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、さらに上下方向と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。
【解決手段】免震建物Ａの外側に配設される外側転倒防止構造Ｂ１を備えており、この外側転倒防止構造Ｂ１は、免震装置１の下端部側を接続する下部構造体Ａ２の下部免震装置固定用部材５を横方向Ｔ１外側に延出させるように形成した外側張出部７と、免震装置１の上端部側を接続する上部構造体Ａ１の上部免震装置固定用部材６に繋がり、外側張出部７と横方向Ｔ１に所定の隙間をあけて上下方向Ｔ２に延設され、且つ上下方向Ｔ２に所定の隙間をあけて外側張出部７の下に延設された外側転倒防止構造本体部８とを備えるとともに、外側転倒防止構造本体部８と外側張出部７の上下方向Ｔ２の間に制震装置９を設けて構成する。
【解決手段】免震建物Ａの外側に配設される外側転倒防止構造Ｂ１を備えており、この外側転倒防止構造Ｂ１は、免震装置１の下端部側を接続する下部構造体Ａ２の下部免震装置固定用部材５を横方向Ｔ１外側に延出させるように形成した外側張出部７と、免震装置１の上端部側を接続する上部構造体Ａ１の上部免震装置固定用部材６に繋がり、外側張出部７と横方向Ｔ１に所定の隙間をあけて上下方向Ｔ２に延設され、且つ上下方向Ｔ２に所定の隙間をあけて外側張出部７の下に延設された外側転倒防止構造本体部８とを備えるとともに、外側転倒防止構造本体部８と外側張出部７の上下方向Ｔ２の間に制震装置９を設けて構成する。
【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、例えば図１４に示すように、上部構造体Ａ１の外周部側に張出形成した第２免震装置台部４０の上に第２免震装置４１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４２によって第２免震装置４１の上端部を支持させる。これにより、第１免震装置４３とともに第２免震装置４１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４３に作用した引抜力を第２免震装置台部４０と第２免震装置抑え部４２で挟持された第２免震装置４１で圧縮力として受けることができ、実質的に上部構造体Ａ１のロッキングを抑止して、上部構造体Ａ１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、図１４に示すように、地震時に上部構造体（建物本体）Ａ１が横方向Ｔ１の左右に移動すると、下部構造体（基礎底板）Ａ２と剛接合され、第２免震装置４１の上端部を支持する第２免震装置抑え部４２と、上部構造体Ａ１に剛接剛された第２免震装置台部４０とが相対的に遠ざかるように移動し、これら第２免震装置抑え部４２と第２免震装置台部４０の上下のかかり代Ｍが小さくなる。そして、第２免震装置４１は、菱形を呈するように変形し、強い転倒モーメントによる圧縮力を受けることになるが、このとき、第２免震装置抑え部４２と第２免震装置台部４０のかかり代Ｍが小さくなることで、十分に大きな反力を確保することが困難になるおそれがあった。
【０００８】
また、上記従来の免震建物において、免震建物の地震時の上下方向と水平方向の変位を減衰させたい場合には、言い換えれば、上下方向と水平方向の制震性能を付与したい場合には、別途、オイルダンパーや鉛ダンパーを設置したり、免震装置自体に鉛プラグを入れるといった対策を講じる必要があった。
【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、さらに上下方向と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を備えており、該外側転倒防止構造は、前記免震装置の下端部側を接続する前記下部構造体の下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張出部と、前記免震装置の上端部側を接続する前記上部構造体の上部免震装置固定用部材に繋がり、前記外側張出部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設され、且つ上下方向に所定の隙間をあけて前記外側張出部の下に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えるとともに、前記外側転倒防止構造本体部と前記外側張出部の上下方向の間に制震装置を設け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】
また、外側転倒防止構造の外側張出部が、下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され、外側転倒防止構造本体部が、上部免震装置固定用部材に繋がり、外側張出部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設され、且つ上下方向に所定の隙間をあけて外側張出部の下に延設して形成されているため、上部構造体に振動エネルギーが作用し、免震装置に引抜力が作用するように揺れ（ロッキング）が生じた際に、外側張出部と外側転倒防止構造本体部のかかり代を大きく確保することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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】
【００１６】
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、免震装置に引抜力が作用するように揺れが生じた際に、外側張出部と外側転倒防止構造本体部のかかり代を大きく確保することができる。これにより、外側張出部と外側転倒防止構造本体部の間に設置した制震装置が強い転倒モーメントによる圧縮力を受けた際に、十分に大きな反力を確保することができる。よって、転倒モーメントによる強力な引抜力を処理し、確実に引抜力への耐力増強を図ることが可能になるとともに、免震装置の浮き上がりを適度に抑制しながら制震装置でロッキングによる上下水平方向の地震エネルギーを吸収することができ、転倒防止を図って免震建物の安全性を高めることが可能になる。
【００１７】
また、制震装置によって上部構造体の上下方向と水平方向の変位を減衰させることができることにより、元来、減衰効果を得ようとすると、油圧ダンパーや免震ゴムの中に内蔵した鉛プラグを採用していたが、従来の制震効果（水平減衰効果）だけでなく、上下方向の制震効果と水平方向の制震効果と転倒防止の効果の３つの効果を一つの装置（転倒防止構造）で実現することが可能になる。
【００１８】
また、免震装置と制震装置のバランスのよい配置で全体の減衰効果を高めることが可能になる。さらに、転倒防止を図り安全性を高めることが可能になることで、免震装置上部の柱や梁をしぼり、建物のせん断変形を大きくし、建物全体の剛性を低減させて、躯体の物量を減らし、安価な建物を提供することも可能になる。また、地震動により建物がロッキングするときの上下方向のエネルギーも同時に吸収減衰させることができることで、より上部構造体にかかる地震力を低減でき、躯体の物量を減らすことが可能になる。そして、上記のように免震構造と制振構造を備えることで、建物の剛性を低減し、より安価な建物を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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、内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（転倒防止構造）の揺れ発生時の状態を示す図である。
【図１３】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る。
【図１４】従来の免震建物（転倒防止構造）の揺れ発生時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１から図１２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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、外側転倒防止構造Ｂ１は、図１から図３に示すように、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８とを備えてなり、外側張出部７は、免震装置１の下端部側を接続する下部構造体Ａ２の下部免震装置固定用部材５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、上部構造体Ａ１の上部免震装置固定用部材６に一端を剛接合して繋げ、外側張出部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、外側張出部７の下と上に上下方向Ｔ２の所定の隙間Ｈ２、Ｈ３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、上部構造体Ａ１に繋がって免震建物Ａの外側から外側張出部７の下に廻り込むように延設され、外側張出部７と上下方向Ｔ２に隙間Ｈ２、Ｈ３をあけて重なるように延設されている。
【００２６】
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、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の両隙間Ｈ２、Ｈ３にそれぞれ、端部を外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８に繋げて設けられている。
【００２７】
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、上部構造体Ａ１の上部免震装置固定部材６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）された内側延出部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、逆門型に形成されており、一対の側部１０ａ、１０ｂと内側延出部１０ｃで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の横方向Ｔ１の間と、内側延出部１０ｃと下部免震装置固定用部材５の上下方向Ｔ２の間とにそれぞれ、所定の隙間Ｈ４、Ｈ５をあけて配設されている。
【００２８】
さらに、本実施形態の内側転倒防止構造Ｂ２においては、下部免震装置固定用部材５と内側延出部１０ｃの上下方向Ｔ２の隙間Ｈ５に制震装置１１が設けられており、この制震装置１１は、端部を下部免震装置固定用部材５と内側延出部１０ｃにそれぞれ繋げて設けられている。また、下部免震装置固定用部材５と上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ６にも制震装置１１が設けられており、この制震装置１１は、端部を下部免震装置固定用部材５と上部免震装置固定用部材６にそれぞれ繋げて設けられている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
一方、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用して左右に揺れ（ロッキング）が生じた場合には、免震装置１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の外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ下部免震装置固定用部材５と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０（内側延出部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の外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ下部免震装置固定用部材５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によって外側張出部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の内側延出部１０ｃや側部１０ａ、１０ｂによって下部免震装置固定用部材５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。
【００３８】
また、このとき、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２、Ｈ３、内側延出部１０ｃと下部免震装置固定用部材５の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ５、及び上部免震装置固定用部材６と下部免震装置固定用部材５の上下方向の隙間Ｈ６に、免震装置ではなく制震装置９、１１が設置されている。このため、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によって変位（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。
【００３９】
さらに、本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂにおいては、図１２に示すように、外側転倒防止構造Ｂ１の外側張出部７が、下部免震装置固定用部材５を横方向Ｔ１外側に延出させるように形成され、外側転倒防止構造本体部８が、上部免震装置固定用部材６に繋がり、外側張出部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、且つ上下方向Ｔ２に所定の隙間Ｈ２（Ｈ３）をあけて外側張出部７の下に延設して形成されている。このため、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、免震装置１に引抜力が作用するように揺れが生じた際に、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８のかかり代Ｍが大きく確保されることになる。
【００４０】
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の外側張出部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。
【００４１】
また、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、免震装置１に引抜力が作用するように揺れが生じた際に、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８のかかり代Ｍを大きく確保することができる。これにより、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８の間に設置した制震装置９が強い転倒モーメントによる圧縮力を受けた際に、十分に大きな反力を確保することができる。よって、転倒モーメントによる強力な引抜力を処理し、確実に引抜力への耐力増強を図ることが可能になるとともに、免震装置１の浮き上がりを適度に抑制しながら制震装置９（１１）でロッキングによる上下水平方向Ｔ１、Ｔ２の地震エネルギーを吸収することができ、転倒防止を図って免震建物Ａの安全性を高めることが可能になる。
【００４２】
さらに、制震装置９、１１によって上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１の変位を減衰させることができることにより、元来、減衰効果を得ようとすると、油圧ダンパーや免震ゴムの中に内蔵した鉛プラグを採用していたが、従来の制震効果（水平減衰効果）だけでなく、上下方向Ｔ２の制震効果と水平方向Ｔ１の制震効果と転倒防止の効果の３つの効果を一つの装置（転倒防止構造Ｂ（Ｂ１、Ｂ２））で実現することが可能になる。
【００４３】
また、免震装置１と制震装置９、１１のバランスのよい配置で全体の減衰効果を高めることが可能になる。さらに、転倒防止を図り安全性を高めることが可能になることで、免震装置１上部の柱や梁をしぼり、建物Ａ（Ａ１）のせん断変形を大きくし、建物Ａ全体の剛性を低減させて、躯体の物量を減らし、安価な建物を提供することも可能になる。また、地震動により建物がロッキングするときの上下方向Ｔ２のエネルギーも同時に吸収減衰させることができることで、より上部構造体Ａ１にかかる地震力を低減でき、躯体の物量を減らすことが可能になる。そして、上記のように免震構造と制振構造を備えることで、建物Ａの剛性を低減し、より安価な建物Ａを提供することが可能になる。
【００４４】
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、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１３に示すように、上部免震装置固定用部材６に繋がる断面コ字型の外側転倒防止構造本体部８と、下部構造体Ａ２から横方向Ｔ１外側に延出した外側張出部７を備えて外側転倒防止構造Ｂ１を構成してもよい。また、基礎底版３（下部構造体Ａ２）に繋がる一つの側部１０ａ及び内側延出部１０ｃを備えた断面Ｌ字状の内側転倒防止構造本体部１０と、上部免震装置固定用部材６から横方向Ｔ１に延出した内側張出部４４を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成してもよい。そして、このように構成した場合であっても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
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 外側張出部
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 内側延出部
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
４０ 第２免震装置台部
４１ 第２免震装置
４２ 第２免震装置抑え部
４３ 第１免震装置
４４ 内側張出部
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
Ｈ５ 隙間
Ｈ６ 隙間
Ｐ 免震装置設置階
Ｍ かかり代
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、例えば図１４に示すように、上部構造体Ａ１の外周部側に張出形成した第２免震装置台部４０の上に第２免震装置４１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４２によって第２免震装置４１の上端部を支持させる。これにより、第１免震装置４３とともに第２免震装置４１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４３に作用した引抜力を第２免震装置台部４０と第２免震装置抑え部４２で挟持された第２免震装置４１で圧縮力として受けることができ、実質的に上部構造体Ａ１のロッキングを抑止して、上部構造体Ａ１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、図１４に示すように、地震時に上部構造体（建物本体）Ａ１が横方向Ｔ１の左右に移動すると、下部構造体（基礎底板）Ａ２と剛接合され、第２免震装置４１の上端部を支持する第２免震装置抑え部４２と、上部構造体Ａ１に剛接剛された第２免震装置台部４０とが相対的に遠ざかるように移動し、これら第２免震装置抑え部４２と第２免震装置台部４０の上下のかかり代Ｍが小さくなる。そして、第２免震装置４１は、菱形を呈するように変形し、強い転倒モーメントによる圧縮力を受けることになるが、このとき、第２免震装置抑え部４２と第２免震装置台部４０のかかり代Ｍが小さくなることで、十分に大きな反力を確保することが困難になるおそれがあった。
【０００８】
また、上記従来の免震建物において、免震建物の地震時の上下方向と水平方向の変位を減衰させたい場合には、言い換えれば、上下方向と水平方向の制震性能を付与したい場合には、別途、オイルダンパーや鉛ダンパーを設置したり、免震装置自体に鉛プラグを入れるといった対策を講じる必要があった。
【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、さらに上下方向と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を備えており、該外側転倒防止構造は、前記免震装置の下端部側を接続する前記下部構造体の下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張出部と、前記免震装置の上端部側を接続する前記上部構造体の上部免震装置固定用部材に繋がり、前記外側張出部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設され、且つ上下方向に所定の隙間をあけて前記外側張出部の下に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えるとともに、前記外側転倒防止構造本体部と前記外側張出部の上下方向の間に制震装置を設け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】
また、外側転倒防止構造の外側張出部が、下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され、外側転倒防止構造本体部が、上部免震装置固定用部材に繋がり、外側張出部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設され、且つ上下方向に所定の隙間をあけて外側張出部の下に延設して形成されているため、上部構造体に振動エネルギーが作用し、免震装置に引抜力が作用するように揺れ（ロッキング）が生じた際に、外側張出部と外側転倒防止構造本体部のかかり代を大きく確保することができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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】
【００１６】
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、免震装置に引抜力が作用するように揺れが生じた際に、外側張出部と外側転倒防止構造本体部のかかり代を大きく確保することができる。これにより、外側張出部と外側転倒防止構造本体部の間に設置した制震装置が強い転倒モーメントによる圧縮力を受けた際に、十分に大きな反力を確保することができる。よって、転倒モーメントによる強力な引抜力を処理し、確実に引抜力への耐力増強を図ることが可能になるとともに、免震装置の浮き上がりを適度に抑制しながら制震装置でロッキングによる上下水平方向の地震エネルギーを吸収することができ、転倒防止を図って免震建物の安全性を高めることが可能になる。
【００１７】
また、制震装置によって上部構造体の上下方向と水平方向の変位を減衰させることができることにより、元来、減衰効果を得ようとすると、油圧ダンパーや免震ゴムの中に内蔵した鉛プラグを採用していたが、従来の制震効果（水平減衰効果）だけでなく、上下方向の制震効果と水平方向の制震効果と転倒防止の効果の３つの効果を一つの装置（転倒防止構造）で実現することが可能になる。
【００１８】
また、免震装置と制震装置のバランスのよい配置で全体の減衰効果を高めることが可能になる。さらに、転倒防止を図り安全性を高めることが可能になることで、免震装置上部の柱や梁をしぼり、建物のせん断変形を大きくし、建物全体の剛性を低減させて、躯体の物量を減らし、安価な建物を提供することも可能になる。また、地震動により建物がロッキングするときの上下方向のエネルギーも同時に吸収減衰させることができることで、より上部構造体にかかる地震力を低減でき、躯体の物量を減らすことが可能になる。そして、上記のように免震構造と制振構造を備えることで、建物の剛性を低減し、より安価な建物を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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、内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（転倒防止構造）の揺れ発生時の状態を示す図である。
【図１３】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る。
【図１４】従来の免震建物（転倒防止構造）の揺れ発生時の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１から図１２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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、外側転倒防止構造Ｂ１は、図１から図３に示すように、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８とを備えてなり、外側張出部７は、免震装置１の下端部側を接続する下部構造体Ａ２の下部免震装置固定用部材５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、上部構造体Ａ１の上部免震装置固定用部材６に一端を剛接合して繋げ、外側張出部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、外側張出部７の下と上に上下方向Ｔ２の所定の隙間Ｈ２、Ｈ３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、上部構造体Ａ１に繋がって免震建物Ａの外側から外側張出部７の下に廻り込むように延設され、外側張出部７と上下方向Ｔ２に隙間Ｈ２、Ｈ３をあけて重なるように延設されている。
【００２６】
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、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の両隙間Ｈ２、Ｈ３にそれぞれ、端部を外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８に繋げて設けられている。
【００２７】
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、上部構造体Ａ１の上部免震装置固定部材６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）された内側延出部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、逆門型に形成されており、一対の側部１０ａ、１０ｂと内側延出部１０ｃで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の横方向Ｔ１の間と、内側延出部１０ｃと下部免震装置固定用部材５の上下方向Ｔ２の間とにそれぞれ、所定の隙間Ｈ４、Ｈ５をあけて配設されている。
【００２８】
さらに、本実施形態の内側転倒防止構造Ｂ２においては、下部免震装置固定用部材５と内側延出部１０ｃの上下方向Ｔ２の隙間Ｈ５に制震装置１１が設けられており、この制震装置１１は、端部を下部免震装置固定用部材５と内側延出部１０ｃにそれぞれ繋げて設けられている。また、下部免震装置固定用部材５と上部免震装置固定用部材６の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ６にも制震装置１１が設けられており、この制震装置１１は、端部を下部免震装置固定用部材５と上部免震装置固定用部材６にそれぞれ繋げて設けられている。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
一方、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用して左右に揺れ（ロッキング）が生じた場合には、免震装置１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の外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ下部免震装置固定用部材５と内側転倒防止構造Ｂ２の内側転倒防止構造本体部１０（内側延出部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の外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８とによって、且つ下部免震装置固定用部材５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によって外側張出部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の内側延出部１０ｃや側部１０ａ、１０ｂによって下部免震装置固定用部材５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。
【００３８】
また、このとき、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ２、Ｈ３、内側延出部１０ｃと下部免震装置固定用部材５の上下方向Ｔ２の隙間Ｈ５、及び上部免震装置固定用部材６と下部免震装置固定用部材５の上下方向の隙間Ｈ６に、免震装置ではなく制震装置９、１１が設置されている。このため、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によって変位（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。
【００３９】
さらに、本実施形態の免震建物の転倒防止構造Ｂにおいては、図１２に示すように、外側転倒防止構造Ｂ１の外側張出部７が、下部免震装置固定用部材５を横方向Ｔ１外側に延出させるように形成され、外側転倒防止構造本体部８が、上部免震装置固定用部材６に繋がり、外側張出部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、且つ上下方向Ｔ２に所定の隙間Ｈ２（Ｈ３）をあけて外側張出部７の下に延設して形成されている。このため、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、免震装置１に引抜力が作用するように揺れが生じた際に、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８のかかり代Ｍが大きく確保されることになる。
【００４０】
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の外側張出部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。
【００４１】
また、上部構造体Ａ１に振動エネルギーが作用し、免震装置１に引抜力が作用するように揺れが生じた際に、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８のかかり代Ｍを大きく確保することができる。これにより、外側張出部７と外側転倒防止構造本体部８の間に設置した制震装置９が強い転倒モーメントによる圧縮力を受けた際に、十分に大きな反力を確保することができる。よって、転倒モーメントによる強力な引抜力を処理し、確実に引抜力への耐力増強を図ることが可能になるとともに、免震装置１の浮き上がりを適度に抑制しながら制震装置９（１１）でロッキングによる上下水平方向Ｔ１、Ｔ２の地震エネルギーを吸収することができ、転倒防止を図って免震建物Ａの安全性を高めることが可能になる。
【００４２】
さらに、制震装置９、１１によって上部構造体Ａ１の上下方向Ｔ２と水平方向Ｔ１の変位を減衰させることができることにより、元来、減衰効果を得ようとすると、油圧ダンパーや免震ゴムの中に内蔵した鉛プラグを採用していたが、従来の制震効果（水平減衰効果）だけでなく、上下方向Ｔ２の制震効果と水平方向Ｔ１の制震効果と転倒防止の効果の３つの効果を一つの装置（転倒防止構造Ｂ（Ｂ１、Ｂ２））で実現することが可能になる。
【００４３】
また、免震装置１と制震装置９、１１のバランスのよい配置で全体の減衰効果を高めることが可能になる。さらに、転倒防止を図り安全性を高めることが可能になることで、免震装置１上部の柱や梁をしぼり、建物Ａ（Ａ１）のせん断変形を大きくし、建物Ａ全体の剛性を低減させて、躯体の物量を減らし、安価な建物を提供することも可能になる。また、地震動により建物がロッキングするときの上下方向Ｔ２のエネルギーも同時に吸収減衰させることができることで、より上部構造体Ａ１にかかる地震力を低減でき、躯体の物量を減らすことが可能になる。そして、上記のように免震構造と制振構造を備えることで、建物Ａの剛性を低減し、より安価な建物Ａを提供することが可能になる。
【００４４】
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、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１３に示すように、上部免震装置固定用部材６に繋がる断面コ字型の外側転倒防止構造本体部８と、下部構造体Ａ２から横方向Ｔ１外側に延出した外側張出部７を備えて外側転倒防止構造Ｂ１を構成してもよい。また、基礎底版３（下部構造体Ａ２）に繋がる一つの側部１０ａ及び内側延出部１０ｃを備えた断面Ｌ字状の内側転倒防止構造本体部１０と、上部免震装置固定用部材６から横方向Ｔ１に延出した内側張出部４４を備えて内側転倒防止構造Ｂ２を構成してもよい。そして、このように構成した場合であっても、本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
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 外側張出部
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 内側延出部
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
４０ 第２免震装置台部
４１ 第２免震装置
４２ 第２免震装置抑え部
４３ 第１免震装置
４４ 内側張出部
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
Ｈ５ 隙間
Ｈ６ 隙間
Ｐ 免震装置設置階
Ｍ かかり代
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を備えており、
該外側転倒防止構造は、前記免震装置の下端部側を接続する前記下部構造体の下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張出部と、前記免震装置の上端部側を接続する前記上部構造体の上部免震装置固定用部材に繋がり、前記外側張出部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設され、且つ上下方向に所定の隙間をあけて前記外側張出部の下に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えるとともに、前記外側転倒防止構造本体部と前記外側張出部の上下方向の間に制震装置を設け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】
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を備えており、
該外側転倒防止構造は、前記免震装置の下端部側を接続する前記下部構造体の下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張出部と、前記免震装置の上端部側を接続する前記上部構造体の上部免震装置固定用部材に繋がり、前記外側張出部と横方向に所定の隙間をあけて上下方向に延設され、且つ上下方向に所定の隙間をあけて前記外側張出部の下に延設された外側転倒防止構造本体部とを備えるとともに、前記外側転倒防止構造本体部と前記外側張出部の上下方向の間に制震装置を設け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】
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】
【公開番号】特開２０１３−４０５０２（Ｐ２０１３−４０５０２Ａ）
【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２０１１−１７８１９３（Ｐ２０１１−１７８１９３）
【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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