人工地盤を有する免震構造物
【課題】低層で床面積の大きな建築物に対してもコストを安価にでき、耐震性能に優れた免震構造物を提供する。
【解決手段】人工地盤層１と人工地盤層１の上方に構築された上層建築物３との間に免震層５が形成されてなる免震構造物であって、人工地盤層１は、地盤６の上方に延出させた鋼管杭７と、鋼管杭７の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材９と、を備えて構成されている。
【解決手段】人工地盤層１と人工地盤層１の上方に構築された上層建築物３との間に免震層５が形成されてなる免震構造物であって、人工地盤層１は、地盤６の上方に延出させた鋼管杭７と、鋼管杭７の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材９と、を備えて構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工地盤を有する免震構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震時の水平力を小さくするものとして免震機能を備えた構造物がある。通常このような構造物は、建物の基礎と上部構造物との間にアイソレータおよびダンパーを備えた免震装置を設け、この免震装置によって地震力の入力を阻止し、あるいは水平力を吸収して、建物が地震時に受ける力を小さくしようというものである。
このような免震構造物における設計方法として、基礎杭の上部に剛体と見なせるような剛性の高い基礎構造物を構築することによって、上部構造物の設計を基礎とは切り離して設計するいわゆる上下部別設計方法がある。このようにすることにより、設計の単純化を図ることができる。
【０００３】
上記のような上下部別設計の延長上にある免震構造として以下のものが提案されている。
基礎構造の上部に配置される下層構造物と、該下層構造物の上部に配置される上層建築物とからなる建築物の免震構造であって、前記下層構造物の柱頭部には、免震装置が配置されて、上層建築物と下層構造物との間に中間階免震層が形成されるとともに、前記上層建築物が、上弦材、下弦材、斜材及び垂直材よりなる鉄骨トラス造より構築されることを特徴とする建築物の免震構造（特許文献１参照）。
特許文献１のものは、基礎杭の上部に剛性の高い基礎構造物を構築し、この基礎構造物に基礎構造物と同様の剛性の高い下層構造物の柱を構築し、この柱の頭部に免震装置を設置するというものである。
【０００４】
特許文献１のものでは、下層構造物の柱頭部に免震装置を設置することから免震ピットの構築が不要となり、その分コストを低減できる。
しかしながら、特許文献１のものは基礎杭の上部に剛性の高い基礎構造物を構築する必要があり、そのため施工の手間やコストが過大になるという問題がある。
【０００５】
このような上下部別設計とは別に、上部構造物と基礎とを一体として設計するいわゆる上下部一体設計の手法がある。このような上下部一体設計手法を用いた免震構造物として、例えば以下のような免震構造物が提案されている。
地盤に打設された基礎杭の頭部における免震装置を介して上部構造が構築され、該上部構造と地盤との間における基礎杭の周囲にのみメンテナンス用空間が形成され、該メンテナンス用空間が連絡用通路で連結されたことを特徴とし、前記メンテナンス用通路は格子状に形成され、またメンテナンス用空間および連絡用通路は地盤を掘り下げて形成され、該地盤の掘り下げによって発生した掘削残土が、連絡用通路で囲まれた地盤の表面に埋め戻された構成を有する免震構造物（特許文献２参照）。
この免震構造物では基礎杭の周囲にのみメンテナンス用空間が形成され、これが連絡用通路で連結することにより、免震装置のメンテナンス用空間を必要最小限の大きさにすることができる。
【特許文献１】特開２００４−６０２８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば物流倉庫、スーパーなどの低層で床面積の大きな建築物では、建築延べ床面積に対して基礎構造物や免震ピットの占める割合が大きい。そのため、建築物全体のコストに占める基礎構造や免震ピットの割合が大きい。したがって、建築物全体のコストを低減するためには基礎構造や免震ピットのコストを低減することが要請される。
【０００７】
上記の特許文献１に記載のものは免震ピットを不要とする点ではコストの低減効果があるが、基礎杭の上部に基礎構造物の構築が必要であるため、大きなコスト低減の効果は期待できず、また基礎構造物の構築のための工期を要する点でも問題がある。
他方、特許文献２のものでは基礎杭の上部に基礎構造物の構築が必要ないので、その分のコスト低減が期待できる。
しかしながら、特許文献２では、連絡用通路で連結されたメンテナンス用空間を必要としており、基礎構造自体は軽減されるものの低層で床面積の大きな建築物では、建築延べ床面積に対してメンテナンス空間の占める割合が大きくなり、結局大きなコスト低減効果は期待できない。
【０００８】
以上のように、従来の免震構造物では低層で床面積の大きな建築物におけるコスト低減効果が十分でない。
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、低層で床面積の大きな建築物に対してもコストを安価にでき、耐震性能に優れた免震構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る免震構造は、人工地盤層と該人工地盤層の上方に構築された上層建築物との間に免震層が形成されてなる免震構造物であって、
前記人工地盤層は、地盤の上方に延出させた基礎杭である鋼管杭と、該鋼管杭の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材と、を備えて構成されていることを特徴とするものである。
相対変位拘束部材としては、例えば水平力を負担できる梁材であり、構造材の種別としては、鉄骨、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）、プレキャストコンクリート、鉄筋コンクリート（ＲＣ）部材などがある。
人工地盤層は、地盤と同様に上層建築物とは切り離していわゆる上下部別設計を行うことができる一定の剛性を備えている。もっとも、人工地盤層は、一般の地盤とは異なり地盤の上方に基礎杭を延出させて構成されることから、人工地盤層には一定の空間が形成され、例えばトラックバースとしての利用が可能である。
【００１０】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、免震層は、鋼管杭の杭頭部に免震装置を設置して構成され、相対変位拘束部材は、鋼管杭の側面に接合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、免震装置はアイソレータを備えてなり、該免震装置は、前記アイソレータをベースプレートの上面に固着して、該ベースプレートの下面に鋼管を固着し、該鋼管を鋼管杭に挿入してコンクリートによって定着することによって設置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、上記（１）に記載のものにおいて、相対変位拘束部材は、鋼管杭の杭頭部に挿入した挿入支柱を備えてなる仕口部材を介して設置され、免震層は、該仕口部材に免震装置を設置して構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、鋼管杭における相対変位拘束部材が設置される部位および人工地盤層の床面である土間コンクリートが打設される部位において、少なくとも杭径と同じ高さの範囲にコンクリートを充填したことを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかに記載のものにおいて、鋼管杭に代えて鉄筋コンクリート場所打ち杭またはＰＨＣ杭の上部に鋼管を配して一体化した合成杭を用いたことを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のものにおいて、上層建築物の骨組がブレース付きラーメン構造であって、ラーメン構造が、鉄骨構造、または鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨構造であることを特徴とするものである。
【００１６】
（８）また、上記（７）に記載のものにおいて、ブレースが座屈拘束ブレースであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、人工地盤層と該人工地盤層の上方に構築された上層建築物との間に免震層が形成されてなる免震構造物であって、前記人工地盤層は、地盤の上方に延出させた基礎杭である鋼管杭と、該鋼管杭の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材と、を備えて構成されているので、基礎構造物を構築する必要がなく、かつアイソレータに対するアクセスのための空間を特別に設ける必要がない。そのため物流倉庫、工場、店舗建築などの比較的低層で建築面積の大きな構造物においてもコストを低減して、耐震性に優れた構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態１］
図１は本発明の一実施形態に係る人工地盤を有する免震構造物の骨組構造の説明図であり、人工地盤層をトラックバースとして利用し、上階が４層からなる倉庫の例である。
本実施の形態に係る構造物は、トラックバースとして利用可能な人工地盤層１と人工地盤層１の上方に構築された上層建築物３との間に免震層５が形成されてなる免震構造物である。そして、人工地盤層１は、地盤６の上方に延出させた免震構造物の基礎杭である鋼管杭７と、鋼管杭７の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材９と、を備えて構成されている。
以下、各構成をさらに詳細に説明する。
【００１９】
１．人工地盤層
人工地盤層１は、基礎杭である鋼管杭７を地盤６の上方に延出させ、これに相対変位拘束部材９を設置して構成されている。基礎杭である鋼管杭７を地盤６の上方に延出させることにより、トラックバースとして利用できる空間を形成している。
また、上層建築物３と切り離して上下部別設計を可能にするため、人工地盤としての剛性を確保するために、鋼管杭７の頭部を相対変位拘束部材９で拘束している。
このように人工地盤層１を構成することで、人工地盤層１に特別の制震装置を設ける必要がなく、建物の構成を単純化できコスト低減を図ることができる。
【００２０】
本実施形態のように構造物が物流倉庫の場合、人工地盤層１は全面トラックバースにした方が効率が良いので、ブレース、間柱、壁などを設置することにより、構面をつぶすことは望ましくない。しかし、建築計画上許容できるのであればブレース、間柱、壁などの耐震要素を一部の構面に設置することは差し支えない。
また、架構の一部に制震ダンパーなどの制震装置を設置してもよい。このようにすれば、杭断面の低減が図れることからコストダウンを実現できる。
【００２１】
なお、人工地盤層１の床面には土間コンクリート１１が打設されている。そして、鋼管杭７における土間コンクリート打設付近および相対変位拘束部材９が設置される付近の上下方向に少なくとも杭径と同程度の高さ範囲にコンクリート１２を充填するのが好ましい。これによって、鋼管杭７の局部変形を抑え、耐震性能を向上させることができる。
【００２２】
また、スタッド、リング、リブなどのシアキーを鋼管杭７と人工地盤層１の床スラブとの間に設置して床スラブの鉛直荷重を杭に伝えるいわゆる構造床を構成すれば、地盤沈下などによる床面の変形を防止することができる。
【００２３】
２．上層建築物
本実施の形態の上層建築物３は建物の２階から５階に相当する。そして、図に示されるように、２階〜５階部分は架構部にブレース２０を設置したブレース付きラーメン構造になっている。通常、倉庫のような建物の場合には壁部に窓を設ける必要がないので、その場合にはブレース付きラーメン構造とすることで鋼材重量を低減でき、コスト低減を実現できる。
【００２４】
なお、上層建築物３の骨組は、鉄骨構造、鉄筋コンクリート構造（RC構造）、柱がコンクリート充填鋼管柱構造（CFT構造）で梁が鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨構造など特に制約はない。
しかし、免震装置５のアイソレータのみを考慮した1次固有周期と上階構造物の1次固有周期はできるだけ離したほうが耐震性能が向上するので、上階骨組は、鉄骨構造であれば固有周期が短くなるブレース構造にすることで免震装置との固有周期が離れるため好ましい。また、ブレース構造にするとコストダウンも図れるので、この点でも望ましい。特に、構造物が、物流倉庫や店舗構造物の場合には採光、通風のための窓をとる必要性が一般の建築物よりも低いので、このような構造物の場合にはブレース構造とするのが好ましい。
【００２５】
なお、ブレース２０の一部または全部を座屈拘束ブレースに代えてもよい。座屈拘束ブレースとは、筒材の中に低降伏点鋼等の帯鋼を挿入し、その周囲に帯鋼の軸方向変形を許容しつつ面外方向の変形を拘束して座屈するのを防止する拘束部材を設置したものである。
座屈拘束ブレースに代えることで、上層建築物３に揺れが生じるような場合にもエネルギー吸収が可能となり耐震性の向上を図ることができる。
なお、上層建築物３は耐震性能が満足されれば構造種別は問わず、ブレースを用いないラーメン構造でもよい。
【００２６】
３．免震層
免震層５は、鋼管杭７の杭頭部に免震装置１３を設置して構成されている。
免震装置１３は、アイソレータとダンパーから構成される。アイソレータとは、ゴムと鋼板を交互に何層にも重ねた積層ゴムもしくは低摩擦スライドシューからなるものである。
図２は図１における丸で囲んだＡ部を拡大して示す拡大図である。図２に示すように、
免震装置５は、アイソレータ２１をベースプレート２３の上面に固着すると共に該ベースプレート２３の下面に杭径の1.5倍程の長さの鋼管２５（蓋２６付き）を固着し、該鋼管２５を仕切板２７を設置した鋼管杭７に挿入し、鋼管杭７内にコンクリート２９を注入して固定している。
なお、杭頭部に挿入する鋼管２５の長さは、杭径の１〜２倍程度であり、1.5倍程度が好ましい。１倍以下であると耐力的に不十分であり、２倍を超えると不経済となる。
また、鋼管２５内に予めコンクリートを充填しておいてもよい。
【００２７】
上記のような取付構造によって免震装置１３を鋼管杭７に設置することで、鋼管杭７とアイソレータ２１を容易に一体化できる。
また、杭打ち位置が設計位置からずれた場合であっても、杭頭部に免震装置１３を設置する際に免震装置１３を上層構造物との関係で所定の位置に設置することができ、杭打ちの施工誤差を吸収できるので施工上のメリットが大きい。
なお、免震装置１３の設置方法として、鋼管２５に代えてアンカーボルトを設置して、鋼管杭内にコンクリートを打設することにより一体化してもよい。
【００２８】
４．相対変位拘束部材
相対変位拘束部材９は、鋼管杭７の杭頭部を拘束して水平移動を拘束するものであり、水平力に対して抵抗できる強度があればよい。具体的には、鉄骨、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）、プレキャストコンクリート、鉄筋コンクリート（ＲＣ）部材など構造種別は問わない。
相対変位拘束部材９の設置方法としては、例えば相対変位拘束部材９として鉄骨梁を採用した場合には図２に示すように、杭頭部に上下方向に所定間隔を離してダイヤフラム３１、３３を接合すると共に上下のダイヤフラム間に接合板３５を固定する。そして、鉄骨梁９の上下フランジ９ａ、９ｂをそれぞれ上下のダイヤフラム３１、３３に溶接接合し、鉄骨梁９のウェブ９ｃを接合板３５にボルト接合する。
【００２９】
以上のように構成された本実施の形態においては、地震力が作用した場合には免震装置１３を構成するアイソレータ２１がその免震作用によって地震力の入力を阻止するように作用し、ダンパーが入力した地震エネルギーを吸収するように作用する。
また、相対変位拘束部材９が鋼管杭７の相互の相対変位を拘束することにより、各鋼管杭７の杭頭の水平変形がより拘束されるとともに、杭頭部の回転も相対変位拘束部材９の剛性に応じて拘束されるので、免震装置１３に作用する付加的な曲げモーメントを小さくすることができる。
さらに、相対変位拘束部材９は、各鋼管杭７の水平方向の変位を同じにし、人工地盤層の挙動を一定にする効果がある。
【００３０】
また、アイソレータ２１を人工地盤層１を構成する鋼管杭７の杭頭に設置しているので、従来の免震装置を地下に設置した場合のように免震装置のメンテナンスのために免震装置にアクセスするための空間確保に特別の構造を設ける必要がなく、コスト低減を図ることができると共に工期も短縮される。
さらに、特許文献１に示されたような基礎構造物を構築する必要がないので、この点でもコスト低減と、工期の短縮を実現できる。
【００３１】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係る人工地盤を有する構造物の骨組構造の説明図であり、実施の形態１と同様に、人工地盤層がトラックバースとして利用可能で、上階が４層からなる倉庫の例である。図３において、図１と同一部分には同一の符号を付してある。
【００３２】
本実施の形態において、実施の形態１と異なる点は以下の点である。
（ａ）上層建築物３において、２階及び３階部分を実施の形態１と同様にブレース付きラーメン構造とし、４階及び５階部分をラーメン構造とした点。
（ｂ）鋼管杭７の全長に亘ってコンクリート３０を充填している点。
（ｃ）相対変位拘束部材９として鉄骨梁３７を用い、鉄骨梁３７を、仕口部材３９を介して鋼管杭７に接合すると共にアイソレータ２１を仕口部材３９に設置した点。
【００３３】
仕口部材３９は、図３における丸で囲んだＢ部を示す図４に示されるように、鋼管杭７に挿入された角形鋼管からなる挿入支柱４１と、挿入支柱４１における鋼管杭７の上方に突出した部分の両側面に接合されたＨ形鋼からなる接合部材４３を備えている。接合部材４３は、挿入支柱４１の上端に接合されたプレート４５ａと、挿入支柱４１の側面に接合された外ダイヤフラム４５ｂに溶接により接合されている。なお、外ダイヤフラム４５ｂに代えて内ダイヤフラムを用いてもよい。
挿入支柱の下端にはプレート４５ｃが接合され、挿入支柱４１内は空になっている。もっとも、挿入支柱４１内に予めコンクリートを充填するようにしてもよい。
【００３４】
挿入支柱４１に接合した上側のプレート４５ａにはアイソレータ２１が取り付けられている。鋼管杭７における挿入支柱４１が挿入された部位にはコンクリート４７（またはグラウト材）が充填され、これによって挿入支柱４１は鋼管杭７に定着されている。
そして、鉄骨梁３７の端部における上下フランジ３７ａ、３７ｂが接合部材４３の上下フランジ部に溶接され、鉄骨梁３７のウェブ３７ｃが接合部材４３のウェブにボルト接合されている。
【００３５】
上記のように構成された本実施の形態においては、鋼管杭７の全長に亘ってコンクリート３０を充填したことにより、鋼管杭７の剛性が増し、耐震性が向上する。
また、鉄骨梁３７を、仕口部材３９を介して鋼管杭７に接合したことにより、鉄骨梁３７の設置における施工性がよい。
【００３６】
なお、この例では鋼管杭７にコンクリート３０が充填されるコンクリート充填鋼管杭を用いているが、この場合の仕口部材３９の設置は以下のように行う。鋼管杭７に充填されるコンクリート３０は、仕口部材３９の挿入支柱４１が後から挿入できるよう、所定の高さまでで打ち止められる。充填されたコンクリート３０の固化後、挿入支柱４１を立て込み、挿入支柱４１を定着するためのコンクリート４７を注入する。
【００３７】
なお、上記の実施の形態１、２に示した鋼管杭７をその上部を拡径した拡頭杭としてもよい。
また、鋼管杭７に代えて、ＰＨＣ杭（プレテンション方式遠心力プレストレストコンクリートパイル）の上部に鋼管を配して一体化した合成杭を用いてもよい。
このような合成杭を用いることによって、コスト低減を図ることができる。
なお、ＰＨＣ杭に代えて、鉄筋コンクリート場所打ち杭を用いてもよい。
【００３８】
なお、上記の実施の形態１、２に示した杭の形態、相対変位拘束部材の形態、上層建築物の形態のそれぞれの組合せは任意に行うことができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施例１、２、３および下記に示す比較例１、２につき、バネマスモデルにモデル化し、地震応答解析を行った。
まず、実施例および比較例の諸元を示す。
１．実施例
（１）実施例１
実施例１は１Ｆ〜７Ｆからなる７層の物流倉庫であり、その架構図を図５に示す。杭は円形鋼管杭７、円形鋼管杭７の水平移動を拘束する相対変位拘束部材９はＨ形鋼を用いている。円形鋼管杭７とＨ形鋼は杭頭部に溶接接合されたシアキーとＨ形鋼のウェブがボルト接合されている。
上層建築物は、柱が角形鋼管、梁がＨ形鋼よりなる架構に座屈拘束ブレース５０を設置したブレース付きラーメン骨組より構成されている。
人工地盤層の階高は6Ｍ、上層建築物の階高は5Ｍである。
また、円形鋼管杭７における相対変位拘束部材９を接合した部位及び土間コンクリート打設部には、杭径と同じ長さ分だけコンクリートを充填した。
免震装置１３は、上層建築物の最下層柱と同じ角形鋼管の上下にベースプレートを溶接して挿入支柱を構成し、ベースプレートの上部に鉛ダンパー入り免震ゴムを高力ボルトで接合している。また、人工地盤床面は地ならしをした後、土間コンクリートを打設した。
この実施例１の諸元は以下の表１に示す通りである。
【００４０】
【表１】
【００４１】
（２）実施例２
図６に実施例２の架構図を示す。実施例２では、杭をコンクリート充填鋼管杭とし、地盤面付近の相対変位拘束部材９としてＨ形鋼梁を用いている。また、杭とＨ形鋼梁との接合は、実施の形態２で示した仕口部材３９を用いて剛接合されている。
また、人工地盤層の一部の構面（図中の左右両端の構面）には座屈拘束ブレース５１が設置されている。座屈拘束ブレース５１は、地盤面上と相対変位拘束部材９としてＨ形鋼梁との間に設置されている。
さらに、図６の第３層（上層建物第１層）の柱脚部に接合される梁を、各柱脚部の相対変位を拘束する部材とし、柱とピン接合した。
その他の点は実施例１と同様である。
【００４２】
（３）実施例３
実施例１の杭を耐震場所打ち杭（現場打ちＲＣ杭の杭頭部付近に内面リブ付き鋼管を設置する合成杭）に換え、上層建物をＲＣ構造物とした。他は実施例１と同じとする。
【００４３】
２．比較例
（１）比較例１
比較例１は実施例１における免震層をなくし、人工地盤層の上に上層建物がある構造としたものであり、その他の構成は実施例１と同じである。
（２）比較例２
実施例１における相対変位拘束部材９をなくしたものであり、その他の構成は実施例１と同様である。
【００４４】
地震応答解析に用いた地震は、ElCentro NSである。
地震応答解析結果を図７に示す。また、図７において横軸は層間変位角（rad）の最大値を示しており、縦軸は各層（各階）を示している。
【００４５】
図７を見ると、実施例１、２、３がほぼ同様の挙動を示しており、層間変位角が小さく、大幅に耐震性能が改善していることが分かる。
３つの実施例の中では、杭頭拘束効果が最も大きい実施例２が最も層間変位角が小さくなっている。また、実施例１も層間変位角は1/200を大幅に下回っており、大地震時にも無損傷とすることができる。
比較例１は杭頭部の相対変位を拘束する部材のないものであるが、このため第１層に大きな層間変位角が生じ、免震効果も実施例に比較して小さくなっている。このことから、相対変位拘束部材が免震効果に必須の部材であることが分かる。
【００４６】
以上のように、本発明の実施例１〜３は十分な耐震効果が得られていることが実証された。したがって、本発明によれば、物流倉庫、工場、店舗建築などの比較的低層で建築面積の大きな構造物において、耐震性に優れた建築物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態１の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態２の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す拡大図である。
【図５】本発明の実施例１の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図６】本発明の実施例２の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図７】実施例および比較例についてバネマスモデルにモデル化し、地震応答解析を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 人工地盤層、３ 上層建築物、５ 免震層、６ 地盤、７ 鋼管杭、９ 相対変位拘束部材、１１ 土間コンクリート、１３ 免震装置、２１ アイソレータ、２３ ベースプレート、２５ 鋼管、２７ 仕切板、２９ コンクリート、３１、３３ ダイヤフラム、３５ 接合板、３７ 鉄骨梁、３９ 仕口部材、４１ 挿入支柱、４３ 接合部材、５０ 座屈拘束ブレース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は人工地盤を有する免震構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震時の水平力を小さくするものとして免震機能を備えた構造物がある。通常このような構造物は、建物の基礎と上部構造物との間にアイソレータおよびダンパーを備えた免震装置を設け、この免震装置によって地震力の入力を阻止し、あるいは水平力を吸収して、建物が地震時に受ける力を小さくしようというものである。
このような免震構造物における設計方法として、基礎杭の上部に剛体と見なせるような剛性の高い基礎構造物を構築することによって、上部構造物の設計を基礎とは切り離して設計するいわゆる上下部別設計方法がある。このようにすることにより、設計の単純化を図ることができる。
【０００３】
上記のような上下部別設計の延長上にある免震構造として以下のものが提案されている。
基礎構造の上部に配置される下層構造物と、該下層構造物の上部に配置される上層建築物とからなる建築物の免震構造であって、前記下層構造物の柱頭部には、免震装置が配置されて、上層建築物と下層構造物との間に中間階免震層が形成されるとともに、前記上層建築物が、上弦材、下弦材、斜材及び垂直材よりなる鉄骨トラス造より構築されることを特徴とする建築物の免震構造（特許文献１参照）。
特許文献１のものは、基礎杭の上部に剛性の高い基礎構造物を構築し、この基礎構造物に基礎構造物と同様の剛性の高い下層構造物の柱を構築し、この柱の頭部に免震装置を設置するというものである。
【０００４】
特許文献１のものでは、下層構造物の柱頭部に免震装置を設置することから免震ピットの構築が不要となり、その分コストを低減できる。
しかしながら、特許文献１のものは基礎杭の上部に剛性の高い基礎構造物を構築する必要があり、そのため施工の手間やコストが過大になるという問題がある。
【０００５】
このような上下部別設計とは別に、上部構造物と基礎とを一体として設計するいわゆる上下部一体設計の手法がある。このような上下部一体設計手法を用いた免震構造物として、例えば以下のような免震構造物が提案されている。
地盤に打設された基礎杭の頭部における免震装置を介して上部構造が構築され、該上部構造と地盤との間における基礎杭の周囲にのみメンテナンス用空間が形成され、該メンテナンス用空間が連絡用通路で連結されたことを特徴とし、前記メンテナンス用通路は格子状に形成され、またメンテナンス用空間および連絡用通路は地盤を掘り下げて形成され、該地盤の掘り下げによって発生した掘削残土が、連絡用通路で囲まれた地盤の表面に埋め戻された構成を有する免震構造物（特許文献２参照）。
この免震構造物では基礎杭の周囲にのみメンテナンス用空間が形成され、これが連絡用通路で連結することにより、免震装置のメンテナンス用空間を必要最小限の大きさにすることができる。
【特許文献１】特開２００４−６０２８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２８５６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば物流倉庫、スーパーなどの低層で床面積の大きな建築物では、建築延べ床面積に対して基礎構造物や免震ピットの占める割合が大きい。そのため、建築物全体のコストに占める基礎構造や免震ピットの割合が大きい。したがって、建築物全体のコストを低減するためには基礎構造や免震ピットのコストを低減することが要請される。
【０００７】
上記の特許文献１に記載のものは免震ピットを不要とする点ではコストの低減効果があるが、基礎杭の上部に基礎構造物の構築が必要であるため、大きなコスト低減の効果は期待できず、また基礎構造物の構築のための工期を要する点でも問題がある。
他方、特許文献２のものでは基礎杭の上部に基礎構造物の構築が必要ないので、その分のコスト低減が期待できる。
しかしながら、特許文献２では、連絡用通路で連結されたメンテナンス用空間を必要としており、基礎構造自体は軽減されるものの低層で床面積の大きな建築物では、建築延べ床面積に対してメンテナンス空間の占める割合が大きくなり、結局大きなコスト低減効果は期待できない。
【０００８】
以上のように、従来の免震構造物では低層で床面積の大きな建築物におけるコスト低減効果が十分でない。
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、低層で床面積の大きな建築物に対してもコストを安価にでき、耐震性能に優れた免震構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る免震構造は、人工地盤層と該人工地盤層の上方に構築された上層建築物との間に免震層が形成されてなる免震構造物であって、
前記人工地盤層は、地盤の上方に延出させた基礎杭である鋼管杭と、該鋼管杭の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材と、を備えて構成されていることを特徴とするものである。
相対変位拘束部材としては、例えば水平力を負担できる梁材であり、構造材の種別としては、鉄骨、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）、プレキャストコンクリート、鉄筋コンクリート（ＲＣ）部材などがある。
人工地盤層は、地盤と同様に上層建築物とは切り離していわゆる上下部別設計を行うことができる一定の剛性を備えている。もっとも、人工地盤層は、一般の地盤とは異なり地盤の上方に基礎杭を延出させて構成されることから、人工地盤層には一定の空間が形成され、例えばトラックバースとしての利用が可能である。
【００１０】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、免震層は、鋼管杭の杭頭部に免震装置を設置して構成され、相対変位拘束部材は、鋼管杭の側面に接合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、免震装置はアイソレータを備えてなり、該免震装置は、前記アイソレータをベースプレートの上面に固着して、該ベースプレートの下面に鋼管を固着し、該鋼管を鋼管杭に挿入してコンクリートによって定着することによって設置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
（４）また、上記（１）に記載のものにおいて、相対変位拘束部材は、鋼管杭の杭頭部に挿入した挿入支柱を備えてなる仕口部材を介して設置され、免震層は、該仕口部材に免震装置を設置して構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、鋼管杭における相対変位拘束部材が設置される部位および人工地盤層の床面である土間コンクリートが打設される部位において、少なくとも杭径と同じ高さの範囲にコンクリートを充填したことを特徴とするものである。
【００１４】
（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかに記載のものにおいて、鋼管杭に代えて鉄筋コンクリート場所打ち杭またはＰＨＣ杭の上部に鋼管を配して一体化した合成杭を用いたことを特徴とするものである。
【００１５】
（７）また、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のものにおいて、上層建築物の骨組がブレース付きラーメン構造であって、ラーメン構造が、鉄骨構造、または鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨構造であることを特徴とするものである。
【００１６】
（８）また、上記（７）に記載のものにおいて、ブレースが座屈拘束ブレースであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、人工地盤層と該人工地盤層の上方に構築された上層建築物との間に免震層が形成されてなる免震構造物であって、前記人工地盤層は、地盤の上方に延出させた基礎杭である鋼管杭と、該鋼管杭の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材と、を備えて構成されているので、基礎構造物を構築する必要がなく、かつアイソレータに対するアクセスのための空間を特別に設ける必要がない。そのため物流倉庫、工場、店舗建築などの比較的低層で建築面積の大きな構造物においてもコストを低減して、耐震性に優れた構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［実施の形態１］
図１は本発明の一実施形態に係る人工地盤を有する免震構造物の骨組構造の説明図であり、人工地盤層をトラックバースとして利用し、上階が４層からなる倉庫の例である。
本実施の形態に係る構造物は、トラックバースとして利用可能な人工地盤層１と人工地盤層１の上方に構築された上層建築物３との間に免震層５が形成されてなる免震構造物である。そして、人工地盤層１は、地盤６の上方に延出させた免震構造物の基礎杭である鋼管杭７と、鋼管杭７の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材９と、を備えて構成されている。
以下、各構成をさらに詳細に説明する。
【００１９】
１．人工地盤層
人工地盤層１は、基礎杭である鋼管杭７を地盤６の上方に延出させ、これに相対変位拘束部材９を設置して構成されている。基礎杭である鋼管杭７を地盤６の上方に延出させることにより、トラックバースとして利用できる空間を形成している。
また、上層建築物３と切り離して上下部別設計を可能にするため、人工地盤としての剛性を確保するために、鋼管杭７の頭部を相対変位拘束部材９で拘束している。
このように人工地盤層１を構成することで、人工地盤層１に特別の制震装置を設ける必要がなく、建物の構成を単純化できコスト低減を図ることができる。
【００２０】
本実施形態のように構造物が物流倉庫の場合、人工地盤層１は全面トラックバースにした方が効率が良いので、ブレース、間柱、壁などを設置することにより、構面をつぶすことは望ましくない。しかし、建築計画上許容できるのであればブレース、間柱、壁などの耐震要素を一部の構面に設置することは差し支えない。
また、架構の一部に制震ダンパーなどの制震装置を設置してもよい。このようにすれば、杭断面の低減が図れることからコストダウンを実現できる。
【００２１】
なお、人工地盤層１の床面には土間コンクリート１１が打設されている。そして、鋼管杭７における土間コンクリート打設付近および相対変位拘束部材９が設置される付近の上下方向に少なくとも杭径と同程度の高さ範囲にコンクリート１２を充填するのが好ましい。これによって、鋼管杭７の局部変形を抑え、耐震性能を向上させることができる。
【００２２】
また、スタッド、リング、リブなどのシアキーを鋼管杭７と人工地盤層１の床スラブとの間に設置して床スラブの鉛直荷重を杭に伝えるいわゆる構造床を構成すれば、地盤沈下などによる床面の変形を防止することができる。
【００２３】
２．上層建築物
本実施の形態の上層建築物３は建物の２階から５階に相当する。そして、図に示されるように、２階〜５階部分は架構部にブレース２０を設置したブレース付きラーメン構造になっている。通常、倉庫のような建物の場合には壁部に窓を設ける必要がないので、その場合にはブレース付きラーメン構造とすることで鋼材重量を低減でき、コスト低減を実現できる。
【００２４】
なお、上層建築物３の骨組は、鉄骨構造、鉄筋コンクリート構造（RC構造）、柱がコンクリート充填鋼管柱構造（CFT構造）で梁が鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨構造など特に制約はない。
しかし、免震装置５のアイソレータのみを考慮した1次固有周期と上階構造物の1次固有周期はできるだけ離したほうが耐震性能が向上するので、上階骨組は、鉄骨構造であれば固有周期が短くなるブレース構造にすることで免震装置との固有周期が離れるため好ましい。また、ブレース構造にするとコストダウンも図れるので、この点でも望ましい。特に、構造物が、物流倉庫や店舗構造物の場合には採光、通風のための窓をとる必要性が一般の建築物よりも低いので、このような構造物の場合にはブレース構造とするのが好ましい。
【００２５】
なお、ブレース２０の一部または全部を座屈拘束ブレースに代えてもよい。座屈拘束ブレースとは、筒材の中に低降伏点鋼等の帯鋼を挿入し、その周囲に帯鋼の軸方向変形を許容しつつ面外方向の変形を拘束して座屈するのを防止する拘束部材を設置したものである。
座屈拘束ブレースに代えることで、上層建築物３に揺れが生じるような場合にもエネルギー吸収が可能となり耐震性の向上を図ることができる。
なお、上層建築物３は耐震性能が満足されれば構造種別は問わず、ブレースを用いないラーメン構造でもよい。
【００２６】
３．免震層
免震層５は、鋼管杭７の杭頭部に免震装置１３を設置して構成されている。
免震装置１３は、アイソレータとダンパーから構成される。アイソレータとは、ゴムと鋼板を交互に何層にも重ねた積層ゴムもしくは低摩擦スライドシューからなるものである。
図２は図１における丸で囲んだＡ部を拡大して示す拡大図である。図２に示すように、
免震装置５は、アイソレータ２１をベースプレート２３の上面に固着すると共に該ベースプレート２３の下面に杭径の1.5倍程の長さの鋼管２５（蓋２６付き）を固着し、該鋼管２５を仕切板２７を設置した鋼管杭７に挿入し、鋼管杭７内にコンクリート２９を注入して固定している。
なお、杭頭部に挿入する鋼管２５の長さは、杭径の１〜２倍程度であり、1.5倍程度が好ましい。１倍以下であると耐力的に不十分であり、２倍を超えると不経済となる。
また、鋼管２５内に予めコンクリートを充填しておいてもよい。
【００２７】
上記のような取付構造によって免震装置１３を鋼管杭７に設置することで、鋼管杭７とアイソレータ２１を容易に一体化できる。
また、杭打ち位置が設計位置からずれた場合であっても、杭頭部に免震装置１３を設置する際に免震装置１３を上層構造物との関係で所定の位置に設置することができ、杭打ちの施工誤差を吸収できるので施工上のメリットが大きい。
なお、免震装置１３の設置方法として、鋼管２５に代えてアンカーボルトを設置して、鋼管杭内にコンクリートを打設することにより一体化してもよい。
【００２８】
４．相対変位拘束部材
相対変位拘束部材９は、鋼管杭７の杭頭部を拘束して水平移動を拘束するものであり、水平力に対して抵抗できる強度があればよい。具体的には、鉄骨、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）、プレキャストコンクリート、鉄筋コンクリート（ＲＣ）部材など構造種別は問わない。
相対変位拘束部材９の設置方法としては、例えば相対変位拘束部材９として鉄骨梁を採用した場合には図２に示すように、杭頭部に上下方向に所定間隔を離してダイヤフラム３１、３３を接合すると共に上下のダイヤフラム間に接合板３５を固定する。そして、鉄骨梁９の上下フランジ９ａ、９ｂをそれぞれ上下のダイヤフラム３１、３３に溶接接合し、鉄骨梁９のウェブ９ｃを接合板３５にボルト接合する。
【００２９】
以上のように構成された本実施の形態においては、地震力が作用した場合には免震装置１３を構成するアイソレータ２１がその免震作用によって地震力の入力を阻止するように作用し、ダンパーが入力した地震エネルギーを吸収するように作用する。
また、相対変位拘束部材９が鋼管杭７の相互の相対変位を拘束することにより、各鋼管杭７の杭頭の水平変形がより拘束されるとともに、杭頭部の回転も相対変位拘束部材９の剛性に応じて拘束されるので、免震装置１３に作用する付加的な曲げモーメントを小さくすることができる。
さらに、相対変位拘束部材９は、各鋼管杭７の水平方向の変位を同じにし、人工地盤層の挙動を一定にする効果がある。
【００３０】
また、アイソレータ２１を人工地盤層１を構成する鋼管杭７の杭頭に設置しているので、従来の免震装置を地下に設置した場合のように免震装置のメンテナンスのために免震装置にアクセスするための空間確保に特別の構造を設ける必要がなく、コスト低減を図ることができると共に工期も短縮される。
さらに、特許文献１に示されたような基礎構造物を構築する必要がないので、この点でもコスト低減と、工期の短縮を実現できる。
【００３１】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係る人工地盤を有する構造物の骨組構造の説明図であり、実施の形態１と同様に、人工地盤層がトラックバースとして利用可能で、上階が４層からなる倉庫の例である。図３において、図１と同一部分には同一の符号を付してある。
【００３２】
本実施の形態において、実施の形態１と異なる点は以下の点である。
（ａ）上層建築物３において、２階及び３階部分を実施の形態１と同様にブレース付きラーメン構造とし、４階及び５階部分をラーメン構造とした点。
（ｂ）鋼管杭７の全長に亘ってコンクリート３０を充填している点。
（ｃ）相対変位拘束部材９として鉄骨梁３７を用い、鉄骨梁３７を、仕口部材３９を介して鋼管杭７に接合すると共にアイソレータ２１を仕口部材３９に設置した点。
【００３３】
仕口部材３９は、図３における丸で囲んだＢ部を示す図４に示されるように、鋼管杭７に挿入された角形鋼管からなる挿入支柱４１と、挿入支柱４１における鋼管杭７の上方に突出した部分の両側面に接合されたＨ形鋼からなる接合部材４３を備えている。接合部材４３は、挿入支柱４１の上端に接合されたプレート４５ａと、挿入支柱４１の側面に接合された外ダイヤフラム４５ｂに溶接により接合されている。なお、外ダイヤフラム４５ｂに代えて内ダイヤフラムを用いてもよい。
挿入支柱の下端にはプレート４５ｃが接合され、挿入支柱４１内は空になっている。もっとも、挿入支柱４１内に予めコンクリートを充填するようにしてもよい。
【００３４】
挿入支柱４１に接合した上側のプレート４５ａにはアイソレータ２１が取り付けられている。鋼管杭７における挿入支柱４１が挿入された部位にはコンクリート４７（またはグラウト材）が充填され、これによって挿入支柱４１は鋼管杭７に定着されている。
そして、鉄骨梁３７の端部における上下フランジ３７ａ、３７ｂが接合部材４３の上下フランジ部に溶接され、鉄骨梁３７のウェブ３７ｃが接合部材４３のウェブにボルト接合されている。
【００３５】
上記のように構成された本実施の形態においては、鋼管杭７の全長に亘ってコンクリート３０を充填したことにより、鋼管杭７の剛性が増し、耐震性が向上する。
また、鉄骨梁３７を、仕口部材３９を介して鋼管杭７に接合したことにより、鉄骨梁３７の設置における施工性がよい。
【００３６】
なお、この例では鋼管杭７にコンクリート３０が充填されるコンクリート充填鋼管杭を用いているが、この場合の仕口部材３９の設置は以下のように行う。鋼管杭７に充填されるコンクリート３０は、仕口部材３９の挿入支柱４１が後から挿入できるよう、所定の高さまでで打ち止められる。充填されたコンクリート３０の固化後、挿入支柱４１を立て込み、挿入支柱４１を定着するためのコンクリート４７を注入する。
【００３７】
なお、上記の実施の形態１、２に示した鋼管杭７をその上部を拡径した拡頭杭としてもよい。
また、鋼管杭７に代えて、ＰＨＣ杭（プレテンション方式遠心力プレストレストコンクリートパイル）の上部に鋼管を配して一体化した合成杭を用いてもよい。
このような合成杭を用いることによって、コスト低減を図ることができる。
なお、ＰＨＣ杭に代えて、鉄筋コンクリート場所打ち杭を用いてもよい。
【００３８】
なお、上記の実施の形態１、２に示した杭の形態、相対変位拘束部材の形態、上層建築物の形態のそれぞれの組合せは任意に行うことができる。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明の実施例１、２、３および下記に示す比較例１、２につき、バネマスモデルにモデル化し、地震応答解析を行った。
まず、実施例および比較例の諸元を示す。
１．実施例
（１）実施例１
実施例１は１Ｆ〜７Ｆからなる７層の物流倉庫であり、その架構図を図５に示す。杭は円形鋼管杭７、円形鋼管杭７の水平移動を拘束する相対変位拘束部材９はＨ形鋼を用いている。円形鋼管杭７とＨ形鋼は杭頭部に溶接接合されたシアキーとＨ形鋼のウェブがボルト接合されている。
上層建築物は、柱が角形鋼管、梁がＨ形鋼よりなる架構に座屈拘束ブレース５０を設置したブレース付きラーメン骨組より構成されている。
人工地盤層の階高は6Ｍ、上層建築物の階高は5Ｍである。
また、円形鋼管杭７における相対変位拘束部材９を接合した部位及び土間コンクリート打設部には、杭径と同じ長さ分だけコンクリートを充填した。
免震装置１３は、上層建築物の最下層柱と同じ角形鋼管の上下にベースプレートを溶接して挿入支柱を構成し、ベースプレートの上部に鉛ダンパー入り免震ゴムを高力ボルトで接合している。また、人工地盤床面は地ならしをした後、土間コンクリートを打設した。
この実施例１の諸元は以下の表１に示す通りである。
【００４０】
【表１】
【００４１】
（２）実施例２
図６に実施例２の架構図を示す。実施例２では、杭をコンクリート充填鋼管杭とし、地盤面付近の相対変位拘束部材９としてＨ形鋼梁を用いている。また、杭とＨ形鋼梁との接合は、実施の形態２で示した仕口部材３９を用いて剛接合されている。
また、人工地盤層の一部の構面（図中の左右両端の構面）には座屈拘束ブレース５１が設置されている。座屈拘束ブレース５１は、地盤面上と相対変位拘束部材９としてＨ形鋼梁との間に設置されている。
さらに、図６の第３層（上層建物第１層）の柱脚部に接合される梁を、各柱脚部の相対変位を拘束する部材とし、柱とピン接合した。
その他の点は実施例１と同様である。
【００４２】
（３）実施例３
実施例１の杭を耐震場所打ち杭（現場打ちＲＣ杭の杭頭部付近に内面リブ付き鋼管を設置する合成杭）に換え、上層建物をＲＣ構造物とした。他は実施例１と同じとする。
【００４３】
２．比較例
（１）比較例１
比較例１は実施例１における免震層をなくし、人工地盤層の上に上層建物がある構造としたものであり、その他の構成は実施例１と同じである。
（２）比較例２
実施例１における相対変位拘束部材９をなくしたものであり、その他の構成は実施例１と同様である。
【００４４】
地震応答解析に用いた地震は、ElCentro NSである。
地震応答解析結果を図７に示す。また、図７において横軸は層間変位角（rad）の最大値を示しており、縦軸は各層（各階）を示している。
【００４５】
図７を見ると、実施例１、２、３がほぼ同様の挙動を示しており、層間変位角が小さく、大幅に耐震性能が改善していることが分かる。
３つの実施例の中では、杭頭拘束効果が最も大きい実施例２が最も層間変位角が小さくなっている。また、実施例１も層間変位角は1/200を大幅に下回っており、大地震時にも無損傷とすることができる。
比較例１は杭頭部の相対変位を拘束する部材のないものであるが、このため第１層に大きな層間変位角が生じ、免震効果も実施例に比較して小さくなっている。このことから、相対変位拘束部材が免震効果に必須の部材であることが分かる。
【００４６】
以上のように、本発明の実施例１〜３は十分な耐震効果が得られていることが実証された。したがって、本発明によれば、物流倉庫、工場、店舗建築などの比較的低層で建築面積の大きな構造物において、耐震性に優れた建築物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態１の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の実施形態２の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す拡大図である。
【図５】本発明の実施例１の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図６】本発明の実施例２の人工地盤層を有する建築物の骨組構造の説明図である。
【図７】実施例および比較例についてバネマスモデルにモデル化し、地震応答解析を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１ 人工地盤層、３ 上層建築物、５ 免震層、６ 地盤、７ 鋼管杭、９ 相対変位拘束部材、１１ 土間コンクリート、１３ 免震装置、２１ アイソレータ、２３ ベースプレート、２５ 鋼管、２７ 仕切板、２９ コンクリート、３１、３３ ダイヤフラム、３５ 接合板、３７ 鉄骨梁、３９ 仕口部材、４１ 挿入支柱、４３ 接合部材、５０ 座屈拘束ブレース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人工地盤層と該人工地盤層の上方に構築された上層建築物との間に免震層が形成されてなる免震構造物であって、
前記人工地盤層は、地盤の上方に延出させた基礎杭である鋼管杭と、該鋼管杭の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材と、を備えて構成されていることを特徴とする免震構造物。
【請求項２】
免震層は、鋼管杭の杭頭部に免震装置を設置して構成され、相対変位拘束部材は、鋼管杭の側面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造物。
【請求項３】
免震装置はアイソレータを備えてなり、該免震装置は、前記アイソレータをベースプレートの上面に固着して、該ベースプレートの下面に鋼管を固着し、該鋼管を鋼管杭に挿入してコンクリートによって定着することによって設置されていることを特徴とする請求項２に記載の免震構造物。
【請求項４】
相対変位拘束部材は、鋼管杭の杭頭部に挿入した挿入支柱を備えてなる仕口部材を介して設置され、免震層は、該仕口部材に免震装置を設置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造物。
【請求項５】
鋼管杭における相対変位拘束部材が設置される部位および人工地盤層の床面である土間コンクリートが打設される部位において、少なくとも杭径と同じ高さの範囲にコンクリートを充填したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の免震構造物。
【請求項６】
鋼管杭に代えて鉄筋コンクリート場所打ち杭またはＰＨＣ杭の上部に鋼管を配して一体化した合成杭を用いたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の免震構造物。
【請求項７】
上層建築物の骨組がブレース付きラーメン構造であって、ラーメン構造が、鉄骨構造、または鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨構造であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の免震構造物。
【請求項８】
ブレースが座屈拘束ブレースであることを特徴とする請求項７に記載の免震構造物。
【請求項１】
人工地盤層と該人工地盤層の上方に構築された上層建築物との間に免震層が形成されてなる免震構造物であって、
前記人工地盤層は、地盤の上方に延出させた基礎杭である鋼管杭と、該鋼管杭の杭頭部に設けられて杭相互の相対変位を拘束する相対変位拘束部材と、を備えて構成されていることを特徴とする免震構造物。
【請求項２】
免震層は、鋼管杭の杭頭部に免震装置を設置して構成され、相対変位拘束部材は、鋼管杭の側面に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造物。
【請求項３】
免震装置はアイソレータを備えてなり、該免震装置は、前記アイソレータをベースプレートの上面に固着して、該ベースプレートの下面に鋼管を固着し、該鋼管を鋼管杭に挿入してコンクリートによって定着することによって設置されていることを特徴とする請求項２に記載の免震構造物。
【請求項４】
相対変位拘束部材は、鋼管杭の杭頭部に挿入した挿入支柱を備えてなる仕口部材を介して設置され、免震層は、該仕口部材に免震装置を設置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の免震構造物。
【請求項５】
鋼管杭における相対変位拘束部材が設置される部位および人工地盤層の床面である土間コンクリートが打設される部位において、少なくとも杭径と同じ高さの範囲にコンクリートを充填したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の免震構造物。
【請求項６】
鋼管杭に代えて鉄筋コンクリート場所打ち杭またはＰＨＣ杭の上部に鋼管を配して一体化した合成杭を用いたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の免震構造物。
【請求項７】
上層建築物の骨組がブレース付きラーメン構造であって、ラーメン構造が、鉄骨構造、または鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨鉄筋コンクリート構造、または柱がコンクリート充填鋼管で梁が鉄骨構造であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の免震構造物。
【請求項８】
ブレースが座屈拘束ブレースであることを特徴とする請求項７に記載の免震構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−３８４２０（Ｐ２００８−３８４２０Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１２７７９（Ｐ２００６−２１２７７９）
【出願日】平成１８年８月４日（２００６．８．４）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【出願人】（５９１２０５５３６）ＪＦＥシビル株式会社 (39)
【出願人】（０００２００２４２）株式会社ＪＦＥ設計 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月４日（２００６．８．４）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【出願人】（５９１２０５５３６）ＪＦＥシビル株式会社 (39)
【出願人】（０００２００２４２）株式会社ＪＦＥ設計 (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]