JP2013124469A

JP2013124469A - ユニット建物における免震構造

Info

Publication number: JP2013124469A
Application number: JP2011272862A
Authority: JP
Inventors: Takami Mukoyama; 孝美向山
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-24

Abstract

【課題】地震の際に、アンカーボルトから基礎に加えられる力を低減することができるユニット建物における免震構造を提供することを目的とする。
【解決手段】建物ユニット１Ａを有するユニット建物１００における免震構造において、基礎１１０の上に、前記建物ユニット１Ａが配置され、この建物ユニット１Ａの柱２の下に、前記基礎１１０に下端側が埋め込まれ上端側が基礎１１０上に突出しているアンカーボルト１３０が配置され、前記建物ユニット１Ａの柱２の下端部と前記基礎１１０との間に、前記アンカーボルト１３０の周囲を囲むように弾性体１２０が配置され、前記アンカーボルト１３０が、前記柱２の下端部に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユニット建物における免震構造に関する。

従来、ユニット建物において、建物ユニットと基礎との間には、図３（ａ）に示すように、モルタル１１５が施工されていた（例えば、特許文献１）。特許文献１は、箱状に形成された建物ユニットの下面から下方に突出するアンカー部材（アンカーボルトに相当）を、基礎に形成されたアンカー植付孔に挿入してモルタルで固定するアンカー部材の固定構造であって、前記アンカー植付孔は、底面側が広く、開口側が狭くなっていることを特徴とするアンカー部材の固定構造を開示している。特許文献１では、アンカー部材を固定する際に、建物ユニットと基礎との間のモルタルを同時に施工している。

特開２０００−８０６６１号公報

しかし、建物ユニットと基礎との間をモルタルで施工すると、地震による加速度が非常に大きい場合、アンカーボルトから基礎に加えられる力が基礎の強度を超えてしまい、基礎を破損する恐れがあった。そのため、地震の際に、アンカーボルトから基礎に加えられる力を低減することが望まれる。

本発明は、地震の際に、アンカーボルトから基礎に加えられる力を低減することができるユニット建物における免震構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば、図１〜図３に示すように、
建物ユニット１Ａを有するユニット建物１００における免震構造において、
基礎１１０の上に、前記建物ユニット１Ａが配置され、
この建物ユニット１Ａの柱２の下に、前記基礎１１０に下端側が埋め込まれ上端側が基礎１１０上に突出しているアンカーボルト１３０が配置され、
前記建物ユニット１Ａの柱２の下端部と前記基礎１１０との間に、前記アンカーボルト１３０の周囲を囲むように弾性体１２０が配置され、
前記アンカーボルト１３０が、前記柱２の下端部に固定されている
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記建物ユニット１Ａの柱２の下端部と前記基礎１１０との間に、前記アンカーボルト１３０の周囲を囲むように弾性体１２０が配置されているので、地震の際の横揺れに対して弾性体１２０が水平方向に変形する一方で、前記アンカーボルトの上端側が、塑性変形して曲がることにより、地震の際に、アンカーボルトから基礎に加えられる力を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、例えば、図４に示すように、
請求項１に記載のユニット建物１００における免震構造において、
前記弾性体１２０は前記アンカーボルトを挿通するための孔１２３を有している
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記弾性体１２０は前記アンカーボルトを挿通するための孔１２３を有していることにより、施工の際に弾性体１２０の位置決めが容易になる。

請求項３に記載の発明は、例えば、図４、図５に示すように、
請求項１または２に記載のユニット建物１００における免震構造において、
前記弾性体の高さｈ１は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記弾性体の高さｈ１は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるので、通常時に弾性体によってユニット建物の荷重を支えることができる一方で、地震時にアンカーボルトの上端側に塑性変形による曲げを容易に起こさせることができる。

請求項４に記載の発明は、例えば、図３、図４に示すように、
請求項１から３のいずれか一項に記載のユニット建物１００における免震構造において、
前記弾性体１２０の上面及び下面に、金属板１２１ａ，１２１ｂが取り付けられ、前記基礎１１０に、前記弾性体１２０の下面に取り付けられている金属板１２１ｂが固定されている、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、前記弾性体１２０の上面及び下面に、金属板１２１ａ，１２１ｂが取り付けられているので、地震の際に前記弾性体１２０に加わる力を均一に分散させることができ、前記基礎１１０に、前記弾性体１２０の下面に取り付けられている金属板１２１ｂが固定されているので、前記弾性体１２０および前記アンカーボルト１３０の上部が金属板１２１ｂの位置を支点として塑性変形して曲がる。

請求項５に記載の発明は、例えば、図６に示すように、
請求項１から４のいずれか一項に記載のユニット建物１００における免震構造において、
前記弾性体１２０が、ゴム層１２０ａと金属板１２０ｂとの積層構造である
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記弾性体１２０が、ゴム層１２０ａと金属板１２０ｂとの積層構造であるので、前記弾性体１２０がゴム層だけから構成される場合に比べて、防振性、吸振性を向上することができる。

本発明によれば、アンカーボルトから基礎に加えられる力を低減することができるユニット建物における免震構造を提供することができる。

本発明に係るユニット建物における免震構造の一例を示す図であり、ユニット建物の構成例を示す図である。同、図１のＡ部拡大斜視図である。（ａ）は基礎と建物ユニット間にモルタルを配置した例を示し、（ｂ）は基礎と建物ユニット間に免震ゴムを配置した例である。本発明に係るユニット建物における免震構造の免震ゴムとアンカーボルトの状態を示す図であり、（ａ）は免震ゴムがアンカーボルトに挿入される前の状態を示し、（ｂ）は免震ゴムがアンカーボルトに挿入されている状態を示す図である。本発明に係るユニット建物における免震構造の免震ゴムとアンカーボルトの状態を示す図であり、（ａ）は平常時の状態を示し、（ｂ）は地震の際の状態を示す図である。本発明に係るユニット建物における免震構造の免震ゴムが積層構造であることを示す図である。

＜実施の形態＞
図１〜図６を参照して、本実施の形態におけるユニット建物の免震構造について説明する。

＜免震構造とユニット建物＞
図１に示す建物は、ユニット建物１００である。図２、図３（ｂ）に示すように、ユニット建物１００においては、基礎１１０上に、複数の建物ユニット１Ａ，１Ａ，１Ａが隣接して配置され、この建物ユニット１Ａの柱２の下に、前記基礎１１０に下端側が埋め込まれ上端側が基礎１１０上に突出しているアンカーボルト１３０が配置され、前記建物ユニット１Ａ，１Ａ，１Ａの柱２の下端部と前記基礎１１０との間に、前記アンカーボルト１３０の周囲を囲むように、平面視四角形の免震ゴムデバイス１２５が配置され、前記アンカーボルト１３０が、前記柱２の下端部にボルトとナットでボルト接合され固定されている。また、下階の中央の建物ユニット１Ａ上に小屋ユニット１Ｂが配置され、下階の建物ユニット１Ａと小屋ユニット１Ｂとがボルトとナットでボルト接合されている。そして、屋根束１２等を設け、屋根を設置して、ユニット建物１００が建築されている。

このようにユニット建物１００は、箱状に形成された３つの建物ユニット１Ａ，１Ａ，１Ａと箱状に形成された１つの小屋ユニット１Ｂを組み合せることで施工されている。また、建物ユニット１Ａは、図２に示すように、４本の柱２と、これらの柱２の上端間どうしを結合する４本の天井梁３と、柱２の下端間どうしを結合する４本の床梁４とを備えている。
４本の天井梁３は、２本の長辺天井梁３ａおよび長辺天井梁３ａより短い２本の短辺天井梁３ｂによって構成されている。４本の床梁４は２本の長辺床梁４ａおよび長辺床梁４ａより短い２本の短辺床梁４ｂによって構成されている。なお、柱２は正方形筒状に形成されており、天井梁３と床梁４は、それぞれ断面コ字型に形成されている。

２本の長辺天井梁３ａ、３ａには、複数の天井小梁５が架設されており、該天井小梁５は長辺天井梁３ａの長手方向に所定間隔で設けられている。これら天井小梁５の下面には
天井板６が固定されている。
２本の長辺床梁４ａ、４ａには、複数の根太７が架設されており、該根太７は長辺床梁４ａの長手方向に所定間隔で設けられている。これら根太７の上面には床板８が固定されている。
なお、柱２の上端部の柱頭接合部材９に天井梁３の端部が接合され、柱２の下端部の柱脚接合部材１０に床梁４の端部が接合されている。

また、小屋ユニット１Ｂは、基本的に建物ユニット１Ａと同様の構成であるため、同じ部材には同じ符号を付している。ここで、小屋ユニット１Ｂと建物ユニット１Ａの異なる点は、柱２の長さ、天井梁３の長さ、床梁４の長さ等である。また、複数の天井小梁５、これら天井小梁５の下面に設けられる天井板６は不要な場合がある。

＜免震ゴムデバイス＞
免震ゴムデバイス１２５は、四角柱状の免震ゴム（本発明の「弾性体」に相当）１２０の上面及び下面に、平面視四角形の金属板１２１ａ，１２１ｂが接着剤、加硫形成等により取り付けられ構成されている。図４（ａ）に示すように、免震ゴムデバイス１２５には、孔１２３が設けられ、図４（ｂ）に示すように、この孔１２３にボルト１３０が挿通されている。また、図４（ａ）に示すように、前記金属板１２１ａ，１２１ｂと前記免震ゴム１２０は、その中央部に、前記アンカーボルト１３０を挿通するための孔１２３を有し、図４（ｂ）に示すように、この孔１２３にボルト１３０が挿通されている。金属板１２１ａ，１２１ｂの外周部のフランジ１２０ｃには孔が設けられている。柱２の下端部にビス２ａ（例えば、鉄用ビス）で前記免震ゴム１２０の上面に取り付けられている金属板１２１ａのフランジ１２０ｃが固定されている。また、前記基礎１１０に、ビス２ａ（例えば、コンクリート用ビス）で前記免震ゴム１２０の下面に取り付けられている金属板１２１ｂのフランジ１２０ｃが固定されている。特に、基礎１１０に金属板１２１ｂが固定されていることにより、地震の際に、金属板１２１ｂが基礎１１０から浮き上がることがなく、前記弾性体１２０および前記アンカーボルト１３０の上部が金属板１２１ｂの位置を支点として塑性変形して曲がる。

例えば、図５（ａ）に示すように、平常時にアンカーボルト１３０は直立し、免震ゴム１２０は、建物の荷重を受けた状態で、高さｈ１（ｍｍ）である。地震の際に、基礎１１０が水平方向に移動すると、基礎１１０の上部にある建物ユニット１Ａは、基礎１１０の水平方向の動きに遅れて、基礎１１０と同じ方向へ移動を開始する。このとき、図５（ｂ）に示すように、免震ゴム１２０とアンカーボルト１３０が基礎１１０の移動方向と相対的に逆向きに移動する。そのため、免震ゴム１２０は、地震の揺れに応じて歪み、高さｈ２（ｍｍ）となる（ｈ２＜ｈ１）。また、免震ゴム１２０の上部と同じ高さのアンカーボルト１３０の上部は、地震の揺れに応じて曲がり、基礎１１０に埋め込まれたアンカーボルト１３０の中心軸に対して振幅ｄ／２（ｍｍ）の振動をする。これらの免震ゴム１２０の歪みを起こす力およびアンカーボルト１３０の曲げを起こす力は、アンカーボルト１３０から基礎１１０に加えられる力を低減した分に相当する。図３（ａ）に示すモルタル１１５の代わりに、図３（ｂ）に示す免震ゴムデバイス１２５を採用することにより、建物ユニット１Ａの揺れを小さくするとともに、アンカーボルト１３０から基礎１１０に加えられる力を低減することができる。

＜免震ゴム＞
次に、ユニット建物１００の免震構造に使用される免震ゴム１２０について説明する。

図６に示すように、前記免震ゴム１２０は、ゴム層１２０ａと金属板１２０ｂとの積層構造である。前記免震ゴム１２０は、ゴム層１２０ａと金属板１２０ｂを交互に積層して貼り合わせたもので、１階の建物ユニット１Ａの各柱２の下端部に配置されている。この構造により、建物ユニット１Ａ，１Ａ，１Ａの振動周期を地震の周期帯域より長周期化させ、地震の力が建物ユニット１Ａに伝わることを抑制する。金属板１２１ａ，１２１ｂが取り付けられる免震ゴム１２０の両面にはゴム層１２０ａが配置されている。また、前記免震ゴム１２０の高さｈ１は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが望ましい。

本実施の形態によれば、前記建物ユニット１Ａの柱２の下端部と前記基礎１１０との間に、前記アンカーボルト１３０の周囲を囲むように弾性体１２０が配置されているので、地震の際の横揺れに対して弾性体１２０が水平方向に変形する一方で、前記アンカーボルトの上端側が、塑性変形して曲がることにより、地震の際に、アンカーボルトから基礎に加えられる力を低減することができる。

また、前記弾性体１２０は前記アンカーボルトを挿通するための孔１２３を有していることにより、施工の際に弾性体１２０の位置決めが容易になる。

また、前記弾性体の高さｈ１は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であるので、通常時に弾性体によってユニット建物の荷重を支えることができる一方で、地震時にアンカーボルトの上端側に塑性変形による曲げを容易に起こさせることができる。

また、前記弾性体１２０の上面及び下面に、金属板１２１ａ，１２１ｂが取り付けられているので、地震の際に前記弾性体１２０に加わる力を均一に分散させることができ、前記基礎１１０に、前記弾性体１２０の下面に取り付けられている金属板１２１ｂが固定されているので、前記弾性体１２０および前記アンカーボルト１３０の上端側が金属板１２１ｂの位置を支点として塑性変形して曲がる。

また、前記弾性体１２０が、ゴム層１２０ａと金属板１２０ｂとの積層構造であるので、前記弾性体１２０がゴム層だけから構成される場合に比べて、防振性、吸振性を向上することができる。

（変形例）
上記実施の形態では、四角柱状の免震ゴム１２０を用いたが、本発明は、これに限られない。例えば、多角柱状または円柱状等の形状の免震ゴムを用いてもよい。これに合わせて、免震ゴムの上下に取り付けられる金属板の形状も多角形または円柱等の形状の金属板を用いてもよい。
また、上記実施の形態では、ゴム層１２０ａと金属板１２０ｂを有する免震ゴム１２０を用いたが、本発明は、これに限られない。例えば、金属板１２０ｂを用いず、単層のゴムのみからなる免震ゴム、複数のゴム層からなる免震ゴムを用いてもよい。
また、上記実施の形態では、一つの免震ゴムデバイス１２５を用いたが、本発明は、これに限られない。例えば、複数の免震ゴムデバイス１２５をアンカーボルト１３０の周囲を囲むように配置してもよい。
また、上記実施の形態では、金属板１２１ａ，１２１ｂを取り付けた免震ゴムデバイス１２５を用いたが、本発明は、これに限られない。例えば、免震ゴムデバイス１２５の代わりに、免震ゴム１２０のみを用いてもよい。この場合、柱２の下端部に前記免震ゴム１２０を接着剤等で固定し、前記基礎１１０に前記免震ゴム１２０を接着剤等で固定する。

１Ａ建物ユニット
１Ｂ小屋ユニット
２柱
３天井梁
３ａ長辺天井梁
３ｂ短辺天井梁
４床梁
４ａ長辺床梁
４ｂ短辺床梁
５天井小梁
６天井板
７根太
８床板
９柱頭接合部材
１０柱脚接合部材
１２屋根束
１００ユニット建物
１１０基礎
１１５モルタル
１２０免震ゴム
１２０ａゴム層
１２０ｂ金属板
１２０ｃフランジ
１２１ａ，１２１ｂ金属板
１２３孔
１２５免震ゴムデバイス
１３０アンカーボルト

Claims

建物ユニットを有するユニット建物における免震構造において、
基礎の上に、前記建物ユニットが配置され、
この建物ユニットの柱の下に、前記基礎に下端側が埋め込まれ上端側が基礎上に突出しているアンカーボルトが配置され、
前記建物ユニットの柱の下端部と前記基礎との間に、前記アンカーボルトの周囲を囲むように弾性体が配置され、
前記アンカーボルトが、前記柱の下端部に固定されている
ことを特徴とするユニット建物における免震構造。
請求項１に記載のユニット建物における免震構造において、
前記弾性体は前記アンカーボルトを挿通するための孔を有している
ことを特徴とするユニット建物における免震構造。
請求項１または２に記載のユニット建物における免震構造において、
前記弾性体の高さは、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である
ことを特徴とするユニット建物における免震構造。
請求項１から３のいずれか一項に記載のユニット建物における免震構造において、
前記弾性体の上面及び下面に、金属板が取り付けられ、前記基礎に、前記弾性体の下面に取り付けられている金属板が固定されている、
ことを特徴とするユニット建物における免震構造。
請求項１から４のいずれか一項に記載のユニット建物における免震構造において、
前記弾性体が、ゴム層と金属板との積層構造である
ことを特徴とするユニット建物における免震構造。