免震構造物
【課題】高層建築物に対して好適であるうえ、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる。
【解決手段】免震構造物１Ａは、塔状構造体２の棟頂部２１から吊り下げられた吊り構造体４を備えている。吊り構造体４は各層が柱材５によって接合され、最上層４Ａと棟頂部２１との間に上下方向に減衰するダンパー６が介装されるとともに、最下層４Ｂと棟頂部２１とが低剛性の吊りワイヤー３によって連結された構造とすることで、吊り構造体に生じる上下振動の固有周期を長周期化させることができ、優れた免震効果が得られるとともに、吊り構造体の全体が安定的に吊り支持され、高層建築物に対しての適用を可能とした。
【解決手段】免震構造物１Ａは、塔状構造体２の棟頂部２１から吊り下げられた吊り構造体４を備えている。吊り構造体４は各層が柱材５によって接合され、最上層４Ａと棟頂部２１との間に上下方向に減衰するダンパー６が介装されるとともに、最下層４Ｂと棟頂部２１とが低剛性の吊りワイヤー３によって連結された構造とすることで、吊り構造体に生じる上下振動の固有周期を長周期化させることができ、優れた免震効果が得られるとともに、吊り構造体の全体が安定的に吊り支持され、高層建築物に対しての適用を可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下振動の固有周期を長周期化することのできる免震構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震構造物として、振り子型の耐震建物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、建物の中心部に設けた高剛性のコアシャフトの頂部を支点として、その周囲に多層階の建物本体部を吊り支持して設けることにより、地震時には建物本体部を全方向に揺動可能な振り子として応答させるようにした耐震建物について開示されている。このような構造によれば、建物本体部の固有周期を地振動周期よりも充分に長周期化することが可能であり、それにより地震時にもほとんど振動しないような建物を実現できるとされている。
ところで、上述した耐震建物に用いられる免震装置としては、空気ばねを採用したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０９０３７４号公報
【特許文献２】特開２００２−９８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、免震装置として採用される空気ばねにあっては、面積当りの許容荷重が小さいことから高層建築物には適用し難いという問題があった。
また、空気ばねを駆動させるための空気圧縮機が常に良好に作動できるように管理する必要があり、そのためのメンテナンスに多大な労力を要していた。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高層建築物に対して好適であるうえ、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る免震構造物では、塔状構造体の棟頂部から吊り下げられた吊り構造体を備えた免震構造物であって、吊り構造体は、各層が柱材によって接合され、最上層と棟頂部との間に上下方向に減衰するダンパーが介装されるとともに、最下層と棟頂部とが低剛性の吊り材によって連結されていることを特徴としている。
また、本発明に係る免震構造物では、吊り材は、ワイヤーであることが好ましい。
【０００７】
本発明では、塔状構造体の棟頂部から例えばワイヤー等の低剛性の吊り材によって吊り構造体を吊り下げる構造であるので、吊り構造体全体の鉛直荷重が吊り材を介して棟頂部に伝達され、さらに棟頂部を介して塔状構造体から圧縮力として地盤に伝達され、これにより吊り構造体の全体が安定的に吊り支持される。そのため、高層建築物に対しても適用することが可能となる。しかも、吊り構造体と棟頂部との間に設けられたダンパーと低剛性の吊り材とによって、吊り構造体に生じる上下振動の固有周期を長周期化させることができ、地震時の振動を大幅に抑制することができ、これにより優れた免震効果が得られる。
【０００８】
また、本発明に係る免震構造物では、棟頂部には、水平方向の振動を抑制する免震装置が設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明では、水平方向の振動を抑える免震装置と、上述した上下振動の固有周期を長周期化させる吊り材およびダンパーとを組合せることで、より免震効果に優れた３次元免震化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の免震構造物によれば、吊り構造体全体の鉛直荷重を吊り材を介して棟頂部から塔状構造体全体にもたせる構成であるので、高層建築物に対しても確実に適用でき、しかも上下振動の固有周期を増大させることが可能となるため、優れた免震効果が得られる。
また、空気ばねに比べて長期にわたって安定した性能を維持することができるので、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による免震構造物の全体概要構成を示す立断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による免震構造物の全体概要構成を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態による免震構造物について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本第１の実施の形態による免震構造物１（１Ａ）は、ＲＣコアなどの塔状構造体２の棟頂部２１から低剛性の吊りワイヤー３（吊り材）によって吊り下げされた複数層からなる吊り構造体４を備えた構造である。なお、本実施の形態の吊り構造体４は、塔状構造体２の周囲に配置されており、本実施の形態では塔状構造体２を中心に吊り構造体２が全周に配置されている。
【００１３】
塔状構造体２は、地盤Ｇから自立状態で立設された高軸剛性かつ高曲げ剛性の鉄筋コンクリート造のものであり、この免震構造物１Ａ全体の全鉛直荷重および地震時における全水平荷重を支持し得るものとなっている。
ここで、塔状構造体２は、例えば水平断面形状がほぼ正方形とされてその内部がエレベータや階段室等の共用スペースとして（すなわち一般の建物におけるコア部として）利用されているが、内部に通じる開口部を除いては実質的に無開口の頑強な筒状の壁体として構築されている。
棟頂部２１は、塔状構造体２の上端２ａから側方へ向けて張り出した屋根形状をなしている。
【００１４】
そして、吊り構造体４は、各層が例えば鉄骨梁とコンクリートスラブとにより形成され、上下に位置する層どうしが平面視で適宜な位置において柱材５によって接合されている。そして、最上層４Ａと棟頂部２１との間には、上下方向に減衰する複数のダンパー６、６、…が介装されるとともに、最下層４Ｂと棟頂部２１とが吊り材３によって連結された構成となっている。すなわち、最下層４Ｂは、地盤Ｇの上方に浮いた位置に配置されている。
ここで、図１では各吊り構造体４に対して２本の吊りワイヤー３、３が示されているが、実際は最下層４Ｂの周縁部に沿って所定の間隔をあけて複数の吊りワイヤー３、３、…が設けられている。
【００１５】
なお、吊り構造体４の各層間には、ブレース（図示省略）を設け、それらブレースにより層間変位が拘束された状態で一体化させ、吊り構造体４全体としての水平剛性を確保する構成としてもよい。
【００１６】
このように構成される免震構造物１Ａでは、塔状構造体２の棟頂部２１から低剛性の吊りワイヤー３によって吊り構造体４を吊り下げる構造であるので、吊り構造体４全体の鉛直荷重が吊りワイヤー３を介して棟頂部２１に伝達され、さらに棟頂部２１を介して塔状構造体２から圧縮力として地盤Ｇに伝達され、これにより吊り構造体４の全体が安定的に吊り支持される。そのため、高層建築物に対しても適用することが可能となる。
【００１７】
しかも、吊り構造体４と棟頂部２１との間に設けられたダンパー６と低剛性の吊りワイヤー３とによって、吊り構造体４に生じる上下振動の固有周期を長周期化させることができるとともに、地震時の振動を大幅に抑制することができることから、これにより優れた免震効果が得られる。
【００１８】
上述のように本実施の形態による免震構造物では、吊り構造体４全体の鉛直荷重を吊りワイヤー３を介して棟頂部２１から塔状構造体２全体にもたせる構成であるので、高層建築物に対しても確実に適用でき、しかも上下振動の固有周期を増大させることが可能となるため、優れた免震効果が得られる。
また、吊りワイヤー３とダンパー６とからなる構造は、空気ばねに比べて長期にわたって安定した性能を維持することができるので、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる利点がある。
【００１９】
次に、本発明の免震構造物による第２の実施の形態について、図２に基づいて説明する。なお、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
図２に示す免震構造物１（１Ｂ）では、棟頂部２１に水平方向の振動を抑制する免震装置７を備えた構造である。すなわち、免震装置７は、塔状構造体２における棟頂部２１と本体部２２との間に介装されている。免震装置７としては、周知の積層ゴム等が採用される。
ここで、第２の実施の形態による棟頂部２１は、塔状構造体２の上部２ａを含んだ部分とする。
【００２０】
第２の実施の形態による免震構造物１Ｂでは、水平方向の振動を抑える免震装置７と、上下振動の固有周期を長周期化させる吊りワイヤー３およびダンパー６とを組合せることで、より免震効果に優れた３次元免震化を実現することができる。
【００２１】
以上、本発明による免震構造物の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の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、本実施の形態では吊り材として吊りワイヤーを採用しているが、これに限定されることはなく、低剛性の鋼材やケーブル等を用いてもかまわない。
また、吊りワイヤー３、ダンパー６、免震装置７の取付位置、数量、性能などの構成は、吊り構造体４の層数、平面形状、塔状構造体２、棟頂部２１などの条件に応じて適宜設定することができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１、１Ａ、１Ｂ 免震構造物
２ 塔状構造体
２１ 棟頂部
３ 吊りワイヤー（吊り材）
４ 吊り構造体
４Ａ 最上層
４Ｂ 最下層
５ 柱材
６ ダンパー
７ 免震装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下振動の固有周期を長周期化することのできる免震構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震構造物として、振り子型の耐震建物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、建物の中心部に設けた高剛性のコアシャフトの頂部を支点として、その周囲に多層階の建物本体部を吊り支持して設けることにより、地震時には建物本体部を全方向に揺動可能な振り子として応答させるようにした耐震建物について開示されている。このような構造によれば、建物本体部の固有周期を地振動周期よりも充分に長周期化することが可能であり、それにより地震時にもほとんど振動しないような建物を実現できるとされている。
ところで、上述した耐震建物に用いられる免震装置としては、空気ばねを採用したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０９０３７４号公報
【特許文献２】特開２００２−９８１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、免震装置として採用される空気ばねにあっては、面積当りの許容荷重が小さいことから高層建築物には適用し難いという問題があった。
また、空気ばねを駆動させるための空気圧縮機が常に良好に作動できるように管理する必要があり、そのためのメンテナンスに多大な労力を要していた。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高層建築物に対して好適であるうえ、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る免震構造物では、塔状構造体の棟頂部から吊り下げられた吊り構造体を備えた免震構造物であって、吊り構造体は、各層が柱材によって接合され、最上層と棟頂部との間に上下方向に減衰するダンパーが介装されるとともに、最下層と棟頂部とが低剛性の吊り材によって連結されていることを特徴としている。
また、本発明に係る免震構造物では、吊り材は、ワイヤーであることが好ましい。
【０００７】
本発明では、塔状構造体の棟頂部から例えばワイヤー等の低剛性の吊り材によって吊り構造体を吊り下げる構造であるので、吊り構造体全体の鉛直荷重が吊り材を介して棟頂部に伝達され、さらに棟頂部を介して塔状構造体から圧縮力として地盤に伝達され、これにより吊り構造体の全体が安定的に吊り支持される。そのため、高層建築物に対しても適用することが可能となる。しかも、吊り構造体と棟頂部との間に設けられたダンパーと低剛性の吊り材とによって、吊り構造体に生じる上下振動の固有周期を長周期化させることができ、地震時の振動を大幅に抑制することができ、これにより優れた免震効果が得られる。
【０００８】
また、本発明に係る免震構造物では、棟頂部には、水平方向の振動を抑制する免震装置が設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明では、水平方向の振動を抑える免震装置と、上述した上下振動の固有周期を長周期化させる吊り材およびダンパーとを組合せることで、より免震効果に優れた３次元免震化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の免震構造物によれば、吊り構造体全体の鉛直荷重を吊り材を介して棟頂部から塔状構造体全体にもたせる構成であるので、高層建築物に対しても確実に適用でき、しかも上下振動の固有周期を増大させることが可能となるため、優れた免震効果が得られる。
また、空気ばねに比べて長期にわたって安定した性能を維持することができるので、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による免震構造物の全体概要構成を示す立断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による免震構造物の全体概要構成を示す立断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態による免震構造物について、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、本第１の実施の形態による免震構造物１（１Ａ）は、ＲＣコアなどの塔状構造体２の棟頂部２１から低剛性の吊りワイヤー３（吊り材）によって吊り下げされた複数層からなる吊り構造体４を備えた構造である。なお、本実施の形態の吊り構造体４は、塔状構造体２の周囲に配置されており、本実施の形態では塔状構造体２を中心に吊り構造体２が全周に配置されている。
【００１３】
塔状構造体２は、地盤Ｇから自立状態で立設された高軸剛性かつ高曲げ剛性の鉄筋コンクリート造のものであり、この免震構造物１Ａ全体の全鉛直荷重および地震時における全水平荷重を支持し得るものとなっている。
ここで、塔状構造体２は、例えば水平断面形状がほぼ正方形とされてその内部がエレベータや階段室等の共用スペースとして（すなわち一般の建物におけるコア部として）利用されているが、内部に通じる開口部を除いては実質的に無開口の頑強な筒状の壁体として構築されている。
棟頂部２１は、塔状構造体２の上端２ａから側方へ向けて張り出した屋根形状をなしている。
【００１４】
そして、吊り構造体４は、各層が例えば鉄骨梁とコンクリートスラブとにより形成され、上下に位置する層どうしが平面視で適宜な位置において柱材５によって接合されている。そして、最上層４Ａと棟頂部２１との間には、上下方向に減衰する複数のダンパー６、６、…が介装されるとともに、最下層４Ｂと棟頂部２１とが吊り材３によって連結された構成となっている。すなわち、最下層４Ｂは、地盤Ｇの上方に浮いた位置に配置されている。
ここで、図１では各吊り構造体４に対して２本の吊りワイヤー３、３が示されているが、実際は最下層４Ｂの周縁部に沿って所定の間隔をあけて複数の吊りワイヤー３、３、…が設けられている。
【００１５】
なお、吊り構造体４の各層間には、ブレース（図示省略）を設け、それらブレースにより層間変位が拘束された状態で一体化させ、吊り構造体４全体としての水平剛性を確保する構成としてもよい。
【００１６】
このように構成される免震構造物１Ａでは、塔状構造体２の棟頂部２１から低剛性の吊りワイヤー３によって吊り構造体４を吊り下げる構造であるので、吊り構造体４全体の鉛直荷重が吊りワイヤー３を介して棟頂部２１に伝達され、さらに棟頂部２１を介して塔状構造体２から圧縮力として地盤Ｇに伝達され、これにより吊り構造体４の全体が安定的に吊り支持される。そのため、高層建築物に対しても適用することが可能となる。
【００１７】
しかも、吊り構造体４と棟頂部２１との間に設けられたダンパー６と低剛性の吊りワイヤー３とによって、吊り構造体４に生じる上下振動の固有周期を長周期化させることができるとともに、地震時の振動を大幅に抑制することができることから、これにより優れた免震効果が得られる。
【００１８】
上述のように本実施の形態による免震構造物では、吊り構造体４全体の鉛直荷重を吊りワイヤー３を介して棟頂部２１から塔状構造体２全体にもたせる構成であるので、高層建築物に対しても確実に適用でき、しかも上下振動の固有周期を増大させることが可能となるため、優れた免震効果が得られる。
また、吊りワイヤー３とダンパー６とからなる構造は、空気ばねに比べて長期にわたって安定した性能を維持することができるので、メンテナンスにかかる手間を少なくすることができる利点がある。
【００１９】
次に、本発明の免震構造物による第２の実施の形態について、図２に基づいて説明する。なお、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略する。
図２に示す免震構造物１（１Ｂ）では、棟頂部２１に水平方向の振動を抑制する免震装置７を備えた構造である。すなわち、免震装置７は、塔状構造体２における棟頂部２１と本体部２２との間に介装されている。免震装置７としては、周知の積層ゴム等が採用される。
ここで、第２の実施の形態による棟頂部２１は、塔状構造体２の上部２ａを含んだ部分とする。
【００２０】
第２の実施の形態による免震構造物１Ｂでは、水平方向の振動を抑える免震装置７と、上下振動の固有周期を長周期化させる吊りワイヤー３およびダンパー６とを組合せることで、より免震効果に優れた３次元免震化を実現することができる。
【００２１】
以上、本発明による免震構造物の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の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、本実施の形態では吊り材として吊りワイヤーを採用しているが、これに限定されることはなく、低剛性の鋼材やケーブル等を用いてもかまわない。
また、吊りワイヤー３、ダンパー６、免震装置７の取付位置、数量、性能などの構成は、吊り構造体４の層数、平面形状、塔状構造体２、棟頂部２１などの条件に応じて適宜設定することができる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施の形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１、１Ａ、１Ｂ 免震構造物
２ 塔状構造体
２１ 棟頂部
３ 吊りワイヤー（吊り材）
４ 吊り構造体
４Ａ 最上層
４Ｂ 最下層
５ 柱材
６ ダンパー
７ 免震装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔状構造体の棟頂部から吊り下げられた吊り構造体を備えた免震構造物であって、
前記吊り構造体は、各層が柱材によって接合され、最上層と前記棟頂部との間に上下方向に減衰するダンパーが介装されるとともに、最下層と前記棟頂部とが低剛性の吊り材によって連結されていることを特徴とする免震構造物。
【請求項２】
前記吊り材は、ワイヤーであ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】
前記棟頂部には、水平方向の振動を抑制する免震装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の免震構造物。
【請求項１】
塔状構造体の棟頂部から吊り下げられた吊り構造体を備えた免震構造物であって、
前記吊り構造体は、各層が柱材によって接合され、最上層と前記棟頂部との間に上下方向に減衰するダンパーが介装されるとともに、最下層と前記棟頂部とが低剛性の吊り材によって連結されていることを特徴とする免震構造物。
【請求項２】
前記吊り材は、ワイヤーであ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】
前記棟頂部には、水平方向の振動を抑制する免震装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の免震構造物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１３７３０３（Ｐ２０１１−１３７３０３Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６６２９（Ｐ２００９−２９６６２９）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【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２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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