JP5757191B2 - Structure for preventing overturning of a base-isolated building and a base-isolated building equipped with the structure - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a structure for preventing overturning of a base-isolated building and a base-isolated building having the structure.
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。 Conventionally, in high-rise buildings, seismic isolation devices such as laminated rubber have been installed between the upper structure and the lower structure, such as between the building body and the foundation. Shifting from the dominant period band to the long period side, the response acceleration is reduced to suppress shaking.
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。 On the other hand, in a base-isolated building where the aspect ratio is particularly large and a tipping moment is likely to occur due to rolling, shear deformation on each floor is required to prevent the upper structure (building body) supported by the base-isolating device from tipping over. It is necessary to suppress the corner to a certain value or less, and this upper structure also has a problem in that the strength (proof strength) corresponding to the upper structure is required and the cost is increased.
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。
On the other hand, in
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。
And in this
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。
However, in the seismic isolation building disclosed in
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。 In addition, since the upper structure is substantially prevented from being rocked and prevented from falling, the vertical and horizontal vibration control effect cannot be obtained (provided).
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。 In view of the above circumstances, the present invention can reliably prevent overturning even in a building having a large aspect ratio while allowing rocking, and can further provide vibration control performance in the vertical and horizontal directions. The purpose is to provide a structure for preventing the fall of a base-isolated building and a base-isolated building having the structure.
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。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
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、且つ、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。 The structure for preventing overturning of a base-isolated building according to the present invention is a structure for preventing overturning of a base-isolated building in which a base-isolating device is interposed between an upper structure and a lower structure, and is disposed outside the base-isolated building. An outer fall prevention structure provided inside and an inner fall prevention structure disposed inside the seismic isolation building, and the outer fall prevention structure is connected to the upper end side of the seismic isolation device. The upper seismic isolation device fixing member is extended to the outside in the lateral direction, and is connected to the lower structure and extends in the vertical direction with a predetermined gap in the lateral direction from the outer restraint portion. And an outer fall prevention structure main body extending above the outer holding portion with a predetermined gap in the vertical direction, and the inner fall prevention structure includes the upper seismic isolation device. One end is connected to the fixing member or the lower structure, and it extends vertically. A side part and an inner holding part extending in a lateral direction connected to the side part, and a lateral part of the side part and the lower seismic isolation device fixing member and / or the upper seismic isolation device fixing member. The lower seismic isolation device fixing member and / or a predetermined gap between the inner restraining portion and the lower seismic isolation device fixing member or the upper seismic isolation device fixing member Or an inner fall prevention structure main body disposed so as to surround the upper seismic isolation device fixing member , and a vertical gap between the outer holding portion and the outer fall prevention structure main body, and In the vertical gap between the inner restraining part and the lower seismic isolation device fixing member or the upper seismic isolation device fixing member, the outer restraining part and the outer fall prevention structure main body part, and / or the inner side Holding part and part for fixing the lower seismic isolation device Or by connecting the ends to the upper isolator fixing member, wherein the vibration control device is provided.
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。 In this invention, when vibration energy acts due to an earthquake or the like and a roll occurs in a building, the seismic isolation device such as laminated rubber is deformed, so that the natural period of the upper structure is, for example, the dominant period band of seismic motion. Therefore, it is possible to suppress the shaking by reducing the response acceleration of the upper structure body.
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。 On the other hand, when vibration energy acts on the upper structure and rocking occurs, the pulling force acts on the seismic isolation device. However, the outer restraining part of the outer fall prevention structure and the outer fall prevention structure The amount of displacement in the vertical direction of the upper structure by the main body part and by the lower base isolation device fixing member or the upper base isolation device fixing member and the inner fall prevention structure main body part (inner holding part) of the inner fall prevention structure Can be regulated. For this reason, it is possible to suppress the shaking of the upper structure, to reduce the pulling force acting on the seismic isolation device, and to increase the yield strength against the pulling force.
さらに、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。 Furthermore , in the seismic isolation device, the vertical gap between the outer holding part and the outer fall prevention structure main body part and / or the vertical gap between the inner holding part and the lower seismic isolation device fixing member or the upper seismic isolation device fixing member Since the vibration control device is installed without any vibration, the vibration energy acts on the upper structure, causing rocking and the vibration control device (super high damping viscoelastic damper, lead damper, friction damper, steel damper, etc.) This makes it possible to attenuate vibration energy. At the same time, a horizontal displacement attenuation effect can be obtained.
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。 Seismic isolation building of the present invention, characterized in that a seismic isolation building comprising interposed the seismic isolation device between the upper structure and the lower structure, and a fall prevention structure of the above seismic isolation building And
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。 In this invention, it becomes possible to obtain the operational effect of the above-described structure for preventing overturning of a base-isolated building.
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。 The structure for preventing overturning of a base-isolated building according to the present invention and the base-isolated building equipped with the same, when vibration energy acts on the upper structure and a shake occurs, the outer restraining part and the outer side overturn preventing part of the outer overturn preventing structure Depending on the structure main body, and by the lower seismic isolation device fixing member or the upper seismic isolation device fixing member and the inner fall prevention structure main body inner restraining portion of the inner fall prevention structure, the vertical structure and the horizontal direction of the upper structure It becomes possible to regulate the amount of displacement. As a result, it is possible to suppress the swing of the upper structure while allowing locking, to reduce the pulling force acting on the seismic isolation device, and to prevent the upper structure from falling over. Become.
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。 That is, the falling moment of the tower building having a large aspect ratio can be processed to prevent the seismic isolation device from being lifted up so that the base isolation building can be prevented from falling. For this reason, it is not necessary to construct the upper structure with high rigidity and high strength so that the shear deformation angle of each floor of the upper structure is kept below a certain value, and it is possible to construct a seismic isolation building at low cost. . In other words, it is possible to reduce the proof stress of the upper structure and provide a less expensive seismic isolation building.
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。 In addition, the structure to prevent the upper structure from falling by the inner fall prevention structure as well as the outer fall prevention structure increases the degree of design freedom compared to conventional seismic isolation buildings (falling prevention structure), and the aspect ratio. Even with a large base-isolated building, it is possible to reliably prevent the fall by arranging the outer fall prevention structure and the inner fall prevention structure in a well-balanced manner.
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。 Furthermore, since the upper structure is allowed to lock while allowing the upper structure to be locked by the outer fall prevention structure and the inner fall prevention structure, the vertical clearance and / or the inner gap between the outer restraining part and the outer fall prevention structure main body part. Effectively imparts vibration energy attenuation performance by installing a damping device inside the vertical gap between the holding part and the lower base isolation device fixing member or upper base isolation device fixing member, or inside the upper structure It is also possible to do. For this reason, it is possible to prevent the fall more reliably.
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。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 11, a structure for preventing overturning of a seismic isolation building according to an embodiment of the present invention and a seismic isolation building including the same will be described.
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。
As shown in FIG. 1, the seismic isolation building A of this embodiment is a high-rise building with a large aspect ratio in which the
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。
In addition, this seismic isolation building A is provided with a seismic isolation device installation floor P in which
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。
That is, the seismic isolation building A of this embodiment is configured as an intermediate floor seismic isolation building in which the
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。 The fall prevention structure B of the seismic isolation building according to the present embodiment is provided on the outer peripheral side of the building, and is arranged inside the outer fall prevention structure B1 disposed outside the seismic isolation building A and inside the seismic isolation building A. It is comprised with the inner side fall prevention structure B2 provided.
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。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the outer fall prevention structure B <b> 1 includes an
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。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the outer fall prevention structure B <b> 1 of the present embodiment includes a
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。
And such an outside fall prevention structure B1 constructs the outer
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。
On the other hand, as shown in FIG. 1 to FIG. 4, the inner fall prevention structure B2 of the present embodiment includes an inner fall prevention structure
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。
Furthermore, in the inner fall prevention structure B2 of the present embodiment, the
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。
Here, for example, the damping
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。
In addition, in the damping
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。
The ultra-high damping
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。
When manufacturing such
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。
Next, the damping device
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。
Here, it is not necessary to limit the
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。 Next, the operation and effect of the structure for preventing overturning B of the base-isolated building of the present embodiment having the above-described configuration and the base-isolated building A including the structure will be described.
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。
When vibration energy acts due to an earthquake or the like and a roll occurs in the building A, the
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。
On the other hand, when vibration energy is applied to the upper structure A1 and rocking occurs, a pulling force is applied to the seismic isolation device, but in the present embodiment, the outer fall prevention structure B1 The upper structure is constituted by the outer holding
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。
Further, at this time, the seismic isolation device is arranged in the clearance H2 in the vertical direction T2 between the
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。
Therefore, in the base-isolated building B of the present embodiment and the base-isolated building A having the same, when the vibration energy acts on the upper structure A1 and a shake occurs, By the outer holding
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)。
That is, the falling moment of the tower building A having a large aspect ratio can be processed to prevent the
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。 In addition, since the upper structure A1 is prevented from falling by the inner fall prevention structure B2 together with the outer fall prevention structure B1, the design isolation degree and the aspect ratio are large compared with the conventional base isolation building. In contrast, the outer fall prevention structure B1 and the inner fall prevention structure B2 are arranged in a well-balanced manner, and it is possible to improve the safety against the fall moment, which is a weak point of the conventional seismic isolation building, and to surely prevent the fall.
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。
Further, the gap H2 in the vertical direction T2 between the outer holding
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。
As described above, the structure for preventing overturning of the base-isolated building according to the present invention and the embodiment of the base-isolated building having the structure have been described. However, the present invention is not limited to the above-described one embodiment, and departs from the spirit thereof. It is possible to change appropriately within the range not to be. For example, in the present embodiment, the
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。 In this case, since the outer structure B1 and the inner structure B2 prevent the fall of the upper structure A1 while allowing the upper structure A1 to be locked, a separate damping device is provided inside the upper structure A1. It is possible to effectively impart vibration energy attenuation performance as in this embodiment, and it is also possible to more reliably prevent overturning.
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。
Further, the
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。
In the present embodiment, the base-isolated building A has been described as being an intermediate floor base-isolated building, but the present invention may of course be applied to a basic base-isolated building. And when applying to the base seismic isolation building A, as shown, for example in FIG.12 and FIG.13, it connects with the outer side holding | suppressing
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。
Further, in the case of the intermediate floor seismic isolation building A, as shown in FIGS. 14 and 15, the beam (
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。
Moreover, in this embodiment, the inner side fall prevention structure
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
DESCRIPTION OF
10e Inner holding part (beam)
10f Side (pillar)
10g Inner holding part (beam)
11 Damping
T2 vertical direction
Claims (2)
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、
且つ、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。 A structure for preventing overturning of a seismic isolation building in which a seismic isolation device is interposed between the upper structure and the lower structure,
An outer fall prevention structure disposed outside the seismic isolation building and an inner fall prevention structure disposed inside the seismic isolation building;
The outer fall-preventing structure includes an outer holding portion formed so as to extend the upper seismic isolation device fixing member of the upper structure connecting the upper end side of the seismic isolation device to the laterally outer side, and the lower structure. And an outer fall-preventing structure that extends in the vertical direction with a predetermined gap in the lateral direction with respect to the outer holding portion and that extends on the outer holding portion with a predetermined gap in the vertical direction. A main body unit, and
The inner fall-preventing structure includes a side portion extending in the vertical direction with one end connected to the upper seismic isolation device fixing member or the lower structure, and an inner side extending in the lateral direction connected to the side portion. A restraining portion, between the side portion and the lower seismic isolation device fixing member and / or the upper seismic isolation device fixing member, and between the inner restraining portion and the lower seismic isolation device fixing member. Alternatively, an inner side arranged to surround the lower seismic isolation device fixing member and / or the upper seismic isolation device fixing member with a predetermined gap between the upper seismic isolation device fixing members in the vertical direction. Consists of a fall prevention structure body ,
And a vertical gap between the outer holding portion and the outer fall prevention structure main body and / or a vertical gap between the inner holding portion and the lower seismic isolation device fixing member or the upper seismic isolation device fixing member. An end part is connected to the outer restraining part and the outer fall prevention structure main body part and / or the inner restraining part and the lower seismic isolation device fixing member or the upper seismic isolation device fixing member, and A structure to prevent a seismic isolation building from falling.
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。 It is a seismic isolation building with a seismic isolation device interposed between the upper structure and the lower structure,
A base-isolated building comprising the structure for preventing overturning of the base-isolated building according to claim 1 .
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