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JP2006016911A - Seismic isolation structure - Google Patents

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JP2006016911A
JP2006016911A JP2004197809A JP2004197809A JP2006016911A JP 2006016911 A JP2006016911 A JP 2006016911A JP 2004197809 A JP2004197809 A JP 2004197809A JP 2004197809 A JP2004197809 A JP 2004197809A JP 2006016911 A JP2006016911 A JP 2006016911A
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JP
Japan
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plate
seismic isolation
tower
structures
layer
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Pending
Application number
JP2004197809A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomihiro Hori
富博 堀
Kazuo Kamitsukuri
和生 神作
Takehiro Sadahisa
岳大 定久
Tsutomu Nakanishi
力 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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Abstract

【課題】 振り子型の大規模な免震構造物を実現する。
【解決手段】 地盤上に複数基の塔状構造体1を立設し、それらの頂部にそれぞれ免震機構3を介して吊り支持構造体4を設け、吊り支持構造体から複数層の板状構造体2を吊り支持して塔状構造体の周囲に配置する。各層の板状構造体には塔状構造体が貫通する開口部を設けて免震クリアランスを確保し、最下層の板状構造体を地表面上に浮かせて配置する。各層の板状構造体を人工地盤として設ける。板状構造体の面外方向へのねじれ変形を拘束する補剛機構を設ける。板状構造体の外周部に吊り材11とブレース12を集約して配置する。免震機構としては、揺動支持構造体の上下に複数の免震装置をそれぞれ仮想の回転中心を向くように傾斜状態で配置するものが好適である。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED To realize a pendulum type large-scale seismic isolation structure.
SOLUTION: A plurality of tower-like structures 1 are erected on the ground, and suspension support structures 4 are provided on the tops of the tower-like structures 1 via seismic isolation mechanisms 3, respectively. The structure 2 is suspended and supported and arranged around the tower structure. The plate-like structure of each layer is provided with an opening through which the tower-like structure penetrates to ensure seismic isolation clearance, and the lowermost plate-like structure is placed on the ground surface. A plate-like structure of each layer is provided as an artificial ground. A stiffening mechanism that restrains torsional deformation in the out-of-plane direction of the plate-like structure is provided. The suspension member 11 and the brace 12 are gathered and arranged on the outer periphery of the plate-like structure. As the seismic isolation mechanism, a structure in which a plurality of seismic isolation devices are arranged above and below the swing support structure in an inclined state so as to face the virtual rotation center, respectively.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、固有周期を長周期化ないし超長周期化することで地震時の振動を大幅に抑制し地震被害を回避することのできる免震構造物に関する。   The present invention relates to a seismic isolation structure that can significantly suppress vibration during an earthquake and avoid earthquake damage by making the natural period longer or very long.

この種の免震構造物として特許文献1に振り子型の耐震建物が提案されている。これは、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せしめるというものである。このような構造によれば、建物本体部の固有周期を地震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。
特開2001−90374号公報
As this type of seismic isolation structure, Patent Document 1 proposes a pendulum type earthquake-resistant building. This is based on the top of a high-rigidity core shaft provided in the center of the building as a fulcrum. It responds as a possible pendulum. According to such a structure, it is said that the natural period of the building body can be sufficiently longer than the earthquake motion period, thereby realizing a building that hardly vibrates during an earthquake.
JP 2001-90374 A

上記のような免震構造は極めて有効であると考えられるが、未だ着想段階にあって現時点で実現するに至っていない。特に、この種の免震構造は大規模な構造物への適用が期待されるのであるが、特許文献1に示されているように建物本体部を単にコアシャフトの頂部から全方向に揺動可能に吊り支持するという形態では大規模化には自ずと限界があり、したがってこの種の免震構造の実用化と普及を図るためにはその点での有効な改善策の開発が不可欠とされていた。   Although the above-mentioned seismic isolation structure is considered to be extremely effective, it has not yet been realized at the present stage. In particular, this type of seismic isolation structure is expected to be applied to large-scale structures. However, as shown in Patent Document 1, the building body is simply swung in all directions from the top of the core shaft. In the form of suspension support where possible, there is a limit to the increase in scale naturally, so the development of effective improvement measures in this respect is indispensable in order to put this type of seismic isolation structure into practical use and dissemination. It was.

上記事情に鑑み、本発明の免震構造物は、地盤上に複数基の塔状構造体を立設し、それら塔状構造体の頂部にそれぞれ免震機構を介して吊り支持構造体を設け、それら吊り支持構造体から複数層の板状構造体を吊り支持して塔状構造体の周囲に配置し、各層の板状構造体には塔状構造体が貫通する開口部を設けてその開口部内縁と塔状構造体の間に免震クリアランスを確保するとともに、最下層の板状構造体を地表面上に浮かせて配置することにより、複数層の板状構造体の全体を複数基の塔状構造体の頂部から免震機構および吊り支持構造体を介して揺動可能に吊り支持したことを特徴とする。   In view of the above circumstances, the seismic isolation structure of the present invention has a plurality of tower-like structures standing on the ground, and a suspension support structure is provided on the top of each tower-like structure via a seismic isolation mechanism. The plate-like structures of a plurality of layers are suspended and supported from the suspension support structures and arranged around the tower-like structures, and the plate-like structures of the respective layers are provided with openings through which the tower-like structures penetrate. By securing seismic isolation clearance between the inner edge of the opening and the tower-like structure, and placing the lowermost plate-like structure floating above the ground surface, multiple layers of the plate-like structure can It is characterized in that it is suspended and supported from the top of the tower-like structure through a seismic isolation mechanism and a suspension support structure.

本発明の免震構造物においては、各層の板状構造体を各種の建物や施設を構築するための人工地盤、いわば空中大地として設けることが可能である。また、各層の板状構造体に形成されている開口部内縁と塔状構造体との間の免震クリアランスには、塔状構造体に対する板状構造体の水平変位を許容しつつ板状構造体の面外方向へのねじれ変形を拘束する補剛機構を設けることが好ましい。また、各層の板状構造体の外周部には、それら板状構造体を吊り支持するための吊り材と、それら板状構造体どうしを一体に連結して層間変位を拘束するためのブレースを設けることが好ましい。さらに、免震機構としては、揺動支持構造体と、その揺動支持構造体の上下においてそれぞれ仮想の回転中心を向くように傾斜状態で配置した複数の免震装置の集合体とによる構成のものが好適に採用可能である。   In the seismic isolation structure of the present invention, the plate-like structure of each layer can be provided as an artificial ground for constructing various buildings and facilities, in other words, an aerial ground. In addition, the seismic isolation clearance between the inner edge of the opening formed in the plate-like structure of each layer and the tower-like structure has a plate-like structure while allowing horizontal displacement of the plate-like structure relative to the tower-like structure. It is preferable to provide a stiffening mechanism that restrains torsional deformation in the out-of-plane direction of the body. In addition, a suspension material for supporting and supporting the plate-like structures and a brace for connecting the plate-like structures together to restrain interlayer displacement are provided on the outer periphery of the plate-like structures of each layer. It is preferable to provide it. Furthermore, as the seismic isolation mechanism, a swing support structure and an assembly of a plurality of seismic isolation devices arranged in an inclined state so as to face the virtual center of rotation above and below the swing support structure, respectively. A thing can be employ | adopted suitably.

本発明の免震構造物は、複数基の塔状構造体を分散設置してそれら複数基の塔状構造体により複数層の板状構造体の全体を吊り支持することにより、それら板状構造体の全体の固有周期を充分に長周期化できて優れた免震効果が得られることはもとより、板状構造体の規模に応じて塔状構造体の設置基数とそれらの位置を設定することによって大規模な板状構造体であっても安定に吊り支持することが可能であり、それによりこの免震構造物全体の大規模化を支障なく実現することができる。   The seismic isolation structure of the present invention comprises a plurality of tower-like structures dispersedly installed, and the entire plate-like structure of a plurality of layers is suspended and supported by the plurality of tower-like structures, thereby providing the plate-like structures. The number of installed bases and their positions should be set according to the scale of the plate-like structure as well as the natural period of the whole body being sufficiently long to provide an excellent seismic isolation effect. Thus, even a large-scale plate-like structure can be stably suspended and supported, so that the entire seismic isolation structure can be enlarged without any problem.

また、最下層の板状構造体を地表面上に浮かせて設けることで地表面には開放空間を確保できるから、既存のインフラストラクチャーの上方を跨ぐようにして板状構造体を設置したり、あるいは板状構造体の下方の地表面に自然環境をそのまま残すようなことも可能となる。したがって本発明では、塔状構造体および板状構造体を大規模なメガストラクチャーとして設けることで、各層の板状構造体自体をたとえば街区となるような大規模な人工地盤として機能せしめることが可能であり、その場合には各層の板状構造体をいわば空中大地としてそこには各種の独立した建物や施設をインフィルとして自由に設置することが可能であり、しかもその空中大地は充分な免震効果が得られるものであるからそこに設置する建物や施設には耐震要素が不要である。   In addition, by providing the lowermost plate-like structure floating on the ground surface, an open space can be secured on the ground surface, so that the plate-like structure can be installed so as to straddle the existing infrastructure, Alternatively, it is possible to leave the natural environment as it is on the ground surface below the plate-like structure. Therefore, in the present invention, by providing the tower-like structure and the plate-like structure as a large-scale megastructure, the plate-like structure itself of each layer can be made to function as a large-scale artificial ground such as a block. In that case, it is possible to install various independent buildings and facilities as infills as an aerial ground. Since the effect can be obtained, the building or facility installed there does not need an earthquake-resistant element.

また、各層の板状構造体を吊り支持するための吊り材は一般の構造物における柱に相当するものではあるがそれは引っ張り耐力を有する小断面のもので良いし、また各層の板状構造体どうしをブレースにより一体に連結することで各層の層間変位を有効に防止でき、しかも、それら吊り材とブレースをいずれも板状構造体の外周部に集約配置することにより板状構造体の内部には塔状構造体が分散配置されているだけで実質的に無柱の大空間を確保することができ、インフィルとしての建物や施設を設置するためのフレキシブルなスケルトンの構造として好適である。   The suspension material for supporting the plate-like structure of each layer is equivalent to a pillar in a general structure, but it may have a small cross section with tensile strength, and the plate-like structure of each layer. Interlayer displacement of each layer can be effectively prevented by connecting the two together with braces, and the suspension material and braces are both concentrated on the outer periphery of the plate-like structure so as to be inside the plate-like structure. Can be provided with a substantially column-free large space simply by disposing a tower-like structure, and is suitable as a flexible skeleton structure for installing a building or facility as an infill.

また、板状構造体に形成した開口部の内側に塔状構造体を配置してそれらの間に免震クリアランスを確保するので、板状構造体の揺動を支障なく許容できることはもとより、その免震クリアランスには板状構造体のねじれ変形を拘束する補剛機構を設けることにより、板状構造体の大規模化によるねじれ剛性の低下を補剛機構により補償でき、風力等により想定される板状構造体のねじれ変形を有効に防止することができる。   In addition, since the tower-like structures are arranged inside the openings formed in the plate-like structures and the seismic isolation clearance is secured between them, the plate-like structures can be allowed to swing without any trouble. By providing a stiffening mechanism that constrains the torsional deformation of the plate-like structure in the seismic isolation clearance, it is possible to compensate for the reduction in torsional rigidity due to the large scale of the plate-like structure by the stiffening mechanism. The torsional deformation of the plate-like structure can be effectively prevented.

さらに、免震機構として、揺動支持構造体の上下に複数の免震装置の集合体を設置し、それら免震装置をそれぞれ仮想の回転中心を向くように傾斜状態で配置した構成のものを採用することにより、充分な長周期化を実現できるばかりでなく、様々な振動モードに対して有効に免震効果を発揮することができる。   Furthermore, as a seismic isolation mechanism, a structure in which a plurality of seismic isolation devices are installed above and below the swinging support structure, and these seismic isolation devices are arranged in an inclined state so as to face the virtual rotation center, respectively. By adopting it, not only can a sufficiently long period be realized, but also a seismic isolation effect can be effectively exhibited for various vibration modes.

本発明の免震構造物の一実施形態を図1〜図7に示す。本実施形態の免震構造物は、2基の塔状構造体1の頂部から全5層の板状構造体2を免震機構3、吊り支持構造体4を介して吊り支持したものとなっており、地震時には板状構造体2の全体が振り子として応答することでその固有周期が超長周期化されたものとなっており、それにより優れた免震効果が得られるものとなっている。   One embodiment of the seismic isolation structure of the present invention is shown in FIGS. The seismic isolation structure of the present embodiment is a structure in which a total of five layers of plate-like structures 2 are suspended and supported via the seismic isolation mechanism 3 and the suspension support structure 4 from the tops of the two tower-like structures 1. In the event of an earthquake, the entire plate-like structure 2 responds as a pendulum, so that its natural period has become a very long period, so that an excellent seismic isolation effect can be obtained. .

塔状構造体1は地盤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、それら2基の塔状構造体1によってこの免震構造物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。本実施形態における塔状構造体1は、図4および図7(a)に示すように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   The tower-like structure 1 is a reinforced concrete structure with high axial rigidity and high bending rigidity that is erected from the ground in a self-supporting state. It can support all horizontal loads during an earthquake. As shown in FIGS. 4 and 7A, the tower-like structure 1 in the present embodiment has a substantially square horizontal cross section, and the inside thereof is used as a common space such as an elevator or a staircase (that is, in a general building). It is used as a core part), but is constructed as a solid cylindrical wall that is substantially free of openings except for the opening that leads to the interior.

図5に示すように、塔状構造体1の頂部には吊り支持構造体4が免震機構3を介して設けられている。吊り支持構造体4は鉄骨材からなる4本の柱材5を梁材6およびブレース材7により連結してフレーム状に組んだ高剛性のもので、塔状構造体1の頂部に免震機構3を介して揺動可能かつ水平変位可能に設置されたものである。免震機構4は、矩形フレーム状の揺動支持構造体8の上下4隅部にそれぞれ4基ずつの積層ゴム等の免震装置9を図5に示すように仮想の回転中心(仮想の球面ないし円筒面の中心)O,Oを向くように傾斜状態で固定したもので、下段の4基の免震装置9が塔状構造体1の頂部に対して固定され、上段の4基の免震装置9上に上記の吊り支持構造体4の4本の柱材5が固定されている。 As shown in FIG. 5, a suspension support structure 4 is provided on the top of the tower-like structure 1 via a seismic isolation mechanism 3. The suspension support structure 4 is a high-rigidity structure in which four column members 5 made of steel frames are connected by a beam material 6 and a brace material 7 and assembled in a frame shape, and a seismic isolation mechanism is provided at the top of the tower-like structure 1. 3 is installed so as to be swingable and horizontally displaceable. As shown in FIG. 5, the seismic isolation mechanism 4 includes four base isolation devices 9 such as laminated rubber at the upper and lower corners of the swing support structure 8 having a rectangular frame shape. Or the center of the cylindrical surface) fixed in an inclined state so as to face O 1 and O 2 , and the lower four seismic isolation devices 9 are fixed to the top of the tower-like structure 1, and the upper four The four pillar members 5 of the suspension support structure 4 are fixed on the seismic isolation device 9.

そして、その吊り支持構造体4から全5層の板状構造体2が吊り支持されることで塔状構造体1の周囲に設置されている。すなわち、図3に示すように、吊り支持構造体4から主吊り材10を介して最上層の板状構造体2が吊り支持され、その最上層の板状構造体2から他の4層の板状構造体2が所定間隔をおいて多数の吊り材11によって吊り支持され、最下層の板状構造体2は地表面の上方に浮いた位置に配置されている。各層の板状構造体2を吊り支持している上記の吊り材11は各板状構造体2の外周部に集約して設けられ、同じく外周部には各層の板状構造体2どうしを連結するブレース12が設けられていて、それらブレース12により全5層の板状構造体2は層間変位が拘束された状態で一体化して全体として水平剛性が確保され、その全体が主吊り材10を介して吊り支持されることで地震時には一体に挙動するものとなっている。なお、各板状構造体2はたとえば鉄骨梁とコンクリートスラブとにより形成することができ、主吊り材10および吊り材11、ブレース12としては引っ張り強度に優れた鋼材やケーブル材を採用すれば良い。   And the plate-like structure 2 of all the five layers is suspended and supported from the suspension support structure 4, and is installed around the tower-like structure 1. That is, as shown in FIG. 3, the uppermost plate-like structure 2 is suspended and supported from the suspension support structure 4 via the main suspension member 10, and the other four layers of the uppermost plate-like structure 2 are supported. The plate-like structure 2 is suspended and supported by a large number of suspension members 11 at predetermined intervals, and the lowermost plate-like structure 2 is arranged at a position floating above the ground surface. The above-described suspension members 11 that support and support the plate-like structures 2 of the respective layers are provided collectively on the outer periphery of each plate-like structure 2, and the plate-like structures 2 of the respective layers are similarly connected to the outer periphery. The braces 12 are provided, and the plate-like structures 2 of all the five layers are integrated by the braces 12 in a state in which the interlayer displacement is constrained to ensure horizontal rigidity as a whole. By being suspended and supported, it behaves as a unit during an earthquake. Each plate-like structure 2 can be formed of, for example, a steel beam and a concrete slab. As the main suspension material 10, the suspension material 11, and the brace 12, a steel material or a cable material excellent in tensile strength may be employed. .

上記のような免震機構3を介して板状構造体2の全体を吊り支持するという構造により、本実施形態の免震構造物では様々な振動モードに対して有効に免震効果を発揮できるものである。すなわち、地震時における板状構造体2全体の振動モードとしては、図6(a)に示すように板状構造体2の全体が振り子として揺動するような揺動モード(スイング)、(b)に示すように板状構造体2の全体が塔状構造体1に対して水平方向に変位するような水平振動モード(スウェイ)、さらには塔状構造体1の曲げ変形によりその頂部が左右に振られるような振動モード(ロッキング)が生じるが、本実施形態の免震機構3はそのような振動モードの全てに対して有効に免震効果を発揮でき、それら各モードの振動を充分に抑制し速やかに減衰させることができるものとなっている。なお、板状構造体2に対する吊り支持点が2基の塔状構造体1により2点となっていることから、長辺方向については図6(a)に示すような揺動モードは生じ難く、(b)および(c)に示すような振動モードが卓越することになるが、いずれにしても免震装置9を揺動支持構造体8を介して上下2段に設けていることから板状構造体2全体としての固有周期を8〜10秒程度にまで超長周期化でき(在来の免震構造による長周期化は3秒程度が限界である)、それにより地震力から事実上解放されて大地震時にも殆ど揺れることがなく、したがって地震被害とは実質的に無縁の免震構造物が実現される。   Due to the structure in which the entire plate-like structure 2 is suspended and supported via the seismic isolation mechanism 3 as described above, the seismic isolation structure of this embodiment can effectively exhibit seismic isolation effects for various vibration modes. Is. That is, as the vibration mode of the whole plate-like structure 2 at the time of an earthquake, as shown in FIG. 6A, a swing mode (swing) in which the whole plate-like structure 2 swings as a pendulum, (b ), A horizontal vibration mode (sway) in which the entire plate-like structure 2 is displaced in the horizontal direction with respect to the tower-like structure 1, and further, the top of the tower-like structure 1 is bent by the bending deformation. However, the seismic isolation mechanism 3 according to the present embodiment can effectively exhibit the seismic isolation effect for all such vibration modes, and the vibration of each mode can be sufficiently obtained. It can be suppressed and quickly attenuated. Since the suspension support points for the plate-like structure 2 are two points by the two tower-like structures 1, the swing mode as shown in FIG. 6 (a) hardly occurs in the long side direction. , (B) and (c), the vibration mode is excellent. In any case, the seismic isolation device 9 is provided in two stages on the upper and lower sides via the swing support structure 8. The natural period of the structure 2 as a whole can be extended to an extremely long period of about 8 to 10 seconds (the long period of the conventional seismic isolation structure is limited to about 3 seconds). The seismic isolation structure that is released and hardly shakes even in the event of a major earthquake, and is thus virtually free from earthquake damage, is realized.

また、図7に示しているように、各板状構造体2には上記の塔状構造体1が貫通し得る開口部13が形成されていて、それら開口部13の内側に免震クリアランス14を確保して塔状構造体1が配置され、そこには塔状構造体1の内部への通路15がエキスパンションジョイントを介して設けられているとともに、その免震クリアランス14には各層の板状構造体2の水平変位を許容しつつねじれ変形を拘束するための補剛機構20が設けられている。   Further, as shown in FIG. 7, each plate-like structure 2 is formed with an opening 13 through which the tower-like structure 1 can penetrate, and a seismic isolation clearance 14 is formed inside these openings 13. The tower-like structure 1 is arranged in such a manner that a passage 15 to the inside of the tower-like structure 1 is provided via an expansion joint, and the seismic isolation clearance 14 has a plate-like shape of each layer. A stiffening mechanism 20 is provided for restraining torsional deformation while allowing horizontal displacement of the structure 2.

補剛機構20はパンタグラフ式に面内変形が可能なものであるが面外方向には変形が生じないような面外剛性を有するものであって、図7(b)に示すように塔状構造体1または板状構造体2に対して固定される対の固定部材21の両端間に、2対4本の連結部材22および中間部材23をピ24によりそれぞれ回転可能に連結して、その全体が常に2つの平行四辺形を維持しながら水平面内において変形可能としたものである。したがってこのような補剛機構20を免震クリアランス14に設置することにより、塔状構造体1に対する板状構造体2の水平方向の変位は支障なく許容されつつ鉛直方向の相対変位は拘束され、それにより地震時や暴風時における板状構造体2のねじれ変形が有効に拘束されるものとなっている。なお、このような補剛機構20としてはたとえば特開2004−143694号公報に示されるものが好適に採用可能である。   The stiffening mechanism 20 is capable of in-plane deformation in a pantograph manner, but has out-of-plane rigidity that does not cause deformation in the out-of-plane direction, and has a tower shape as shown in FIG. Between the ends of a pair of fixing members 21 fixed to the structure 1 or the plate-like structure 2, two to four connecting members 22 and an intermediate member 23 are rotatably connected by a pipe 24, respectively. The whole can be deformed in a horizontal plane while always maintaining two parallelograms. Therefore, by installing such a stiffening mechanism 20 in the seismic isolation clearance 14, the horizontal displacement of the plate-like structure 2 with respect to the tower-like structure 1 is allowed without hindrance, and the relative displacement in the vertical direction is restrained. As a result, the torsional deformation of the plate-like structure 2 during an earthquake or storm is effectively restrained. In addition, as such a stiffening mechanism 20, what is shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-143694, for example can be employ | adopted suitably.

本実施形態の免震構造物によれば、図3に示すように板状構造体2全体の全鉛直荷重が吊り材11、ブレース12、主吊り材12の引っ張り力として吊り支持構造体4に伝達され、それから免震機構3を介して塔状構造体1に伝達され、塔状構造体1から圧縮力として地盤に伝達され、それにより板状構造体2の全体が安定に吊り支持されるものである。そして、免震機構4により板状構造体2全体の固有周期を充分に長周期化できて優れた免震効果が得られることはもとより、2基の塔状構造体1を分散設置してそれら塔状構造体1から板状構造体2の全体を吊り支持するという構造の採用により板状構造体2を充分に大規模化することができるものであり、したがって塔状構造体1および板状構造体2を大規模なメガストラクチャーとして設けることでたとえば図2に示すように各層の板状構造体2を街区となるような大規模な人工地盤として機能せしめることが可能である。その場合には各層の板状構造体2が地震のない新しい大地いわば空中大地となり、それをスケルトンとしてそこに各種の独立した建物や構造物、公園等の施設をインフィルとして自由に設置したり更新することが可能であり、しかもその空中大地は地震が発生することがないのでそこに設置する建物や施設には耐震性を考慮する必要がなく簡単な構造のもので充分となる。   According to the seismic isolation structure of this embodiment, as shown in FIG. 3, the total vertical load of the entire plate-like structure 2 is applied to the suspension support structure 4 as the tensile force of the suspension member 11, the brace 12, and the main suspension member 12. Is transmitted to the tower-like structure 1 through the seismic isolation mechanism 3, and is transmitted from the tower-like structure 1 to the ground as a compressive force, whereby the entire plate-like structure 2 is stably suspended and supported. Is. The seismic isolation mechanism 4 can sufficiently lengthen the natural period of the entire plate-like structure 2 to obtain an excellent seismic isolation effect, and the two tower structures 1 can be installed in a distributed manner. By adopting a structure in which the entire plate-like structure 2 is suspended and supported from the tower-like structure 1, the plate-like structure 2 can be sufficiently enlarged, and therefore the tower-like structure 1 and the plate-like structure 1 By providing the structure 2 as a large-scale megastructure, for example, as shown in FIG. 2, the plate-like structure 2 of each layer can be made to function as a large-scale artificial ground serving as a block. In that case, the plate-like structure 2 of each layer becomes a new earth without an earthquake, that is, an aerial earth, and it is used as a skeleton to freely install or update various independent buildings, structures, parks, etc. as infills. In addition, since the aerial ground does not cause an earthquake, it is not necessary to consider earthquake resistance for the buildings and facilities installed there, and a simple structure is sufficient.

また、最下層の板状構造体2は地表面上に浮いた状態で設けられるから、地表面には自ずと開放空間を確保でき、したがって既存のインフラストラクチャーの上方を跨ぐようにして板状構造体2を設置したり、あるいは板状構造体2の下方の地表面に豊かな自然環境を確保して自然と調和した新しい都市機能、都市景観を創造することができ、したがってこれは都市再開発の手法としても好適なものである。   Further, since the lowermost plate-like structure 2 is provided in a floating state on the ground surface, an open space can be naturally secured on the ground surface, so that the plate-like structure body is straddled over the existing infrastructure. 2 or create a new urban function and urban landscape in harmony with nature by securing a rich natural environment on the ground surface below the plate-like structure 2 It is also suitable as a technique.

また、各層の板状構造体2を吊り支持するための吊り材11や各層の板状構造体2を一体化するためのブレース12としては小断面の引っ張り材で充分であるし、それら吊り材11とブレース12をいずれも板状構造体2の外周部に集約配置していることにより、板状構造体2の内部には2カ所に塔状構造体1が配置されているだけで実質的に無柱の大空間を確保することができ、インフィルとしての建物や施設を設置し更新するためのフレキシブルなスケルトンの構造として好適である。勿論、この免震構造物は強度と耐久性に優れた鋼材やコンクリートを主体として構築することでこれ自身の耐久性は充分に確保でき、充分に長寿命なものとすることができる。   Further, as the suspension member 11 for supporting the plate-like structure 2 of each layer and the brace 12 for integrating the plate-like structure 2 of each layer, a pulling material having a small cross section is sufficient, and these suspension members are used. 11 and braces 12 are both concentrated on the outer periphery of the plate-like structure 2, so that the tower-like structure 1 is substantially arranged at two locations inside the plate-like structure 2. It is suitable as a flexible skeleton structure for installing and renewing buildings and facilities as infills. Needless to say, this seismic isolation structure is mainly composed of steel and concrete having excellent strength and durability, so that the durability of the seismic isolation structure can be sufficiently secured and the life can be sufficiently long.

以上で本発明の一実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されることなくたとえば以下に列挙するような様々な応用や変形が可能である。   Although one embodiment of the present invention has been described above, the above embodiment is merely a preferred example, and the present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications such as those listed below are possible. Is possible.

上記実施形態は2基の塔状構造体1により5層の板状構造体2を吊り支持するものとしたが、全体の規模によっては塔状構造体1の設置基数を多数とすれば良いし、板状構造体2の層数も適宜増減して良い。板状構造体2の平面形状や面積も各層ごとに自由に設定することが可能であり、たとえば上層ほど平面積を小さくすることも考えられる。また、たとえば図8(a),(b)に示すように上記実施形態の免震構造物を1ユニットとしてそれを前後あるいは左右、さらにはその双方に連結した形態で設置して、全体としてより大規模の免震構造物を構成することも可能である(図8では板状構造体2の層数を4層としている)。   In the above-described embodiment, the five-layer plate-like structure 2 is suspended and supported by the two tower-like structures 1. However, depending on the overall scale, the number of installation bases of the tower-like structure 1 may be large. The number of layers of the plate-like structure 2 may be increased or decreased as appropriate. The planar shape and area of the plate-like structure 2 can be freely set for each layer. For example, it is conceivable to reduce the plane area of the upper layer. For example, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), the seismic isolation structure of the above embodiment is installed as a unit in the form of being connected to the front and rear, left and right, or both of them. It is also possible to configure a large-scale seismic isolation structure (in FIG. 8, the number of layers of the plate-like structure 2 is four).

風荷重により板状構造体2の揺動が想定される場合には、板状構造体2の揺動を通常時には拘束しておき、地震時においては速やかに解放されて揺動を許容するようなフューズ機構を要所に設けておくと良い。また、板状構造体2の振動をより速やかに減衰させるためのダンパーを要所に設けることも考えられ、たとえば図3に示しているように、最下層の板状構造体2の開口部13と塔状構造体1との間に水平方向および鉛直方向の双方に作動する形式のダンパー25を設けることが好ましい。   When the swing of the plate-like structure 2 is assumed due to the wind load, the swing of the plate-like structure 2 is restrained at the normal time, and is released quickly and allowed to swing in the event of an earthquake. A good fuse mechanism should be provided at key points. It is also conceivable to provide a damper for damping the vibration of the plate-like structure 2 more quickly. For example, as shown in FIG. 3, the opening 13 of the lowermost plate-like structure 2 is provided. It is preferable to provide a damper 25 of a type that operates both in the horizontal direction and in the vertical direction between the tower structure 1 and the tower-like structure 1.

上記実施形態では各層の板状構造体2を人工地盤として設けることを想定したが、それに限らず、板状構造体2を各階の床とし外周部に外壁を設けることで大規模な免震建物として使用することも勿論可能である。免震機構3や吊り支持構造体4の具体的な構成についても、全体の規模や形態に応じて様々な設計的変更が可能であることは言うまでもない。   In the above embodiment, it is assumed that the plate-like structure 2 of each layer is provided as an artificial ground. However, the present invention is not limited thereto, and a large-scale seismic isolation building is provided by using the plate-like structure 2 as a floor of each floor and providing an outer wall on the outer periphery. Of course, it is also possible to use. Needless to say, various design changes can be made to the specific configurations of the seismic isolation mechanism 3 and the suspension support structure 4 according to the overall scale and form.

本発明の実施形態である免震構造物の全体概略構成を示す外観図である。It is an external view which shows the whole schematic structure of the seismic isolation structure which is embodiment of this invention. 同、立面図である。FIG. 同、立断面図である。FIG. 同、平断面図である。FIG. 同、免震機構の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a seismic isolation mechanism. 同、免震機構の地震時の動作を示す説明図であるIt is explanatory drawing which shows the operation | movement at the time of the earthquake of a seismic isolation mechanism. 同、補剛機構の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a stiffening mechanism similarly. 同、他の例を示す図である。It is a figure which shows another example same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 塔状構造体
2 板状構造体
3 免震機構
4 吊り支持構造体
8 揺動支持構造体
9 免震装置
10 主吊り材
11 吊り材
12 ブレース
13 開口部
14 免震クリアランス
20 補剛機構
25 ダンパー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tower-shaped structure 2 Plate-shaped structure 3 Seismic isolation mechanism 4 Suspension support structure 8 Oscillation support structure 9 Seismic isolation device 10 Main suspension material 11 Suspension material 12 Brace 13 Opening 14 Seismic isolation clearance 20 Stiffening mechanism 25 Damper

Claims (5)

地盤上に複数基の塔状構造体を立設し、それら塔状構造体の頂部にそれぞれ免震機構を介して吊り支持構造体を設け、それら吊り支持構造体から複数層の板状構造体を吊り支持して塔状構造体の周囲に配置し、各層の板状構造体には塔状構造体が貫通する開口部を設けてその開口部内縁と塔状構造体の間に免震クリアランスを確保するとともに、最下層の板状構造体を地表面上に浮かせて配置することにより、複数層の板状構造体の全体を複数基の塔状構造体の頂部から免震機構および吊り支持構造体を介して揺動可能に吊り支持したことを特徴とする免震構造物。   A plurality of tower-like structures are erected on the ground, and suspension support structures are provided on the tops of the tower-like structures via seismic isolation mechanisms, respectively, and a plurality of layers of plate-like structures are provided from the suspension support structures. The plate-like structure of each layer is provided with an opening through which the tower-like structure penetrates, and a seismic isolation clearance is provided between the inner edge of the opening and the tower-like structure. In addition, the lowermost plate-like structure is placed on the ground surface so that the whole of the multi-layer plate-like structure can be supported from the top of multiple tower-like structures. A seismic isolation structure characterized by being supported by swinging through a structure. 請求項1記載の免震構造物であって、板状構造体を各種の建物や施設を構築するための人工地盤として設けたことを特徴とする免震構造物。   The seismic isolation structure according to claim 1, wherein the plate-like structure is provided as an artificial ground for constructing various buildings and facilities. 請求項1または2記載の免震構造物であって、各層の板状構造体に形成されている開口部内縁と塔状構造体との間の免震クリアランスには、塔状構造体に対する板状構造体の水平変位を許容しつつ板状構造体の面外方向へのねじれ変形を拘束する補剛機構を設けたことを特徴とする免震構造物。   The base-isolated structure according to claim 1 or 2, wherein the base-isolated clearance between the inner edge of the opening formed in the plate-like structure of each layer and the tower-like structure has a plate for the tower-like structure. A seismic isolation structure provided with a stiffening mechanism for restraining torsional deformation of a plate-like structure in an out-of-plane direction while allowing horizontal displacement of the plate-like structure. 請求項1,2または3記載の免震構造物であって、各層の板状構造体の外周部に、それら板状構造体を吊り支持するための吊り材と、それら板状構造体どうしを一体に連結して層間変位を拘束するためのブレースを設けたことを特徴とする免震構造物。   It is a seismic isolation structure of Claim 1, 2, or 3, Comprising: The suspension material for suspending and supporting these plate-like structures on the outer peripheral part of the plate-like structure of each layer, and these plate-like structures mutually A base-isolated structure characterized by providing braces that are connected together to constrain inter-layer displacement. 請求項1,2,3または4記載の免震構造物であって、免震機構を、揺動支持構造体と、その揺動支持構造体の上下においてそれぞれ仮想の回転中心を向くように傾斜状態で配置した複数の免震装置の集合体とにより構成したことを特徴とする免震構造物。   5. The seismic isolation structure according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the seismic isolation mechanism is tilted so as to face the virtual rotation center at the top and bottom of the swing support structure and the swing support structure. A seismic isolation structure comprising a plurality of seismic isolation devices arranged in a state.
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