免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物
【課題】ロッキングを許容しつつ、アスペクト比が大きな建物であっても確実に転倒防止を図ることができ、さらに上下方向の制震性能を付与することを可能にする免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物を提供する。
【解決手段】転倒防止構造Ｂを外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２とを備えて構成する。外側転倒防止構造Ｂ１は、上部免震装置固定用部材６を横方向Ｔ１外側に延出させるように形成した外側抑え部７と、上下方向Ｔ２に所定の隙間をあけて外側抑え部７の上に延設された外側転倒防止構造本体部８とを備える。内側転倒防止構造Ｂ２は、側部１０ａ、１０ｂと内側抑え部１０ｃとからなり、内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の間に所定の隙間をあけて下部免震装置固定用部材５及び上部免震装置固定用部材６を囲繞するように配設された内側転倒防止構造本体部１０を備える。
【解決手段】転倒防止構造Ｂを外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２とを備えて構成する。外側転倒防止構造Ｂ１は、上部免震装置固定用部材６を横方向Ｔ１外側に延出させるように形成した外側抑え部７と、上下方向Ｔ２に所定の隙間をあけて外側抑え部７の上に延設された外側転倒防止構造本体部８とを備える。内側転倒防止構造Ｂ２は、側部１０ａ、１０ｂと内側抑え部１０ｃとからなり、内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の間に所定の隙間をあけて下部免震装置固定用部材５及び上部免震装置固定用部材６を囲繞するように配設された内側転倒防止構造本体部１０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層建物などにおいては、建物本体と基礎の間など、上部構造体と下部構造体の間に積層ゴムなどの免震装置を介設し、地震時に、上部構造体の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、応答加速度を小さくして揺れを抑えるようにしている。
【０００３】
一方、特にアスペクト比が大きく、横揺れに伴って転倒モーメントが作用しやすい免震建物においては、免震装置で支持された上部構造体（建物本体）の転倒を防止するため、各階のせん断変形角を一定値以下に抑えることが必要となり、この上部構造体にもそれに応じた強度（耐力）が必要になって高コストになるという問題があった。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、下部構造体と上部構造体の間に複数の第１免震装置を設置するとともに、これら第１免震装置に作用する引抜力を圧縮力として受けるように第２免震装置（引抜抵抗手段）を設置してなる免震建物が開示されている。
【０００５】
そして、この特許文献１では、上部構造体の外周部側に張出形成した第２免震装置台部の上に第２免震装置を設置するとともに、免震ピット躯体や隣接建物等、地盤側に固定され、建物の外側に配設された断面コ字型の部材の第２免震装置抑え部によって第２免震装置の上端部を支持させる。これにより、第１免震装置とともに第２免震装置によって建物の横揺れに対する免震性能が発揮され、また、第１免震装置に作用した引抜力を第２免震装置台部と第２免震装置抑え部で挟持された第２免震装置で圧縮力として受けることができ、実質的に上部構造体のロッキングを抑止して、上部構造体の転倒を防止することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された免震建物においては、上部構造体の外周部側に張出形成した第２免震装置台部と、建物の外側に配設された断面コ字型の部材の第２免震装置抑え部と、第２免震装置とで転倒防止構造が構成されるため、すなわち、建物の外側に設けた転倒防止構造のみで転倒防止を図るようにしているため、設計の自由度が低く、アスペクト比が大きくなるほどに（大きな転倒モーメントが作用するほどに）その適用が困難になるおそれがあった。
【０００８】
また、実質的に上部構造体のロッキングを抑止して転倒防止を図るようにしているため、上下水平方向の制震効果を得る（付与する）ことができない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、ロッキングを許容しつつ、アスペクト比が大きな建物であっても確実に転倒防止を図ることができ、さらに上下水平方向の制震性能を付与することを可能にする免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建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】
【００１０】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１１】
本発明の免震建物の転倒防止構造は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物の転倒防止構造であって、前記免震建物の外側に配設される外側転倒防止構造と前記免震建物の内側に配設される内側転倒防止構造とを備えており、前記外側転倒防止構造は、前記免震装置の上端部側を繋ぐ前記上部構造体の上部免震装置固定用部材を横方向外側に延出させるように形成した外側抑え部と、前記下部構造体に繋がり、前記外側抑え部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設されるとともに、上下方向に所定の隙間をあけて前記外側抑え部の上に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えて構成され、前記内側転倒防止構造は、前記上部免震装置固定用部材あるいは前記下部構造体に一端を繋げて上下方向に延設された側部と、前記側部に繋がって横方向に延設された内側抑え部とからなり、前記側部と前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材の横方向の間に、且つ前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の間に所定の隙間をあけて前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材を囲繞するように配設された内側転倒防止構造本体部を備えて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、地震等で振動エネルギーが作用し、建物に横揺れが生じた際に、積層ゴムなどの免震装置が変形することで、上部構造体の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、この上部構造体の応答加速度を小さくして揺れを抑えることが可能になる。
【００１３】
一方、上部構造体に振動エネルギーが作用して揺れ（ロッキング）が生じた場合には、免震装置に引抜力が作用することになるが、外側転倒防止構造の外側抑え部と外側転倒防止構造本体部とによって、且つ下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材と内側転倒防止構造の内側転倒防止構造本体部（内側抑え部）とによって、上部構造体の上下方向の変位量を規制することが可能になる。このため、上部構造体の揺れを小さく抑えることができ、免震装置に作用する引抜力を低く抑えることが可能になって、引抜力への耐力増強を図ることが可能になる。
【００１４】
また、本発明の免震建物の転倒防止構造においては、前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間に、前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部に、及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材に端部を繋げて、制震装置が設けられていることが望ましい。
【００１５】
この発明においては、外側抑え部と外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は内側抑え部と下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間に、免震装置ではなく制震装置が設置されているため、上部構造体に振動エネルギーが作用し、揺れ（ロッキング）が生じるとともに制震装置（超高減衰型粘弾性ダンパー、鉛ダンパー、摩擦ダンパー、スチールダンパー等）によって振動エネルギーを減衰させることが可能になる。また、同時に水平方向の変位減衰効果も得ることが可能になる。
【００１６】
本発明の免震建物は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物であって、上記のいずれかの免震建物の転倒防止構造を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明においては、上記の免震建物の転倒防止構造の作用効果を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物においては、上部構造体に振動エネルギーが作用し、揺れが生じた場合に、外側転倒防止構造の外側抑え部と外側転倒防止構造本体部とによって、且つ下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材と内側転倒防止構造の内側転倒防止構造本体部の内側抑え部とによって、上部構造体の上下方向と水平方向の変位量を規制することが可能になる。これにより、ロッキングを許容しつつ上部構造体の揺れを小さく抑えることができ、免震装置に作用する引抜力を低く抑えることが可能になるとともに、上部構造体の転倒を防止することが可能になる。
【００１９】
すなわち、アスペクト比が大きな搭状建物の転倒モーメントを処理して免震装置の大きな浮き上がりを防止し、免震建物の転倒防止を図ることができる。このため、上部構造体の各階のせん断変形角を一定値以下に抑えるように上部構造体を高剛性、高耐力で構築することを不要にし、安価に免震建物を構築することが可能になる。言い換えれば、上部構造体の耐力を低減し、より安価な免震建物を提供することが可能になる。
【００２０】
また、外側転倒防止構造とともに内側転倒防止構造によって上部構造体の転倒防止を図るようにしたことで、従来の免震建物（転倒防止構造）と比較し、設計の自由度が高くなり、アスペクト比が大きな免震建物に対しても外側転倒防止構造と内側転倒防止構造をバランスよく配置して確実に転倒防止を図ることが可能になる。
【００２１】
さらに、外側転倒防止構造と内側転倒防止構造によって上部構造体のロッキングを許容しつつ転倒防止を図るようにしているため、外側抑え部と外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は内側抑え部と下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間や、上部構造体の内側に制震装置を設置することで、振動エネルギーの減衰性能を効果的に付与することも可能になる。このため、さらに確実に転倒防止を図ることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る免震建物及び免震建物の転倒防止構造を示す図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の外側転倒防止構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の内側転倒防止構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の制震装置の一例を示す図である。
【図６】図５のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図７】図５に示した制震装置に水平力が作用した状態を示す図である。
【図８】図５に示した制震装置に圧縮力が作用した状態を示す図である。
【図９】図５に示した制震装置に引張力が作用した状態を示す図である。
【図１０】図５に示した制震装置の制震装置本体部を製造する方法を示す図である。
【図１１】図５に示した制震装置を形成（製造）して配設する方法を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の変形例を示す図であり、基礎免震建物に適用する場合の免震建物の転倒防止構造の一例を示す図である。
【図１３】図１２のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造（内側転倒防止構造）の変形例を示す図である。
【図１５】図１４のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造（内側転倒防止構造）の変形例を示す図である。
【図１７】図１６のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１から図１１を参照し、本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物について説明する。
【００２４】
本実施形態の免震建物Ａは、図１に示すように、上部構造体Ａ１と下部構造体Ａ２の間に免震装置１を介設してなるアスペクト比が大きな高層建物であり、転倒防止構造Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）を備えて構成されている。上部構造体Ａ１は、複数階層からなる建物本体であり、梁や柱、スラブ、外壁などを備え、下部構造体Ａ２は、複数の支持杭２や基礎底版（基礎スラブ）３を備えて構成されている。
【００２５】
また、この免震建物Ａは、下部構造体Ａ２の基礎底版３に柱４、梁を剛に接合し、さらに必要に応じて耐震壁などで補強した免震装置設置階Ｐが設けられている。そして、免震装置設置階Ｐの上部に剛接合して配設された下部免震装置固定用部材５に積層ゴムなどの免震装置１が上載設置されている。さらに、上部構造体Ａ１の下部には、剛接合した梁を備える上部免震装置固定用部材６が設けられ、上端部を上部免震装置固定用部材６に繋げて免震装置１が設けられている。
【００２６】
すなわち、本実施形態の免震建物Ａは、支持杭２や基礎底版３からなる下部構造体Ａ２の上方の中間階に免震装置１を設けた中間階免震建物として構成されている。なお、例えば図１の破線Ｓの位置を地表面ＧＬとし、基礎底版３を下部免震装置固定用部材５として免震装置１を設置し、免震建物Ａを基礎免震建物として構築してもよい。また、免震装置１は、例えば前述の特許文献１の図５及び図６に示されるように、上下方向に変位可能に設置されていることが望ましい。
【００２７】
本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂは、建物外周部側に設けられており、免震建物Ａの外側に配設される外側転倒防止構造Ｂ１と、免震建物Ａの内側に配設される内側転倒防止構造Ｂ２とで構成されている。
【００２８】
また、外側転倒防止構造Ｂ１は、図１から図３に示すように、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とを備えてなり、外側抑え部７は、免震装置１の上端部側を繋ぐ上部構造体Ａ１の上部免震装置固定用部材６を横方向Ｔ１外側に延出させるようにして形成されている。外側転倒防止構造本体部８は、図３に示すように、基礎底版３（下部構造体Ａ２）に一端を剛接合して繋げ、外側抑え部７と横方向Ｔ１に所定の隙間Ｈ１をあけて上下方向Ｔ２に延設されるとともに、外側抑え部７の上に上下方向Ｔ２に所定の隙間Ｈ２をあけて延設されている。すなわち、この外側転倒防止構造本体部８は、断面コ字型に形成され、下部構造体Ａ２に繋がって免震建物Ａの外側から外側抑え部７の上に廻り込むように延設され、外側抑え部７の上に上下方向Ｔ２に重なるように延設されている。また、本実施形態の外側転倒防止構造本体部８は、図１及び図３に示すように、免震装置設置階Ｐの外周部側の柱４及び下部免震装置固定用部材５に剛接合して設けられている。
【００２９】
さらに、本実施形態の外側転倒防止構造Ｂ１は、図１から図３に示すように、免震装置ではなく制震装置９を備えており、この制震装置９は、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２に、端部を外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８にそれぞれ繋げて設けられている。
【００３０】
そして、このような外側転倒防止構造Ｂ１は、上部免震装置固定用部材６の外周部を外側に拡張するようにして外側抑え部７を構築し、この外側抑え部７に一端部を繋げて外側抑え部７上に制震装置９を設置し、さらに、外側転倒防止構造本体部８を下部構造体Ａ２に繋げて設置するとともに、外側転倒防止構造本体部８と制震装置９の他端部を繋げて構築される。
【００３１】
一方、本実施形態の内側転倒防止構造Ｂ２は、図１から図４に示すように、内側転倒防止構造本体部１０を備えてなり、この内側転倒防止構造本体部１０は、下部構造体Ａ２の基礎底版３に一端を剛接合して繋げ、上下方向Ｔ２に延設された一対の側部１０ａ、１０ｂと、一対の側部１０ａ、１０ｂの他端同士を繋いで横方向Ｔ１に架設（延設）された内側抑え部１０ｃとを備えて構成されている。すなわち、本実施形態の内側転倒防止構造本体部１０は、門型に形成されており、一対の側部１０ａ、１０ｂと内側抑え部１０ｃで上部免震装置固定用部材６及び下部免震装置固定用部材５を囲繞するように配設されている。また、このとき、内側転倒防止構造本体部１０は、一対の側部１０ａ、１０ｂのそれぞれと下部免震装置固定用部材５及び上部免震装置固定用部材６の横方向Ｔ１の間と、内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の間とにそれぞれ、所定の隙間Ｈ３、Ｈ４をあけて配設されている。
【００３２】
さらに、本実施形態の内側転倒防止構造Ｂ２においては、上部免震装置固定用部材６と内側抑え部１０ｃの上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４に制震装置１１が設けられており、この制震装置１１は、端部を上部免震装置固定用部材６と内側抑え部１０ｃにそれぞれ繋げて設けられている。
【００３３】
ここで、外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２が備える制震装置９、１１には、例えば、図５及び図６に示す制震装置９、１１を適用することができる。この一例として示す制震装置９、１１は、金属板１２を間にして両側にそれぞれ超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４を積層し、各超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４の外側に一体にゴム側金属板１５を積層して設け、さらにゴム側金属板１５に固定用ボルト１６で固定してベース側金属板１７を一体に積層して形成されている。また、一対の超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４の間に配された金属板１２は、安全装置固定用金属板であり、その端部に金属、炭素繊維樹脂などで構成した安全装置１８が取り付けられている。
【００３４】
また、図５及び図６に示す制震装置９、１１は、両外側に配された各ベース側金属板１７に、上下方向（積層方向）に延設された複数の縦方向ネジ鉄筋１９が一端を溶接して一体に取り付けられている。また、縦方向ネジ鉄筋１９は、中間部に機械式継手２０を設け、この継手２０によって延長形成され、延長した他端にＴ型金物２１が取り付けられている。さらに、上下方向に延設された縦方向ネジ鉄筋１９の一端から中間部までの上下方向の間には、上下方向に間隔をあけて横方向に延設された複数の横方向ネジ鉄筋２２が配されている。また、各横方向ネジ鉄筋２２は、両端部側に機械式継手２３を設け、この継手２３によって延長形成され、延長した一端と他端にそれぞれＴ型金物２１が取り付けられている。そして、これら縦方向ネジ鉄筋１９と横方向ネジ鉄筋２２は、ベース側金属板１７と縦方向ネジ鉄筋１９の継手（中間部）２０までの上下方向の間、横方向ネジ鉄筋２２の両端部側の一対の継手２３の横方向の間の部分がコンクリートで埋設されている。本実施形態では、この埋設部分をＰＣコンクリート部２４としている。さらに、超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４を間にして上方と下方に、各ＰＣコンクリート部２４を埋設するようにして鉄筋２５と場所打ちコンクリート２６からなるコンクリート部２７が設けられている。
【００３５】
そして、超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４は、例えば天然ゴム系減衰材料であり、温度依存性、ひずみ依存性、速度依存性が小さく、振動に対して高い減衰性を発揮する。これにより、上記のように構成した図５及び図６に示す制震装置９、１１は、超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４が図７、図８、図９にそれぞれ示すように変形して、水平力（図７）、圧縮力（図８）、引張力（図９）の３種類の力に対して地震エネルギーを吸収することができ、優れた制震性能を発揮する。
【００３６】
なお、このような制震装置９、１１を製造する際には、まず、図１０（ａ）に示す第１段階で、安全装置固定用金属板１２を一対の超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４で挟み込み、各超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４の外側にゴム側金属板１５を接着する。次に、図１０（ｂ）（及び図１０（ａ））に示す第２段階で、ベース側金属板１７に同じ長さの縦方向ネジ鉄筋１９を溶接するとともに中間部に機械式継手２０を設置し、この状態のベース側金属板１７を各ゴム側金属板１５に固定用ボルト１６で固定する。次に、図１０（ｃ）に示す第３段階で、横方向ネジ鉄筋２２を配設するとともに各横方向ネジ鉄筋２２に機械式継手２３を設置する。次に、図１０（ｄ）に示す第４段階で、型枠３０を配設するとともに固定枠３１と充填材を挿入し、図１０（ｅ）に示す第５段階で、型枠３０を仮止めボルト３２で固定する。次に、図１０（ｆ）に示す第６段階で、型枠３０内に矢印Ｆ方向からコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に型枠３０を脱型することによって、一対のＰＣコンクリート部２４の間に超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４を備えた制震装置本体部３３が形成される。そして、この制震装置本体部３３は、工場でのＰＣ化工法を採用し、精度よく製造される。
【００３７】
次に、このように製造した制震装置本体部３３を現場に搬入し、図１１（ａ）に示す第７段階で、安全装置固定用金属板１２の端部に安全装置１８を固定する。次に、図１１（ｂ）に示す第８段階で、Ｔ型金物２１をつけたネジ鉄筋１９、２２を各機械式継手２０、２３に接続し、縦方向ネジ鉄筋１９及び横方向ネジ鉄筋２２をそれぞれ延長する。そして、図１１（ｃ）に示す第９段階で鉄筋２５の配筋、図１１（ｄ）に示す第１０段階で型枠３４、固定枠３１と充填材の設置を行う。そして、図１１（ｅ）に示すように、第１１段階で、注入孔から型枠３４内に場所打ちコンクリート２６を充填し、コンクリート硬化後に型枠３４を脱型することによって制震装置９、１１が形成（製造）され、所定位置に配設される。
【００３８】
ここで、制震装置９、１１は、上記のように構成したものに限定する必要はなく、例えば、上部構造体Ａ１と下部構造体Ａ２の相対変位（振動）に伴って発電を行う発電機と、この発電機から電力が供給されて磁力を発生させる電磁石とを備え、図５及び図６に示すようにコンクリート部２７の中央に電磁石３５を埋設するなどし、この電磁石３５で発生した磁力を利用して免震建物に作用した地震エネルギーを減衰させるように構成してもよい。この場合には、電磁石３５などによって優れた水平変位減衰機能が制震装置９、１１に付与されることになる。
【００３９】
次に、上記構成からなる本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂ及びこれを備えた免震建物Ａの作用及び効果について説明する。
【００４０】
地震等で振動エネルギーが作用し、建物Ａに横揺れが生じた際には、積層ゴムなどの免震装置１が変形することで、上部構造体Ａ１の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、応答加速度を小さくして上部構造体Ａ１の揺れが抑えられる。このようにして、従来の免震建物と同様、免震装置１によって優れた免震性能が発揮される。
【００４１】
一方、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用して揺れ（ロッキング）が生じた場合には、免震装置に引抜力が作用することになるが、本実施形態においては、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０（内側抑え部１０ｃ）とによって、上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２の変位量（上部構造体Ａ１の揺動量）が規制される。また、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０（側部１０ａ、１０ｂ）とによって、上部構造体Ａ１の水平方向（横方向）Ｔ１の変位量が規制される。すなわち、免震建物Ａの外周部側に、外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２が設けられているため、外側転倒防止構造本体部８によって外側抑え部７が上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１に変位することが規制され、内側転倒防止構造本体部１０の内側抑え部１０ｃや側部１０ａ、１０ｂによって上部免震装置固定用部材６が上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１に変位することが規制される。このため、上部構造体Ａ１の揺れが小さく抑えられ、免震装置１に作用する引抜力が低く抑えられるとともに、上部構造体Ａ１の転倒防止が図られる。このように本実施形態の外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２は変位減衰装置としても兼用でき、経済的である。
【００４２】
さらに、このとき、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２及び内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４に、免震装置ではなく制震装置９、１１が設置されているため、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、揺れ（ロッキング）が生じるとともに、これら制震装置９、１１によって振動エネルギーが減衰される。すなわち、制震装置９、１１によって上部構造体Ａ１を上下と水平方向Ｔ１、Ｔ２に揺動させる振動エネルギーに対して減衰性能が発揮される。これにより、さらに確実に上部構造体Ａ１の揺れが小さく抑えられ、免震装置１に作用する引抜力が低く抑えられるとともに、上部構造体Ａ１の転倒防止が図られることになる。
【００４３】
したがって、本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂ及びこれを備えた免震建物Ａにおいては、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、揺れが生じた場合に、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０とによって、上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１の変位量を規制することが可能になる。これにより、ロッキングを許容しつつ上部構造体Ａ１の揺れを小さく抑えることができ、免震装置１に作用する引抜力を低く抑えることが可能になるとともに、上部構造体Ａ１の転倒を防止することが可能になる。
【００４４】
すなわち、アスペクト比が大きな搭状建物Ａの転倒モーメントを処理して免震装置１の大きな浮き上がりを防止し、免震建物Ａの転倒防止を図ることができる。このため、上部構造体Ａ１の各階のせん断変形角を一定値以下に抑えるように上部構造体Ａ１を高剛性、高耐力で構築することを不要にし、安価に免震建物Ａを構築することが可能になる（上部構造体Ａ１の耐力を低減し、より安価な免震建物Ａを提供することが可能になる）。
【００４５】
また、外側転倒防止構造Ｂ１とともに内側転倒防止構造Ｂ２によって上部構造体Ａ１の転倒防止を図るため、従来の免震建物と比較し、設計の自由度が高くなり、アスペクト比が大きな免震建物Ａに対しても外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２をバランスよく配置し、従来の免震建物の弱点である転倒モーメントに対する安全性を高めて確実に転倒防止を図ることが可能になる。
【００４６】
さらに、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２及び内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４に、免震装置ではなく制震装置９、１１が設置されているため、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、揺れが生じるとともにこれら制震装置９、１１によって振動エネルギーを減衰させることが可能になる。これにより、振動エネルギーの減衰性能を効果的に付与することが可能になり、さらに確実に転倒防止を図ることが可能になる。
【００４７】
以上、本発明に係る免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２と、内側転倒防止構造Ｂ２の内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４とにそれぞれ制震装置９、１１を設けて、転倒防止を図るとともに振動エネルギーの減衰性能を付与するようにした。これに対し、これら隙間Ｈ２、Ｈ４に制震装置９、１１を設けず、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用して揺れが生じた際に、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造本体部１０とによって、上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１の変位量を規制することで、上部構造体Ａの揺れを小さく抑えて、転倒防止のみを図るようにしてもよい。
【００４８】
また、この場合には、外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２によって上部構造体Ａ１のロッキングを許容しつつ転倒防止を図るようにしているため、上部構造体Ａ１の内側に別途制震装置を設置することで、本実施形態と同様に振動エネルギーの減衰性能を効果的に付与することも可能であり、さらに確実に転倒防止を図ることも可能である。
【００４９】
さらに、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２と、内側転倒防止構造Ｂ２の内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４のどちらか一方に制震装置９、１１を設けるようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、免震建物Ａが中間階免震建物であるものとして説明を行ったが、勿論、本発明は基礎免震建物に適用してもよい。そして、基礎免震建物Ａに適用する場合には、例えば図１２及び図１３に示すように、上部免震装置固定用部材５の外側抑え部７と基礎底版３（下部構造体Ａ２）に繋がる断面コ字型の外側転倒防止構造本体部８とを備えて外側転倒防止構造Ｂ１を構成し、基礎底版３（下部構造体Ａ２）に繋がる内側転倒防止構造本体部１０を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成すれば、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５１】
さらに、中間階免震建物Ａの場合、図１４及び図１５に示すように、基礎底版３に繋がる４本の柱（側部１０ｄ）に梁（内側抑え部１０ｅ）を剛接合し、梁１０ｅと上部免震装置固定用部材６との間に隙間Ｈ４（制震装置１１）を設けて内側転倒防止構造本体部１０を形成し、このような内側転倒防止構造本体部１０を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成してもよい。この場合においても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０が側部１０ａ、１０ｂを下部構造体Ａ２に繋げて設け、上部免震装置固定用部材６と内側抑え部１０ｃの間に隙間Ｈ４（制震装置１１）を設けて構成されているものとしたが、例えば図１６及び図１７に示すように、上部免震装置固定用部材６に繋げて柱（側部１０ｆ）を設け、この柱１０ｆに梁（内側抑え部１０ｇ）を剛接合し、梁１０ｇと下部免震装置固定用部材５との間に隙間Ｈ４（制震装置１１）を設けて内側転倒防止構造本体部１０を形成し、このような内側転倒防止構造本体部１０を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成してもよい。この場合においても、勿論、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 免震装置
２ 支持杭
３ 基礎底版
４ 柱
５ 下部免震装置固定用部材
６ 上部免震装置固定用部材
７ 外側抑え部
８ 外側転倒防止構造本体部
９ 制震装置
１０ 内側転倒防止構造本体部
１０ａ 側部
１０ｂ 側部
１０ｃ 内側抑え部
１０ｄ 側部（柱）
１０ｅ 内側抑え部（梁）
１０ｆ 側部（柱）
１０ｇ 内側抑え部（梁）
１１ 制震装置
１２ 金属板
１３ 超高減衰型粘弾性ゴム
１４ 超高減衰型粘弾性ゴム
１５ ゴム側金属板
１６ 固定用ボルト
１７ ベース側金属板
１８ 安全装置
１９ 縦方向ネジ鉄筋
２０ 機械式継手
２１ Ｔ型金物
２２ 横方向ネジ鉄筋
２３ 機械式継手
２４ ＰＣコンクリート部
２５ 鉄筋
２６ 場所打ちコンクリート
２７ コンクリート部
３０ 型枠
３１ 固定枠
３２ 仮止めボルト
３３ 制震装置本体部
３４ 型枠
３５ 電磁石
Ａ 免震建物
Ａ１ 上部構造体
Ａ２ 下部構造体
Ｂ 免震建物の転倒防止構造
Ｂ１ 外側転倒防止構造
Ｂ２ 内側転倒防止構造
Ｈ１ 隙間
Ｈ２ 隙間
Ｈ３ 隙間
Ｈ４ 隙間
Ｐ 免震装置設置階
Ｔ１ 横方向（水平方向）
Ｔ２ 上下方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層建物などにおいては、建物本体と基礎の間など、上部構造体と下部構造体の間に積層ゴムなどの免震装置を介設し、地震時に、上部構造体の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、応答加速度を小さくして揺れを抑えるようにしている。
【０００３】
一方、特にアスペクト比が大きく、横揺れに伴って転倒モーメントが作用しやすい免震建物においては、免震装置で支持された上部構造体（建物本体）の転倒を防止するため、各階のせん断変形角を一定値以下に抑えることが必要となり、この上部構造体にもそれに応じた強度（耐力）が必要になって高コストになるという問題があった。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、下部構造体と上部構造体の間に複数の第１免震装置を設置するとともに、これら第１免震装置に作用する引抜力を圧縮力として受けるように第２免震装置（引抜抵抗手段）を設置してなる免震建物が開示されている。
【０００５】
そして、この特許文献１では、上部構造体の外周部側に張出形成した第２免震装置台部の上に第２免震装置を設置するとともに、免震ピット躯体や隣接建物等、地盤側に固定され、建物の外側に配設された断面コ字型の部材の第２免震装置抑え部によって第２免震装置の上端部を支持させる。これにより、第１免震装置とともに第２免震装置によって建物の横揺れに対する免震性能が発揮され、また、第１免震装置に作用した引抜力を第２免震装置台部と第２免震装置抑え部で挟持された第２免震装置で圧縮力として受けることができ、実質的に上部構造体のロッキングを抑止して、上部構造体の転倒を防止することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された免震建物においては、上部構造体の外周部側に張出形成した第２免震装置台部と、建物の外側に配設された断面コ字型の部材の第２免震装置抑え部と、第２免震装置とで転倒防止構造が構成されるため、すなわち、建物の外側に設けた転倒防止構造のみで転倒防止を図るようにしているため、設計の自由度が低く、アスペクト比が大きくなるほどに（大きな転倒モーメントが作用するほどに）その適用が困難になるおそれがあった。
【０００８】
また、実質的に上部構造体のロッキングを抑止して転倒防止を図るようにしているため、上下水平方向の制震効果を得る（付与する）ことができない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、ロッキングを許容しつつ、アスペクト比が大きな建物であっても確実に転倒防止を図ることができ、さらに上下水平方向の制震性能を付与することを可能にする免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建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】
【００１０】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【００１１】
本発明の免震建物の転倒防止構造は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物の転倒防止構造であって、前記免震建物の外側に配設される外側転倒防止構造と前記免震建物の内側に配設される内側転倒防止構造とを備えており、前記外側転倒防止構造は、前記免震装置の上端部側を繋ぐ前記上部構造体の上部免震装置固定用部材を横方向外側に延出させるように形成した外側抑え部と、前記下部構造体に繋がり、前記外側抑え部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設されるとともに、上下方向に所定の隙間をあけて前記外側抑え部の上に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えて構成され、前記内側転倒防止構造は、前記上部免震装置固定用部材あるいは前記下部構造体に一端を繋げて上下方向に延設された側部と、前記側部に繋がって横方向に延設された内側抑え部とからなり、前記側部と前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材の横方向の間に、且つ前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の間に所定の隙間をあけて前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材を囲繞するように配設された内側転倒防止構造本体部を備えて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明においては、地震等で振動エネルギーが作用し、建物に横揺れが生じた際に、積層ゴムなどの免震装置が変形することで、上部構造体の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、この上部構造体の応答加速度を小さくして揺れを抑えることが可能になる。
【００１３】
一方、上部構造体に振動エネルギーが作用して揺れ（ロッキング）が生じた場合には、免震装置に引抜力が作用することになるが、外側転倒防止構造の外側抑え部と外側転倒防止構造本体部とによって、且つ下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材と内側転倒防止構造の内側転倒防止構造本体部（内側抑え部）とによって、上部構造体の上下方向の変位量を規制することが可能になる。このため、上部構造体の揺れを小さく抑えることができ、免震装置に作用する引抜力を低く抑えることが可能になって、引抜力への耐力増強を図ることが可能になる。
【００１４】
また、本発明の免震建物の転倒防止構造においては、前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間に、前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部に、及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材に端部を繋げて、制震装置が設けられていることが望ましい。
【００１５】
この発明においては、外側抑え部と外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は内側抑え部と下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間に、免震装置ではなく制震装置が設置されているため、上部構造体に振動エネルギーが作用し、揺れ（ロッキング）が生じるとともに制震装置（超高減衰型粘弾性ダンパー、鉛ダンパー、摩擦ダンパー、スチールダンパー等）によって振動エネルギーを減衰させることが可能になる。また、同時に水平方向の変位減衰効果も得ることが可能になる。
【００１６】
本発明の免震建物は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物であって、上記のいずれかの免震建物の転倒防止構造を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明においては、上記の免震建物の転倒防止構造の作用効果を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物においては、上部構造体に振動エネルギーが作用し、揺れが生じた場合に、外側転倒防止構造の外側抑え部と外側転倒防止構造本体部とによって、且つ下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材と内側転倒防止構造の内側転倒防止構造本体部の内側抑え部とによって、上部構造体の上下方向と水平方向の変位量を規制することが可能になる。これにより、ロッキングを許容しつつ上部構造体の揺れを小さく抑えることができ、免震装置に作用する引抜力を低く抑えることが可能になるとともに、上部構造体の転倒を防止することが可能になる。
【００１９】
すなわち、アスペクト比が大きな搭状建物の転倒モーメントを処理して免震装置の大きな浮き上がりを防止し、免震建物の転倒防止を図ることができる。このため、上部構造体の各階のせん断変形角を一定値以下に抑えるように上部構造体を高剛性、高耐力で構築することを不要にし、安価に免震建物を構築することが可能になる。言い換えれば、上部構造体の耐力を低減し、より安価な免震建物を提供することが可能になる。
【００２０】
また、外側転倒防止構造とともに内側転倒防止構造によって上部構造体の転倒防止を図るようにしたことで、従来の免震建物（転倒防止構造）と比較し、設計の自由度が高くなり、アスペクト比が大きな免震建物に対しても外側転倒防止構造と内側転倒防止構造をバランスよく配置して確実に転倒防止を図ることが可能になる。
【００２１】
さらに、外側転倒防止構造と内側転倒防止構造によって上部構造体のロッキングを許容しつつ転倒防止を図るようにしているため、外側抑え部と外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は内側抑え部と下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間や、上部構造体の内側に制震装置を設置することで、振動エネルギーの減衰性能を効果的に付与することも可能になる。このため、さらに確実に転倒防止を図ることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る免震建物及び免震建物の転倒防止構造を示す図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の外側転倒防止構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の内側転倒防止構造を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の制震装置の一例を示す図である。
【図６】図５のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図７】図５に示した制震装置に水平力が作用した状態を示す図である。
【図８】図５に示した制震装置に圧縮力が作用した状態を示す図である。
【図９】図５に示した制震装置に引張力が作用した状態を示す図である。
【図１０】図５に示した制震装置の制震装置本体部を製造する方法を示す図である。
【図１１】図５に示した制震装置を形成（製造）して配設する方法を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造の変形例を示す図であり、基礎免震建物に適用する場合の免震建物の転倒防止構造の一例を示す図である。
【図１３】図１２のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造（内側転倒防止構造）の変形例を示す図である。
【図１５】図１４のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造（内側転倒防止構造）の変形例を示す図である。
【図１７】図１６のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１から図１１を参照し、本発明の一実施形態に係る免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物について説明する。
【００２４】
本実施形態の免震建物Ａは、図１に示すように、上部構造体Ａ１と下部構造体Ａ２の間に免震装置１を介設してなるアスペクト比が大きな高層建物であり、転倒防止構造Ｂ（Ｂ１、Ｂ２）を備えて構成されている。上部構造体Ａ１は、複数階層からなる建物本体であり、梁や柱、スラブ、外壁などを備え、下部構造体Ａ２は、複数の支持杭２や基礎底版（基礎スラブ）３を備えて構成されている。
【００２５】
また、この免震建物Ａは、下部構造体Ａ２の基礎底版３に柱４、梁を剛に接合し、さらに必要に応じて耐震壁などで補強した免震装置設置階Ｐが設けられている。そして、免震装置設置階Ｐの上部に剛接合して配設された下部免震装置固定用部材５に積層ゴムなどの免震装置１が上載設置されている。さらに、上部構造体Ａ１の下部には、剛接合した梁を備える上部免震装置固定用部材６が設けられ、上端部を上部免震装置固定用部材６に繋げて免震装置１が設けられている。
【００２６】
すなわち、本実施形態の免震建物Ａは、支持杭２や基礎底版３からなる下部構造体Ａ２の上方の中間階に免震装置１を設けた中間階免震建物として構成されている。なお、例えば図１の破線Ｓの位置を地表面ＧＬとし、基礎底版３を下部免震装置固定用部材５として免震装置１を設置し、免震建物Ａを基礎免震建物として構築してもよい。また、免震装置１は、例えば前述の特許文献１の図５及び図６に示されるように、上下方向に変位可能に設置されていることが望ましい。
【００２７】
本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂは、建物外周部側に設けられており、免震建物Ａの外側に配設される外側転倒防止構造Ｂ１と、免震建物Ａの内側に配設される内側転倒防止構造Ｂ２とで構成されている。
【００２８】
また、外側転倒防止構造Ｂ１は、図１から図３に示すように、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とを備えてなり、外側抑え部７は、免震装置１の上端部側を繋ぐ上部構造体Ａ１の上部免震装置固定用部材６を横方向Ｔ１外側に延出させるようにして形成されている。外側転倒防止構造本体部８は、図３に示すように、基礎底版３（下部構造体Ａ２）に一端を剛接合して繋げ、外側抑え部７と横方向Ｔ１に所定の隙間Ｈ１をあけて上下方向Ｔ２に延設されるとともに、外側抑え部７の上に上下方向Ｔ２に所定の隙間Ｈ２をあけて延設されている。すなわち、この外側転倒防止構造本体部８は、断面コ字型に形成され、下部構造体Ａ２に繋がって免震建物Ａの外側から外側抑え部７の上に廻り込むように延設され、外側抑え部７の上に上下方向Ｔ２に重なるように延設されている。また、本実施形態の外側転倒防止構造本体部８は、図１及び図３に示すように、免震装置設置階Ｐの外周部側の柱４及び下部免震装置固定用部材５に剛接合して設けられている。
【００２９】
さらに、本実施形態の外側転倒防止構造Ｂ１は、図１から図３に示すように、免震装置ではなく制震装置９を備えており、この制震装置９は、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２に、端部を外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８にそれぞれ繋げて設けられている。
【００３０】
そして、このような外側転倒防止構造Ｂ１は、上部免震装置固定用部材６の外周部を外側に拡張するようにして外側抑え部７を構築し、この外側抑え部７に一端部を繋げて外側抑え部７上に制震装置９を設置し、さらに、外側転倒防止構造本体部８を下部構造体Ａ２に繋げて設置するとともに、外側転倒防止構造本体部８と制震装置９の他端部を繋げて構築される。
【００３１】
一方、本実施形態の内側転倒防止構造Ｂ２は、図１から図４に示すように、内側転倒防止構造本体部１０を備えてなり、この内側転倒防止構造本体部１０は、下部構造体Ａ２の基礎底版３に一端を剛接合して繋げ、上下方向Ｔ２に延設された一対の側部１０ａ、１０ｂと、一対の側部１０ａ、１０ｂの他端同士を繋いで横方向Ｔ１に架設（延設）された内側抑え部１０ｃとを備えて構成されている。すなわち、本実施形態の内側転倒防止構造本体部１０は、門型に形成されており、一対の側部１０ａ、１０ｂと内側抑え部１０ｃで上部免震装置固定用部材６及び下部免震装置固定用部材５を囲繞するように配設されている。また、このとき、内側転倒防止構造本体部１０は、一対の側部１０ａ、１０ｂのそれぞれと下部免震装置固定用部材５及び上部免震装置固定用部材６の横方向Ｔ１の間と、内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の間とにそれぞれ、所定の隙間Ｈ３、Ｈ４をあけて配設されている。
【００３２】
さらに、本実施形態の内側転倒防止構造Ｂ２においては、上部免震装置固定用部材６と内側抑え部１０ｃの上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４に制震装置１１が設けられており、この制震装置１１は、端部を上部免震装置固定用部材６と内側抑え部１０ｃにそれぞれ繋げて設けられている。
【００３３】
ここで、外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２が備える制震装置９、１１には、例えば、図５及び図６に示す制震装置９、１１を適用することができる。この一例として示す制震装置９、１１は、金属板１２を間にして両側にそれぞれ超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４を積層し、各超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４の外側に一体にゴム側金属板１５を積層して設け、さらにゴム側金属板１５に固定用ボルト１６で固定してベース側金属板１７を一体に積層して形成されている。また、一対の超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４の間に配された金属板１２は、安全装置固定用金属板であり、その端部に金属、炭素繊維樹脂などで構成した安全装置１８が取り付けられている。
【００３４】
また、図５及び図６に示す制震装置９、１１は、両外側に配された各ベース側金属板１７に、上下方向（積層方向）に延設された複数の縦方向ネジ鉄筋１９が一端を溶接して一体に取り付けられている。また、縦方向ネジ鉄筋１９は、中間部に機械式継手２０を設け、この継手２０によって延長形成され、延長した他端にＴ型金物２１が取り付けられている。さらに、上下方向に延設された縦方向ネジ鉄筋１９の一端から中間部までの上下方向の間には、上下方向に間隔をあけて横方向に延設された複数の横方向ネジ鉄筋２２が配されている。また、各横方向ネジ鉄筋２２は、両端部側に機械式継手２３を設け、この継手２３によって延長形成され、延長した一端と他端にそれぞれＴ型金物２１が取り付けられている。そして、これら縦方向ネジ鉄筋１９と横方向ネジ鉄筋２２は、ベース側金属板１７と縦方向ネジ鉄筋１９の継手（中間部）２０までの上下方向の間、横方向ネジ鉄筋２２の両端部側の一対の継手２３の横方向の間の部分がコンクリートで埋設されている。本実施形態では、この埋設部分をＰＣコンクリート部２４としている。さらに、超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４を間にして上方と下方に、各ＰＣコンクリート部２４を埋設するようにして鉄筋２５と場所打ちコンクリート２６からなるコンクリート部２７が設けられている。
【００３５】
そして、超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４は、例えば天然ゴム系減衰材料であり、温度依存性、ひずみ依存性、速度依存性が小さく、振動に対して高い減衰性を発揮する。これにより、上記のように構成した図５及び図６に示す制震装置９、１１は、超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４が図７、図８、図９にそれぞれ示すように変形して、水平力（図７）、圧縮力（図８）、引張力（図９）の３種類の力に対して地震エネルギーを吸収することができ、優れた制震性能を発揮する。
【００３６】
なお、このような制震装置９、１１を製造する際には、まず、図１０（ａ）に示す第１段階で、安全装置固定用金属板１２を一対の超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４で挟み込み、各超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４の外側にゴム側金属板１５を接着する。次に、図１０（ｂ）（及び図１０（ａ））に示す第２段階で、ベース側金属板１７に同じ長さの縦方向ネジ鉄筋１９を溶接するとともに中間部に機械式継手２０を設置し、この状態のベース側金属板１７を各ゴム側金属板１５に固定用ボルト１６で固定する。次に、図１０（ｃ）に示す第３段階で、横方向ネジ鉄筋２２を配設するとともに各横方向ネジ鉄筋２２に機械式継手２３を設置する。次に、図１０（ｄ）に示す第４段階で、型枠３０を配設するとともに固定枠３１と充填材を挿入し、図１０（ｅ）に示す第５段階で、型枠３０を仮止めボルト３２で固定する。次に、図１０（ｆ）に示す第６段階で、型枠３０内に矢印Ｆ方向からコンクリートを打設し、コンクリート硬化後に型枠３０を脱型することによって、一対のＰＣコンクリート部２４の間に超高減衰型粘弾性ゴム１３、１４を備えた制震装置本体部３３が形成される。そして、この制震装置本体部３３は、工場でのＰＣ化工法を採用し、精度よく製造される。
【００３７】
次に、このように製造した制震装置本体部３３を現場に搬入し、図１１（ａ）に示す第７段階で、安全装置固定用金属板１２の端部に安全装置１８を固定する。次に、図１１（ｂ）に示す第８段階で、Ｔ型金物２１をつけたネジ鉄筋１９、２２を各機械式継手２０、２３に接続し、縦方向ネジ鉄筋１９及び横方向ネジ鉄筋２２をそれぞれ延長する。そして、図１１（ｃ）に示す第９段階で鉄筋２５の配筋、図１１（ｄ）に示す第１０段階で型枠３４、固定枠３１と充填材の設置を行う。そして、図１１（ｅ）に示すように、第１１段階で、注入孔から型枠３４内に場所打ちコンクリート２６を充填し、コンクリート硬化後に型枠３４を脱型することによって制震装置９、１１が形成（製造）され、所定位置に配設される。
【００３８】
ここで、制震装置９、１１は、上記のように構成したものに限定する必要はなく、例えば、上部構造体Ａ１と下部構造体Ａ２の相対変位（振動）に伴って発電を行う発電機と、この発電機から電力が供給されて磁力を発生させる電磁石とを備え、図５及び図６に示すようにコンクリート部２７の中央に電磁石３５を埋設するなどし、この電磁石３５で発生した磁力を利用して免震建物に作用した地震エネルギーを減衰させるように構成してもよい。この場合には、電磁石３５などによって優れた水平変位減衰機能が制震装置９、１１に付与されることになる。
【００３９】
次に、上記構成からなる本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂ及びこれを備えた免震建物Ａの作用及び効果について説明する。
【００４０】
地震等で振動エネルギーが作用し、建物Ａに横揺れが生じた際には、積層ゴムなどの免震装置１が変形することで、上部構造体Ａ１の固有周期を例えば地震動の卓越周期帯域から長周期側にずらし、応答加速度を小さくして上部構造体Ａ１の揺れが抑えられる。このようにして、従来の免震建物と同様、免震装置１によって優れた免震性能が発揮される。
【００４１】
一方、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用して揺れ（ロッキング）が生じた場合には、免震装置に引抜力が作用することになるが、本実施形態においては、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０（内側抑え部１０ｃ）とによって、上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２の変位量（上部構造体Ａ１の揺動量）が規制される。また、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０（側部１０ａ、１０ｂ）とによって、上部構造体Ａ１の水平方向（横方向）Ｔ１の変位量が規制される。すなわち、免震建物Ａの外周部側に、外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２が設けられているため、外側転倒防止構造本体部８によって外側抑え部７が上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１に変位することが規制され、内側転倒防止構造本体部１０の内側抑え部１０ｃや側部１０ａ、１０ｂによって上部免震装置固定用部材６が上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１に変位することが規制される。このため、上部構造体Ａ１の揺れが小さく抑えられ、免震装置１に作用する引抜力が低く抑えられるとともに、上部構造体Ａ１の転倒防止が図られる。このように本実施形態の外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２は変位減衰装置としても兼用でき、経済的である。
【００４２】
さらに、このとき、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２及び内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４に、免震装置ではなく制震装置９、１１が設置されているため、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、揺れ（ロッキング）が生じるとともに、これら制震装置９、１１によって振動エネルギーが減衰される。すなわち、制震装置９、１１によって上部構造体Ａ１を上下と水平方向Ｔ１、Ｔ２に揺動させる振動エネルギーに対して減衰性能が発揮される。これにより、さらに確実に上部構造体Ａ１の揺れが小さく抑えられ、免震装置１に作用する引抜力が低く抑えられるとともに、上部構造体Ａ１の転倒防止が図られることになる。
【００４３】
したがって、本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂ及びこれを備えた免震建物Ａにおいては、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、揺れが生じた場合に、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０とによって、上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１の変位量を規制することが可能になる。これにより、ロッキングを許容しつつ上部構造体Ａ１の揺れを小さく抑えることができ、免震装置１に作用する引抜力を低く抑えることが可能になるとともに、上部構造体Ａ１の転倒を防止することが可能になる。
【００４４】
すなわち、アスペクト比が大きな搭状建物Ａの転倒モーメントを処理して免震装置１の大きな浮き上がりを防止し、免震建物Ａの転倒防止を図ることができる。このため、上部構造体Ａ１の各階のせん断変形角を一定値以下に抑えるように上部構造体Ａ１を高剛性、高耐力で構築することを不要にし、安価に免震建物Ａを構築することが可能になる（上部構造体Ａ１の耐力を低減し、より安価な免震建物Ａを提供することが可能になる）。
【００４５】
また、外側転倒防止構造Ｂ１とともに内側転倒防止構造Ｂ２によって上部構造体Ａ１の転倒防止を図るため、従来の免震建物と比較し、設計の自由度が高くなり、アスペクト比が大きな免震建物Ａに対しても外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２をバランスよく配置し、従来の免震建物の弱点である転倒モーメントに対する安全性を高めて確実に転倒防止を図ることが可能になる。
【００４６】
さらに、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２及び内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４に、免震装置ではなく制震装置９、１１が設置されているため、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、揺れが生じるとともにこれら制震装置９、１１によって振動エネルギーを減衰させることが可能になる。これにより、振動エネルギーの減衰性能を効果的に付与することが可能になり、さらに確実に転倒防止を図ることが可能になる。
【００４７】
以上、本発明に係る免震建物の転倒防止構造及びこれを備えた免震建物の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２と、内側転倒防止構造Ｂ２の内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４とにそれぞれ制震装置９、１１を設けて、転倒防止を図るとともに振動エネルギーの減衰性能を付与するようにした。これに対し、これら隙間Ｈ２、Ｈ４に制震装置９、１１を設けず、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用して揺れが生じた際に、外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ上部免震装置固定用部材６と内側転倒防止構造本体部１０とによって、上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１の変位量を規制することで、上部構造体Ａの揺れを小さく抑えて、転倒防止のみを図るようにしてもよい。
【００４８】
また、この場合には、外側転倒防止構造Ｂ１と内側転倒防止構造Ｂ２によって上部構造体Ａ１のロッキングを許容しつつ転倒防止を図るようにしているため、上部構造体Ａ１の内側に別途制震装置を設置することで、本実施形態と同様に振動エネルギーの減衰性能を効果的に付与することも可能であり、さらに確実に転倒防止を図ることも可能である。
【００４９】
さらに、外側転倒防止構造Ｂ１の外側抑え部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２と、内側転倒防止構造Ｂ２の内側抑え部１０ｃと上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ４のどちらか一方に制震装置９、１１を設けるようにしてもよい。
【００５０】
また、本実施形態では、免震建物Ａが中間階免震建物であるものとして説明を行ったが、勿論、本発明は基礎免震建物に適用してもよい。そして、基礎免震建物Ａに適用する場合には、例えば図１２及び図１３に示すように、上部免震装置固定用部材５の外側抑え部７と基礎底版３（下部構造体Ａ２）に繋がる断面コ字型の外側転倒防止構造本体部８とを備えて外側転倒防止構造Ｂ１を構成し、基礎底版３（下部構造体Ａ２）に繋がる内側転倒防止構造本体部１０を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成すれば、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５１】
さらに、中間階免震建物Ａの場合、図１４及び図１５に示すように、基礎底版３に繋がる４本の柱（側部１０ｄ）に梁（内側抑え部１０ｅ）を剛接合し、梁１０ｅと上部免震装置固定用部材６との間に隙間Ｈ４（制震装置１１）を設けて内側転倒防止構造本体部１０を形成し、このような内側転倒防止構造本体部１０を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成してもよい。この場合においても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００５２】
また、本実施形態では、内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０が側部１０ａ、１０ｂを下部構造体Ａ２に繋げて設け、上部免震装置固定用部材６と内側抑え部１０ｃの間に隙間Ｈ４（制震装置１１）を設けて構成されているものとしたが、例えば図１６及び図１７に示すように、上部免震装置固定用部材６に繋げて柱（側部１０ｆ）を設け、この柱１０ｆに梁（内側抑え部１０ｇ）を剛接合し、梁１０ｇと下部免震装置固定用部材５との間に隙間Ｈ４（制震装置１１）を設けて内側転倒防止構造本体部１０を形成し、このような内側転倒防止構造本体部１０を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成してもよい。この場合においても、勿論、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 免震装置
２ 支持杭
３ 基礎底版
４ 柱
５ 下部免震装置固定用部材
６ 上部免震装置固定用部材
７ 外側抑え部
８ 外側転倒防止構造本体部
９ 制震装置
１０ 内側転倒防止構造本体部
１０ａ 側部
１０ｂ 側部
１０ｃ 内側抑え部
１０ｄ 側部（柱）
１０ｅ 内側抑え部（梁）
１０ｆ 側部（柱）
１０ｇ 内側抑え部（梁）
１１ 制震装置
１２ 金属板
１３ 超高減衰型粘弾性ゴム
１４ 超高減衰型粘弾性ゴム
１５ ゴム側金属板
１６ 固定用ボルト
１７ ベース側金属板
１８ 安全装置
１９ 縦方向ネジ鉄筋
２０ 機械式継手
２１ Ｔ型金物
２２ 横方向ネジ鉄筋
２３ 機械式継手
２４ ＰＣコンクリート部
２５ 鉄筋
２６ 場所打ちコンクリート
２７ コンクリート部
３０ 型枠
３１ 固定枠
３２ 仮止めボルト
３３ 制震装置本体部
３４ 型枠
３５ 電磁石
Ａ 免震建物
Ａ１ 上部構造体
Ａ２ 下部構造体
Ｂ 免震建物の転倒防止構造
Ｂ１ 外側転倒防止構造
Ｂ２ 内側転倒防止構造
Ｈ１ 隙間
Ｈ２ 隙間
Ｈ３ 隙間
Ｈ４ 隙間
Ｐ 免震装置設置階
Ｔ１ 横方向（水平方向）
Ｔ２ 上下方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物の転倒防止構造であって、
前記免震建物の外側に配設される外側転倒防止構造と前記免震建物の内側に配設される内側転倒防止構造とを備えており、
前記外側転倒防止構造は、前記免震装置の上端部側を繋ぐ前記上部構造体の上部免震装置固定用部材を横方向外側に延出させるように形成した外側抑え部と、前記下部構造体に繋がり、前記外側抑え部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設されるとともに、上下方向に所定の隙間をあけて前記外側抑え部の上に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えて構成され、
前記内側転倒防止構造は、前記上部免震装置固定用部材あるいは前記下部構造体に一端を繋げて上下方向に延設された側部と、前記側部に繋がって横方向に延設された内側抑え部とからなり、前記側部と前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材の横方向の間に、且つ前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の間に所定の隙間をあけて前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材を囲繞するように配設された内側転倒防止構造本体部を備えて構成されていることを特徴とする免震建物の転倒防止構造。
【請求項２】
請求項１記載の免震建物の転倒防止構造において、
前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間に、前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部に、及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材に端部を繋げて、制震装置が設けられていることを特徴とする免震建物の転倒防止構造。
【請求項３】
上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物であって、
請求項１または請求項２に記載の免震建物の転倒防止構造を備えていることを特徴とする免震建物。
【請求項１】
上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物の転倒防止構造であって、
前記免震建物の外側に配設される外側転倒防止構造と前記免震建物の内側に配設される内側転倒防止構造とを備えており、
前記外側転倒防止構造は、前記免震装置の上端部側を繋ぐ前記上部構造体の上部免震装置固定用部材を横方向外側に延出させるように形成した外側抑え部と、前記下部構造体に繋がり、前記外側抑え部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設されるとともに、上下方向に所定の隙間をあけて前記外側抑え部の上に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えて構成され、
前記内側転倒防止構造は、前記上部免震装置固定用部材あるいは前記下部構造体に一端を繋げて上下方向に延設された側部と、前記側部に繋がって横方向に延設された内側抑え部とからなり、前記側部と前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材の横方向の間に、且つ前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の間に所定の隙間をあけて前記下部免震装置固定用部材及び／又は前記上部免震装置固定用部材を囲繞するように配設された内側転倒防止構造本体部を備えて構成されていることを特徴とする免震建物の転倒防止構造。
【請求項２】
請求項１記載の免震建物の転倒防止構造において、
前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部の上下方向の隙間及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは前記上部免震装置固定用部材の上下方向の隙間に、前記外側抑え部と前記外側転倒防止構造本体部に、及び／又は前記内側抑え部と前記下部免震装置固定用部材あるいは上部免震装置固定用部材に端部を繋げて、制震装置が設けられていることを特徴とする免震建物の転倒防止構造。
【請求項３】
上部構造体と下部構造体の間に免震装置を介設してなる免震建物であって、
請求項１または請求項２に記載の免震建物の転倒防止構造を備えていることを特徴とする免震建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−４０５０１（Ｐ２０１３−４０５０１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８１９２（Ｐ２０１１−１７８１９２）
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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