JPH1037212A

JPH1037212A - 免震地盤

Info

Publication number: JPH1037212A
Application number: JP21882396A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Fukahori; 美英深堀; Toshihiko Hiraiwa; 俊彦平岩; Koji Kubo; 孝治久保
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-05-24
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】戸建住宅用等の軽量物に好適に用い得る、高
性能で、座屈変型や切断破壊がなく耐久性に優れ、交通
振動等も防止することができ、且つ、低コストである免
震地盤を提供する。【解決手段】基礎部１４と免震構造体１６と住宅支持
床１８とを備えた免震地盤１０であって、免震構造体１
６が、剛性を有した硬質板と粘弾性的性質を有した軟質
板とをそれぞれ複数個、交互に積層した複合積層体の内
部に、該複合積層体を貫通する柱状の中空部を設けて、
該複合積層体の免震特性を改善するための手段である塑
性物を配置する手段、摩擦板を積層、充填する手段、硬
質粒状物を充填する手段等を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は戸建て住宅、マンシ
ョン、アパート等の軽負荷構造体を免震支持するための
免震地盤、即ち免震支持人工地盤に関するものであり、
詳細には構造住宅等を地震の被害から守るのに適する免
震地盤に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のコンクリートビルや橋梁などの高
荷重構造体の免震化は今急速に普及しつつある。特に阪
神大震災以後は、小型マンション・アパートや一般住宅
等の軽負荷構造物の免震化をめざして研究開発が積極的
に進められ、一部実用化されている。

【０００３】ところで、一般住宅の耐震性向上は、従
来、構造体そのものの耐力を向上することを目的として
きた。例えば、木造軸組構造による梁や筋交等の増強、
２×４住宅やプレハブ住宅における壁工法による耐力向
上などが挙げられる。ところがこのような補強を進める
と、部屋や間口、窓、天井などの高さ、広さなどが制限
され、ユーザーの求める自由な設計ができなくなる。

【０００４】このため、一般住宅を前記の如き住宅構造
体の耐力向上以外の手段で免震化して耐震性の向上を図
れば、上記問題点を解決しうる。例えば、住宅の基礎と
構造体との間に免震ゴムを配置することにより、構造体
を地震動から保護できれば、構造体そのものを耐力構造
とする必要はなく、さらに、現行の構造体から耐力向上
のための構造手段を削減してコストダウンも可能とな
る。このような場合、耐力構造で発生する設計の制限は
なくなり部屋の広さ、開口部窓の大きさ、柱の配置密
度、天井等の自由設計、更にはレンガや石等、通常、耐
震性に劣るといわれるような素材も使用できるようにな
るという利点も有する。

【０００５】しかしながら、軽負荷構造体の免震化は非
常に難しい課題を抱えている。第１に構造体が戸建住宅
などのように搭載重量が小さい場合、軟質板の材料はば
ね剛性の小さい、低弾性のものが必要であった。このよ
うな免震装置は優れた免震効果を発揮するものの、風揺
れや交通振動などの影響を受けてしまう。このため、従
来より中層、低層のビルや橋梁等の免震のために用いら
れてきた免震構造体をそのまま適用することは困難であ
った。

【０００６】第２に戸建住宅の如き軽負荷構造体は、一
般にビルや橋梁等の重負荷構造体に比べ構造体自体のコ
ストが安いため、免震構造体により免震化を行う場合、
構造体のコストに対する免震化のコスト比率が高くなる
ため、低コストの免震装置が強く求められているのが現
状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の技術に鑑みてなされたものであり、免震装置を戸
建住宅用等の軽量物に好適に用い得る、高性能で、座屈
変型や切断破壊がなく耐久性に優れ、交通振動等も防止
することができ、且つ、低コストである免震地盤を提案
することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の免震地盤は、基
礎部と免震構造体と住宅支持床とを備えた免震地盤であ
って、該免震構造体が、剛性を有した硬質板と粘弾性的
性質を有した軟質板とをそれぞれ複数個、交互に積層し
た複合積層体の内部に、該複合積層体を貫通する柱状の
中空部を設けて、該複合積層体の免震特性を改善する手
段を配置したものである、ことを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をさらに詳細に説
明する。本発明の免震地盤は、（ａ）基礎部と（ｂ）免
震構造体と（ｃ）住宅支持床とを主構成部品として構成
され、その上に住宅などの構造体が配置される。前記の
構成部分はそれぞれボルト等によって連結されている。

【００１０】図１（Ａ）は、本発明の免震地盤１０の一
態様をしめす概略断面図であり、図１（Ｂ）は免震地盤
１０の上部に構造体である住宅１２が配置された状態を
示す概略断面図である。免震地盤１０は、基礎部を構成
する杭１４の上部に免震構造体１６が配置され、これら
の上部に住宅支持床１８が連結されて配置されている。

【００１１】本発明の免震地盤の（ａ）基礎部は、免震
地盤全体及びそこに配置される構造体を支持する機能を
有しており、具体的には、杭基礎、平基礎及びコマ型基
礎であることが望ましい。

【００１２】杭基礎に用られる杭１４は図２（Ａ）に示
すように円柱の棒状のものが一般的であり、建築物の基
礎に用いられる汎用の杭を適用することができる。一般
に、地震時には杭１４に若干の偏荷重が加わるために杭
に曲げモーメントが発生する。このような曲げモーメン
トによる変形や杭の沈下を防止するために、このような
杭基礎に用いられる杭は杭頭に杭頭キャップ２０を付設
するのがより望ましい〔図２（Ｂ）〕。杭頭キャップ２
０は、金属、コンクリートの如き素材で成形されている
ことが好ましい。また、大きさとしては、杭頭キャップ
２０の直径Ｒ、杭１４の直径をｒとしたときに、Ｒ／ｒ
≧２の範囲であることが好ましい。図２（Ａ）は基礎部
である杭１４状に免震構造体１６が積層された状態を示
す部分断面図であり、図２（Ｂ）は杭１４の杭頭部に杭
頭キャップ２０を付設した状態を示す部分断面図であ
る。

【００１３】杭頭キャップ２０について言えば、図２
（Ｃ）に示すように複数本の杭１４（ａ）、１４
（ｂ）、１４（ｃ）として、それらに１つの杭頭キャッ
プ２０（ｂ）をかぶせることも有効である。

【００１４】杭１４の形状は前記の円柱状に限らず、例
えば、重量当りの杭の曲げ抵抗を大きくするために図２
（Ｄ）に示す如き中空杭なども好適に使用することがで
きる。

【００１５】本発明の免震地盤用基礎部として用いられ
る杭基礎としては、上記の円柱状杭１４以外に、図３
（Ａ）、（Ｂ）に示す如き板状杭２２（ａ）、２２
（ｂ）も有効である。図３（Ａ）、（Ｂ）はいずれも基
礎部である板状杭２２（ａ）、２２（ｂ）の上部に免震
構造体１６が固定された状態を示す部分断面図である。
板状杭は図３（Ａ）に示すような平板状であってもよ
く、図３（Ｂ）に示すような周囲に地盤方向に突出した
フランジ部分を有する平板状であってもよい。このよう
な板状杭の大きさは、用いられる構造体の重量や免震性
能により適宜選択しうるが、併用される免震構造体の軟
質板直径をｘとし、板状杭の一辺の長さ（又は直径）を
Ｘとした場合、これらの関係はＸ／ｘ≧３の範囲である
ことが好ましく、より好ましくはＸ／ｘ≧４である。

【００１６】本発明の免震地盤用基礎部として好適に用
いられる態様としてコマ型基礎、即ち、コマの形状をし
たコンクリートブロックが挙げられる。図４（Ａ）は、
コマ型基礎の形状の一例を示す概略図である。コマ型基
礎２３のコマ型の側面の傾斜の程度（図中のθの値）は
目的に応じて任意に選択し得るが、一般的にはθが４５
°程度であることが好適である。

【００１７】このコマ型基礎２３を使用する際には、複
数個を釣り筋と称する連結筋２１で井桁状に連結して用
いられ、コマ型基礎２３の下部の空間には破石等が充填
されているのが一般的である。図４（Ｂ）は、コマ型基
礎２３を平面状に連結した状態を示す概略図であり、図
４（Ｃ）は、コマ型基礎２３を平面状に連結したものを
２段重ねて用いた状態を示す概略図である。

【００１８】コマ型基礎２３と免震構造体１６との連結
は、例えば、平面状に連結したコマ型基礎２３の上部に
連結板２５を設置し、その連結板２５と免震構造体１６
とをボルト等で固定して行うことができる。図５はコマ
型基礎２３上に免震構造体１６が連結された状態を示す
概略断面図である。

【００１９】このコマ型基礎は、その形状に起因して、
地盤沈下の抑制効果、支持力の増加効果と共に偏心荷重
に対する抑制効果も大きく、それ自体で防振効果、振動
減衰効果をも有する。更に、輸送、施工も簡便に成し得
ることから、本発明の免震地盤用基礎として最適なもの
の一つであるといえる。

【００２０】本発明の免震地盤に用いられる（ｂ）免震
構造体は、軽負荷用の免震のため、地震等の高剪断振動
と風揺れなどの微振動の双方に有効なハイブリッド免震
構造体、即ち、硬質板軟質板とを交互に積層した複合積
層体の内部に設けた中空部に、該複合積層体の免震特性
を改善する手段を配置した構造体を使用するものであ
る。

【００２１】ここで、この（ｂ）免震構造体を構成する
複合積層体について説明する。複合積層体を構成する粘
弾性的性質を有した軟質板に用いられる材料とは、５０
％モジュラスが１〜５ｋｇｆ／ｃｍ²、更に好ましくは
１．５〜３ｋｇｆ／ｃｍ²の特性を有するものを指す。
各種材料の５０％モジュラスは、例えば、ＪＩＳＫ６
３０１、Ｋ６３９４に準拠して測定することができる。

【００２２】ここで、粘弾性的性質を有する材料として
は、熱可塑ゴム、ウレタンゴム、各種の加硫ゴム、未加
硫ゴム、微架橋ゴム、プラスチックス等の有機材料、こ
れらの発泡体、アスファルト、粘土等の無機材料、これ
らの混合材料など各種の材料であって、上記粘弾性的性
質を有するものを用いることができる。

【００２３】これらの材料は、平板状に成形され、軟質
板として用いられる。軟質板の形状は特に制限はない
が、本発明の免震装置においては複合積層体内に柱状の
中空部を要することから、中央に中空部を有する形状で
あることが必要である。通常は、中央に中空部を有する
所謂円柱状のものが使用され、個々の軟質板はドーナツ
盤状の形状を有するが、中空部を有するものであれば四
角形のものであってもよい。軟質板の厚みには特に制限
はなく、使用される材料及び所望の免震性能によって選
択できるが、一般には、１〜４ｍｍ程度の厚みのものが
使用される。

【００２４】これらの材料は単独で用いても、複数種を
混合して用いてもよく、全体が均一な材料で形成されて
いてもよいが、内側部分に高ダンピング材料、外側部分
にクリープ性能の良くかつ柔らかい材料等と二種類以上
を組み合わせて使用してもよい。

【００２５】また、この免震構造体を構成する硬質板と
しては、金属、セラミックス、プラスチックス、ＦＲ
Ｐ、ポリウレタン、木材、紙板、スレート板、化粧板等
所要の剛性を有する各種の材料を使用することができ
る。ここで、所要の剛性とは、設計条件により大きく変
わるが、剪断変形した時、座屈現象が生じにくい剛性を
意味する。

【００２６】硬質板の厚み、形状には特に制限はなく、
使用される材料及び所望の免震性能によって選択できる
が、その厚みは、一般には、０．５〜５ｍｍ程度の厚み
のものが使用される。また、形状は、積層される軟質板
と同様、中央に中空部を有することの他は任意である
が、通常は、併用する軟質板と同じ形状のものを用い
る。

【００２７】前記軟質板と硬質板とを交互に複数段積層
して複合積層体を構成するものである。軟質板及び硬質
板、それぞれの形状、面積及び厚さは前記した如く要求
される免震性能によって異なるが、複合積層体は前記し
た如く、その内部に該複合積層体の免震性能を改善する
手段を配置するための中空部を要するため、通常は、軟
質板及び硬質板両者の形状が同じドーナツ盤状又は中空
部を有する四角形の板状をなし、且つ、表面積も同じで
あるものが汎用されている。

【００２８】この複合積層体においては、硬質板と軟質
板ともにドーナツ盤状のものが好適に用いられるのは前
述の通りであるが、その場合、前記複合積層体の平面視
による直径をＤ、中空部の平面視による直径をｄとした
とき、Ｄとｄが、下記式を満たす関係にあることが好ま
しい。

【００２９】０．８≧ｄ／Ｄ≧０．１、より好ましくは
０．６≧ｄ／Ｄ≧０．１ｄ／Ｄが０．８を超えると周囲に存在する複合積層体の
バネ剛性と中空部に配置された免震性能を改善する手段
に起因する塑性変形力や摩擦力とのバランスがくずれ、
地震等で大変型を受けた後に、もとの位置に戻らなくな
るおそれがあり、ｄ／Ｄが０．１未満であると免震性能
改善の効果が小さく、所望の減衰効果が得られないた
め、いずれも好ましくない。用いられる複合積層体が中
空部を有する円柱状でない場合においても、複合積層体
と中空部との面積比が前記の式より導かれる範囲にある
ことが好ましい。

【００３０】具体的には、例えば、前記Ｄが５０〜５０
０ｍｍ、ｄが３〜３００ｍｍ程度のものが好ましい。

【００３１】本発明に係る免震構造体を構成する複合積
層体の柱状の中空部に配置される免震性能を改善する手
段（減衰性発現体）としては、例えば、（１）鉛等の塑
性物を中空部内に配置する、（２）中空部に摩擦板を積
層・充填する、（３）中空部に硬質粒状物を充填する、
などの手段が挙げられる。

【００３２】図６は、硬質板２４と軟質板２６とからな
る複合積層体２８の中空部に柱状の鉛３０を配置し、鉛
の周囲に保護リング３１を積層、配置した免震構造体１
６を示す断面図である。柱状の塑性物としては、鉛、錫
などの塑性変型する金属や高分子材料が用いられ、なか
でも、鉛が好ましい。また、この柱状の塑性物に傷を与
えないように、塑性物の周囲に配置される保護リング３
１は、塑性物の材質より低弾性であり、且つ、塑性物を
十分に拘束し得る材料で形成されることが好ましく、例
えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポロプロピレン、ポ
リスチレン、シリコーン等の熱可塑性プラスチックやそ
れらをマトリックスとするＦＲＰ等を挙げることができ
る。これらは、単独でも、複数種を組み合わせて用いて
もよい。このように、複合積層体２８の中空部全体に鉛
等の塑性物３０及び保護リング３１を配置すると、低歪
みにおける高弾性及び高歪みにおける低弾性と、高減衰
性とを合わせ持つので、地震や風揺れなどに効果を発揮
することができる。

【００３３】ここで、外径２５０ｍｍ、内径４６ｍｍ、
厚さ１．６ｍｍの鋼板３０枚と、同様の形状で、厚さ
２．５ｍｍの５０％モジュラスが２．３ｋｇｆ／ｃ
ｍ²、引張強度が９０ｋｇｆ／ｃｍ²、破断時の伸びが
７６０％のゴム材料を用いて作成された軟質板３１枚を
用い、中空部に、直径２０ｍｍ、高さ１４８ｍｍの鉛の
周囲に外径４６ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの
６６ナイロンからなる保護リングを９９層配置した図６
に示す如き免震構造体１６を６組用いて、それぞれを６
本の杭基礎の上に固定し、その上部にコンクリート製の
住宅支持床を固定し、本発明の免震地盤を構成した。こ
の免震地盤上に５０ｔの荷重を有する戸建て住宅を建設
し、免震地盤に±２００％の剪断変型を１５回繰り返し
て与えたところ良好な免震性能を示し、その後の観察で
も、鉛の切断は起こらず、免震構造体の座屈変型も起こ
らなかったことが確認された。

【００３４】図７は本発明の免震地盤に用いられる免震
構造体３２の概略断面図であり、硬質板２４と軟質板２
６とからなる複合積層体２８の中央部には中空部が設け
られ、中空部にガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂
（以下、単にＦＲＰと称する）製の摩擦板３４が積層さ
れてが封入されている。摩擦板３４の積層体の上に押さ
え板３６が配置され、中央部にメネジを切った六角穴付
き押さえボルトを上ブタ３８として配置し、上ブタ３８
を締め付けて摩擦板３４積層体に封入力をかけている。

【００３５】このようなネジ付き上ブタによって、複合
積層体の柱状中空部に挿入された摩擦板、硬質粒状物な
どに封入圧力を加えることは、例えば、図６に示すごと
き柱状の塑性物と保護リングを挿入したもの等を含め
て、いずれの形状に対しても有効である。

【００３６】ここで、本発明の免震構造体に用いられる
摩擦板について詳細に説明する。本発明に用いる摩擦板
の材料は高分子材料、金属、セラミック、無機物等特に
制限されない。高分子材料としては、具体的には、例え
ば、熱可塑性プラスチックとして、ポリアミド（ナイロ
ン）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ガラス繊維強化ポリスチレン、ポリ−Ｐ−キシレン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリアクリレート、ポリメタアクリレー
ト、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、フッ素系プ
ラスチック、ポリアクリロニトリル、ポリビニルエーテ
ル、ポリビニルケトン、ポリエーテル、ポリカーボネイ
ト、熱可塑性ポリエステル、ジエン系プラスチック、ポ
リウレタン系プラスチック、芳香族ポリアミド、ポリフ
ェニレン、シリコーンなどを用いることができる。なか
でも、材料特性及び入手の容易性の観点から、ナイロ
ン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、熱硬化性プラスチック等が好ましい。ま
た、前記の熱可塑性プラスチック、熱硬化性プラスチッ
クをマトリックスとしたＦＲＰ（例えば、不飽和ポリエ
ステル樹脂のＦＲＰ）等も用いることができる。これら
の材料は単体で用いても、複数の種類を複合して用いて
もよく、また、可塑剤や充填剤を添加してもよく、ＦＲ
Ｐの如くガラス繊維やカーボン繊維などの補強材を混合
して用いてもよい。

【００３７】本発明の摩擦板の直径ｄは、硬質板の直径
をＤとすると、０．１≦（ｄ／Ｄ）≦０．８であることが好ましい。更に好ましくは、０．１≦（ｄ／Ｄ）≦０．６である。ｄ／Ｄが０．８を越えると摩擦力が大きくなり
過ぎ、免震構造体のバネ剛性とのバランスがくずれ、復
元力が損なわれてしまう。ｄ／Ｄが０．１未満になる
と、初期剛性が不足し、風揺れの防止ができなくなって
しまう。

【００３８】本発明の摩擦板は、複合積層体を貫通する
孔の中に押込み力２ｋｇ／ｃｍ²から２００ｋｇ／ｃｍ
²で封入することが好ましい。更に好ましくは、１０〜
１００ｋｇ／ｃｍ²である。封入する圧力が２００ｋｇ
／ｃｍ²を超えると、免震構造体が垂直方向に大きく引
き伸ばされることになり、使用時即ち載荷時の初期の沈
み込み量を勘案しても２００ｋｇ／ｃｍ²が限度であ
る。又、押込み力２ｋｇ／ｃｍ²未満では圧縮力が不十
分であり、免震構造体として十分な摩擦力を得ることが
できない。

【００３９】この摩擦板の封入力（押込み力）は、摩擦
板の上部に設けられたネジ山を有するフタのネジの締め
つけトルクを調整することによってコントロールするこ
とができる。即ち、上面板にネジを切り、そこに適合す
るネジ山を有するフタを設けて、そのネジの締め付けト
ルクを一定にすることにより摩擦板に加わる封入力を一
定になるよう調整するものである。ネジの大きさは、摩
擦板と同じかあるいはそれ以下の直径を有するものが好
ましい。

【００４０】ここで、外径２５０ｍｍ、内径５０ｍｍ、
厚さ１．６ｍｍの鋼板３０枚と、同様の形状で厚さ２．
５ｍｍの、５０％モジュラスが２．３ｋｇ／ｃｍ²、引
張強度が９０ｋｇ／ｃｍ²、破断時の伸びが７６０％の
ゴム材料を用いて作成された軟質板３１枚を用い、中空
部に、直径４９．８ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの６６ナイロ
ンからなる摩擦板を隙間なく配置して、押込み力１５ｋ
ｇ／ｃｍ²でネジを切った上フタで圧縮力を加えた、図
７に示す如き免震構造体３２を６組用いて、それぞれを
６本の杭基礎の上に固定し、その上部にコンクリート製
の住宅支持床を固定し、本発明の免震地盤を構成した。
この免震地盤上に５０ｔの荷重を有する戸建て住宅を建
設し、免震地盤に±２００％の剪断変型を１５回繰り返
して与えたところ良好な免震性能を示し、その後の観察
でも、免震構造体に座屈変型が起こらなかったことが確
認された。

【００４１】図８は本発明の免震地盤に用い得る免震構
造体４０の断面図を示す。免震構造体４０は、硬質板２
４と軟質板２６とからなる複合積層体２８中央部に設け
た中空部に、硬質粒状物であるガラスビーズ（球形）４
２をタッピングを行いながら充填し、その上部にネジを
切ったフタで圧縮力を加えて中のガラスビーズ４２が圧
縮状態になるように充填、封入し、さらに、この積層体
の外周を天然ゴム系ゴム材料を用いた外被ゴム４４で被
覆してなるものである。

【００４２】この免震構造体の柱状の中空部に充填され
る硬質粒状物としては、圧縮充填することにより、粒状
物同志の摩擦力によって免震構造体の過剰な変型を防止
しうるものであれば、特に制限はないが、好適な材料と
しては、例えば、銅、鉄、サンドブラスト用砂、ガラ
ス、石英、プラスチック、天然物や産業廃棄物を原料に
製造された粒状物等が挙げられ、さらに、十分な硬度を
有する繊維強化プラスチック、各種セラミック等も使用
することができる。

【００４３】粒状物の大きさは、０．０１〜３０ｍｍの
範囲のものが好ましく、０．０１ｍｍ未満であると充填
時に十分な応力をかけることができず、３０ｍｍを超え
ると、粒状物同志の接触面積が小さくなり、いずれも所
望の摩擦力を得難いため、好ましくない。

【００４４】この硬質粒状物の具体例としては、ガラス
ビーズ、鉄球、銅球等の金属球、砂、石英粉、Ａｌ₂Ｏ
₃を主成分とするサンドブラスト用砂等が挙げられる。

【００４５】粒状物の形状については、前記のサイズを
有するものであれば特に制限はないく、球状、紡錘状、
不定形等のいずれであってもよく、粒状物の表面も平滑
であっても、微細な凹凸を有するものであってもよい
が、変型緩和効果及び摩擦力の観点から、平板状のもの
よりもアスペクト比が３以下程度の球に近い形状を有す
るものが好ましく用いられる。

【００４６】これらの硬質粒状物を前記免震構造体の中
空部に充填する際には、タッピングを行うなどして、最
密充填し、さらに、蓋体等により応力が掛かるように封
入することが好ましい。中空部に最密充填された硬質粒
状物同志の摩擦力が減衰効果に寄与するため、硬質粒状
物が互いに自由に振動しうるような空間を有する充填状
態では所望の減衰効果が得られず好ましくない。

【００４７】ここで、外径２５０ｍｍ、内径５０ｍｍ、
厚さ１．６ｍｍの鋼板３０枚と、同様の形状で厚さ２．
５ｍｍの、５０％モジュラスが２．３ｋｇｆ／ｃｍ²、
引張強度が９０ｋｇｆ／ｃｍ²、破断時の伸びが７６０
％のゴム材料を用いて作成された軟質板３１枚を用い、
中空部に、直径１ｍｍのガラスビーズをタッピングを行
いながら充填できる最大量を充填して、ネジを切ったフ
タをトルク１５ｋｇ／ｃｍ²で圧縮力を加えて、中のガ
ラスビーズが圧縮状態になるように充填、封入した、図
１０に示す如き免震構造体４０を６組用いて、それぞれ
を６本の杭基礎の上に固定し、その上部にコンクリート
製の住宅支持床を固定し、本発明の免震地盤を構成し
た。この免震地盤上に５０ｔの荷重を有する戸建て住宅
を建設し、免震地盤に±２００％の剪断変型を１５回繰
り返して与えたところ良好な免震性能を示した。

【００４８】本発明の免震地盤に耐候性を付与するた
め、免震構造体の外側を耐候性の優れた材料で被覆して
も良い。この被覆材料としては、例えば、ブチルゴム、
アクリルゴム、ポリウレタン、シリコンゴム、フッ素ゴ
ム、多硫化ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＲＰ及び
ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポ
リエチレン、エチレン酢酸ビニルゴム、クロロプレンゴ
ムなどを用いることができる。これらの材料は単独で
も、二種類以上をブレンドしても良い。また、天然ゴ
ム、イソプレンゴムスチレンブタジエンゴム、ブタジエ
ンゴム、ニトリルゴム等とブレンドしても良い。

【００４９】地震の大きさは現状では予測が不可能にち
かく、設計値をこえる規模の地震が発生することもあり
うる。そのような巨大地震の場合、大きな剪断変形によ
って、内部に免震性能改善手段を有する免震構造体であ
っても座屈しうる場合があることも考慮する必要があ
る。このような大きな剪断変形に対処するために、基礎
部に、免震構造体用のフェールセーフを配置することが
有効であると考えられる。図９（Ａ）は、基礎部を構成
する杭基礎１４の杭頭キャップ２０の上に、免震構造体
１６を取り囲むようにフェールセーフ４６を付設した状
態を示す斜視図である。フェールセーフ４６は図９
（Ａ）の如く、免震構造体１６を３６０°取り巻いても
よいし、３６０°以下でもよい。例えば、図９（Ｂ）に
示す如く９０°取り巻くように配置してもよく、１８０
°取り巻くように配置されてもよい。

【００５０】ただし、免震構造体１６のフランジを含む
積層体の高さ（Ｌ）に対し、フェールセーフ４６の高さ
（ｌ）は当然ｌ＜Ｌとされるものである。図９（Ｃ）
は、本発明の免震地盤に大きな剪断変形が生じた状態を
示すモデル図を示し、基礎部１４に固定された免震構造
体１６に設計値を超えた変形が加わった場合、図９
（Ｃ）に破断線にて示されるように、免震構造体１６に
固定された住宅支持床１８がフェールセーフ４６上に乗
って、免震構造体１６の座屈変形を防止するように設計
される。

【００５１】本発明の免震地盤において住宅などの構造
体を支えると共に、前記（ｂ）免震構造体に連結される
（ｃ）住宅支持床には、構造体を支えるのに必要な強度
が要求される。このような強度を達成するために、本発
明における（ｃ）住宅支持床は、金属やコンクリート
等、例えば、Ｈ鋼、ＰＣ板等で構成されたフレームから
なる外枠として組まれたものが有用である。図１０
（Ａ）は、本発明の免震地盤に用いられるＨ鋼で構成さ
れた外枠４８からなる住宅支持床１８の一態様を示す斜
視図である。住宅支持床１８は、図１０（Ｂ）に示す如
く、Ｈ鋼で構成された外枠４８に加えて、強度を改良す
るための内枠５０を備えた構造を有することが好まし
い。内枠５０は必要な強度を達成しうるものであれば、
Ｈ鋼であっても、その他の素材、形状からなる材料であ
ってもよい。この内枠５０は、住宅などの構造体を支持
するのに要する強度を達成するため、目的に応じて好適
な本数を配置することができる。

【００５２】この住宅支持床の免震ゴムと連結される部
分には両者をボルトで連結するために、更にまたフェー
ルセーフ４６が、住宅支持床と接触してその性能を十分
に発揮させるために、住宅支持床の免震構造体と接触す
る近傍に、例えば、図１０（Ｃ）に示す如き補強板５２
を備えることが好ましい。補強板５２は、金属、コンク
リート、セラミックスのような素材からなり、住宅支持
床１８に固定されて形成されるものである。

【００５３】また、戸建て住宅の如き軽負荷構造体の軽
量に起因する免震性能の低下を補うために、住宅支持床
１８の下部に板材５４を配置し、該板材５４の上に、均
一な又は任意の重量勾配をつけた補助荷重５６を乗せる
こともできる。図１０（Ｄ）は住宅支持床１８の下部に
配置された板材５４の上に補助荷重５６を乗せた状態を
示す斜視図である。

【００５４】補助荷重５６としてはコストの安いもので
あれば何でもよく、例えば、金属、コンクリート、砂、
砂利、土、各種廃材各種天然材など比重の大きいものが
効果的である。

【００５５】本発明の免震地盤は、前記の如く、地面に
固定するための基礎部と、免震性能を改善する手段を内
部に備えた免震構造体と、その上に住宅などの構造体を
建築するための住宅支持床とからなり、それぞれが相互
に連結されることにより、簡単な構造で、軽負荷用とし
て優れた免震性能を達成しうる。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、前記構成としたため、戸建住
宅用等の軽量物に好適に用い得る、高性能で、塑性変型
や切断破壊がなく耐久性に優れ、交通振動等も防止する
ことができ、且つ、低コストである免震地盤を得ること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の免震地盤の一態様を示す概
略断面図であり、（Ｂ）は免震地盤の上部に住宅が配置
された状態を示す概略断面図である。

【図２】（Ａ）は免震地盤の杭基礎に用られる円柱状
の杭を示し、（Ｂ）は杭の杭頭に配置された杭頭キャッ
プを示し、（Ｃ）は複数本の杭に１つの杭頭キャップ２
０をかぶせた状態を示し、（Ｄ）は杭基礎として好適な
中空杭を示す概略断面図である。

【図３】（Ａ）は免震地盤の杭基礎に用られる板状杭
を示し、（Ｂ）は周囲に地盤方向に突出したフランジ部
分を有する平板状の板状杭を示す概略断面図である。

【図４】（Ａ）は免震地盤に用られるコマ型基礎の形
状の一例を示し、（Ｂ）はコマ型基礎を平面状に連結し
た状態を示し、（Ｃ）はコマ型基礎を平面状に連結した
ものを２段重ねて用いた状態を示す概略図である。

【図５】免震地盤の杭基礎に用られるコマ型基礎上に
免震構造体が連結された状態を示す概略断面図である。

【図６】本発明の免震地盤に用いられる、中空部に鉛
を配置した免震構造体を示す概略断面図である。

【図７】本発明の免震地盤に用いられる、中空部に摩
擦板を積層・配置した免震構造体を示す概略断面図であ
る。

【図８】本発明の免震地盤に用いられる、中空部に硬
質粒状物を充填した免震構造体を示す概略断面図であ
る。

【図９】（Ａ）は杭基礎の杭頭キャップの上に免震構
造体を３６０°取り巻くにフェールセーフを配置した状
態を示す斜視図であり、（Ｂ）は杭基礎の杭頭キャップ
の上に免震構造体を示す如く９０°取り巻くようにフェ
ールセーフを配置した状態を示す斜視図であり、（Ｃ）
は免震地盤に大きな剪断変形が生じた場合の、フェール
セーフの働きを示すモデル図である。

【図１０】（Ａ）は免震地盤に用いられるＨ鋼で構成
された外枠からなる住宅支持床の一態様を示し、（Ｂ）
は外枠に加えて、強度を改良するための内枠を備えた構
造の住宅支持床を示し、（Ｃ）は外枠に補強板を備えた
住宅支持床を示し、（Ｄ）は住宅支持床の下部に配置さ
れた板材の上に補助荷重を乗せた状態を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０免震地盤１２住宅（構造体）１４杭基礎（基礎部）１６免震構造体１８住宅支持床２０杭頭キャップ２４硬質板２６軟質板２８複合積層体３０鉛（塑性物）３４摩擦板４２ガラスビーズ（硬質粒状物）４６フェールセーフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１６Ｆ 15/04 8919−3ＪＦ１６Ｆ 15/04 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基礎部と免震構造体と住宅支持床とを備
えた免震地盤であって、該免震構造体が、剛性を有した硬質板と粘弾性的性質を
有した軟質板とをそれぞれ複数個、交互に積層した複合
積層体の内部に、該複合積層体を貫通する柱状の中空部
を設けて、該複合積層体の免震特性を改善する手段を配
置したものである、ことを特徴とする免震地盤。
【請求項２】前記基礎部が杭基礎であることを特徴と
する請求項１記載の免震地盤。
【請求項３】前記杭基礎に用いられる杭の頭頂に杭頭
キャップが付設されたものであることを特徴とする請求
項２記載の免震地盤。
【請求項４】前記杭基礎が板状杭からなることを特徴
とする請求項２記載の免震地盤。
【請求項５】前記複合積層体の免震特性を改善する手
段が、塑性物を配置する手段、摩擦板を積層、充填する
手段、硬質粒状物を充填する手段からなる群より選択さ
れることを特徴とする請求項１記載の免震地盤。
【請求項６】前記免震地盤の基礎部に、免震構造体の
大変形を防止するためのフェールセーフが付設されてい
ることを特徴とする請求項１記載の免震地盤。
【請求項７】前記住宅支持床がＨ鋼で組まれたフレー
ムからなり、且つ、該フレーム内に補助荷重が乗せられ
ていることを特徴とする請求項１記載の免震地盤。