JP4568597B2 - 免震基礎ブロックおよびこれを用いた免震基礎構造 - Google Patents

Description

本発明は、免震基礎ブロックおよびこれを用いた免震基礎構造に関し、より詳細には、安価な構造でありながらも、建造物や展示物に作用する地震等による振動を確実に軽減させることを特徴とする免震基礎ブロックおよびこれを用いた免震基礎構造に関する。

従来、地震等による振動に対して建造物を保護する手段としては、建造物を頑丈に構築することにより、倒壊を防ぐ耐震構造が主流であった。耐震構造によって、地震が発生しても建造物の倒壊を免れることが可能になった。しかしながら、耐震構造により地震による建造物自体の倒壊は免れることが可能になっても、建造物内の家具等は振動により転倒してしまう。家具等の転倒は、経済的損失があるのはもちろんのこと、場合によっては生命の危機に及ぶことがある。
そこで、近年における建造物の構造は、地震等により建造物に作用する振動そのものを軽減することが可能な免震構造に移行している。このような免震構造においては、地盤からの振動を減衰させる免震装置が配設されている。一般的に免震装置としては、地盤と建造物の間に減衰手段を配設したものが広く知られている。
特開平１１−２２２４２号公報

特許文献１に記載されている免震装置は、建造物が基礎の上を水平方向に移動可能にするための鋼球等の褶動手段と、建造物の水平方向の振動を減衰させる流体シリンダ等の減衰手段を設けて免震構造としたものである。しかしながら、このような従来の免震構造は、流体シリンダ等の減衰手段を利用する等により構造が複雑であり、製作コストが高騰してしまうといった課題がある。

本発明は、安価で簡易な構造でありながらも、地盤からの振動を確実に減衰させることが可能な免震基礎ブロックおよびこれを用いた免震基礎構造の提供を目的としている。

上記目的を達成するべく、本発明は以下の構成を備える。
すなわち、平板と、該平板の上下面のうち少なくとも一方の面に振動を減衰する複数の突条体が起立して配設されてなる免震基礎ブロックであって、前記突条体は、弾性係数が異なる複数種類の突条体片により形成されていて、前記突条体片は、弾性係数ごとに異なる長さ寸法に形成されていると共に、前記突条体を地盤面に向けた状態で設置した際における前記平板からの前記突条体片の突出高さがそれぞれ一致する長さ寸法に形成されていることを特徴とする免震基礎ブロックである。

また、前記平板は所定の大きさおよび形状に形成されたユニット板状に形成され、該平板の外周縁部には、隣接する平板どうしを連結するための連結部が形成されていることを特徴とする。
これにより、効率的な免震基礎を構築することができるため、施工コストを低減させることが可能になる。

また、前記平板には、該平板の板厚方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。
これにより、突条体どうしの間隙部分に間詰め材を充填させることができるので、上載荷重を間詰め材に分散させることができる。なお、間詰め材は突条体の変形を拘束することのないような材質および充填がなされているのはもちろんである。

また、他の発明は、以上に説明したうちのいずれかの免震基礎ブロックを複数個用い、前記突条体を地盤に対向させて設置され、前記平板上に建造物が構築されていることを特徴とする免震基礎構造である。
また、以上に説明したうちのいずれかの免震基礎ブロックを複数個用い、前記突条体が地盤から上方向に起立するように設置され、前記突条体の上部に平滑面が形成され、該平滑面の上に建造物の基礎が構築されていることを特徴とする免震基礎構造である。

また、前記突条体の周囲には間詰め材が充てんされていることを特徴とする。

本発明に係る免震基礎ブロックおよびこれによる免震基礎構造を採用することにより、簡易な構造でありながらも、地盤からの振動を確実に減衰させることが可能になる。すなわち、安価にて免震基礎ブロックおよびこれを用いた免震基礎構造を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本実施の形態における免震基礎ブロックの底面を上側にした状態における斜視図である。図２は、突出部の拡大側面図である。
本実施の形態における免震基礎ブロック１０は、平板１２と、平板１２の下面に所要間隔をあけて複数列となるように配設された、複数の突条体片１４からなる突条体１６を有している。

平板１２は、合成樹脂により略長方形の板状体に形成されている。平板１２に用いられる合成樹脂は、バージン材でなく、廃プラスチック等のリサイクル材料により形成することもできる。
平板１２には、板の厚さ方向（上下方向）に貫通する貫通孔１８が所要間隔をあけて配設されている。また、平板１２の側壁部（外周縁部）には、隣接する免震基礎ブロック１０、１０どうしを互いに凹凸嵌合により連結する連結部２０が形成されている。連結部２０は、平板１２の各外周辺において略中央部分にそれぞれ設けられている。

一つの突条体１６は、複数本の突条体片１４、１４、・・・を束状にして略円柱状となるように平板１２に植設されている。本実施の形態における突条体１６を構成する突条体片１４は、３種類の弾性係数（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）を有する材料により構成されている。具体的には、突条体片１４は鋼製ワイヤ、天然ゴム、合成樹脂（合成ゴムを含む）等により形成されている。

突条体１６を構成する突条体片１４は、円柱状の突条体１６の中央部分から外周縁に向かって徐々に弾性係数が大きくなるように同心円状に配設されている。また、突条体片１４の長さ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）寸法は、弾性係数が小さいものほど長くなるように設けられている。したがって、本実施の形態においては、突条体１６を構成する突条体片１４の長さは、図２に示すように、突条体１６の中央部分のものが一番長く形成され、突条体１６の中央部分から外周縁に向かって段階的に短くなるように配設されている。すなわち、突条体１６の先端部は山型状に形成されている。

突条体１６が弾性係数および長さの異なる複数種類の突条体片１４により構成されているので、突条体１６を下面にして免震基礎ブロック１０を配設すると、突条体１６の中央部分における変形量（収縮量）と外周部分における変形量に差が生じることになる。これにより、免震基礎ブロック１０の設置後における突条体１６の突条体片１４の見かけ上の長さはすべて等しくすることができる。
また、地震等により振動が生じた場合において、弱い振動の際には、主に弾性係数の小さい突条体片１４の変形により振動を減衰させ、強い振動の際には、弾性係数の大きい突条体片１４の変形により振動を減衰させることができ、広範囲の振動に対して確実かつ、効果的に減衰させることができる。

貫通孔１８は、平板１２に配設されている突条体１６の隙間部分に所要間隔をあけて配設されている。免震基礎ブロック１０が地盤上に複数個配設された後、必要に応じて貫通孔１８から平板１２の下面側に間詰め材が充填される。間詰め材の充てんは、突条体１６の水平方向および鉛直方向の変形が拘束されない程度になされている。間詰め材を、平板１２の下面側に緩めに充てんすることにより、上載荷重の一部は間詰め材に作用することになる。間詰め材としては、発泡スチロール等の軽量な発泡材料が好適に用いられる。

連結部２０は、上下方向には着脱自在であるが、水平方向においては互いに固定されるように、凹型部２０ａと凸型部２０ｂを有している。凹型部２０ａと凸型部２０ｂは平板１２上において互いに対向する平面位置に配設されている。連結部２０は、ある免震基礎ブロック１０における凹型部２０ａに対し、これに隣接する免震基礎ブロック１０の凸型部２０ｂを上方から嵌合させることにより連結がなされる。連結された状態で抜け止めされた状態になる。
このように連結部２０が設けられているので、所定の大きさに形成されている免震基礎ブロック１０を互いに連結させながら適宜数量を配設することにより所望の面積の免震基礎を容易に構築することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、弾性係数および長さの異なる複数種類の材料からなる突条体片１４を用いて突条体１６を形成した形態について説明したが、本実施形態においては、ある一つの突条体１６自体は同じ弾性係数および長さを有する突条体片１４により形成されているものの、突条体１６の配設エリアに応じて、突条体片１４の弾性係数および長さを変更させる形態について説明する。

図３は、第２の実施形態における免震基礎ブロックに配設された突条体の概略状態を示す斜視図である。
本実施の形態における突条体１６は、図３に示すように平板１２を外周縁部分から中央部分にかけて外周エリア（Ａ１）と中間エリア（Ａ２）と中央エリア（Ａ３）の３つのエリアに区分し、中央エリア（Ａ３）から外周エリア（Ａ１）に向かって、突条体１６を形成する突条体片１４の弾性係数を徐々に小さく（ｅ１＜ｅ２＜ｅ３）し、また、長さを徐々に長く（ｌ１＞ｌ２＞ｌ３）なるように設けられている。同一エリア内においては、突条体片１４の弾性係数および長さは等しくなるように設けられている。このような突条体１６にする方が、突条体１６の形成が容易なるため、免震基礎ブロック１０の製造コストを下げることができるため好都合である。

このような突条体１６を有する免震基礎ブロック１０は、弱い振動に対しては、突条体片１４の弾性係数が小さい外周エリア（Ａ１）の突条体１６が主に振動を減衰し、強い振動に対しては、突条体片１４の弾性係数が大きい中央エリア（Ａ３）の突条体１６が主に振動を減衰することになり、多種多様な振動に対して効果的に振動を減衰させることが可能になる。

次に、免震基礎ブロック１０を用いた免震基礎の施工方法について説明する。図４は、免震基礎の構造を示す断面図である。
まず、免震基礎５０を構築する範囲よりも若干広範囲にわたって原地盤Ｇを床均しする（ステップ１）。床均しの後は、必要に応じて基礎砕石や均しコンクリートを施すこともある。要は、免震基礎ブロック１０を配設する面を平滑にすることができれば良い。床均しの後、突条体１６を下側にした状態で配設し、隣接する免震基礎ブロック１０の連結部２０ａ、２０ｂどうしを互いに凹凸嵌合させて連結する（ステップ２）。隣接する平板１２が平坦面となるように免震基礎ブロック１０を配設して連結させた後、貫通孔１８から発泡スチロール等の間詰め材３０を突条体１６の周りに充填する（ステップ３）。間詰め材３０の充填が完了したら、貫通孔１８を閉塞手段４０により閉塞する（ステップ４）。貫通孔１８の閉塞はキャップやコーキング材等の公知の閉塞手段４０が用いられる。

以上のようにして、原地盤Ｇの上に免震基礎５０が構築される。免震基礎５０の上には、従来技術に基づいて建造物の基礎もしくは建造物自体（共に図示せず）を構築すればよい。このようにして構築された建造物は免震構造となり、地震等により生じた振動は、建造物または建造物の基礎に伝播する前で減衰されることになる。すなわち、免震基礎５０の上に構築される建造物は、耐震構造にする必要はなく、建造物時体を低コストにて建造することができる。

本実施の形態においては、建造物の基礎部分に本発明を適用した形態について説明してきたが、本願発明は、建造物の基礎に限定されるものではない。例えば、建造物の床版に本願発明を適用することももちろん可能である。この場合、建造物の基礎部分に本願発明を適用して、建造物自体を免震構造とした上に、さらに家具等が載置される床版にも本願発明を適用すれば、振動が二重に減衰されるため好都合である。このような構造は、病院や博物館、美術館等の建造物に特に好適に用いることができる。

また、以上の実施の形態においては、突条体１６が平板１２の下面側のみに配設された形態について説明しているが、たとえば、平板１２の上側面のみ、または、上下両面に突条体１６を配設することもできる。このような免震基礎ブロック１０を用いた際には、突条体１６の上側面に図示しない平板を載置した後に、建造物を構築する形態となる。
さらに、間詰め材３０を充てんする場合においては、突条体１６の上側面に配設する平板に間詰め材充てん用の貫通孔を設けておくのはいうまでもない。
さらにまた、平板１２の材料は、上載荷重に対する耐力を有する材料であれば、合成樹脂に限定されるものではなく、コンクリートや木材、ゴム、金属等により形成されていてもよい。

また、本発明にかかる免震基礎５０は、突出体１６の周りへの間詰め材３０の充てん作業は必須という訳ではない。原地盤Ｇおよび突条体片１４の材質、突条体１６の形状によっては間詰め材３０の充てん作業を省略することも可能である。
さらに、免震基礎ブロック１０に設けられている突条体１６をすべて同一材料により形成した突条体片１４により構成した、簡易な構造の免震基礎ブロック１０とすることもできる。この場合、突条体片１４の径寸法をある一つの突条体１６内において、または、免震基礎ブロック１０内において複数段階に変更すれば、多様な振動パターンに対して効果的に振動を減衰させる作用効果は十分得ることができる。
また、より簡易な免震基礎ブロック１０としては、突条体片１４を単一材料により形成し、かつ、突条体片１４の径寸法や長さをも均一にする形態とすることも可能である。

さらにまた、以上の実施形態においては、突条体１６を構成する突条体片１４が弾性変形することにより地震等による振動を減衰させる形態について説明してきたが、例えば、非常に強い地震が発生した場合においては、突条体片１４が弾性範囲のみで変形するのではなく、弾性範囲を越えて変形することにより振動を減衰させる弾塑性変形または塑性変形により振動を減衰させる状態も考えられる。

本実施の形態における免震基礎ブロックの底面を上側にした状態における斜視図である。 突出部の拡大側面図である。 第２の実施形態における免震基礎ブロックに配設された突条体の概略状態を示す斜視図である。 免震基礎の構造を示す断面図である。

符号の説明

１０ 免震基礎ブロック
１２ 平板
１４ 突条体片
１６ 突出部
１８ 貫通孔
２０ 連結部
３０ 間詰め材
４０ 閉塞手段
５０ 免震基礎

Claims (6)

1. 平板と、
   該平板の上下面のうち少なくとも一方の面に振動を減衰する複数の突条体が起立して配設されてなる免震基礎ブロックであって、
   前記突条体は、弾性係数が異なる複数種類の突条体片により形成されていて、
   前記突条体片は、弾性係数ごとに異なる長さ寸法に形成されていると共に、前記突条体を地盤面に向けた状態で設置した際における前記平板からの前記突条体片の突出高さがそれぞれ一致する長さ寸法に形成されていることを特徴とする免震基礎ブロック。
2. 前記平板は所定の大きさおよび形状に形成されたユニット板状に形成され、該平板の外周縁部には、隣接する平板どうしを連結するための連結部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の免震基礎ブロック。
3. 前記平板には、該平板の板厚方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の免震基礎ブロック。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の免震基礎ブロックを複数個用い、前記突条体を地盤に対向させて設置され、前記平板上に建造物が構築されていることを特徴とする免震基礎構造。
5. 請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の免震基礎ブロックを複数個用い、前記突条体が地盤から上方向に起立するように設置され、前記突条体の上部に平滑面が形成され、該平滑面の上に建造物の基礎が構築されていることを特徴とする免震基礎構造。
6. 前記突条体の周囲には間詰め材が充てんされていることを特徴とする請求項４または５記載の免震基礎構造。

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