JPH11117572A

JPH11117572A - 複合免震装置（支承及び緩衝装置、兼用）

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Publication number: JPH11117572A
Application number: JP27624297A
Authority: JP
Inventors: Shigemi Saito; 重美齋藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-10-08
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1999-04-27
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: JP3806499B2

Abstract

(57)【要約】【課題】地震発生に伴う「水平方向若しくは垂直方向
及び水平・垂直複合の三次元的地震波等」による建築物
等の揺れを阻止し、建築物等の崩壊及び倒壊等の被害を
皆無とすることを可能とした新規な複合免震装置を提供
する。【解決手段】支持基礎部分と上部建築物との間に円柱
状護膜魂及び同魂に封入された円形螺旋状鋼製発条及び
鋼製織布と、同魂に挿入された鋼製調整棒により構成さ
れた前記複合免震装置を設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は地震発生時におい
て、建築物及び構築物への地震波に依る上下動若しくは
水平動を免じ倒壊又は傾くことのない新規な複合免震装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の免震装置の構造は図６に示すが
如、円盤状の金属盤６と同径寸法の護膜盤４との積層状
をなし、金属盤６と護膜盤４は接着材に依り交互に固着
されて積層体を形成し、積層体の下端部に下部取付盤２
４、一方上端部に上部取付盤３８を有する。

【０００３】上記した免震装置２とは別に図４に示す免
震効果を調整する装置（一般的にダンパ−｛以下緩衝
装置｝という）５０を設置し、この両装置を併設するこ
とにより免震構造が成立し免震構造建築物となる。

【０００４】上記した従来の免震装置２及び緩衝機５０
を併設した建物が建てられている地域に地震が発生する
と、地震の水平波及び垂直波に依り上部建築物は免震装
置２及び緩衝機５０の効果により、垂直波に関しては図
６、水平波に関しては図８、の如免震装置２は変位をき
たす。この変位の際免震装置２の護膜盤４の断面形状が
幅（径）に対して、高さ（厚さ）著しく小さく水平方向
の変位に対して｛曲げ変形｝でなく｛剪断変形｝に近い
状態となり最悪の場合護膜盤４の破断も想定され、状況
によっては破断前に護膜盤４と金属盤６の接着固着面８
の剥離が同時多発し、積層体２自体の崩壊の可能性があ
る。

【０００５】上記した従来の免震装置２は垂直波に関し
ては図６の如変位するが、変位量はＨ₁〜Ｈ₂〜Ｈ₃と僅
かで前記の水平波に比較して著しく少なく、垂直波は免
震装置２により緩和されることは極めて少なく直接的に
上部建物２０に影響を与え、上部建物20は垂直波の揺れ
に追従し同様に揺れ、建築物本体の主要構造体に重大な
構造被害を与える。地震震央地域及び関連活断層周辺地
域あっては過去の被害状況の分析からしても垂直波（タ
テ揺れ）による被害が甚大で建物等の崩落・倒壊等の被
害が集中しており垂直波への対応は急務で、従来の免震
装置２にとっては垂直波への対応は弱点（欠陥）ともい
える。

【０００６】

【発明が解決しようする課題】本発明は上記した従来の
免震装置の現状に鑑みてなされたもので、地震発生時に
おける地震波による建築物への影響を画期的に軽減する
もので、特に震央地域及び関連活断層周辺地域における
垂直波（タテ揺れ）による壊滅的被害を皆無とし併せて
水平波（ヨコ揺れ）にも万全の対応を、緩衝機無しで可
能にした新規な装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の複合免震装置は建築物の支持基礎部分の上
端に設置され該免震装置の上端に該建築物が構築設置さ
れ、地震が発生した場合、図１〜２に示す該免震装置の
主要部材の円柱状護膜体とこれに封入された円形螺旋状
鋼製発条とにより構成されたことを特徴とし円柱状護膜
体及び円形螺旋状鋼製発条が各々、地震波の垂直波（タ
テ揺れ）に追従し図５に示すごとく地震力を吸収発散し
上部建築物への地震波の直撃に依る建築構造体等への被
害が回避される。

【０００８】上記構成において円柱状護膜体に円筒状の
鋼製織布を封入（鋳入）することで地震発生時の、水平
方向及び垂直方向の地震波に依り該免震装置の急激な変
形を抑制し且つ鋼製織布の強力な張力により円柱状護膜
体が地震波の周波に同調することを阻止し、建物の変位
周期を調整し振幅を僅かに押さえことを特徴とした免震
装置である。

【０００９】地震発生時の、強力な水平方向の地震波に
依り上部建築物が平常時の支持地盤の位置から極端な状
態に変位を被り左右に移動を余儀なくされ当然免震装置
自体の破損も想定されるが、支持基礎部分８に固着され
該免震装置２２に垂直に挿入された鋼製調整棒２８は極
端な状態に変位を被り左右に移動を余儀なくされる免震
装置の変位を鋼製調整棒の剛性に依り抑制・制御し、最
終的に上部建築物の変位を抑制・制御する特徴を有しそ
の効果の範囲も設置状況が水平面に対して垂直であるこ
とから当然３６０度全方位にその機能を発揮する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の１つの実施の形態
を添付図面中、図１〜図３に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明に係る複合免震装置の構造を
示す斜視図である。図１において、図２〜図７と同一若
しくは類似の部所及び部材は同一符号を用いて説明す
る。

【００１２】図３は本発明に係る複合免震装置を導入し
た建築物を示す斜視図である。

【００１３】図３において上部建築物２０は本発明に係
る免震構造建築物である。支持基礎部分１２は四角形状
の支持基礎梁１６を有している。該支持基礎梁１６は耐
圧盤１４と一体の構造で該構造は鉄筋コンクリ−ト構造
である。

【００１４】図３において２２は本発明の複合免震装置
を示す。支持基礎部分１２は上部建築物２０の建築基準
法に基づく構造計算に依り個別に算出された適正な強度
・規模であり、本図は一般例を示す。複合免震装置２２
の外形の直径・高さ、その他免震装置構成材の各種寸
法、及び免震装置22の使用個数・設置位置等は前記構造
計算に依り決定する。

【００１５】図２において支持基礎部分１２の上端部１
８は上部建築物２０の建設地周辺の地盤より少なくとも
３０cm以上高く構築し雨水等の流入を防ぎ複合免震装置
２２の汚損を避けるものとする。

【００１６】図２において、本発明に係る免震構造建築
物は、支持基礎部分１２、複合免震装置２２及び上部建
築物２０に依って構成される。

【００１７】ここで本発明に係る免震構造建築物の一般
的な施工法を施工順序に従って図１図２により述べる。
該免震構造建築物の建築地の地耐力（地盤強度）が構造
設計強度に適合することを確認の後（不適合の場合は杭
基礎等に依り補正）、耐圧盤１４の支持地盤面まで掘り
下げ（掘削）、耐圧盤１４の鉄筋工事、継続してコンク
リ−ト打設がなされる。耐圧盤１４の完成後引き続き支
持基礎梁16の施工に着手する。この際、複合免震装置２
２の支持基礎梁１６への、取付・固着用の取付ボルト２
６及び調整棒２８が、複合免震装置２２の設置位置にそ
れぞれ水平・垂直方向の精度確認のうえ仮固着され、支
持基礎梁１６の鉄筋工事完了後コンクリ−ト工事が施工
され完了後所定時間（建築基準法）経過し、コンクリ−
ト強度が設計強度到達により、取付ボルト２６及び調整
棒２８は支持基礎梁１６へ完全に固着する。

【００１８】耐圧盤１４及び支持基礎部分１２のコンク
リ−ト強度が設計強度到達後、支持基礎上端部１８の複
合免震装置２２設置部分を入念に清掃後、当該部分の水
平・垂直等の各レベル調整を高強度モルタルグラウト及
び鋼製レベルスペ−サ−等の併用により入念に行い、各
箇所共に複合免震装置２２取付設定レベルを均一に仕上
げる。尚既に施工済の取付ボルト２６及び調整棒２８な
養生保護をし施工に依る損傷を防ぐ。

【００１９】前記高強度モルタルグラウトが設計強度到
達後、本発明の複合免震装置２２の取付設置工事に着手
する。支持基礎上端部１８の上方に突出している該装置
用の取付ボルト２６及び調整棒２８の損傷の有無の確
認、及びコンクリ−ト等の付着物の清掃の後複合免震装
置２２の下部取付盤２４に穿孔された調整棒挿入孔３０
の下端部を、支持基礎上端部１８の上方に突出している
調整棒２８の上部先端に合わせながら慎重に調整棒挿入
孔３０に挿入し、徐々に降下させて複合免震装置２２の
下部取付盤２４に穿設された取付孔３２と支持基礎上端
部１８の上方に突出している取付ボルト２６の上部先端
に合わせながら更に徐々に降下させ、複合免震装置２２
の下部取付盤２４と支持基礎上端部１８の取付調整面３
４を密着させる。降下終了後支持基礎上端部１８の取付
ボルト２６のナットを締め付け、トルクレンチ等にて締
め付けトルクを確認し複合免震装置２２の支持基礎部分
１２への取付・固着は完了する。

【００２０】複合免震装置２２の支持基礎部分１２への
取付・固着完了後、上部建築物２０の施工に着手する。
図１及び図２は共に鉄筋コンクリ−ト造を一般例として
図示してあるが鉄骨造及び木造等の構造にあっても、上
部建築物等基礎部分若しくは土台部分と複合免震装置２
２の上部取付盤３８との接合・固着は基本的に差異はな
く図示は省略する。施工に先立ち複合免震装置２２本体
を工事中の汚損・破損を防ぐ為に養生保護シ−ト等で包
み込む。上部建築物２０の打込アンカ−ボルト３６を複
合免震装置２２の上部取付盤３８の取付孔３２に挿入し
水平・垂直等の各設定レベルを確認後上部取付盤３８に
仮固着させる。

【００２１】複合免震装置２２の上部取付盤３８への打
込アンカ−ボルト３６仮固着完了後上部建築物２０の基
礎部分４０の施工に着手する。基礎部分４０の施工完了
後該部分の所定強度到達を確認ののち、前記打込アンカ
−ボルト３６の複合免震装置２２側上部取付盤３８の取
付孔３２部分の取付ナット４２を締め付け、トルクレン
チ等にて締め付けトルクを確認し複合免震装置２２への
上部建築物２０の基礎部分４０の取付・固着は完了す
る。所定の工程を経て建築工事が完了し本発明の複合免
震装置２２に係る免震構造建築が完成する。

【００２２】上記の例では複合免震装置２２の概形を円
柱状としたが、その概形を四角柱状等その他の柱状とす
ることもできる。

【００２３】上記の例では円形螺旋状鋼製発条４４とし
たが、形状は円形を角型等その他にすることもでき、又
材質も鋼製を樹脂製等にすることができる。

【００２４】上記の例では調整棒２８は鋼製としたが、
材質は鋼製を樹脂製等にすることができる。

【００２５】上記の例では複合免震装置２２の下部取付
盤２４及び上部取付盤３８と鋼製発条４４との接合固着
は溶接としたがフックボルト締め付け若しくはねじ込み
式等に依ることもできる。

【００２６】上記構成による本発明に係る免震構造建築
物の立地が地震の震央地域若しくは活断層周辺地域の場
合、地震発生に伴う地震波に依る上下動、且つ震央外周
地域における場合は水平動、更に地殻状況に依る上下動
と水平動の複合波（三次元波）へとその免震効果を発
し、本免震装置は何れの地震波、何れの地域にも対応す
る。地震発生に伴う地震波のうち上下波に依る免震構造
建築物及び免震装置の変位を本発明に係る免震構造建築
物は図５に、従来の免震構造建築物を図６に夫々概略的
に示す。

【００２７】図５に示す様に本発明に係る免震構造建築
物の支持地盤１０（地層）が地震発生に伴い、地震波に
より上下に変位すると支持地盤１０に固着する支持基
礎部分１２も同様の変位をきたす。当然のこととして支
持基礎上端部１８及びこれに固着する、複合免震装置２
２の下部取付盤２４も同様の変位をきたす。支持地盤１
０から支持基礎部分１２へ、更に支持基礎上端部１８そ
して複合免震装置２２の下部取付盤２４へと、地震波に
よる上下動の地震力は伝播され、複合免震装置２２を経
由して地震力は上部建築物２０方向へ向かう。該装置の
鋼製発条４４の弾性と円柱状護膜体４６の圧縮に依り、
上部建築物２０方向へ向かう地震力は吸収発散・減衰
し、上部建築物２０へ伝播する地震力は極わずかで、本
免震構造建築物の構造体を始め在住者及び収容物等に何
らの被害を及ぼすことはない。地震力の上部建築物20へ
伝播が極めて少ないことにより、構造体の柱、梁への地
震力の負担が微小であるため従来の免震構造建築物に比
較して柱、梁材の寸法が減少し、建築空間の拡大を奏し
ひいては建築コストダウンに多大な貢献をするものであ
る。然しながら従来の免震装置（積層護膜式）に係る免
震構造建築物は図６に示す様に上下動の地震力の伝播が
減衰されずに免震装置２２を経由して地震力は上部建築
物２０方向へ伝播され、上部建築物２０は構造体を始め
居住者及び収容物等に被害の発生が想定される。

【００２８】震央外周地域に於て上記構成による本発明
に係る免震構造建築物は地震発生に伴う地震波による水
平動（ヨコ揺れ）の影響を図７に示す様に、鋼製発条４
４の弾性変形と円柱状護膜体４６の圧縮等の各々の変位
により吸収し、ヨコ揺れエネルギ−の上部建築物等への
伝播を阻止し地震に依る建築物等の揺れを画期的に軽減
し、当然地震エネルギ−の建築主要構造部への応力が極
めて小さい為に従来の積層ゴム型式の免震装置を導入し
た建物に比較して柱・梁の設計強度も小さくなり、結果
として柱・梁が細くなり建築コストの軽減に寄与し建築
空間も広くなろう。

【００２９】上記構成による本発明に係る免震構造建築
物は、該免震装置の調整棒２８の働きにより、従来の免
震装置（積層護膜式）に係る免震構造建築物に必要な緩
衝装置（ダンパ−）との組み合わせは不要となり、本発
明の免震装置のみで免震効果を発する。尚従来の積層ゴ
ム型式の免震装置に係る免震構造建築物に併設された緩
衝装置は、緩衝装置本体の形状・材質等の関係で地震発
生に伴う地震波による水平動（ヨコ揺れ）の影響で変位
を示すが、その形態が回転を伴う「捻れ変形」で上部建
築物に不要な回転応力を与え、副作用的な建物の揺れの
発生が想定されるが、本発明に係る免震構造建築物は副
作用的な建物の揺れの発生は皆無である。

【００３０】上記構成により、図１に示す本発明の円柱
状護膜体４６に鋼製織布４８を封入せしめたところの複
合免震装置２２に係る免震構造建築物は、震央外周地域
に於て地震発生に伴う水平動（ヨコ揺れ）の地震エネル
ギ−により基礎部分４０に水平応力が働き、この応力は
支持基礎梁１６より免震装置２２へと伝播する、この水
平応力により複合免震装置２２は図７に示す如円柱状護
膜体４６は積層体とは異なる一体成型の特徴をいかし
て、二次曲線的緩やかな変形をなし、かつ鋼製織布４８
の封入効果で積層体特有の局所的座屈は一切発生せず円
柱状護膜体４６の崩壊・破壊は全く無い。これに対し
て、従来の護膜積層型免震装置は図８に示す如、積層を
型成する単一の護膜盤４の厚さが護膜盤４の幅（径）に
対して著しく薄く、地震発生に伴う水平動（ヨコ揺れ）
の地震エネルギ−により局部的な変位の不連続変形を起
こし、更に積層体の構成が護膜盤４と金属盤６を交互に
接着剤により接着・密着され製造されている為薄い護膜
盤４に水平動により局所的座屈力が集中し、水平方向の
変位に薄い護膜盤４が追従となり、護膜盤４本体の破断
若しくは護膜盤４と金属盤６の接着面での剥離・離脱等
が発生し、免震装置として機能せず、上部建築物に甚大
な被害の発生が想定されよう。

【００３１】上記した実施の形態では、本発明に係る中
高層の鉄筋コンクリ−ト造建築物について例示して示し
たが、本発明は上部建築物等の構造が鉄骨造、木造、ブ
ロック造、石造等全ての建築構造に、更に建築物の高さ
も低層・中高層・超高層等のあらゆる高さに適用可能な
ことはいうまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の複合免震装
置に係る免震構造建築物は、地震発生におけるあらゆる
揺れから該複合免震装置の上部建築物等が隔離・隔絶さ
れ建築物等の構造体（柱・梁・壁体・床面）の変形・崩
壊、及び倒壊、関係付帯設備類の損壊、機能障害、更に
建築物等の屋内の家具等調度品や収納物の落下・倒壊・
飛散等の事故発生を皆無とあうることを可能し、特に地
震により未曾有の被害をもたらす震央地域（震源地）に
おける主要原因の上下動地震波への対応に画期的効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合免震装置の構造を示す概略斜視図
である。

【図２】本発明の複合免震装置の縦断面詳細図である。

【図３】本発明に係る免震構造建築物の概略斜視図であ
る。

【図４】従来の積層護膜形式免震装置に係る免震構造建
築物の概略斜視図である。

【図５】地震発生時の震央地域（震源地）に建築された
場合の、本発明に係る免震構造建築物等の該複合免震装
置の地震波・上下動（タテ揺れ）による変位の状態を示
す概略断面説明図及び概念表である。

【図６】地震発生時の震央地域（震源地）に建築された
場合の、従来の積層護膜形式免震装置に係る免震構造建
築物等の該積層護膜形式免震装置の地震波・上下動（タ
テ揺れ）による変位の状態を示す概略断面説明図及び概
念表である。

【図７】地震発生時の震央外周地域に建築された場合
の、本発明に係る免震構造建築物等の該複合免震装置の
地震波・水平動（ヨコ揺れ）による変位の状態を示す概
略断面説明図及び概念表である。

【図８】地震発生時の震央外周地域に建築された場合
の、本発明に係る免震構造建築物等の該複合免震装置の
地震波・水平動（ヨコ揺れ）による変位の状態を示す概
略立面説明図及び概念表である。

【符号の説明】

２従来の免震装置４護膜盤６金属盤８積層材接着面１０支持地盤１２支持基礎部分１４耐圧盤１６支持基礎梁１８支持基礎上端部２０上部建築物２２本発明の複合免震装置２４下部取付盤２６取付ボルト２８調整棒３０調整棒挿入孔３２取付孔３４取付調整面３６打込アンカ−ボルト３８上部取付盤４０基礎（土台）部分４２取付ナット４４鋼製発条４６円柱状護膜体４８鋼製織布５０緩衝装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建築物及び構築物の支持基礎部分と上部
建築本体等との間に設置し、地震発生時の地震波に依る
衝撃力の上部建築物等への影響を免ずる装置である。従
来の装置はその概形が円柱状をなし、その構成様式は円
盤状の鋼板と同寸法の円盤状の護膜板による積層体で、
鋼板と護膜板は接着材を用いて積層状に成型されてい
る。本発明の複合免震装置は鋼製発条と護膜魂を構成主
体とするもので、その免震効果も従来の装置が「水平方
向の二次元的地震波」への対応が顕著であるのに対して
本発明の装置は「水平方向及び垂直方向等三次元的地震
波」、あらゆる地震波に免震効果を発することを特徴と
する複合免震装置。
【請求項２】本装置は円柱状護膜魂の内部に円形螺旋
状鋼製発条が封入された形態を特徴とする請求項１記載
の複合免震装置。
【請求項３】本装置は円柱状護膜魂の内部に封入され
た円形螺旋状鋼製発条の中央部に発条に添って複数の鋼
製棒（以下鋼製調整棒という）を垂直に且つ円形状に挿
入して構成されることを特徴とする、請求項１又は２記
載の複合免震装置。
【請求項４】前述円形螺旋状鋼製発条は本免震装置
下部の取付盤に、鋼製調整棒は支持基礎部分にそれぞれ
固着することを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載
の複合免震装置。
【請求項５】従来の免震装置（一般的に支承という）
は装置本体とは別に免震効果を調整する機能（一般的に
ダンパ−｛緩衝装置｝という）を併せて別の場所に設置
することにより免震構造建築物が構成されたが、前記円
形螺旋状鋼製発条と鋼製調整棒及び円柱状護膜魂とによ
り構成される本複合免震装置は、本装置のみで免震効果
を調整する機能（一般的にダンパ−｛緩衝装置｝とい
う）を併せて発揮できることを特徴とする請求項１〜４
のいずれか記載の複合免震装置。
【請求項６】従来の積層体装置は構成素材が護膜と鋼
板のため、地震波に依る変形で「水平方向の剪断」及び
「垂直方向の座屈」の発生が想定される。「剪断」「座
屈」の発生を阻止するため、本装置の円柱状護膜魂と円
形螺旋状鋼製発条との中間に円筒状の鋼製職布を封入し
「水平方向の剪断」及び「垂直方向の座屈」から護膜魂
を保護することを特徴とする請求項５記載の複合免震装
置。
【請求項７】本装置の上・下端には前述の取付盤を有
し、この取付盤と円形螺旋状鋼製発条とは溶接に依り固
着、又は取付盤と円形螺旋状鋼製発条とを締め金具にて
固着可能とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれ
か記載の複合免震装置。
【請求項８】前記本装置上・下端に存する取付盤は
各々建築物及び構築物の支持基礎部分と上部建築物本体
等にボルト締めにて緊結される。該ボルトは支持基礎部
分にあっては、支持基礎部分の鉄筋コンクリ−ト躯体に
取付部分を残して埋め込まれ、本装置下端の取付盤に穿
孔されたボルト孔を挿通し金属ナットに依り固着される
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の複合免
震装置。