JPH0449631B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、地面に植立された支柱（シヤフ
ト）により建物を支持する吊構造建造物に関する
ものである。特に地震力、風力等の垂直及び水平
力に容易に耐えることのできる軽量な建築物を提
供するものである。

在来工法による建造物は、地面上に設置された
基礎の上に床、柱及び壁、屋根を順次組上げて行
くものであり、その構造材は組て圧縮力を受け、
その上部構造の重みを支える構造となつている。
このため、その構造材も木材、コンクリート等耐
圧縮力の大きい材料を用いるか、鉄骨を用いる場
合も、耐圧縮力を大にするため、太いものを用い
ざるを得ず、結局、建築物重量は大きいものとな
つていた。

これに対して金属等の工業素材は、一般に耐圧
縮力よりもテンシヨンに強く、殊にも高抗張力ワ
イヤ、炭素繊維等、いわゆる新素材には高抗張力
の素材が多く、建築物を総て吊り構造で構成し、
これら素材の抗張力を利用するようにすれば、極
めて軽量でかつ強度の高い建築物を得られるもの
と期待できる。

一方、我国の国土は山地、火山地及び丘陵等が
全体の74％を占める関係上、傾斜地が多く存在
し、近年の土地事情により、土地の開発はこの地
域にも及んでおり、この傾斜地域を積極的に居住
空間として利用していく傾向を示している。しか
しながら、この地域の利用には斜面を切り開いて
段上の平担地を形成するという手段が採用されて
おり、これにより地形、植生等の自然系が崩壊さ
れ、崖崩等の危険に遭遇する結果をひきおこして
いた。

これに対しては、基礎工事が最小限ですむ一本
柱構造の建築物が有利であることは云う迄もな
い。事実、一本柱構造の建築も、従来から種々提
案されている。

しかし、従来より提案されている一本柱構造の
ものは第１図に示したように、基礎から立設した
支柱に、床支持梁、並びに屋根支持梁を放射状に
延設し、それらを利用して建物を形成するか、あ
るいは第２図で示したように、昇降設備を兼備し
た太い支柱に適宜の居住空間を突出形成した構造
のものであつた。これらのものは当然のことなが
ら、支柱と居住空間を形成する床、屋根等の構造
体が、剛接合されている片持梁構造のものであ
り、支柱に伝達された振動、あるいは居住空間に
働らいた振動は、共に相互に直接伝達されること
と成り、支柱には多大な曲げモーメントが作用す
るため、それに対応するべく強度の極めて大きな
支柱を採用しなければならない欠点があつた。

また一本柱を中心にした吊構造のものでも、第
３図に示したように支柱の上端部から放射状に延
設した長尺支持梁より、適宜の間隔を有して直接
床が支持される多支点の吊構造のものにあつては
作用するモーメントが増幅する恐れがあり、振動
の吸収は複雑且つ困難と成り、構造形態上不安定
構造と成るものであつた。

この発明は上記従来のものの欠点を解決するた
めに、基礎上に立設したシヤフトの上端部に振動
吸収装置を配設し、その振動吸収装置を介して屋
根、壁、床を吊構造によつて支持すると同時に、
床とシヤフトが対峙する位置にも振動吸収装置を
形成して成る吊構造建築物を提供しようとするも
のである。

以下この発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第４図はこの発明の一実施例である吊構造建築
物の内一本柱吊構造を示す縦断正面図である。１
は地盤２に埋設された基礎で、その中心部は有底
中空３とされている。この基礎１の大きさは地耐
力及び建物の荷重によつて決定されるものであ
り、例えば建物荷重が60ton、地耐力5t／m²の場
合は12M²ということになる。上記基礎１の形成
は種々の手段が考えられるが、場所を考慮するな
らば、外形をアースドリルとし、地中にねじ込み
形成することが最良である。また基礎１の上端部
４には地耐力を有効に作用させるために該基礎１
より外方へ鍔状に突出形成したパツド５が一体形
成される。上記基礎１の有底中空３の有底部６に
は弾性体７が配置され、その上部には長尺のシヤ
フト８が挿入形成され、該シヤフト８は建物の所
要高さに応じて基礎１より垂直方向に突出形成さ
れる。上記シヤフト８は座屈が発生しない所要強
度があると同時に、水平力に対してもその部材の
もつ柔軟性により吸収できるような金属パイプ、
PCコンクリートパイプ等の適宜の材料が選定さ
れる。

シヤフト８の先端には、該シヤフト８より外方
へ放射状に突出形成した屋根保持体９が固定さ
れ、その屋根保持体９には適数個のエラストマ
ー、発条体等より成る弾性体１０が取着され、該
弾性体１０の他端部は摺動枠１１に取着され、全
体として垂直方向振動吸収装置１２が形成されて
いる。第５図の斜視図で示したように、摺動枠１
１はシヤフト８との間に所定間隙Ｈを形成してい
るので、シヤフト８に伝わつた振動は弾性体１０
の連動エネルギーによつて吸収され、摺動枠１１
に固定されている建物本体Ａへの伝達が大巾に緩
和される。逆に、風圧等によつて建物本体Ａに加
わつた圧力は上記同様弾性体１０の運動によつて
吸収され、シヤフト側への伝達が大巾に緩和され
る。

建物本体Ａは第４図、及び第７図でわかるよう
に、屋根１３、壁１４、床１５によつて構成さ
れ、加重のバランスを考慮してシヤフト８が略中
央に位置するように形成されている。屋根１３は
寄せ棟屋根で形成され、隅棟部１６と成るたる木
部材は吊りワイヤー１７、あるいは鉄骨１７′に
よつて形成され、その一端は摺動枠１１に取着さ
れ、他端は鉄骨あるいは木造等の水平梁１８の隅
部に取着される。水平梁１８，１８′，１８″，１
８は互いに連結され、略正四角形を形成する連
結水平梁とされ、その各々の隅部は上記摺動枠１
１と連結されていることと成る。

上記各水平梁１８…の端部からは略垂直方向に
吊りワイヤー１９あるいは鉄骨１９′の柱２０が
吊下され、壁１４の両端部を形成している。柱間
にはその壁の大きさに応じて、あるいは壁面を形
成する壁板、アルミサツシ等の部材に応じて適宜
箇所に他の柱、あるいは間柱、枠等を形成するこ
とが可能である。

柱２０…の他端側は床１５を形成する床板２１
に固定され、床板２１の水平状態を保持してい
る。上記屋根１３、壁１４、床１５により居住空
間が形成されることと成る。上記床板２１はシヤ
フト８との間に空隙Ｓが形成されるように、その
略中央部に有孔部２２が構成され、その全体形状
は正多角形（実施例では、正四角形）のものが使
用される。第６図に示したように床板２１の有孔
部２２側端部裏面には円筒体２３が垂直方向に固
定され、その底端部にはその端部から内側に突出
形成した突起２４を残してその略中央部に円形有
孔部２５が形成されている。上記円形有孔部２５
には、基礎１上のパツド５より立設した円筒状コ
ア２６の上端部が挿入されている。コア２６の先
端部及びその近接位置からは、上記円筒体２３の
突起２４を挟むようにして各々上側突起２７、下
側突起２８が外方へ向けて突出形成され、前記突
起２４の上面側と上側突起２７の下面側、及び突
起２４の下面側と下側突起２８の上面側とが各々
弾性体２９，３０によつて連結されている。また
突起２４の側端部とそれと対峙する上下突起２
７，２８間の円筒状コア２６の側壁間も前記同様
弾性体３１によつて連結されている。上記構成に
より回転及び水平方向振動吸収装置３２が形成さ
れている。この振動吸収装置３２も前記同様に、
シヤフト８との間に所定の間隙Ｓが形成されてい
るので、シヤフト８からの振動の伝達は阻止され
る。また基礎１と一体化されているパツド５上に
立設された円筒状コア２６には地震等の振動が直
接伝達されるが、弾性体２９，３０，３１によつ
てその振動が吸収され建物本体Ａへの伝達は大巾
に緩和される。逆に建物本体Ａに加わつた風圧等
による横揺れ、あるいは回転力も弾性体２９，３
０，３１により大幅に緩和されるものである。こ
れらの振動吸収装置には、よく知られているよう
に、弾性体と共にダンパーが配設されることは云
う迄もない。

上記構成により、建物本体Ａはシヤフト８並び
に基礎１の双方から弾性体を介して独立形成され
ているので、相互の振動伝達が大巾に緩和される
ものである。

第９図に示したものは、回転及び水平方向振動
吸収装置３５の他の実施例を示したもので、床１
５の端部適宜箇所と地盤に強固に固定された杭３
６とをチエーン、あるいは紐等の可撓性のある帯
状体３７で連結して成るものである。そして上記
杭３６と床１５間の帯状体３７の適宜箇所に錘３
８が配設されている。上記錘３８は地盤には固定
されておらず、第９図ロで示したように吊構造建
築物がシヤフトを中心にして回転あるいは水平方
向に移動した場合には帯状体３７に張力が作用す
ることとなり、その結果錘３８が地盤上より持ち
上げられることと成る上記作用により持ち上げら
れた錘３８は、その錘３８の重さによりこんどは
帯状体３７を地盤側へ引つ張ることになる。帯状
体３７に上記引張力が働らくことにより床１５は
元の状態に戻るべく移動することと成る。これら
の運動を繰り返すことにより建築物に作用した回
転力及び水平力は吸収され、建築物は早期に元の
状態に戻ることとなる。

またこの一本柱吊構造に使用される屋根、壁、
床等の仕上材料、及び一部の構造材料は、従来よ
り使用されている軽量建築部材を採用しても良い
が、張力によつて構築物を支持する吊り構造の特
徴を発揮するには、繊維強化金属等の新素材が極
めて有利に活用できる。これにより強度を受け持
つ部材は細いものですみ、建築物を極めて軽量化
しうる外、構造材が細いので、その表面は、例え
ば間伐材等、強度の低い材料を覆着することによ
り、外観を改良し、居住性を改善することが容易
となる。

上記実施例においては一つの建物Ａを一本の柱
で支持する一本柱吊構造のものに添つて説明した
が、床面積の大きな建物を形成するには、この一
本柱吊構造を複数立設することによつて達成でき
るものである。この場合、隣接一本柱吊構造間
は、エキスパンシヨンジヨイント等の振動吸収ジ
ヨイントによつて連結することと成る。

また第１０図に示したように必要に応じて複数
本のシヤフトを立設し、そのシヤフト間に屋根、
壁、床を形成することによつて床面積の大きな構
造物を得ることも可能である。そしてシヤフトの
本数を増加することによつてより安定した吊構造
建築物を得ることができるものであるし、それに
よる建築物の軽量化、耐震性等の特性は前記記載
のものと同様であり、この発明の範囲内で各種の
設計変更が可能である。

また上記実施例では正四角形の床を形成したも
のを示したが六角形、八角形等の適宜のものが使
用できる。その際屋根は壁とシヤフト８を結ぶ二
等辺三角形状のものが使用される。

さらに建物本体への昇降設備、電気、ガス、水
道等の設備は、コア２６を使用することが最良で
あるが、他の手段、例えば建物本体の外側から等
の方法も考えられる。

また第８図で示したように、円筒状コア２６に
形成した上・下突起２７，２８間を閉塞した側壁
３３，３３′間に突起２４を嵌挿し、その突起２
４の両側壁に弾性体３４を形成することにより、
建物本体の回転防止に特に有効な作用を達成でき
るものである。

以上、実施例について詳述したように、この発
明の吊構造建築物は、次のような顕著な効果を奏
する。

建築物は柱を除き、構造材料の張力によつて
支持されるので、高抗張力の素材を活用して、
極めて軽量で、しかも耐久性に富む建築物とす
ることができる。

少数の柱のみで建物を支持できるので、傾斜
地域の斜面を切り開いて段上の平担地を形成す
るという自然系の崩壊をするまでもなく住宅、
別荘、山荘、レジヤーハウス等の広い用途に適
した建築物を得ることができる。

少数箇所の基礎、少数の柱、及び軽量建築部
材で構成されるので、プレハブ化が容易と成り
建物の組立て、施工等が、一般の多柱形式の建
物に比較して大巾に簡素化且つ迅速化できるこ
とと成つた。

構造部材として作用する柱は少数であるため
に、間取りの制約が大きく緩和され、所望の大
きさの空間を持つ建物の形成が可能と成つた。
この発明の実施例にあつては、その床面積は約
10ｍ×10ｍの100m²であり、且つ天井高さは約
3.5ｍのものが採用された。

建物が少数の柱によつて支持され、その床が
地盤面より高い位置で形成保持されるので、床
の下側に大きな空間が確保できることと成り建
物の敷地を道路から連続させることにより車庫
として使用したり、あるいは物置として使用し
たりすることが可能となつた。

地盤との接触箇所が少数であるために、地盤
を伝達してくる地震等の振動波を単純に把握で
きると同時に、基礎が不等沈下をおこす心配が
なくなつた。

少数の柱と、屋根、壁、床とが振動吸収装置
を介して連結されているので、基礎、柱より伝
わる振動を建物本体に直接伝達することなく、
大巾にその振動を緩和することが可能となつ
た。また逆に、風等によつて建物本体に加わつ
た回転力あるいは水平力は、前記同様に振動吸
収装置によつて大巾に緩和され、基礎、柱への
伝達が阻止されることと成つた。

支柱の上端部と、建物本体との連結を、一支
点としたことにより、柱及び建物本体との相互
間の振動の伝達が単純化され、振動の吸収機構
が容易と成つた。

支柱と床が対峙する位置に振動吸収装置を形
成したので、建物に加わつた回転力、あるいは
水平力を大巾に且つ有効に緩和することが可能
となつた。

隣接する吊構造建築物相互を連結することに
よつて所望の大きさの建物空間を得ることが容
易にできる。

〓 建物の外部に錘を利用した振動吸収装置を形
成したので、風等によつて建物本体に加わつた
回転力あるいは水平力を早期に吸収することが
可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吊構造の縦断正面図、第２図も
同様従来の吊構造の斜視図、第３図は多支点吊構
造の縦断面図、第４図はこの発明の一実施例の一
本柱吊構造の縦断正面図、第５図は同振動吸収装
置の斜視図、第６図は同振動吸収装置の縦断面
図、第７図は同一本柱吊構造の針視図、第８図は
回転防止装置を示した斜視図、第９図イ，ロは振
動防止手段を示した他の実施例の側面図、第１０
図は複数のシヤフトを立設して成る吊構造建築物
のイにあつて斜視図、ロにあつては側面図であ
る。 １：基礎、２：地盤、５：パツド、８：シヤフ
ト、１０：弾性体、１２：振動吸収装置、１３：
屋根、１４：壁、１５：床、２９，３０，３１：
弾性体、３２，３５：振動吸収装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 地盤に基礎１を介してシヤフト８を立設し、
   該シヤフト８の上端部に振動吸収装置１２を形成
   し、上記振動吸収装置１２を介して屋根１３、壁
   １４、床１５を構成すると同時に、床１５とシヤ
   フト８が対峙する位置に、他の振動吸収装置３２
   を形成したことを特徴とする吊構造建築物。 ２ シヤフト８上端部の振動吸収装置１２は、シ
   ヤフト８より放射状に突出形成した屋根保持体９
   及びシヤフト８に添つて可動する摺動枠１１とを
   連結する弾性体１０によつて構成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の吊構造
   建築物。 ３ 床１５とシヤフト８が対峙する位置に形成し
   た振動吸収装置３２は、床板２１の裏面に形成し
   た円筒体２３と、基礎１より立設した円筒状コア
   ２６とを弾性体２９，３０，３１で連結して構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項或いは第２項記載の吊構造建築物。 ４ 地盤と床１５との間に、帯状体３７で連結し
   た錘３８を配設した振動吸収装置３５を構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれかに記載の吊構造建築物。 ５ シヤフト８の数を複数本としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
   かに記載の吊構造建築物。 ６ 地盤中に埋設した基礎１は鍔状に突出形成し
   たパツド５を有していることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の
   吊構造建築物。