JP2002038754A

JP2002038754A - 免震建物

Info

Publication number: JP2002038754A
Application number: JP2000220959A
Authority: JP
Inventors: Tomihiro Hori; 富博堀
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】建物としての基本的な機能である快適性や居
住性と、優れた免震性能とを併せ持つ有効な構造の免震
建物を実現する。【解決手段】建物中心部に高剛性のコア部１を設け
て、コア部の頂部によって高剛性の頂部構造体２の中心
部を揺動可能な状態で支持せしめ、頂部構造体からコア
部の周囲に多層階の建物本体部３を吊り支持した免震構
造の建物であって、コア部と建物本体部との間に垂直ボ
イド１１を設けるとともに、建物本体部の下部と地表と
の間に垂直ボイドに通じる水平ボイド１２を設け、か
つ、頂部構造体を通風可能に構成する。頂部構造体を採
光可能に構成する。建物本体部の内周部に垂直ボイドに
面する設備シャフト１４を設ける。建物本体部の外周部
に自然通風シャフトを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の固有周期を
長周期化して地震入力を低減せしめる免震構造の建物に
関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、建物の耐震性を向上させ
るための構造としては、剛性を高めて耐力を向上させる
という耐力構造、免震装置により建物の固有周期を長周
期化して地震入力を低減せしめるという免震構造、建物
の要所に各種ダンパー等の制振装置を設置して振動を制
御しエネルギーを吸収するという制振構造等があり、そ
れぞれ種々の方式のものが提案され実用化されている。
特に、建物全体を積層ゴム等の免震装置により支持して
長周期化する免震構造が有効とされている。

【０００３】従来一般の免震構造では建物の固有周期を
４秒前後に設定することが通常であったが、８秒前後の
長周期成分が卓越する地震も想定されることから、近年
においては固有周期を１０秒以上にまで超長周期化する
ことも検討されている。しかし、従来一般の免震構造に
よってはそのような超長周期化を実現することは困難で
あり、それを実現し得る免震構造の開発が進められてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、どのような
構造の免震建物であるにしろ、建物としての基本的な機
能である快適性や居住性を損なうものであってはなら
ず、そのような建物本来の機能と優れた免震性能とを併
せ持つ有効な構造の免震建物の実現が望まれている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記事情に鑑み、請求項
１の発明は、建物中心部に高剛性のコア部を設けて、該
コア部の頂部によって高剛性の頂部構造体の中心部を揺
動可能な状態で支持せしめ、該頂部構造体から前記コア
部の周囲に多層階の建物本体部を吊り支持した免震構造
の建物であって、前記コア部と前記建物本体部との間に
垂直ボイドを設けるとともに、前記建物本体部の下部と
地表との間に前記垂直ボイドに通じる水平ボイドを設
け、かつ、前記頂部構造体を通風可能に構成したもので
ある。

【０００６】請求項２の発明は、頂部構造体を採光可能
に構成したものである。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１の発明の免震
建物において、前記建物本体部の内周部に前記垂直ボイ
ドに面する設備シャフトを設けたものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１または２の発
明の免震建物において、前記建物本体部の外周部に自然
通風シャフトを設けたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態である免
震建物について説明するが、それに先立ち、まず本実施
形態の免震建物における免震構造について説明する。

【００１０】本実施形態の免震建物における免震構造
は、図５および図６に示すように、中心部に高剛性のコ
ア部１を設け、そのコア部１の頂部に高剛性の頂部構造
体２の中心部を揺動可能な状態で支持せしめ、その頂部
構造体２からコア部１の周囲に多層階の建物本体部３を
吊り支持するという構造のものである。このような免震
構造では、頂部構造体２およびそれから吊り支持された
建物本体部３が地震時には恰も振り子の如く揺動するも
のとなり、その固有周期は１０秒程度にまで超長周期化
することができ、以て優れた免震性能を有するものとな
る。

【００１１】図５に示す免震構造では、コア部１の頂部
に対する頂部構造体２の揺動支持は、それらの間に介装
した揺動支持装置４により行うようになっている。その
揺動支持装置４は、図５（ｂ）に示すように、高剛性の
環状体４ａの上下に多数の積層ゴム４ｂを設けたもので
ある。環状体４ａの断面形状は図５（ａ）に示されるよ
うに上面が下に凸とされているとともに下面が上に凸と
され、それに対応して、コア部１の上面および頂部構造
体２の下面もそれぞれ同等の曲率の曲面に形成されてい
る。したがって、地震時には、環状体４ａの上下の積層
ゴム４ｂが変形することにより、図７（ａ）に示すよう
に頂部構造体２がコア部１に対して水平方向に相対変位
（スウェイ）するか、あるいは（ｂ），（ｃ）に示すよ
うにそれらが上下の仮想中心点Ｏ₁あるいはＯ₂を中心と
して相対的に揺動（スイングおよびコアロッキング）す
ることになる。

【００１２】なお、頂部構造体２からの建物本体部３の
吊り支持は、建物本体部３の外周部に配したケーブル５
と、内周部に配した鉄骨ブレース架構６によりなされる
ようになっている。また、建物本体部３の揺動と水平変
位を許容するため、コア部１と建物本体部３との間、お
よび建物本体部３の下部と地表との間にはクリアランス
を確保しておく必要がある。さらに、建物本体部３とコ
ア部１との間にはダンパー７を介装し、地震あるいは風
による建物本体部３の過度の揺動を抑制し減衰させるよ
うにしている。

【００１３】以上で本実施形態の免震建物における免震
構造について説明したが、本実施形態の免震建物は、そ
のような免震構造を採用することに伴う特徴的な形態が
有効に利用されて快適な環境と優れた居住性が確保され
ているものである。

【００１４】図１及び図２に示す実施形態の免震建物で
は、コア部１の内部をエレベータや階段その他の共用ス
ペースとしており、かつ、建物本体部３を鉄骨ブレース
架構６の位置で区画してその外側を居室空間８（この建
物の有効部分であり、用途によって事務室や住戸等が設
けられる）とし、内側をコア部１に通じる回廊９として
いる。回廊９とコア部１とは渡り廊下１０で連絡されて
おり、その渡り廊下１０には建物本体部３の揺動や水平
変位を許容するエキスパンションジョイントが設けられ
ている。

【００１５】そして、図１および図２に示すように、本
実施形態の免震建物では、コア部１と建物本体部３との
間に確保されるクリアランスを垂直ボイド１１とし、建
物本体部３の下部と地表との間に確保されるクリアラン
スを垂直ボイド１１に通じる水平ボイド１２とし、かつ
頂部構造体２を通風可能に構成している。したがってこ
の免震建物では、図１に矢印で示しているように、水平
ボイド１２から取り入れられて垂直ボイド１１を上昇
し、頂部構造体２を通過して上方に抜けるような自然通
風が自ずと生じるようになっており、そのような自然通
風により回廊９や居室空間８に対する自然換気が可能で
あって、たとえば夜間や中間期にそのような自然換気を
行うことで室内環境を良好に維持できかつ省エネルギー
効果を得ることができるものである。また、そのような
自然通風路を通して空調用外気を空調機に対して取り入
れることも可能である。

【００１６】また、頂部構造体２は自然光の採光も可能
とされ、かつ要所に反射鏡１３が設置されており、この
頂部構造体２を通して自然光を垂直ボイド１１に採光す
ることで回廊９に自然光を取り入れることが可能とされ
ている。

【００１７】さらに、建物本体部３の内周部に設けられ
ている鉄骨ブレース架構６の設置スペースを利用してそ
こには設備シャフト１４が設けられ、その設備シャフト
１４に電力、通信、冷暖房、給排水、防災その他の各種
設備の主要動線が集約されている。この設備シャフト１
４は垂直ボイド１１に面していることから保守性に優れ
将来的な更新性にも優れるものとなっている。

【００１８】図３および図４は他の実施形態である免震
建物を示す。この免震建物は上記の揺動支持装置４に代
えて、コア部１の頂部に設けた単一の球座１５によって
頂部構造体２を揺動自在に支持している点で上記実施形
態の免震建物とは相異するが同様の免震効果が得られる
ものである。また、本実施形態の免震建物ではコア部１
の向きが建物本体部３に対して４５度回転した状態で設
けられていて、それらの間に三角形状の垂直ボイド１１
が４カ所に設けられているが、それらの垂直ボイド１１
により自然通風路が確保され、かつ頂部構造体２が採光
可能とされて垂直ボイド１１への採光が可能であること
は上記実施形態と同様である。垂直ボイド１１に面して
設備シャフト１４が設けられている点も同様である。

【００１９】それに加えて、本実施形態の免震建物で
は、建物本体部３の外周部に自然通風シャフト１６が分
散配置され、垂直ボイド１１から居室空間８を通って自
然通風シャフト１６に到り、そこを上昇して頂部から排
気されるという自然通風が生じ、これにより居室空間８
に対する自然換気をより確実に行い得るものとなってい
る。なお、自然通風シャフト１６には、ペリメータに対
する空調のための空調機やダクト、タバコ排気のための
ダクト、排煙ダクト等を設置したり、他の設備動線を設
置することも勿論可能である。

【００２０】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、様々な用途や規模、形態の建物について
広く適用できることはいうまでもない。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明は、コア部の頂部に頂部
構造体を揺動可能に支持し、頂部構造体からコア部の周
囲に多層階の建物本体部を吊り支持した免震構造の建物
であって、コア部と建物本体部との間に垂直ボイドを設
けるとともに、建物本体部の下部と地表との間に垂直ボ
イドに通じる水平ボイドを設け、頂部構造体を通風可能
に構成したから、水平ボイドから取り入れられて垂直ボ
イドを通り頂部構造体を通過して上方に抜けるような自
然通風路が自ずと形成されて建物内部に対する自然換気
を行うことができ、快適性や居住性に優れる免震建物を
実現することができる。

【００２２】請求項２の発明は、頂部構造体を採光可能
に構成したから、頂部構造体を通して垂直ボイドに自然
光を取り入れることができ、快適性や居住性を高めるこ
とができる。

【００２３】請求項３の発明は、建物本体部の内周部に
垂直ボイドに面する設備シャフトを設けたので、そこに
各種設備の主要動線を集約することで保守性に優れ将来
的な更新性にも優れる。

【００２４】請求項４の発明は、建物本体部の外周部に
自然通風シャフトを設けたから、垂直ボイドから建物本
体部の内部を通り自然通風シャフトから排気されるとい
う自然通風が生じて建物内部に対する自然換気をより確
実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の免震建物の一実施形態を示す立断面
図である。

【図２】同、平面図である。

【図３】本発明の免震建物の他の実施形態を示す立断
面図である。

【図４】同、平面図である。

【図５】本発明の免震建物における免震構造を説明す
るための立断面図である。

【図６】同、平面図である。

【図７】同、地震時の挙動を示す図である。

【符号の説明】

１コア部２頂部構造体３建物本体部４揺動支持装置１１垂直ボイド１２水平ボイド１４設備シャフト１５球座１６自然通風シャフト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物中心部に高剛性のコア部を設けて、
該コア部の頂部によって高剛性の頂部構造体の中心部を
揺動可能な状態で支持せしめ、該頂部構造体から前記コ
ア部の周囲に多層階の建物本体部を吊り支持した免震構
造の建物であって、前記コア部と前記建物本体部との間
に垂直ボイドを設けるとともに、前記建物本体部の下部
と地表との間に前記垂直ボイドに通じる水平ボイドを設
け、かつ、前記頂部構造体を通風可能に構成してなるこ
とを特徴とする免震建物。
【請求項２】前記頂部構造体を採光可能に構成してな
ることを特徴とする請求項１記載の免震建物。
【請求項３】前記建物本体部の内周部に前記垂直ボイ
ドに面する設備シャフトを設けてなることを特徴とする
請求項１または２記載の免震建物。
【請求項４】前記建物本体部の外周部に自然通風シャ
フトを設けてなることを特徴とする請求項１，２または
３記載の免震建物。