JPH10513238A

JPH10513238A - 構造物の土台遮断用の剛性吸収体

Info

Publication number: JPH10513238A
Application number: JP8520538A
Authority: JP
Inventors: フー，クオ−カン; ジー．カームサー，フィリップ; イー．スワルツ，スチュワート
Original assignee: カンサスステイトユニバーシティリサーチフアウンデーション
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1998-12-15
Also published as: CN1170450A; WO1996020323A1; CN1079479C; TW279189B

Abstract

(57)【要約】剛性吸収・緩和組立体（２２）は、構造物（２０）と強固に連結され、下層に位置する基礎（２６）の方向に下方に延びた細長い、相対的に可撓性の、コンクリートを充填した複数本の管材（２８）を含み、該管材（２８）の少なくとも幾つかは構造物の転倒を防止するために基礎に結合されている。主要荷重担持部材（４６）は基礎の上に載置され、管材（２８）のアレイを受ける。担持部材（３２）が支柱（４６）の上端部と構造物（２０）との間に挿入され、双方の間での相対的な横方向移動を可能にする。本発明は支柱（４６）の荷重担持強度から横方向の剛性を吸収・緩和することによって、保護されている構造物（２０）に地面の加速が伝達される程度を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】構造物の土台遮断用の剛性吸収体発明の背景１．発明の分野本発明は広義には高層ビル、橋梁、および地階がある一戸建ての住宅のようなより小さい構造物のような耐震構造の建設に使用される剛性吸収・緩和組立体(s tiffness decoupling assemblies)に関する。本発明の組立体は構造物用の支柱システムの負荷強度から当該の構造物の横方向の剛性を有効に吸収・緩和するものである。このようにして、地震励起時の構造物の動特性が有効に制御され、しかもそれにも関わらず構造物に必要な負荷強度、制振強度および固有周期は保持される。本発明の剛性吸収体は有利なことに、下層の基礎と構造の間に延びて管を受ける、周囲を囲む主要な荷重担持支柱とともに構造物に強固に固定された、コンクリートを充填した複数の細長い管を含んでいる。支柱と構造物との間には、双方の間の相対的な横移動を可能にするため摩擦係数が低い軸受が設けられている。一戸建て住宅、または同様の小規模な構造物では、連結されたコンクリート充填管の主要な荷重担持部材として地階の壁を利用できる。２．従来技術の説明建築家および構造設計者は、地震現象が発生し易い地域のビル、橋梁またはその他の構造物を設計する問題に長期に亘って取り組んできた。最近のサンフランシスコ地震は、このような地域でのビルの不適切な設計が破局的な結果をもたらした可能性がある、多くの例の一つであるに過ぎない。種々の構造物の耐震安全性を高めることを目標として、これまで多くの提案がなされている。一般に、今日の提案のほとんどは強度の質（すなわち弾性を保ちつつ巨大な力に耐える能力）と変形能力とエネルギ吸収能力とを組合わせることを試みてきた。例えば、構造物をその下層にある基礎から遮断するため、延性鉄筋コンクリート枠構造を支持するための大型のエラストマ支持体を使用することが公知である。しかし、このような支持体は高価であることがあり、しかも環境による劣化にさらされる場合がある。更に従来には、実用型の荷重には剛直であるが、大規模な地震型荷重が加わると降伏し、エネルギを吸収する軟鋼製のエネルギ吸収装置を使用することも指摘されてきた。このような方式は、土台遮断装置として使用される鋼鉄棒のヒステリシス・エネルギ吸収能力に依拠している。しかし、この分野で集中的に進展している研究にも関わらず、この分野の研究者はこれまで、経済的で、設置し易く、寿命が長く、潜在的な破壊的地震エネルギを吸収でき、しかも支持されている構造物の崩壊を防止する真に有効な土台遮断システムの開発に成功していない。発明の概要本発明は上記に概略的に説明した問題点を克服し、ビルや橋梁のような構造物の耐震性を強化するために設計された新規の剛性吸収・緩和組立体を提供するものである。本発明の吸収・緩和組立体は、構造物を支持する支柱システムの荷重担持強度から横方向の剛性を吸収・緩和することによって、遮断された構造物に対する地面の加速度の伝達度を低くする役割を果たす。好適な実施形態では、本発明は保護される構造物に上端部が固く連結された細長く、相対的に可撓性の複数の中空管材を使用することを企図するものであり、これらの管材は構造物の下層の基礎の方向に下方に延びている。少なくとも幾つかの（好ましくは全ての）管材には誘導される管材の運動を制動する材料が充填され、好適には、管材には上記の目的のためコンクリートが充填される。加えて、吸収・緩和組立体全体は、構造物の転倒を防止するため、少なくとも幾つかの管材を基礎と作用的に結合する手段を含んでいる。このような管材は、増大するバイアス力に抗して限定的な上方への転移運動が可能となるように基礎と結合されることが有利である。主要な荷重担持部材は更に吸収・緩和組立体全体の一部を形成しており、かつ複数本の管材と間隔を隔てて配置されている。この目的のために、代表的には、中空で単体構造の、断面積が方形か円である鉄筋コンクリート支柱が使用され、複数本の管材が支柱を通って下方に延びている。この荷重担持部材は基礎の上に戴置され、構造物の方に上方に延びて上端部を現している。支持体は荷重担持部材と構造物との間に挿入され、その双方と噛み合い、双方の間での相対的な横運動を可能にしている。地階がある小規模な構造物の場合は、別個の構造支柱の代わりに地階の壁を主要な荷重担持部材として利用できる。実際の施工では、所与の構造物は、従来の全ての荷重担持支柱に設けられるが、上述の担持構造および内部管材を備えた吸収・緩和組立体を備えることになる。図面の簡単な説明第１図は、明瞭にするために一部を取り外した、高層ビルの構造フレームの断片図であり、本発明の吸収・緩和組立体をフレーム土台と下層の基礎との間に配設している。第２図は一部を取り外し、或る部分を点線で示した、吸収・緩和組立体の重要部品を示した断片図である。第３図ａは、部品を取り外した第２図の３ａ−３ａ線に沿った断面図で、支柱のコーナーにそれぞれの低摩擦支持体を備えた中空の、断面が方形の鉄筋コンクリート支柱を使用した吸収・緩和組立体の構造を示している。第３図ｂは第３図ａと同様の図面であるが、中空の、断面が円である支柱と、間隔を隔てた低摩擦支持体とを使用した吸収・緩和組立体を示している。第４図は本発明で使用される好適な支持体の構成部品を示した分解図である。第５図は管材の最下端部を下層にある構造物の基礎に固定するためのばね付勢された好適な結合手段の一つを示した拡大縦断面図である。第６図は第５図と同様の図面であるが、別の種類のばね付勢管材結合手段を示している。第７図は中空の支柱内に結束された複数本の管材が使用された、本発明に基づく吸収・緩和組立体の構成部品を示した断面図である。第８図は第７図の実施例の管材の配向を示した拡大断片図である。第９図はビルのフレーム土台に対する補助的な補強ケーブルの固定を示した断片図である。第１０図は第５図の１０−１０線に沿った断面図であり、管材結合機構を更に示している。第１１図は大規模ビルの一部を形成する多層土台に関連した本発明の吸収・緩和組立体の使用を示した断片的な基本的概略側面図であり、吸収・緩和組立体は組立体用の疑似地面にするために被支持構造物と第１土台層との間に相互連結されている。第１２図は地階を有する小規模ビルに関連した本発明の利用を示した基本的概略平面図であり、地階の壁が主要な荷重担持部材の役割を果たしている。第１３図は第１２図の実施例の吸収・緩和組立体の相互連結状態を示した断片的な基本的概略側面図である。第１４図は第１２図の実施例で使用される吸収・緩和組立体の一部を形成する、好適にはコンクリートを充填した一本の管材の断面図である。第１５図は第１２図に示した実施例で使用されるコーナー担持板の平面図である。第１６図は第１４図に示した担持板の端面図である。第１７図は第１２図に示した実施例のコーナーの間で使用される直線的担持板の平面図である。第１８図は第１７図の担持板の端面図である。実施例の説明ここで図面、特に第１図を参照すると、高層ビルの骨組フレーム２０が複数個の剛性吸収・緩和組立体２２と関連して図示されており、吸収・緩和組立体はフレーム２０の土台２４と、下層の鉄筋コンクリートの基礎２６との間に挿入されている。概略的には、各吸収・緩和組立体（decoupling assembly）２２は細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材２８と、該管材２８を囲む状態の中空の単体構造の直立した荷重担持支柱３０と、フレーム２０とそれぞれの支柱３０の上端部との間に作用的に連結された、全体として参照番号３２を付して示された支持手段とを含んでいる。より詳細には、骨組フレーム２０は完全に従来形のものであり、土台２４の他に通常は直立した支柱３４と、別個の階層の床３６、３８を含んでいる。フレーム２０は代表的には鉄筋コンクリートのような所望の任意の構造材から形成され、土台２４の一部を形成する従来形の支持領域４０を要諦位置に設けてある。各支持領域４０には、図示した実施例では一対の水平横ビーム４０ａ、４０ｂを設けてある。同様に、基礎２６は（管材２８と関連して本文で説明する修正を除いては）通常の多様な基礎でよく、フーチング基礎４２を有している。基礎２６も鉄筋コンクリートから形成されている。次に、吸収・緩和組立体２２の一つをより詳細に示した第２図および第３図ａを参照する。この側面では、複数本の管材２８が互いに間隔を隔てて配列され、周辺部の管材２８ａと中央部の管材２８ｂのアレイを呈していることが示されている。これらの管材は従来形の、壁薄の金属構造のものであり、代表的には直径が約3/4 から３インチであろう。各管材２８ａ、２８ｂには適宜の制振材料、この場合はコンクリート４４が充填されている。管材２８の最上端部は支持領域４０の鉄筋コンクリート内に延び、その中に埋設されている。第１図に示すように、管材は土台２４を貫いて上方に、関連する支柱３４内へと延びていることがわかる。フレーム２０に対する管材２８の強固な連結を強化するため、管材上に横に延びるフランジ、すなわち鍔（図示せず）を利用してもよい。しかし、より一般的には、構造物と個々の管材との間が強固に連結される限り、管材２８を便利で適当な任意の手段によってフレーム２０のような構造物に固定してよい。図示した実施例では、管材２８は下層にある基礎２６のフーチング４２内に延び、その中に埋設されている。この場合も、管材２８を基礎２６に作用的に連結するために他の適宜の手段を用いてもよく、そのうちの２つの好ましい選択肢を後に詳細に説明する。更に、全体的な組立体２２はそれぞれ、直立した、中空の単体構造の主要荷重支柱４６を含んでいる。第１図−第３図ａの実施例では、支柱４６は断面が方形であり、各支持体の下に垂直の補強材４８を含んでいる。第２図に示すように、支柱４６の剛性と横方向の安定性を強化するため、金属製強化材５０が各補強材４８を貫通して下層の基礎２６内に延びている。これに関連して、各支柱４６はフーチング４２の上面に載置され、骨組フレーム２０の方向に上方に延びていることが示されている。各支柱４６の上端部には担持体が設けられている。担持手段３２は全体として多数個の同一の担持組立体５４からなっており、担持組立体の各々は各ビーム４０ａ、４０ｂの下に位置している。各担持組立体５４（第３図ａを参照）は切頭三角形の構造の土台５６を含んでおり、これが比較的摩擦係数が低い材料（例えば潤滑油を含む、または含まない青銅、鋼、鉛、または粉末焼結金属からなる担持合金）を有する材料から構成される直立した担持パッド５８を支持している。土台５６（第４図を参照）には、土台を支持板５２に連結できるように土台の各コーナーの近傍に開口部６０を設けてある。加えて、相反的に先細にされた嵌合するスロット付きの一対のシム６２、６４が土台５６の各コーナーの下に積層され、そのスロットは関連する開口部６０と位置合わせされている。全部で３個のほぼＪ字形のねじ山付きコネクタ６６が各担持組立体５４用に支柱４６内に埋設され、上方に延びてシムのスロットと開口部６０とを貫通している。そこでナット６８を用いて担持組立体が支柱の所定位置に固定される。嵌合するシム６２、６４を備えることによって、各担持組立体５４の高さと位置を適正に調整して、担持体にかかる荷重が不均一になることを防止し、かつ担持体上に所望のとおりの通常な荷重がかかるようにすることの双方または一方を可能にすることができる。それぞれの担持パッド５８は、支持領域４０の下側と噛み合うように、かつ荷重担持支柱４６とフレーム２０との間の相対的な横移動を可能にするように構成されている。このような動作を促進するため、パッド５８が支持領域と接触する領域で金属性のスライド板７０が各支持領域４０の下側に固定されている。各スライド板７０は数本のコンクリート内に埋設された頭付き植え込みボルト７２によって所定位置に固定され、またはその他の方法で従来形の建材からなる関連する支持領域に固定される。第３図ｂは中空の円柱形の支柱７２が使用されている同様の吸収・緩和組立体２２を示している。この支柱にも９０°間隔で縦の補強材７４が設けられ、この補強材の内部には、方形の支柱４６の場合と同様に相互連結された強化材５０が埋設されている。この実施例の吸収・緩和組立体２２も複数本のコンクリート充填管材２８並びに、補強材７４の上方の全部で４個の担持組立体５４を含んでいる。関連する支持領域４０の下側には４個の別個のスライド板７８が取付けられ、各担持組立体５４のそれぞれの担持パッド５８と接触している。本発明の好適な実施形態では、それぞれの支柱４６または７２内の各アレイの少なくとも周辺部の管材２８ａは、周辺部の管材が増大するバイアス力に抗して限定的に上方に転移できるように基礎２０と結合されている。先ずこのような結合機構の一つを示した第５図および第１０図を参照する。すなわち、フーチング４２に強固に固定され、最下位置の支持板８２と、この支持板の上方に間隔を隔てて配置された上部の環状保持リング８４とを設けた管材を受ける土台を含む管材結合装置８０が備えられている。図示した特定の実施例では、支持板８２とリング８４とはフーチング４２のコンクリート内に埋設されている。その上、保持リングは更に、同様にフーチング４２内に埋設されたナット／ボルト・組立体８６によって抜根を防止するように固定されている。管材結合装置８０内で受けられる管材２８ａの最下端部には溶接またはその他の便利な手段で固着された受け板８８が設けられている。受け板８８は管材２８ａの最下端部を支持板８２と保持リング８４との間に捕捉的に保持するように構成、配置されている。コイルばね９０が受け板８８とリング８４との間に位置し、管材結合装置８０内で受けられる管材２８ａの最下部分の周囲に配置されている。図面から容易に理解できるように、管材２８ａの上方運動はコイルばね９０のばね力に抗して行われる。第６図は別の同様の管材結合装置９２を示している。この例では、管材結合装置９２は、フーチング４２に強固に固定されて上方に延びるピン９６を設けた土台９４を含んでおり、ピン９６はその上端に強固に固定された受け板９８を有している。土台９４は埋設されたナット／ボルト・組立体１００によって抜根を防止するように固定されている。この実施例では、管材２８ａの最下端部は中空であり、嵌合板１０２と保持リング１０４とが設けられている。第６図に示すように、板１０２は管材２８ａの最下端の突合わせ端から上方に間隔を置いて、管材内に封入されている。一方、保持リング１０４は板１０２の下に位置しているが、これも同様に管材２８ａの内部に封入されている。リング１０４は環状構造であり、図示のようにピン９６を慴動可能に受ける構造にされている。このような方向の配置で、受け板９８とリング１０４とは共同してピン９６の上端を嵌合板１０２と保持リング１０４との間に保持する役割を果たす。コイルばね１０６は保持リング１０４と嵌合板１０２との間に位置しており、ピン９６の上部の受け端部の周囲に配置されている。この場合も、管材２８の上方運動がばね１０６のばね力に抗して行われることは容易に見て取れる。第１図、３図ａおよび３図ｂの実施例に示した管材２８は互いに間隔を隔てて位置しているが、本発明はそのような構造に限定されるものではない。例えば、複数本の管材１０８を用いて、個々のコンクリート充填管材を互いに接触させて、結束されたアレイを形成するように配置してもよい。（第７図、８図を参照）このような管材にもコンクリート１１０または同類の制振材料が実質的に充填されよう。管材のアレイを特定の種類のものにすることは重要ではないが、地震発生中に管材と支持部材とが著しく接触することを防止するため、管材を周囲の支柱またはその他の支持部材の境界壁から充分に間隔を置いて位置決めすることが重要である。第３図ａおよび第７図に最も明解に示すように、荷重担持部材（すなわち支柱４６）とこれに最も近接した位置の管材との最小距離は、最も近接した管材の最大断面寸法（すなわち直径）よりも大きい。最後に、好適な実施形態では単体構造の中空の支柱を使用しているが、本発明は管材アレイの周囲に配置された、間隔を隔てた直立板または同類の応急手段を用いても実施できる。最も効果的な耐震性を得るため、本発明の吸収・緩和組立体を耐震性を強化するために設計された所定の構造を有する別の装置と組合わせて利用してもよい。例えば、第１図を再び最小すると、十字形の可撓ケーブル１１２、１１４がフレーム２０の土台２４と基礎２６との間に延び、その内部に埋設されていることがわかる。設置時には、これらのケーブルは比較的緩く、保持ばね１１８によって（例えば出入口１１６の上方に）懸垂状態で保持されている。当該技術の専門家であれば理解できることであるが、ケーブル１１２、１１４が例外的に激しい地震条件下でフレーム２０が基礎２６に対して過度に横移動することを防止するのに役立つ。ケーブル１１２、１１４は任意の便利な手段、例えば土台２４内に埋設された横ピン１２０を用い、ケーブルの端部を横ピンの周囲に巻き付け、コネクタ１２２で止めることによって接続することができる。捕捉的な手段として、鉄筋コンクリート製の荷重担持壁１２４を基礎２６と土台２４との間に設けることが有利である。すなわち、壁１２４の上部荷重担持面は担持手段３２と土台２４との間の接合面のやや下に配置される。このようにして、完全に破損した場合に、ビル構造は荷重担持壁上に留まることができ、構造全体が完全に破壊されることを防止できる。吸収・緩和組立体２２の通常の使用中、主要な構造荷重は個々の担持組立体５４を媒介にして直立する支柱４６または７２によって担持される。コンクリートが充填された管材は圧縮された少ない荷重だけを担持する。前述のように、主要支柱４６または７２は被支持構造とせん断力またはモーメントが伝達されるようには結合されることはない。地震発生時には、支柱と連結されたコンクリート充填管材は遮断された構造物への地面の加速度の伝達を大幅に低減する役割を果たし、ひいては階層間のずれが軽減される。個々の管材内に充填されたコンクリートが移動中の局部的な補強材および制振材としての役割を果たす。すなわち、コンクリートの充填材は粉砕され、衝撃吸収体のように動きをかなり制動する。管材は更に、上記の事態の発生中に引張り棒としての役割も果たして、保護されている構造物の分離と転倒の防止を補助する。これと関連して、第５図および第６図に示した種類のばね付勢された管材コネクタは、転倒モーメントが増すと、転倒を阻止するように加わる引張り力も増大するので特に有利である。最後に、コンクリート充填管材は保護される構造物の固有周期を制御し、地震後に構造物を元の位置に戻す復元力を付与する。強制的な振動運動を受けた際に建造物の平衡を保ちつつ、同時に安定性を保つため、担持組立体は構造物を支持し、偏った荷重を支柱へと伝達する。従って、担持体は構造物と支柱との間の相対的な横移動に対する抵抗が極めて僅かなローラ支持体と極めて類似した機能を果たすように設計されている。十字形のケーブル１１２、１１４は過度の横方向変位を防止するための非直線的なばねの役割を果たす。すなわち必要に応じて構造物の横方向の抵抗は増加するのである。荷重担持壁１２４は変形が少ない限りは防護されている構造物から分離しているように設計されている。これらの壁が効力を発揮するのは、地震のレベルが過度である場合、すなわち構造物の横方向の変形により誘発される縦方向の変位が、保護されている構造物と荷重担持壁とが接触する程度まで大きい場合であり、壁は変形した構造物を支持し、かつ運動エネルギを吸収し、振動の振幅を低減するための摩擦力を付与する付加的な担持強度を備えている。従って、本発明は従来の設計では得られない多くの利点を備えている。例えば、本発明の吸収・緩和組立体は受動的な装置であり、圧縮荷重と引張り荷重の双方を吸収することができる。この組立体は長期に亘り荷重を支え、時間を経ても強度と機能の劣化は少ない。これは従前まで使用されてきた弾性ゴムの担持パッドに生ずる損傷が大きい老化プロセスと対照的である。しかし、より重要な点は、本発明の吸収・緩和組立体は、地震により誘発される過度の横方向変位が生じても安定状態を保ち、強い地震の発生中、および発生後も保護される構造物の平衡を保つことにある。同時に、この組立体によって転倒モーメントに抵抗する高度の引張り強度が得られる。第１１図は多層地階１２６、すなわち中床１２８、１３０と最下層の基礎１３２とを有する大規模ビル１２５に関連した本発明の利用を示している。中床１２８、１３０には通常は図示のような補強用金属製はり１３４が設けられ、中床１２８は鉄筋コンクリート部分１３６を有している。図示のように、ビル１２５は地階１２６と基礎１３２とによって支持されている。この目的のため、ビル１２５には鉄筋コンクリート製の土台キャップ１４０を有する最下層の床スラブ１３８を設けてある。一例として（第１１図には断面で示されている）大型の中空支柱１４２はキャップ１４０と中床１２８との間に延び、主要な荷重担持部材の役割を果たす。更に、同様の支柱１４４および１４６も中床１２８、１３０の間および中床１３０と基礎１３２との間に設けられることによって、ビル１２５の完璧な構造支持体になることがわかる。勿論、ビル１２５は第１１図に示すように、適正な構造支持体を設けるために多数の同様の中空支柱を有することになることが容易に理解できよう。吸収・緩和組立体１４８は基本的には前述したものと同様の直立した、セメントを充填した複数本の金属製管材１５０の形式のものである。管材１５０の下端部は１３６の部分に埋設され、その上端部は土台キャップ１４０とスラブ１３８に延び、かつ、それらの内部に埋設されている。管材１５０は地震発生中に前述したと同様に動作する。しかし、この場合は、管材１５０を構造物１２５から下部の基礎１３２へと延ばすのは実際的ではない。従って、１３６の部分は実質的に疑似地面、すなわち管材１５０の下端部用の基礎を形成している。支柱１４２の上表面には、土台キャップ１４０の下側に取付けられたスライド板１５４と接触する一連の担持体１５２が設けられている。それによってこれらの担体組立体は支柱１４２とビル１２５との間の相対的な横方向運動を可能にする。次に地階を有する一戸建て住宅のような小規模な建造物に関連した本発明の利用を示した第１２図−１８図を参照する。第１２図−１３図に示すように、家屋１５６は相互に連結された鉄筋コンクリートの地階壁１５８の上方に位置し、この壁によって支持されている。家屋１５６自体は全く従来のものであり、代表的には地階の壁１５８の上面に載置された支持ビーム１６２を含む下部床構造１６０を備えている。地階構造には壁１５８並びに壁１５８を支持するコンクリート製基礎１６４が含まれている。特に第１２図に示すように、家屋の地階内部には荷重を担持しない内壁１６６を設けてもよい。剛性の吸収・緩和は、基礎１６４から床構造１６０まで延びる複数本の直立したセメント充填管材１６８によって行われる。第１３図に最も明解に示すように、各管材１６８は基礎１６４内に埋設されている。適正に連結するため、管材１６８の下端部には半径方向に拡張された鍔構造１７０を設けてもよい。個々の管材１６８の上端部は、せん断力、モーメントおよび引張り力を伝達する役割を果たす任意の便利な手段によって家屋１５６と連結される。例示された実施例では、管材１６８はコネクタ１７２によってビーム１６２に取付られている。第１４図は管材１６８の例を断面図で示してあり、管材にはコンクリート１７４が充填されていることが示されている。第１２図を再び参照すると、地階のコーナー領域の地階の壁の相互連結部分に管材１６８の群を配置してあることが示されている。加えて、個々の管材１６８は壁の長手方向に沿って間隔を隔てて配置されている。更に図示されているように、管材１６８を内壁１６６内に配置してもよい。この応用措置によって管材の作用力を減ずることなく管材の一部を効果的に隠すことができる。地階壁１５８の上表面には一連の担持板１７６、１７８が備えられている。図示のように、担持板１７６は平面図がほぼＬ字形構造であり、第１５図および１６図に詳細に示されている。すなわち、各板１７６には平坦な最上面１８２を有する直立部分１８０が設けられている。下に位置する地階壁１５８のコンクリート構造内に埋設されたねじ山付きコネクタ１８８を用いて板１７６を取付けることができるように穴開き側部フランジ１８４、１８６も設けられている。第１２図を参照すると容易にわかるように、板１７６は地階壁１５８によって形成された直交のコーナーに固定されている。板１７８はこれが真っ直ぐであり、Ｌ字形ではないことを除けば板１７６と事実上同じである。第１７図および１８図に最も明解に示されているように、担持板１７８は各々が最上担持面１９０と、コネクタ１８８を介して取付けできるようにするための穴開き側部フランジ１９２とを備えている。板１７８はコーナー担持板１７６の間に地階壁１５８の長手方向に沿って間隔を隔てて位置している。それぞれの金属製スライド板、すなわちパッド１９４は担持板１７６、１７８の上表面と係合する位置で床構造１６０（第１３図）の下側に取付けられている。このようにして、荷重を担持する地階壁１５８と支持される家屋１５６との間での相対運動が可能である。構造上の設計に関しては、地階壁１５８の縦横比（中さ対高さ）が１以上である場合は、中間の、内側に延びる構造的な仕切り壁を設けてもよく、または地階壁を一体の縦リブ補強材とともに形成してもよい。それによって、地震により誘発される圧力に適正に対応するために、地階壁の構造が充分な曲げ強さを有することが確実にされる。あるいは、土圧を低減するために隣接する地階壁の厚さよりも厚い軟性の充填材を土壌と地階壁との間に充填することもできる。第１２図に示すように、管材１６８は隣接する地階壁１５８と間隔を隔てて配置されている。図面の尺度上第１２図には充分には図示されてはいないが、管材は最も近い地階壁の表面から、少なくとも管材の直径の２倍だけ距離を隔てて配置されていることが理解されよう。すなわち、所定の管材の中心から最も近い壁面までの距離はその管材の直径の２倍以上であるものとする。本発明の剛性吸収体を使用して適正に建築された家屋、またはその他の小規模建造物は、地震に対して防護するための前述の態様で作用する。すなわち、管材１６８は保護されている構造物の転倒を防止し、同時に家屋の固定荷重はほぼ全てが地階の壁１５８によって担持される。地階の壁１５８は更に、支持されている家屋１５６と、せん断力またはモーメントが伝達されるようには連結されていない。本発明の主要な効用を耐震性の付与に関してこれまで説明してきたが、本発明はその他の側面にも有用である。例えば、支柱の支持強度から横方向の剛性を吸収・緩和することによってスパンが長い剛性フレームの橋梁において、温度によって誘発される応力を軽減することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年８月２９日【補正内容】補正請求の範囲１．周囲の地階壁によって形成された地階の上方に位置する上部構造と下に位置する基礎との間で使用するようにされた剛性吸収・緩和組立体であって、上端部の近傍で上部構造と強固に連結して、基礎の方向に下方に延びるようにされた細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材を備え、該管材の少なくとも幾つかには誘発される管材の動きを制動するための材料が実質的に充填され、上部構造の転倒を防止するため、管材の少なくとも幾つかを基礎と作用的に結合するようにされた結合手段と、複数本の管材と間隔を隔てて配置された主要荷重担持部材とを備え、該担持部材は基礎上に載置し、かつ上部構造の方向に上方に延び、かつ上端部を設けるようにされ、前記担持部材は上表面を有する前記周囲地階壁を含んでおり、誘発された管材の移動時に、前記主要荷重担持部材と前記複数本の管材の間の間隔が、管材と主要荷重担持部材および前記周囲の地階壁との有意の接触を防止し、前記地階壁の上表面と前記上部構造との間に挿入され、双方の間での相対的な横移動が可能であるように前記上表面と前記上部構造の双方と係合するようにされた担持手段を備えたことを特徴とする、剛性吸収・緩和組立体。２．前記周囲の地階壁によって形成されたコーナーの少なくとも幾つかの近傍に多数の前記管材を設けるようにされ、前記管材の個々の１本が、前記地階壁に沿って間隔を隔て、かつ前記コーナーの間に配置するようにされたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。３．前記管材が互いに間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。４．前記制振材料がコンクリートであることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。５．前記管材の全てに前記制振材料が実質的に充填されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。６．縦の間隔を隔てた複数の中床と、最下層の基礎とを有する多層地階の上方に位置する上部構造の間で使用するようにされた剛性吸収・緩和組立体であって、上端部の近傍で上部構造と強固に連結して、前記中床の一つの方向に下方に延びるようにされた細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材を備え、該管材の少なくとも幾つかには誘発される管材の動きを制動するための材料が実質的に充填され、上部構造の転倒を防止するため、前記管材の少なくとも幾つかを前記１つの中床と作用的に結合するようにされた結合手段と、複数本の管材と間隔を隔てて配置され、前記上部構造の近傍に上端部が設けられるようにされた主要荷重担持部材とを備え、誘発された管材の移動時に、前記主要荷重担持部材と前記複数本の管材の間の間隔が、管材と支持部材および前記周囲の地階壁との有意の接触を防止し、前記地階壁の上表面と前記上部構造との間に挿入され、双方の間での相対的な横移動が可能であるように前記上表面と前記上部構造の双方と係合するようにされた担持手段を備えたことを特徴とする、剛性吸収・緩和組立体。７．前記管材を前記上部構造に最も近い中床と結合するようにされたことを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。８．前記荷重担持部材が前記管材を内部に受容する中空の支柱からなることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。９．前記管材が互いに間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。１０．前記制振材料がコンクリートであることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。１１．前記管材の全てに前記制振材料が実質的に充填されたことを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。

Claims

【特許請求の範囲】１．周囲の地階壁によって形成された地階の上方に位置する上部構造と下に位置する基礎との間で使用するようにされた剛性吸収・緩和組立体であって、上端部の近傍で上部構造と強固に連結され、基礎の方向に下方に延びた細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材を備え、該管材の少なくとも幾つかには誘発される管材の動きを制動するための材料が実質的に充填され、上部構造の転倒を防止するため、管材の少なくとも幾つかを基礎と作用的に結合するための結合手段と、複数本の管材と間隔を隔てて配置された主要荷重担持部材とを備え、該担持部材は基礎上に載置され、かつ上部構造の方向に上方に延び、かつ上端部を設け、前記担持部材は上表面を有する前記周囲地階壁を含んでおり、誘発された管材の移動時に、管材と支持部材および前記周囲の地階壁との有意の接触を防止するため、複数本の管材が主要荷重担持部材から充分な間隔を隔てられているとともに、前記地階壁の上表面と前記上部構造との間に挿入され、双方の間での相対的な横移動が可能であるように前記上表面と前記上部構造の双方と係合するようにされた担持手段を備えたことを特徴とする、剛性吸収・緩和組立体。２．前記周囲の地階壁によって形成されたコーナーの少なくとも幾つかの近傍に多数の前記管材を備え、前記管材の個々の１本が、前記地階壁に沿って間隔を隔て、かつ前記コーナーの間に配置されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。３．前記管材が互いに間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。４．前記制振材料がコンクリートであることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。５．前記管材の全てに前記制振材料が実質的に充填されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の組立体。６．縦の間隔を隔てた複数の中床と、最下層の基礎とを有する多層地階の上方に位置する上部構造の間で使用するようにされた剛性吸収・緩和組立体であって、上端部の近傍で上部構造と強固に連結され、前記中床の一つの方向に下方に延びた細長い、相対的に可撓性の複数の中空管材を備え、該管材の少なくとも幾つかには誘発される管材の動きを制動するための材料が実質的に充填され、上部構造の転倒を防止するため、前記管材の少なくとも幾つかを前記１つの中床と作用的に結合するための結合手段と、複数本の管材と間隔を隔てて配置され、前記上部構造の近傍に上端部を有する主要荷重担持部材とを備え、誘発された管材の移動時に、管材と支持部材との有意の接触を防止するため、複数本の管材が主要荷重担持部材から充分な間隔を隔てられているとともに、前記地階壁の上表面と前記上部構造との間に挿入され、双方の間での相対的な横移動が可能であるように前記上表面と前記上部構造の双方と係合するようにされた担持手段を備えたことを特徴とする、剛性吸収・緩和組立体。７．前記管材を前記上部構造に最も近い中床と結合したことを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。８．前記荷重担持部材が前記管材を内部に受容する中空の支柱からなることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。９．前記管材が互いに間隔を隔てていることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。１０．前記制振材料がコンクリートであることを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。１１．前記管材の全てに前記制振材料が実質的に充填されたことを特徴とする、請求の範囲第６項に記載の組立体。