説明

建築物用減震基礎構造

【課題】極めて簡明で、経済的に作成しるものでありながら、建物の荷重を確実に受け止めつつより一層有効な減震作用を発揮し、建物に生じる地震による損傷をできる限り少なくすること。
【解決手段】建物の基礎を、下部の基盤部1と、その上面に配置した幅広基部2a及びその上の立ち上がり部2bからなる可動基礎部2と、基盤部1の周側外方にこれを囲むように、かつ可動基礎部2の外周部の幅広基部2aの下方に位置するように配した水止めブロック3とで構成し、可動基礎部2の幅広基部2aの下面には、多数のボール4、4…を保持板5cを介して転動自在に保持した多数の上部基板5、5…を固設し、かつ基盤部1の上面には上部基板5、5…に対面し、かつその上でボール4、4…を転動自在に支持する下部基板6、6…を配する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、戸建て住宅の基礎を下方の基盤部とその上面上に分離状態に構成した可動基礎部とで構成して、下方の基盤部と上方の可動基礎部の相対的な水平動を許容できるようにすることにより、地震の際に戸建て住宅に加わる横揺れを減衰させ、その倒壊等の被害を防止しようとする建築物用減震基礎構造に関する。
【背景技術】
【0002】
戸建て住宅の地震対策を考慮した基礎構造には、例えば、特許文献1の提案例がある。
これは、割ぐり地業を施し、かつその上面にコンクリート又はモルタルによるならし層を形成した大地と、建物を支える基礎との間に、該基礎を該大地のならし層から絶縁し、かつ地震の強い横ゆれに対して慣性で建物ごと該基礎を滑らせて保護する滑り層を介在させた家屋の免震基礎装置である。該滑り層としては、防水性のある塩ビシートによる例、ならし層上に敷き詰めた小石、砂、砂利、ガラス玉、鋼球などの粒状物による層とその上に配した塩ビシート、防水紙、油紙、フェルトシート等の絶縁シートによる例、発泡スチロールやウレタンの断熱性ボードによる例がある。
【0003】
この特許文献1の発明では、例えば、大地のならし層と基礎の下部との間に滑り層を介在させ、これによってならし層と基礎とを絶縁し、かつ地震の際には、滑り層を介して基礎より上部について、ならし層上を相対的に水平方向に往復動させようとするものであり、これによって建物に加わる地震動を減衰させる趣旨である。しかし、この特許文献1の発明では、滑り層が、防水性のある塩ビシートで構成したもの、ならし層上に敷き詰めた小石、砂、砂利、ガラス玉、鋼球などの粒状物による層とその上に配した塩ビシート、防水紙、油紙、フェルトシート等の絶縁シートとで構成したもの、或いは発泡スチロールやウレタンの断熱性ボードで構成したものであるため、繰り返す横揺れに応じて、基礎及びそれより上部の構造と大地のならし層との間の安定した滑り動作を繰り返すのは困難となるように思われる。いずれを採用した場合であれ、それぞれが相当な厚さに構成されていたとしても、地震による滑り動作で容易にすり減ってしまい、建物が傾くおそれすら出てくるものと思われる。更に耐久性にも問題があると思われる。
【0004】
特許文献2の提案例は、建物の土台或いは機械器具装置の据え付け部に上下方向に十字クロスして固定配設される上部ガイドレールと下部ガイドレールとの交叉部外面に、この各ガイドレールに嵌合する嵌合溝を上下方向に十字クロスさせて一体成型したガイドホルダーを嵌合し、各ガイドレールとガイドホルダーとを、木質系多孔質炭素材料のウッドセラミックスからなる摩擦体によるスライダーを介して面接触により摺動自在に係合させた無潤滑免震装置である。
【0005】
この無潤滑免震装置によれば、地震の際の横揺れを良好に減衰させることができると思われる。しかし、建物は、クロス状態に配されたガイドレールとこれらにスライド自在に嵌合したガイドホルダーとからなる装置を介して基礎コンクリート上に支持され、より詳細には、建物の重量は、点状態に配されるガイドホルダーを介して上部のガイドレールから下部のガイドレールに伝えられるようになっている。それ故、ガイドホルダーには極めて大きな荷重がかかることになり、負担の大きいものとなる。必然的に、該ガイドホルダーは大きなものにならざるを得ないし、一つ一つへの負担を軽減する観点からその数も相応する多数個に構成する必要が生じると思われる。いずれにしても構成が簡易であるとは云えないものとなる。
【0006】
特許文献3は、本件出願人の出願に係るもので、以上の特許文献1及び2等の技術の問題点を解消し、極めて簡明で、経済的に構成し得、加えて建物の荷重を確実に受け止めつつ必要な免震作用を発揮することのできるようにすることを目的として構成された戸建て建築物用免震構造に関するものである。
【0007】
この特許文献3の戸建て建築物用免震構造は、基礎を、最下部の基盤部と、その上面上に分離状態に配する立ち上がり部とで構成し、該基礎の立ち上がり部の下面に上側摺動板を配し、かつ該基盤部の該摺動板に対面する面に下側摺動板を配し、該上側摺動板又は該下側摺動板のいずれか一方を滑面の板材で、他方を複数の突起をその全面に連設状態に立ち上げた板材で、各々構成するものとしたものである。
【0008】
この特許文献3の戸建て建築物用免震構造は、建築物の荷重を広い面積を持った面状の部材(立ち上がり部の下面、上側摺動板、下側摺動板、基盤部の上面)で受けることとしたため、たとえ、地盤が良くない場合であっても該建築物の荷重を確実に受け止めることが可能であり、更に地震による横揺れを受けた場合には、前記多数の突起の作用により、いずれの方向へもスムーズにスライド移動することが可能である。それ故、地震による横揺れを良好に減衰させることもできる、優れた技術であるということができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開平11−141183号公報
【特許文献2】特開2000−193024号公報
【特許文献3】特開2010−248838号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、以上の従来技術のうち、特許文献3の技術を更に発展させ、極めて簡明で、経済的に構成し得るものでありながら、建物の荷重を確実に受け止めつつ、より一層有効な減震作用を発揮し、建物に生じる損傷をできる限り少なくしうる建築物用減震基礎構造を提供することを解決の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の1は、基礎を、上面を平坦に構成した基盤部と、該基盤部の上面上にそれと分離状態に配した可動基礎部であって、該基礎の外周部では該基盤部より外方に延長する構成となっている可動基礎部と、該基礎の外周部で、該基盤部の外周外にこれを囲むように、かつ該可動基礎部の外方に延長する部位の下方に位置するように、配した水止めブロックとで構成し、
前記可動基礎部の下面に、これを、前記基盤部の上面上に水平方向移動可能に配置すべく、下方に突出する多数のボールを転動自在に保持した上部基板を固設し、かつ該基盤部の上面のうち該上部基板に対面する部位及びその周囲に下部基板を配した建築物用減震基礎構造である。
【0012】
本発明の2は、本発明の1の建築物用減震基礎構造において、
前記可動基礎部を一体に構成したものである。
【0013】
本発明の3は、本発明の1又は2の建築物用減震基礎構造において、
前記基盤部上の複数箇所に、前記可動基礎部の側面が規制突部の側面に当接することで該可動基礎部の水平方向の動きを一定範囲内に規制するように、該規制突部を立ち上げたものである。
【0014】
本発明の4は、本発明の1、2又は3の建築物用減震基礎構造において、
前記上部基板として1.5〜2.5mmの厚さのステンレススチールの板材を採用し、かつこれに平均に保持孔を開口し、該各保持孔に下向きの半球状保持空間を有する保持部材を配置し、各保持部材の半球状保持空間に直径14〜16mmのボールを転動自在に装入し、
前記下部基板として0.5〜1.0mmの厚さのステンレススチールの板材であって、前記上部基板よりその平面から見た寸法の大きな板材を採用したものである。
【0015】
本発明の5は、本発明の4の建築物用減震基礎構造において、
前記上部基板に1mあたり90〜120個の保持孔を開口したものである。
【0016】
本発明の6は、本発明の1、2、3又は4の建築物用減震基礎構造において、
前記可動基礎部の下面の上部基板に配する単位面積当たりのボールの数をこの基礎の上に構築される建築物があり得る台風の風圧で動かされることのないように設定するものである。
【0017】
本発明の7は、本発明の1、2、3、4、5又は6の建築物用減震基礎構造において、
前記可動基礎部を、上部の立ち上がり部と、下部の該立ち上がり部より幅の広い幅広基部とで構成し、かつ基礎の外周部では、該幅広基部の外側部分を前記基盤部の外周より外部に延長状態に構成したものである。
【発明の効果】
【0018】
本発明の1の建築物用減震基礎構造によれば、前記可動基礎部及び該可動基礎部で支持する建築物の荷重を多数のボールを介して前記基盤部で受けると共に、地震の際にその加速度を該ボールの転動動作によって有効に減衰させることができる。また可動基礎部の基盤部より外周側に延長した部分の下方に、水止めブロックを配し、外部に露出しないこれらの手段によって、基礎の基盤部と可動基礎部との間に雨水等が滲入することを回避することができる。
【0019】
なお、該水止めブロックの上端と可動基礎部の下面との間にはコーキング材を充填しておくのが適当である。このコーキング材は、大きな地震等によって損傷を生じる可能性があるが、その場合は、再充填する。
【0020】
本発明の2の建築物用減震基礎構造によれば、可動基礎部がどの位置のそれも全て一体に構成されているため、地震等の振動又は揺動を受けて振動又は揺動することになった場合に、全体が一体として動くこととなり、その上に構築される建築物に容易に悪影響を与えない。
【0021】
本発明の3の建築物用減震基礎構造によれば、大地震で震動又は揺動が大きくなり、基盤部上の可動基礎部の相対的な振動乃至揺動が大きくなっても、該可動基礎部の側面が前記規制突部の側面に当接することで、それ以上の揺動乃至振動が規制され、無用に大きな揺動等が生じるのを回避することができる。
【0022】
本発明の4の建築物用減震基礎構造によれば、適切なサイズのボール及び板材を利用することにより、可動基礎部及びその上の建築物の荷重を適切に受け、かつ良好な減震作用を確保することができる。
【0023】
本発明の5の建築物用減震基礎構造によれば、適切な数のボールを保持することが可能になり、荷重を受ける観点及び減震作用を発揮する観点の両面で良好な結果を得ることができる。
【0024】
本発明の6の建築物用減震基礎構造によれば、当該の基礎上に構築され得る建築物であれば、これにかかる台風の風圧で該建築物が無用に動いてしまうようなことが無くなり、他方、十分な減震作用を確保することができるようにすることができる。
【0025】
本発明の7の建築物用減震基礎構造によれば、可動基礎部を、静止時も、地震による揺動乃至振動が生じている状態でも、安定したものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】戸建て住宅の基礎に構成した一実施例の建築物用減震基礎構造の平面説明図。
【図2】戸建て住宅の基礎に構成した一実施例の建築物用減震基礎構造の周側部付近の断面説明図。
【図3】図2の可動基礎部及び基盤部の拡大図。
【図4】図2及び図3の可動基礎部の下面と基盤部の上面付近のボールを保持する構成を示す拡大断面図。
【図5】(a)は可動基礎部に配される上部基板及び基盤部に配される下部基板等を示す平面図、(b)は(a)の一部の拡大図。
【図6】可動基礎部の動きとその動きを規制する規制突部との関係を示す断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、発明を実施するための形態を、実施例に基づいて添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0028】
この実施例の建築物用減震基礎構造は、図1及び図2に示すように、基本的に、建物の基礎を、下部の基盤部1と、該基盤部1の上面上に配置した可動基礎部2と、該基盤部1の周側外方に該基盤部1を囲む状態に、かつ該可動基礎部2の外周部の下方に配した水止めブロック3とで構成し、該可動基礎部2の下面全体には、多数のボール4、4…を転動自在に保持した多数の上部基板5、5…を固設し、かつ該基盤部1の上面には該上部基板5、5…に対面する位置及びそれを若干越える範囲までに下部基板6、6…を配して構成したものである。
【0029】
前記基盤部1は、ベタ基礎として構成したものであり、図1、図2、図3及び図6に示すように、その上面は後記規制突部7、7…を立ち上げた部分を除いて平坦に構成し、その上面には、前記可動基礎部2の下面の上部基板6、6…に対面する部位及びこれを越える範囲に、図5(a)に示すように、その各々より平面寸法の大きい下部基板6、6…を配置する。この実施例では、該下部基板6、6…として、平面から見て四辺形で一辺の寸法が800mmであり、厚さが0.5mmであるステンレススチール製の板材を採用した。
【0030】
なお、前記基盤部1は、一般の基礎を構築する技法によって作成するものであり、例えば、図2に示すように、地盤の必要範囲を掘り下げ、砂利8を配し、転圧し、更に型枠を作成し、その内部に鉄筋を配した上でコンクリートを打設して構成するものである。
【0031】
前記規制突部7、7…は、図1及び図6に示すように、前記基盤部1の上面にこれと一体に構成する。該規制突部7、7…は、特に図1に示すように、前記可動基礎部2の内側に開いた空間内で、該基盤部1の上面から立ち上げ状態に構成する。この実施例では、該規制突部7、7…の高さは、該可動基礎部2の後記幅広基部2aの高さと同一寸法とし、かつ初期状態(地震等によって動く前の状態)の該可動基礎部2の幅広基部2aの対面する辺から150mmの間隔をあけて配したものである。なお、該規制突部7、7…の可動基礎部2の幅広基部2aと当接しうる側辺には、図6に示すように、ゴム製の緩衝材7aを配してある。
【0032】
前記可動基礎部2は、概ね一般の住宅の基礎の布基礎部分に相当するものであり、この実施例では、図1〜図3及び図6に示すように、該可動基礎部2の基部を上部より幅の広い幅広基部2aに構成し、かつ上部の立ち上がり部2bを該幅広基部2aから立ち上げ状態に構成したものである。立ち上がり部2bは、その上に建物の土台を配置する部位であり、一般の住宅の基礎の立ち上がり部に対応する。
【0033】
該可動基礎部2の最外周に位置する幅広基部2aのうち、立ち上がり部2bの外側に位置するそれは、図1〜図3及び図6に示すように、内側に位置するそれより若干長くなるように延長状態に構成してあり、特に図2及び図3に示すように、その外方への張出部分の内、ほぼ半分が、前記初期状態において、前記基盤部1の周側辺より外方に延長状態となるようにしてあり、前記水止めブロック3は、該最外周の幅広基部2aの該基盤部1の周側辺より外方に延長状態となっている部分の中間付近の下方に位置させてあるものである。
【0034】
前記上部基板5、5…は、この実施例では、平面から見て四辺形で、一辺の寸法が600mm、厚さが2.0mmのステンレススチールの板材で構成したものであり、図5(a)に示すように、該板材に平均に保持孔5a、5a…を開口し、図4及び図5(b)に示すように、各保持孔5a、5a…に半球状の保持空間5bを有する保持板5cを配し、かつ各保持板5c、5c…の保持空間5bにボール4を転動自在に装入したものである。
【0035】
前記保持孔5a、5a…は、この実施例では、直径17mmの円形孔に構成し、これを中心間距離で100mm間隔で縦横に配置した。該上部基板5、5…には、最も側辺に近接する保持孔5a、5a…を側辺から50mmの位置に配することとして、縦横に6個ずつ、計36個を開口し、これらの保持孔5a、5a…に前記保持板5c、5c…をセットしたものである。
【0036】
該保持板5c、5c…は、0.5mmの厚さのステンレススチールの四辺形の板材の中央部をプレス加工により一方側に半球状に膨出させて、前記し、図4に示すように、半球状の保持空間5bを作成したものである。該保持板5c、5c…は、前記上部基板5、5…の保持孔5a、5a…にその下方側から配設する。同図に示すように、該保持板5c、5c…を、内側に半球状の保持空間5bを備えた半球状の膨出部を該上部基板5、5…の下側からその保持孔5a、5a…に装入することで、該保持孔5a、5a…にセットしたものである。該保持板5c、5c…の膨出部の周囲の部分は該保持孔5a、5a…の周囲の下面(上部基板5、5…の下面)に接合状態にする。
【0037】
前記ボール4は、前記し、かつ図4に示すように、以上の保持孔5a、5a…にセットされている保持板5c、5c…の半球状の保持空間5b、5b…に転動自在に装入するものである。該ボール4は、この実施例では、直径15mmのステンレススチール製のそれを採用した。なお、前記保持空間5bの内径は15mmのボール4を転動自在に装入できるものとしてある。
【0038】
前記可動基礎部2は、前記基盤部1の上面に前記のように配された下部基板6、6…の上に、保持板5c、5c…及びこれに保持されたボール4、4…をセットした上部基板5、5…を配置した上で、該上部基板5、5…の上にコンクリートによって構成する。
【0039】
云うまでもなく、該可動基礎部2は、該上部基板5、5…等の周囲に型枠を構築し、内部に鉄筋類を配した上で、コンクリートを打設して作成するものである。以上のように、予め、対応する基盤部1の上面に上部基板5、5…等をセットした上でコンクリートを打設することを除けば、既存の技法によって作成することができる。
【0040】
該幅広基部2aの下面の上部基板5、5…に配したボール4、4…の単位面積当たりの数は、この基礎の上に建築される建物があり得る大きな台風の風圧を受けた場合にもそれだけでは動かないように設定する。
【0041】
前記水止めブロック3は、以上の可動基礎部2を構築する前に、前記したように、前記基盤部1の外方に、前記した位置関係で配設しておくものとする。該水止めブロック3は、図1に示すように、該基盤部1の全周を囲むように、かつ、図2に示すように、該可動基礎部2の最外周の幅広基部2aの下方に配する。砕石を配し、転圧した上で、型枠を作成し、その内部に鉄筋を配し、基盤部1と同時に又は基盤部1を作成した後にその中にコンクリートを打設して作成することができる。複数のブロックに作成しておき、これを配列して水止めブロック3を作成することもできる。この水止めブロック3の高さは、その上端面が可動基礎部2の最外周の幅広基部2aの下面に近接する寸法とし、該水止めブロック3の上端面と可動基礎部2の最外周の幅広基部2aの下面との間には弾力性を有するコーキング材9を充填しておくものとする。なお、このコーキング材9は大きな地震の後では、再充填し、損傷を修繕することにする。
【0042】
この実施例の建築物用減震基礎構造によれば、建物及び基礎上部の可動基礎部2の荷重を、基礎下部の基盤部1に、上部基板5、5…、保持板5c、5c…及びボール4、4…及び下部基板6、6…を介して広い面積で受けるものであるため、数の少ない点状の部材を介して狭い面積の部位で受けるものと異なり、下方の地盤が良好とは云えない場合であっても安定した支持が可能になる。また地震の際には、建物及び基礎上部の可動基礎部2と基礎下部の基盤部1との相対的な横方向の動きを、該可動基礎部2の幅広基部2aの下面に上部基板5、5…及び保持板5c、5c…を介して配されたボール4、4…の基盤部1の上面上の転動動作を通じて減衰させるものであり、水平振動を良好に減衰させることができる。また、前記のように、この減震のための構造は、極めて簡単なものであり、一般の基礎構造に追加する構成が少ないので、経済的に作成できる。
【0043】
地震の際には、建物を建てた地盤が鉛直方向及び水平方向の振動成分を持った地震動をすることになるが、この実施例の建築物用減震基礎構造によれば、その水平方向の振動乃至揺動の減衰作用を良好に果たすことができる。
【0044】
地震の水平方向の振動乃至揺動成分により、地盤が水平方向に振動乃至揺動すると、地盤側の基盤部1の上面に配された下部基板6、6…の上で、可動基礎部2の幅広基部2aの下面に上部基板5、5…等を介して配されたボール4、4…が転動作用を行うことにより、該可動基礎部2で支持される建物側と、該基盤部1を固定した地盤側とが相対的に水平方向往復動作をすることになり、この相対的な水平動作により建物側の水平振動動作は減衰されることとなる。すなわち、地震に対する減衰効果を得ることができる。
【0045】
地震の際にも上部の建物等の動きは、以上のように、小さなものに限定されるが、地盤の地震動との相対的な動きにより、基礎上部である可動基礎部2は、建物と共に、地盤及び基礎下部である基盤部1に対して、相対的に、水平動することになる。このとき、可動基礎部2は、一般の建築物の布基礎部分に相当する部分であり、GLより高いところに位置するため、以上のような相対的な水平動は支障なく行い得られるものである。
【0046】
また以上の地震の際の可動基礎部2の相対的な水平動は、前記基盤部1に、前記のように、規制突部7、7…が配してあり、可動基礎部2が一定以上に大きな相対的水平動をしようとすると、その幅広基部2aの該当する側面が該規制突部7、7…に当接してその限界を越えた水平動が規制されることになる。該可動基礎部2には、前記初期状態に復帰する機能が付加されてはいないが、このように、無用に大きな変位が生じないように規制されているのでその点に関する大きな問題も生じない。
【0047】
また雨水等は、基礎の最外周の可動基礎部2の幅広基部2aの下方に水止めブロック3が配してあり、その上端と該幅広基部2の下面との間にコーキング材9が配してあるため、その内側に滲入することはない。なお、前記のように、大きな地震の後では、コーキング材9に損傷が生じている恐れがあるので、再充填する。
【符号の説明】
【0048】
1 基盤部
2 可動基礎部
2a 幅広基部
2b 立ち上がり部
3 水止めブロック
4 ボール
5 上部基板
5a 保持孔
5b 保持空間
5c 保持板
6 下部基板
7 規制突部
7a 緩衝材
8 砂利
9 コーキング材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基礎を、上面を平坦に構成した基盤部と、該基盤部の上面上にそれと分離状態に配した可動基礎部であって、該基礎の外周部では該基盤部より外方に延長する構成となっている可動基礎部と、該基礎の外周部で、該基盤部の外周外にこれを囲むように、かつ該可動基礎部の外方に延長する部位の下方に位置するように、配した水止めブロックとで構成し、
前記可動基礎部の下面に、これを、前記基盤部の上面上に水平方向移動可能に配置すべく、下方に突出する多数のボールを転動自在に保持した上部基板を固設し、かつ該基盤部の上面のうち該上部基板に対面する部位及びその周囲に下部基板を配した建築物用減震基礎構造。
【請求項2】
前記可動基礎部を一体に構成した請求項1の建築物用減震基礎構造。
【請求項3】
前記基盤部上の複数箇所に、前記可動基礎部の側面が規制突部の側面に当接することで該可動基礎部の水平方向の動きを一定範囲内に規制するように、該規制突部を立ち上げた請求項1又は2の建築物用減震基礎構造。
【請求項4】
前記上部基板として1.5〜2.5mmの厚さのステンレススチールの板材を採用し、かつこれに平均に保持孔を開口し、該各保持孔に下向きの半球状保持空間を有する保持部材を配置し、各保持部材の半球状保持空間に直径14〜16mmのボールを転動自在に装入し、
前記下部基板として0.5〜1.0mmの厚さのステンレススチールの板材であって、前記上部基板よりその平面から見た寸法の大きな板材を採用した請求項1、2又は3の建築物用減震基礎構造。
【請求項5】
前記上部基板に1mあたり90〜120個の保持孔を開口した請求項4の建築物用減震基礎構造。
【請求項6】
前記可動基礎部の下面の上部基板に配する単位面積当たりのボールの数をこの基礎の上に構築される建築物があり得る台風の風圧で動かされることのないように設定した請求項1、2、3又は4の建築物用減震基礎構造。
【請求項7】
前記可動基礎部を、上部の立ち上がり部と、下部の該立ち上がり部より幅の広い幅広基部とで構成し、かつ基礎の外周部では、該幅広基部の外側部分を前記基盤部の外周より外部に延長状態に構成した請求項1、2、3、4、5又は6の建築物用減震基礎構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−177223(P2012−177223A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−39235(P2011−39235)
【出願日】平成23年2月25日(2011.2.25)
【出願人】(595146703)犬飼建設株式会社 (4)
【Fターム(参考)】