JP2014005704A - 基礎下免震滑り支承構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 滑り面の摩擦係数を小さくして滑りを生じ易くすると共に、滑りによって発生した摩擦熱の熱篭りが生じ難い基礎下免震滑り支承構造を提供する。
【解決手段】 この基礎下免震滑り支承構造は、建物のコンクリート基礎３を２層の発泡樹脂板５，６を介して地盤２上に支承し、地震による横揺れによって２層の発泡樹脂板５，６間に滑りを生じて、建物が免震されるようになされている。２層の発泡樹脂板５，６のうち少なくとも一方の発泡樹脂板５の片面に凹凸７，８を設ける。それにより、滑り面５ａ，６ａの面圧を高くして、滑り面５ａ，６ａの摩擦係数を小さくすると共に、滑り面５ａ，６ａで発生した摩擦熱を外部に放出され易くする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、地震時に基礎下に滑りを生じさせて建物を免震する基礎下免震滑り支承構造に関する。

上記基礎下免震滑り支承構造に関して幾つかの提案が行われている（例えば特許文献１，２，３）。

特許文献１は、建物のコンクリート基礎を発泡樹脂板を介して地盤基礎上に支承すると共に、前記発泡樹脂板と地盤との間に、重ね合わせ状態にした上下の滑りシートを設けることで、地震による横揺れによって上下の滑りシート間に滑りを生じて、建物が免震されるようにした提案である。

特許文献２は、建物のコンクリート基礎を２層の発泡樹脂板を介して地盤基礎上に支承すると共に、前記２層の発泡樹脂板間に重ね合わせ状態にした上下の滑りシートを設けることで、地震による横揺れによって上下の滑りシート間に滑りを生じて、建物が免震されるようにした提案である。

特許文献３は、建物のコンクリート基礎を２層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承すると共に、前記２層の発泡樹脂板間に滑りシートを設けることで、地震による横揺れによって発泡樹脂板と滑りシート間または２枚の滑りシート間に滑りを生じて、建物が免震されるようにしつつ、発泡樹脂板と滑りシート間または２枚の滑りシート間の滑りによって発生する摩擦熱で滑り面が温度上昇することを抑制する提案である。

特許４９２９３６３号公報 特許４９２９３７４号公報 特許４９２９４０６号公報

上記従来の基礎下免震滑り支承構造は、いずれも滑りシートまたは発泡樹脂板からなる一対の滑り部材の各滑り面が、面全体で建物の荷重を支持している。そのため、荷重の大きさを一定とした場合、滑り面の面圧が低い。２つの物体が高面圧で接する場合、低面圧で接する場合と異なり、一般に面圧が高いほど摩擦係数が低減するため、滑り面の面圧が低いと、摩擦係数が大きくなり、滑りが生じ難くなる。

また、一対の滑り部材の滑り面同士が全面密着していると、滑りによって発生した摩擦熱が外部に放出されにくく、熱篭りが生じ易い。熱篭りが生じると、滑り面の温度が上昇して、摩擦係数が変動することにより、安定した滑りが実現できない可能性がある。

この発明の目的は、滑り面の摩擦係数を小さくして滑りを生じ易くすると共に、滑りによって発生した摩擦熱の熱篭りが生じ難い基礎下免震滑り支承構造を提供することである。

この発明の基礎下免震滑り支承構造は、建物のコンクリート基礎を２層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承し、地震による横揺れによって前記２層の発泡樹脂板間に滑りを生じて、建物が免震されるようになされている構造であって、前記２層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたことを特徴とする。

２層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたことによって、２層の発泡樹脂板の各対向面等からなる滑り面における建物の荷重を支持する面積が狭くなる。凹凸のある面が滑り面である場合は勿論、凹凸のある面が滑り面と反対側の面である場合も、発泡樹脂板の弾性により、滑り面のうち建物の荷重を実質的に支持する面積は、滑り面の全体の面積である見かけの面積よりも狭くなる。２つの物体が高面圧で接する場合、低面圧で接する場合と異なり、一般に面圧が高いほど摩擦係数が低減するため、滑り面における建物の荷重を支持する面積が狭くなると、滑り面の面圧が高くなり、滑り面の摩擦係数が小さくなる。それにより、地震による横揺れに対して滑りが生じ易くなり、免震効果が高い。凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで、面圧の調整が可能である。

また、この構造では、コンクリート基礎と地盤との間に２層の発泡樹脂板が介在するので、地震による横揺れによって建物の耐力壁が水平力を受けると、力の伝達過程において、２層の発泡樹脂板の鉛直方向におけるバネ作用、すなわち弾性変形およびその弾性復元作用によって、２層の発泡樹脂板間の面圧のバラツキが緩和され、滑り面における抵抗力が一定化されて、免震時に建物が回転運動してしまうのを効果的に抑制することができる。加えて、２層の発泡樹脂板の鉛直方向のバネ作用によって、地震や日常の環境振動による横揺れも緩和することができる。

前記凹凸は、例えば、前記２層の発泡樹脂板の各対向面のうちいずれか一方の対向面に設ければ良い。
これにより、滑り面における２層の発泡樹脂板間の接触面積が小さくなって、建物の荷重を支持する面積が狭くなり、滑り面の面圧を高くすることができる。また、滑り面と空気との接触面積が増えるため、滑り面で発生した摩擦熱を効果的に外部へ放出することができ、滑り面の温度上昇を抑制できる。

上記構成において、前記２層の発泡樹脂板のうち前記凹凸が設けられていない方の発泡樹脂板の対向面に滑り材を一体に設けても良い。滑り材は、シート状のものであっても、板状のものであっても良い。
この場合、滑り材の表面およびこの滑り材に対向する発泡樹脂板の凹凸が設けられた対向面が、地震による横揺れに対する滑り面となり、建物が免震される。滑り材として、摩擦係数が小さい材質のものを用いることにより、地震時の滑りが促進される。

また、前記凹凸が設けられた発泡樹脂板の対向面に、前記発泡樹脂板よりも硬質の滑り板を一体に設けても良い。
この場合、滑り板の表面および滑り板が設けられていない発泡樹脂板の対向面が、地震による横揺れに対する滑り面となり、建物が免震される。発泡樹脂板よりも硬質の滑り板によって滑り面を形成しているので、滑り面に皺ができることがなくなり、安定した滑り面を確保することができる。

前記凹凸は、前記２層の発泡樹脂板のうちの地盤側の発泡樹脂板の地盤に接する面に設けても良い。
この場合、２層の発泡樹脂板の各滑り面が全面で接する。しかし、下の発泡樹脂板の地盤に接する面に凹凸が設けられていることにより、その凹凸の影響が滑り面に現れて、滑り面のうち建物の荷重を実質的に支持する面積は、滑り面の見かけの面積よりも狭くなって、滑り面の面圧が高くなる。つまり、滑り面の見かけの面積を変えずに、滑り面の面圧を変えられる。この滑り面の面圧は、凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで、調整が可能である。

前記２層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に設けられる凹凸は、例えば、前記片面に一方端から他方端へ延びる溝を設けて、溝の部分を凹部とし、溝以外の部分を凸部としたものとすると良い。
このような溝によって凹凸にすると、凹凸の加工が容易である。また、発泡樹脂板の滑り面に凹凸が設けられる場合、溝の両端が発泡樹脂板の端面に開口しているため、滑り面で発生した摩擦熱をより一層効果的に外部へ放出することができる。

この発明の基礎下免震滑り支承構造は、建物のコンクリート基礎を２層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承し、地震による横揺れによって前記２層の発泡樹脂板間に滑りを生じて、建物が免震されるようになされている構造であって、前記２層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたため、滑り面の摩擦係数を小さくして滑りを生じ易くすると共に、滑りによって発生した摩擦熱が外部に放出され易くできる。

この発明の基礎下免震滑り支承構造が適用された建物の基礎部の一例の斜視図である。 この発明の一実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造の分解図である。 同基礎下免震滑り支承構造の滑り支承部の分解斜視図である。 （Ａ）は滑り支承部における滑り面の異なる形状を示す図、（Ｂ）はさらに異なる形状を示す部分図である。 滑り面のさらに異なる形状を示す図である。 滑り面のさらに異なる形状を示す図である。 この発明の異なる実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造の分解図である。 同基礎下免震滑り支承構造の滑り支承部の一部の分解斜視図である。 この発明のさらに異なる実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造の分解図である。

この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、この発明の基礎下免震滑り支承構造が適用された建物の基礎部の一例の斜視図である。この建物の基礎部は、地盤（図示せず）に設置した地盤基礎１の上に、複数箇所に配置した滑り支承部２を介して建物のコンクリート基礎３が支持されている。

図２は、この発明の第１の実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造を示す。この基礎下免震滑り支承構造は、前記滑り支承部２が、発泡ポリプロピレンや発泡ポリスチレン等からなる上下２層の発泡樹脂板５，６で構成されている。上下の発泡樹脂板５，６は、例えば図３に示すように、平面形状が正方形の板状である。上の発泡樹脂板５の下面は、全体にわたり縦横の溝が複数条ずつ平行に設けられて凹凸に形成されている。つまり、溝の部分が凹部７であり、溝以外の部分が凸部８となる。この例の場合、凸部８の側面８ａは、下面に対して垂直である。下の発泡樹脂板６の上面は平坦面である。このように溝によって発泡樹脂板５の下面を凹凸にすると、凹凸の加工が容易である。上の発泡樹脂板５とコンクリート基礎３、および下の発泡樹脂板６の地盤基礎１は、互いに固定されていてもよく、固定されていなくてもよい。

この基礎下免震滑り支承構造は、上の発泡樹脂板５の下面および下の発泡樹脂板６の上面が滑り面５ａ，６ａとなっており、地震による横揺れによって各滑り面５ａ，６ａ間に滑りを生じて、建物が免震される。上の発泡樹脂板５の滑り面５ａに凹凸が設けられているため、実質的に建物の荷重を支持する箇所は滑り面５ａの凸部８であり、２層の発泡樹脂板５，６の各滑り面５ａ，６ａにおける建物の荷重を支持する面積が、滑り面５ａ，６ａ全体の外周を囲む範囲の面積よりも狭くなっている。そのため、凹凸が無い場合と比べて、滑り面５ａ，６ａの面圧が高い。２つの物体が高面圧で接する場合、低面圧で接する場合と異なり、一般に面圧が高いほど摩擦係数が低減するため、滑り面５ａ，６ａの面圧が高いと、摩擦係数が小さくなり、滑りが生じ易い。滑り面５ａ，６ａの面圧は、凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで調整が可能である。

また、この基礎下免震滑り支承構造のように、滑り面５ａ，６ａの少なくともどちらに凹凸が設けられていると、滑り面５ａ，６ａと空気との接触面積が増えるため、滑り面５ａ，６ａで発生した摩擦熱が効果的に外部へ放出される。特にこの実施形態の場合は、凹凸が溝によって形成され、溝の両端が発泡樹脂板５の端面に開口しているため、放熱がより一層効果的に行われる。それにより、熱篭りを防いで、滑り面５ａ，６ａの温度上昇が抑制されることで、摩擦係数の変動が少なくなり、安定した滑りを実現できる。

滑り面５ａの凹凸パターンは、上記実施形態のように、凸部８の側面８ａが滑り面５ａに対して垂直であってもよいが、図４（Ａ）のように、凸部８の側面８ａを凸部８が先細りとなるように傾斜させてもよく、あるいは図４（Ｂ）のように、凸部８の側面８ａの先端角部に平面または曲面からなる面取り８ａａを施してもよい。凸部８を図４（Ａ），（Ｂ）のような形状とすると、各滑り面５ａ，６ａ間の滑りがスムーズに行われる。

また、図５のように、外周部に配置された凸部８Ａ以外は滑り面５ａの中央に凸部８Ｂを配置した凹凸パターンとしてもよい。この場合も、２層の発泡樹脂板５，６の各滑り面５ａ，６ａにおける建物の荷重を支持する面積が、滑り面５ａ，６ａ全体の面積よりも狭くなり、滑り面５ａ，６ａの面圧を高くできる。さらに、場合によっては、図６のように、片方の発泡樹脂板５を小さくすることによって、滑り面５ａ，６ａの面圧を高くしてもよい。

２層の発泡樹脂板５，６のうち凹凸が設けられていない方の発泡樹脂板６の対向面に滑り材（図示せず）を一体に設けても良い。滑り材は、シート状のものであっても、鋼板等の板状のものであっても良い。例えば、発泡樹脂板５，６よりも硬質の滑り材を接着剤等により一体に貼り合わせる。この場合、滑り材の表面、および発泡樹脂板５の対向面すなわち凹凸が設けられた下面が、地震による横揺れに対する滑り面５ａとなり、建物が免震される。滑り材として、摩擦係数が小さい材質のものを用いることにより、地震時の滑りが促進される。

図７は、この発明の第２の実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造を示す。この基礎下免震滑り支承構造の滑り支承部２は、上下２層の発泡樹脂板５，６のうち、下の発泡樹脂板６の上面が凹凸に形成されている。すなわち、図８に示すように、下の発泡樹脂板６の上面に全体にわたり縦横の溝が複数条ずつ平行に設けられ、溝の部分が凹部７となり、溝以外の部分が凸部８となっている。そして、この凹凸に形成された発泡樹脂板６の上面に、発泡樹脂板５，６よりも硬質の滑り板１０が接着剤等により一体に貼り合わされている。滑り板１０は、例えば鋼板である。上の発樹脂板５の下面は平坦面である。

この基礎下免震滑り支承構造の場合、上の発泡樹脂板５の下面および滑り板１０の上面がそれぞれ滑り面５ａ，１０ａとなり、地震による横揺れによって各滑り面５ａ，１０ａ間に滑りを生じて、建物が免震される。滑り板１０の滑り面１０ａの背面側に凹凸を設けたことにより、各滑り面５ａ，１０ａの面圧が凸部８の反対側の位置する箇所で高くなり、前記実施形態と同様に、摩擦係数が小さくなり、滑りが生じ易い。また、滑り板１０の滑り面１０ａの背面側に凹凸を設けたことにより、滑り面５ａ，１０ａの温度上昇が抑制される。

図９は、この発明の第３の実施形態にかかる基礎下免震滑り支承構造を示す。この基礎下免震滑り支承構造の滑り支承部２は、上下２層の発泡樹脂板５，６のうち、下の発泡樹脂板６の下面が凹凸に形成されている。例えば、下の発泡樹脂板６の下面に全面にわたり縦横の溝を複数条ずつ平行に設けて、溝の部分を凹部７とし、溝以外の部分を凸部８としている。下の発泡樹脂板６の上面は平坦面である。また、上の発泡樹脂板５は、上下両面とも平坦面である。

この基礎下免震滑り支承構造の場合、上の発泡樹脂板５の下面および下の発泡樹脂板６の上面がそれぞれ滑り面５ａ，６ａとなり、地震による横揺れによって各滑り面５ａ，６ａ間に滑りを生じて、建物が免震される。各滑り面５ａ，６ａは全面で接しているが、下の発泡樹脂板６の下面に凹凸を設けたことにより、その凹凸の影響が滑り面６ａに現れて、滑り面５ａ，６ａのうち建物の荷重を実質的に支持する面積は、滑り面５ａ，６ａの全体の面積である見かけの面積よりも狭くなっている。そのため、滑り面５ａ，６ａの面圧が高く、摩擦係数が小さくなって、滑りが生じ易い。滑り面５ａ，６ａの面圧は、凹凸の大きさ、ピッチ等を変えることで、調整が可能である。なお、この基礎下免震滑り支承構造は、滑り面５ａ，６ａの温度上昇の抑制効果は期待できない。

発泡樹脂板５，６のいずれかの片面に設けられる凹凸は、上記各実施形態に示されているものに限定されない。例えば、凸部の平面形状は、円形等の長方形以外の形状であってもよい。また、凹部または凸部またはその両方の断面形状が曲線状、すなわち凹部の深さと凸部の高さが連続的に変化する形状であってもよい。さらに、上記各実施形態とは逆に、発泡樹脂板５，６の凹凸が設けられる面の全面にわたって凸部が繋がって配置され、凹部は凸部の間に分散して配置されていてもよい。ただし、この凹部と凸部の配置であると、滑り面に凹凸を設けた場合の摩擦熱の放熱性はあまり良くない。

１…地盤基礎
３…コンクリート基礎
５…上の発泡樹脂板
５ａ…滑り面
６…下の発泡樹脂板
６ａ…滑り面
７…凹部
８…凸部
１０…滑り板
１０ａ…滑り面

Claims (6)

1. 建物のコンクリート基礎を２層の発泡樹脂板を介して地盤上に支承し、地震による横揺れによって前記２層の発泡樹脂板間に滑りを生じて、建物が免震されるようになされている基礎下免震滑り支承構造であって、前記２層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に凹凸を設けたことを特徴とする基礎下免震滑り支承構造。
2. 請求項１において、前記２層の発泡樹脂板の各対向面のうちいずれか一方の対向面に凹凸を設けた基礎下免震滑り支承構造。
3. 請求項２において、前記２層の発泡樹脂板のうち前記凹凸が設けられていない方の発泡樹脂板の対向面に滑り材を一体に設けた基礎下免震滑り支承構造。
4. 請求項２において、前記凹凸が設けられた発泡樹脂板の対向面に、前記発泡樹脂板よりも硬質の滑り板を一体に設けた基礎下免震滑り支承構造。
5. 請求項１において、前記２層の発泡樹脂板のうちの地盤側の発泡樹脂板の地盤に接する面に凹凸を設けた基礎下免震滑り支承構造。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記２層の発泡樹脂板のうち少なくとも一方の発泡樹脂板の片面に設けられる凹凸は、前記片面に一方端から他方端へ延びる溝を設けて、溝の部分を凹部とし、溝以外の部分を凸部としたものである基礎下免震滑り支承構造。

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