50kineの地震
波（記号△）とHACHINOHE NS 50kine の地震波（記号
×）を入力した場合の最大応答剪断力係数分布図を示
す。
【００１４】
【表１】地震時重量の総計Ｗｅ＝２８０００ｔｏｎ 積層ゴム支承の水平剛性の総計Ｋｈ＝５９ｔ／ｃｍ 上部構造の１次固有周期Ｔｓ＝１．２４秒 免震構造にしたときの固有周期Ｔｆ＝４．４秒
【００１５】また、比較のため、この高層マンションの
基礎を固定して、短期許容応力度で設計するときに用い
るレベル１（入力地震動の最大速度２５ｃｍ／ｓ）で振
動解析を行ったところ、記号◆（EL CENTORO NS 25kin
e）および記号□（HACHINOHENS 25kine)で示す最大応答
剪断力係数が得られた。図２のグラフより、本実施形態
の免震装置を採用した高層マンションは、基礎を固定し
た場合の比較例に対して、最大応答剪断力係数が各階で
半減していることが分かる。
基礎を固定して、短期許容応力度で設計するときに用い
るレベル１（入力地震動の最大速度２５ｃｍ／ｓ）で振
動解析を行ったところ、記号◆（EL CENTORO NS 25kin
e）および記号□（HACHINOHENS 25kine)で示す最大応答
剪断力係数が得られた。図２のグラフより、本実施形態
の免震装置を採用した高層マンションは、基礎を固定し
た場合の比較例に対して、最大応答剪断力係数が各階で
半減していることが分かる。
【００１６】また、この高層マンションの固有周期Ｔｆ
は４．４秒となるから、固有周期が長周期化して優れた
免震効果が得られることになる。このように、積層ゴム
支承の長期面圧を１５０ｋｇ〜３００ｋｇ／ｃｍ2 とす
れば、水平剛性はそれほど高くならないから、建築物の
固有周期を４〜６秒程度まで、長周期化することができ
る。
は４．４秒となるから、固有周期が長周期化して優れた
免震効果が得られることになる。このように、積層ゴム
支承の長期面圧を１５０ｋｇ〜３００ｋｇ／ｃｍ2 とす
れば、水平剛性はそれほど高くならないから、建築物の
固有周期を４〜６秒程度まで、長周期化することができ
る。
【００１７】また、このような内部空間を有する建築物
は、入力地震動による上部構造への作用力も激減するこ
とから、転倒しにくく、従って、積層ゴム支承に引張力
が生じにくい構造となっている。
は、入力地震動による上部構造への作用力も激減するこ
とから、転倒しにくく、従って、積層ゴム支承に引張力
が生じにくい構造となっている。
【００１８】なお、上記天然ゴム系の積層ゴム支承を用
いた場合には、図５に示すような振動エネルギー吸収用
のダンパー３を併設し、これに減衰効果を負担させるこ
とが必要となる。ダンパーとしては、鋼製、鉛製など、
公知のものを使用することができ、風荷重に対してもト
リガー（鋼材を降伏させない）により揺れを抑えること
ができる。
いた場合には、図５に示すような振動エネルギー吸収用
のダンパー３を併設し、これに減衰効果を負担させるこ
とが必要となる。ダンパーとしては、鋼製、鉛製など、
公知のものを使用することができ、風荷重に対してもト
リガー（鋼材を降伏させない）により揺れを抑えること
ができる。
【００１９】次に、本発明に係る他の好適な実施形態を
図３により説明する。図３は、３１階建ての高層マンシ
ョン（鉄筋コンクリート造）の７〜２７階部分を示す平
面図であり、記号■は、柱の設置位置を示している。こ
の高層マンションの平面形状は四隅が切り取られた形と
なっており、図３に記号□で示す位置には柱がなく、隅
柱のない平面プランとなっている。従って、地震時に最
も引張力がかかる四隅部に積層ゴム支承を設置する必要
がなく、引張力に由来する破断とは無縁な免震構造とす
ることができる。
図３により説明する。図３は、３１階建ての高層マンシ
ョン（鉄筋コンクリート造）の７〜２７階部分を示す平
面図であり、記号■は、柱の設置位置を示している。こ
の高層マンションの平面形状は四隅が切り取られた形と
なっており、図３に記号□で示す位置には柱がなく、隅
柱のない平面プランとなっている。従って、地震時に最
も引張力がかかる四隅部に積層ゴム支承を設置する必要
がなく、引張力に由来する破断とは無縁な免震構造とす
ることができる。
【００２０】また、この高層マンションでは図３に記号
◎で示す位置にも柱がなく、◎位置に柱を設けた建築物
と比べて、側柱ＯＣに加わる鉛直力が大きくなるので、
積層ゴム支承にかかる引張力を小さくすることができ
る。
◎で示す位置にも柱がなく、◎位置に柱を設けた建築物
と比べて、側柱ＯＣに加わる鉛直力が大きくなるので、
積層ゴム支承にかかる引張力を小さくすることができ
る。
【００２１】本実施形態も図１に示す前記実施形態と同
様に、免震装置として天然ゴム系の積層ゴム支承を用
い、その長期面圧を２００ｋｇ／ｃｍ2 に設定して、表
２に示す条件でレベル２で振動解析を行い、各階の最大
応答剪断力係数を求めた。図４に、EL CENTORO NS 50ki
neの地震波（記号△）とHACHINOHE NS 50kine の地震波
（記号×）を入力した場合の最大応答剪断力係数分布図
を示す。
様に、免震装置として天然ゴム系の積層ゴム支承を用
い、その長期面圧を２００ｋｇ／ｃｍ2 に設定して、表
２に示す条件でレベル２で振動解析を行い、各階の最大
応答剪断力係数を求めた。図４に、EL CENTORO NS 50ki
neの地震波（記号△）とHACHINOHE NS 50kine の地震波
（記号×）を入力した場合の最大応答剪断力係数分布図
を示す。
【００２２】なお、記号◆（EL CENTORO NS 25kine）お
よび記号□（HACHINOHE NS 25kine)で示す最大応答剪断
力係数は、前記実施形態と同様に、この高層マンション
の基礎を固定して、レベル１で振動解析を行った比較例
である。
よび記号□（HACHINOHE NS 25kine)で示す最大応答剪断
力係数は、前記実施形態と同様に、この高層マンション
の基礎を固定して、レベル１で振動解析を行った比較例
である。
【００２３】
【表２】地震時重量の総計Ｗｅ＝４００００ｔｏｎ 積層ゴム支承の水平剛性の総計Ｋｈ＝６３ｔ／ｃｍ 上部構造の１次固有周期Ｔｓ＝１．６９秒 免震構造にしたときの固有周期Ｔｆ＝５．０秒
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、所定の長期面圧を有す
る積層ゴム支承を用い、かつ、建築物のプランを工夫す
ることにより、高層鉄筋コンクリート建築物（３０階建
て程度）を免震化することができる。即ち、従来の基礎
を固定した高層鉄筋コンクリート建築物のレベル１（入
力地震動の最大速度２５ｃｍ／ｓ）での最大応答剪断力
に対して、免震構造を採用することにより、レベル２
（入力地震動の最大速度５０ｃｍ／ｓ）で、従来の建築
物の約１／２の応答に低減することができる。
る積層ゴム支承を用い、かつ、建築物のプランを工夫す
ることにより、高層鉄筋コンクリート建築物（３０階建
て程度）を免震化することができる。即ち、従来の基礎
を固定した高層鉄筋コンクリート建築物のレベル１（入
力地震動の最大速度２５ｃｍ／ｓ）での最大応答剪断力
に対して、免震構造を採用することにより、レベル２
（入力地震動の最大速度５０ｃｍ／ｓ）で、従来の建築
物の約１／２の応答に低減することができる。
【００２５】このため、従来の高層鉄筋コンクリート建
築物では、圧縮強度４００ｋｇ／ｃｍ2 以上の高強度コ
ンクリートと、ＳＤ３９０、Ｄ４１等の高強度太径鉄筋
を使用しているが、免震建築物にすることにより、コン
クリート強度３００ｋｇ／ｃｍ2 級とし、鉄筋の減少を
図ることが可能になる。従って、免震化費用が多少増加
しても、トータルの建築費用は却って低減することがで
きるという顕著な効果を奏するものである。
築物では、圧縮強度４００ｋｇ／ｃｍ2 以上の高強度コ
ンクリートと、ＳＤ３９０、Ｄ４１等の高強度太径鉄筋
を使用しているが、免震建築物にすることにより、コン
クリート強度３００ｋｇ／ｃｍ2 級とし、鉄筋の減少を
図ることが可能になる。従って、免震化費用が多少増加
しても、トータルの建築費用は却って低減することがで
きるという顕著な効果を奏するものである。
【図１】本発明を適用した高層建築物の３〜９階部分の
平面図である。
平面図である。
【図２】図１の実施形態について振動解析を行って得ら
れた最大応答剪断力係数の分布を、比較例と共に示すグ
ラフである。
れた最大応答剪断力係数の分布を、比較例と共に示すグ
ラフである。
【図３】本発明を適用した別の高層建築物の７〜２７階
部分の平面図である。
部分の平面図である。
【図４】図３の実施形態について振動解析を行って得ら
れた最大応答剪断力係数の分布を、比較例と共に示すグ
ラフである。
れた最大応答剪断力係数の分布を、比較例と共に示すグ
ラフである。
【図５】積層ゴム支承とダンパーとからなる免震装置の
概要図である。
概要図である。
１ 建築物 ２ 基礎 ３ ダンパー ５ 積層ゴム支承
Claims (3)
- 【請求項１】 建築物の略中央部に階層を貫く内部空間
を有する鉄筋コンクリート建築物を、長期面圧が１５０
〜３００ｋｇ／ｃｍ2 である積層ゴム支承で支持してな
ることを特徴とする建築物の免震構造。 - 【請求項２】 隅柱の無い鉄筋コンクリート建築物を、
長期面圧が１５０〜３００ｋｇ／ｃｍ2 である積層ゴム
支承で支持してなることを特徴とする建築物の免震構
造。 - 【請求項３】 前記積層ゴム支承を構成するゴムが天然
ゴム系であり、建築物と基礎との間に振動エネルギー吸
収用のダンパーを具えてなる請求項１または請求項２記
載の建築物の免震構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15020697A JPH10325261A (ja) | 1997-05-24 | 1997-05-24 | 建築物の免震構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15020697A JPH10325261A (ja) | 1997-05-24 | 1997-05-24 | 建築物の免震構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325261A true JPH10325261A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15491854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15020697A Withdrawn JPH10325261A (ja) | 1997-05-24 | 1997-05-24 | 建築物の免震構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10325261A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI623674B (zh) * | 2014-11-25 | 2018-05-11 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | Support structure |
-
1997
- 1997-05-24 JP JP15020697A patent/JPH10325261A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI623674B (zh) * | 2014-11-25 | 2018-05-11 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | Support structure |
| US10100546B2 (en) | 2014-11-25 | 2018-10-16 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Support structure |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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