JP2010065502A - 構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】免震装置の免震効果を阻害することなく、ロッキング及び転倒モーメントに伴う引き抜き力に抵抗できるとともに、過大変形時にフェールセーフ機構を有する構造物を得る。
【解決手段】建物１０は、一般的な変形時の水平剛性が、免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下で、過大変形時の水平剛性が免震装置１６より大きい支持手段１８を有する。ここで、建物１０に水平力が作用したとき、一般的な変形時では、支持手段１８の水平剛性が免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下であるため、免震装置１６の水平方向のせん断変形が支持手段１８によって阻害されず、十分に免震効果が得られる。また、建物１０に引き抜き力が発生しても、支持手段１８が引き抜き力（引張力）に抵抗するため、建物１０の倒壊を防ぐことができる。さらに、過大変形時には、支持手段１８の水平剛性が増大し、変形を抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、上部構造体と下部構造体の間に免震装置が設けられた構造物に関する。

従来、上部構造体と下部構造体の間に免震装置を設けた構造物がある。免震装置は、通常、上部構造体の長期荷重を支える支承部（例えば、積層ゴム支承）と、地震エネルギーを吸収する減衰部（例えば、オイルダンパー）と、上部構造体を元の水平位置に戻す復元部（例えば、積層ゴム支承）とによって構成されており、地震時における上部構造体の揺れを長周期化して応答加速度を低減することにより免震効果を発揮している。このような構造物に免震装置の他に付加材を設けた例として、次のものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１の構造物は、免震装置（積層ゴム）を構造物の内側の柱に配置し、構造物の外側（外周側）の柱に、付加材として一般の柱よりも靭性の高い柱を用いている。特許文献１の構造物では、免震装置で地震の横揺れエネルギーを吸収すると共に、靭性の高い柱によってダンパー効果を発揮させ、水平変位を低減している。

一方、特許文献２の構造物は、構造物の複数の柱に免震装置（積層ゴム）を設け、さらにこれらの柱よりも外側に、上部構造体と下部構造体を繋ぐケーブル材を設けている。特許文献２の構造物では、積層ゴムに大きな引張力が作用するのを抑えると共に、上部構造体と下部構造体の水平方向の相対移動を許容して、積層ゴムによる長周期化を阻害しないようにしている。特許文献１の構造物及び特許文献２の構造物は、いずれも、ロッキング（免震建物が地震動を受けて振動する時、上部構造体全体が回転する現象）、及び転倒モーメント（上部構造体の水平力により免震装置に作用するモーメント）に伴う引き抜き力に抵抗可能な構造となっている。

しかし、特許文献１の構造物は、一般の柱に比べて靭性の高い柱を設けてあるだけであり、免震装置の水平剛性を考慮したものではない。このため、免震装置の水平剛性が高くなり、免震効果が阻害される。

また、特許文献２の構造物は、ケーブル材が鉛直荷重を負担するものではないため、柱の他にケーブル部材を設けなくてはならなかった。
特開２０００−６４６５３ 特開２００２−１３８７０６

本発明は、免震装置の免震効果を阻害することなく、ロッキング及び転倒モーメントに伴う引き抜き力に抵抗できるとともに、免震装置の過大な変形を抑制する機構を有する構造物を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る構造物は、下部構造体と、前記下部構造体の上側に構築された上部構造体と、前記下部構造体と前記上部構造体の間に設けられた免震装置と、前記下部構造体と前記上部構造体とを連結して連結間の圧縮及び引張方向の変形に抵抗をして、水平剛性が、一般的な変形時では前記免震装置の水平剛性と同等又はそれ以下であり、過大変形時では前記免震装置の水平剛性よりも大きな剛性となる支持手段と、を有する。

上記構成によれば、構造物に水平力が作用していないときは、免震装置及び支持手段によって上部構造体の鉛直荷重が負担され、支持されている。

一方、地震等により構造物に水平力が作用すると、免震装置が上部構造体の固有周期を長くして免震効果を発揮する。ここで、構造物の振動の初期状態では、支持手段の水平剛性が、免震装置の水平剛性と同等又はそれ以下であるため、免震装置の水平方向のせん断変形が支持手段によって阻害されない。これにより、免震装置が十分にせん断変形され免震効果が得られる。

続いて、地震動が続くと、構造物にロッキング及び転倒モーメントによる引き抜き力が発生するが、上部構造体と下部構造体に連結された支持手段が引き抜き力（引張力）に抵抗するため、免震装置の引き抜き力を抑制することができる。さらに続いて、過大な変形が生じる場合、支持手段が免震装置の水平剛性よりも大きな水平剛性をもつため、水平変形を抑制することができる。

本発明の請求項２に係る構造物は、前記免震装置が内側に配置され、前記支持手段が最外周に配置されている。この構成によれば、効果的に引き抜き力に抵抗できる。

本発明の請求項３に係る構造物は、前記支持手段は、前記下部構造体と前記上部構造体の少なくとも一方にピンで連結された支持柱である。この構成によれば、支持柱をピンで下部構造体と上部構造体の少なくとも一方に連結するだけでよいので、構造物の施工が容易となる。

本発明の請求項４に係る構造物は、前記支持柱は、一端が前記下部構造体に第１ピンで連結され、他端が前記上部構造体に第２ピンで連結され、前記第１ピンと前記第２ピンが、平面視にて直交配置されている。

上記構成によれば、一例として、第１ピンによって支持柱がＹ方向に回転可能となり、支持柱のＹ方向の水平剛性が低くなっている。さらに、第２ピンによって支持柱がＸ方向に回転可能となり、支持柱のＸ方向の水平剛性が低くなっている。これにより、Ｘ方向、Ｙ方向いずれの方向の振動にも対応可能となる。

本発明の請求項５に係る構造物は、前記上部構造体の柱１本に対し、前記支持手段を複数設けている。この構成によれば、支持手段の数を変更できるため、上部構造体の大きさに合わせて支持手段を設けることができる。また、一般的変形に対してピンを使用することなく、支持柱の水平剛性の増大を低く抑えることができる。

本発明の請求項６に係る構造物は、前記支持柱と前記上部構造体の柱の間に、前記上部構造体の水平方向の振動を減衰させる減衰手段が架設されている。この構成によれば、構造物の振動を減衰手段で抑えることができる。

本発明は、上記構成としたので、免震装置の免震効果を阻害することなく、ロッキング及び転倒モーメントに伴う引き抜き力に抵抗できる。また、免震装置の限界変形を超えるような過大地震に対して、過大変形を抑制することができる。

本発明の構造物の第１実施形態を図面に基づき説明する。図１には、地盤（図示省略）上に構築された建物１０の一部が示されている。建物１０は、地盤上に構築された下部構造体１２と、下部構造体１２の上側に構築された上部構造体１４と、下部構造体１２と上部構造体１４の間に設けられた免震装置１６と、下部構造体１２と上部構造体１４とを連結する支持手段１８（１８Ａ、１８Ｂ）とを有している。

下部構造体１２は、地盤に形成された杭（図示省略）上に、複数の柱壁２０と複数の梁２２が組み上げられ固定されることで構築されている。同様にして、上部構造体１４は、複数の柱２４と複数の梁２６が組み上げられ固定されることで構築されている。

下部構造体１２と上部構造体１４の間は、建物１０の免震が行われる免震層Ｌとなっている。この免震層Ｌにおいて、下部構造体１２の上面から上方に向けて所定の大きさの台座部３４が突設されている。台座部３４上には、複数の免震装置１６が取付けられている。

免震装置１６は、円板状の下フランジ鋼板１６Ａ及び円板状の上フランジ鋼板１６Ｃを有しており、下フランジ鋼板１６Ａと上フランジ鋼板１６Ｃの間に積層ゴム１６Ｂが設けられた構成となっている。下フランジ鋼板１６Ａは、ボルト締結等により台座部３４に固定されている。

一方、上フランジ鋼板１６Ｃの上方には、建物１０の平断面内中央で略水平方向に広がるコンクリート造の床版３０が設けられており、床版３０の下面から下方に向けて台座部３４と対向する位置に、複数の取付部３２が突設されている。ここで、上フランジ鋼板１６Ｃは、ボルト締結等により取付部３２に固定されている。また、床版３０の上面には、複数の柱２８が立設されており、柱２８の上端が、上部構造体１４の梁２６に接合されている。なお、柱２８、床版３０、及び取付部３２は、上部構造体１４の一部を構成するものである。

床版３０の外側で且つ建物１０の平断面最外周位置では、下部構造体１２の梁２２上に複数の支持手段１８が立設されている。ここでは、複数の支持手段１８のうち、支持手段１８Ａ、１８Ｂについて説明する。

支持手段１８Ａは、建物１０の正面視にて左側端部に位置しており、柱部３６Ａを有している。柱部３６Ａの下端には、下部構造体１２にピン連結される第１連結部３６Ｂが設けられており、柱部３６Ａの上端には、上部構造体１４にピン連結される第２連結部３６Ｃが設けられている。

図２に示すように、下部構造体１２の最上部にある梁２２上には、２枚のプレート材４０Ａ、４０Ｂが所定の隙間をあけて立設されている。プレート材４０Ａ、４０Ｂは、図２の手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。また、柱部３６Ａの底面には、２枚のプレート材４２Ａ、４２Ｂが、プレート材４０Ａ、４０Ｂの隙間よりも狭い所定の隙間をあけて立設されている。プレート材４２Ａ、４２Ｂは、図２の手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。

ここで、プレート材４０Ａ、４０Ｂの間にプレート材４２Ａ、４２Ｂが差し込まれ、それぞれに形成された貫通穴の位置を合わせてピン４４を連通させることにより、下部構造体１２に対して柱部３６Ａが回転可能に連結されている。なお、柱部３６Ａの回転方向は、プレート材４０Ａ、４０Ｂ、４２Ａ、４２Ｂの面内方向（＋Ｒ、−Ｒ方向）となっている。

一方、上部構造体１４の最下部にある梁２６の下面には、２枚のプレート材４６Ａ、４６Ｂが所定の隙間をあけて立設されている。プレート材４６Ａ、４６Ｂは、図２の手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。また、柱部３６Ａの上面には、２枚のプレート材４８Ａ、４８Ｂが、プレート材４６Ａ、４６Ｂの隙間よりも狭い所定の隙間をあけて立設されている。プレート材４８Ａ、４８Ｂは、図２の手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。

ここで、プレート材４６Ａ、４６Ｂの間にプレート材４８Ａ、４８Ｂが差し込まれ、それぞれに形成された貫通穴の位置を合わせてピン５０を連通させることにより、上部構造体１４に対して柱部３６Ａが回転可能に連結されている。なお、柱部３６Ａの回転方向は、プレート材４６Ａ、４６Ｂ、４８Ａ、４８Ｂの面内方向（＋Ｒ、−Ｒ方向）となっている。

図１に示すように、支持手段１８Ｂは、建物１０の正面視にて右側端部に位置しており、支持手段１８Ａと同様に柱部３６Ａを有している。柱部３６Ａの下端には、下部構造体１２にピン連結される第１連結部３６Ｂが設けられており、柱部３６Ａの上端には、上部構造体１４にピン連結される第２連結部３６Ｃが設けられている。

上記構成により、支持手段１８Ａ、１８Ｂの各柱部３６Ａが回転することで、上部構造体１４が下部構造体１２に対して相対移動可能となっている。なお、支持手段１８Ａ、１８Ｂは、水平方向の初期剛性（免震装置１６がせん断変形を開始するときまでの剛性）が免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下となるように、予め設定され構築されている。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図３（ａ）に示すように、地震、風等による水平力（矢印Ｘ方向の力）が建物１０に作用していない通常時には、支持手段１８Ａ、１８Ｂ、及び複数の免震装置１６が、上部構造体１４による鉛直荷重を支持している。

続いて、図３（ｂ）に示すように、地震、風等によって建物１０に水平力が作用して、スウェイ（上部構造体１４のスライド移動）が発生すると、上部構造体１４の下部構造体１２に対する水平変位ｕが大きくなる。このとき、免震装置１６がせん断変形する。

ここで、建物１０では、支持手段１８Ａ、１８Ｂの初期水平剛性が、免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下であるため、免震装置１６の水平方向のせん断変形が支持手段１８Ａ、１８Ｂによって阻害されない。これにより、免震装置１６が十分にせん断変形され、免震効果が得られる。

さらに地震動が続くと、建物１０にロッキング（引き抜き動作）及び転倒モーメントによる引抜力が発生する。ここで、支持手段１８Ａ、１８Ｂが、第１連結部３６Ｂ、第２連結部３６Ｃの回転によりスウェイに追従しつつ、ロッキング及び転倒モーメントによる引抜力（引張力・圧縮力）に抵抗する。

建物１０が極大地震や長周期地震動を受けた場合は、傾斜した支持手段１８Ａ、１８Ｂの引張力による水平抵抗により、建物１０の過大な水平変位が抑制されることになる。

このように、建物１０では、支持手段１８Ａ、１８Ｂが初期水平剛性にほとんど寄与しないので、免震装置１６の免震効果がほとんど阻害されない。また、鉛直力を支持する支持手段１８Ａ、１８Ｂが、そのまま建物１０の引き抜き抵抗要素となるので、大きな引抜力に耐えることができる。さらに、建物１０の水平変位ｕが過大に大きくなると、支持手段１８Ａ、１８Ｂの軸力の水平成分も大きくなるので、過大な水平変位が抑制される。

また、建物１０では、支持手段１８Ａ、１８Ｂが最外周に配設されているため、中央に支持手段を設けたものと比較すると、効果的に引き抜き力に抵抗できる。

図４は、通常免震（免震装置１６又は柱で構成され支持手段１８Ａ、１８Ｂの無いもの）の建物の免震層と、本構成の建物１０の免震層Ｌについて、免震層の上部に鉛直力を載荷した上で水平力を漸増載荷し、水平力Ｆと免震層の水平変位ｕの関係を求めたグラフを模式化したものである。なお、グラフＡ（実線）が、本構成の建物１０の免震層Ｌについての結果で、グラフＢ（破線）が、通常免震の建物の免震層についての結果である。

図４に示すように、水平変位ｕがｕ１までの領域では、本構成の平均的な剛性が通常免震の水平剛性Ｆ１／ｕ１と同程度で、通常免震と同等の免震効果を発揮することが分かる。また、支持手段１８Ａ、１８Ｂは、初期水平剛性をほとんど持たない上、圧縮力が発生している状態においては、傾きによって負剛性側に寄与し、支持手段１８Ａ、１８Ｂの負担鉛直荷重が免震装置１６に移行する。

ここで、免震装置１６の限界の水平変位をｕ２とすると、支持手段１８Ａ、１８Ｂは、引張力が作用し、大きな水平剛性により水平変位を抑制することが分かる。

水平変位ｕがｕ２より大きくなる極大地震や長周期地震時の領域では、通常免震の構成は、過大な変形に対応することができない。一方、本構成では、傾斜した支持手段１８Ａ、１８Ｂの引張力により高い水平剛性を有しているため、極大地震や長周期地震時に過大な変形を抑制することができ、いわゆるフェールセーフ機能を有している。

次に、本発明の構造物の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図５（ａ）、（ｂ）には、地盤（図示省略）上に構築された建物６０の一部が、Ｘ方向とＹ方向の２方向で示されている。建物１０は、下部構造体１２と、上部構造体１４と、下部構造体１２と上部構造体１４の間に設けられた免震装置１６と、下部構造体１２と上部構造体１４とを連結する複数の支持手段６２とを有している。

免震層Ｌの床版３０の外側で且つ建物６０の平断面最外周位置では、下部構造体１２の梁２２上に複数の支持手段６２が立設されている。なお、図５（ａ）、（ｂ）では、複数の支持手段６２のうち、Ｘ方向は支持手段６２Ａ、６２Ｂ、Ｙ方向は支持手段６２Ｂ、６２Ｃについて表示しており、他の支持手段の表示を省略している。また、支持手段６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃは同様の構成であるため、以後は支持手段６２Ａについて説明し、支持手段６２Ｂ、６２Ｃの説明を省略する。

支持手段６２Ａは、建物６０の正面視（ＸＺ面）にて左側端部に位置しており、柱部６４Ａを有している。柱部６４Ａの下端には、下部構造体１２にピン連結される第１連結部６４Ｂが設けられており、柱部６４Ａの上端には、上部構造体１４にピン連結される第２連結部６４Ｃが設けられている。

図６に示すように、下部構造体１２の最上部の梁２２上には、プレート材６６Ａ、６６Ｂが所定の隙間をあけて立設されている。プレート材６６Ａ、６６Ｂは、矢印Ｘ方向手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。また、柱部６４Ａの底面には、２枚のプレート材６８Ａ、６８Ｂが、プレート材６６Ａ、６６Ｂの隙間よりも狭い所定の隙間をあけて立設されている。プレート材６８Ａ、６８Ｂは、矢印Ｘ方向手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。

ここで、プレート材６６Ａ、６６Ｂの間にプレート材６８Ａ、６８Ｂが差し込まれ、それぞれに形成された貫通穴の位置を合わせて第１ピン６３を連通させることにより、下部構造体１２に対して柱部６４Ａが矢印Ｙ方向に回転可能に連結されている。

一方、上部構造体１４の最下部にある梁２６下面には、プレート材６６Ｃ、６６Ｄが所定の隙間をあけて立設されている。プレート材６６Ｃ、６６Ｄは、矢印Ｙ方向手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。また、柱部６４Ａの上面には、２枚のプレート材６８Ｃ、６８Ｄが、プレート材６６Ｃ、６６Ｄの隙間よりも狭い所定の隙間をあけて立設されている。プレート材６８Ｃ、６８Ｄは、矢印Ｙ方向手前側と奥側に並列配置（対向配置）されており、それぞれに同じ大きさの貫通穴が形成されている。

ここで、プレート材６６Ｃ、６６Ｄの間にプレート材６８Ｃ、６８Ｄが差し込まれ、それぞれに形成された貫通穴の位置を合わせて第２ピン６５を連通させることにより、上部構造体１４に対して柱部６４Ａが矢印Ｘ方向に回転可能に連結されている。なお、第１ピン６３と第２ピン６５は、それぞれの中心軸が平面視にて直交配置となっている。

このように、矢印Ｘ方向では、支持手段６２Ａ〜６２Ｃの第１連結部６４Ｂが回転不能となっており、第２連結部６４Ｃが回転可能となっている。一方、矢印Ｙ方向では、支持手段６２Ａ〜６２Ｃの第１連結部６４Ｂが回転可能となっており、第２連結部６４Ｃが回転不能となっている。

なお、図５（ａ）、（ｂ）において、支持手段６２Ａ〜６２Ｃは、水平方向の初期剛性が免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下となるように、予め設定され構築されている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、地震、風等による水平力（矢印Ｘ、Ｙ方向の力）が建物６０に作用していない通常時には、支持手段６２Ａ〜６２Ｃ、及び複数の免震装置１６が、上部構造体１４による鉛直荷重を支持している。

続いて、図７（ａ）に示すように、地震、風等によって建物６０に水平力が作用して、矢印Ｘ方向のスウェイ（上部構造体１４のスライド移動）が発生したとする。ここで、柱部６４Ａは、第１連結部６４ＢでＸ方向に回転不能であり、第２連結部６４ＣでＸ方向に回転可能となっているため、第２連結部６４Ｃにおいて回転移動することになる。これにより、上部構造体１４の下部構造体１２に対するＸ方向の水平変位がｕ３となる。このとき、免震装置１６の積層ゴム１６Ｂがせん断変形する。

同様にして、図７（ｂ）に示すように、地震によって建物６０に水平力が作用して、矢印Ｙ方向のスウェイ（上部構造体１４のスライド移動）が発生したとする。ここで、柱部６４Ａは、第２連結部６４ＣでＹ方向に回転不能であり、第１連結部６４ＢでＹ方向に回転可能となっているため、第１連結部６４ＢにおいてＹ方向に回転移動することになる。これにより、上部構造体１４の下部構造体１２に対するＹ方向の水平変位がｕ４となる。このとき、免震装置１６の積層ゴム１６Ｂがせん断変形する。

ここで、建物６０では、支持手段６２Ａ〜６２Ｃの初期水平剛性が、免震装置１６の水平剛性と同等であるため、免震装置１６の水平方向（矢印Ｘ方向又は矢印Ｙ方向）のせん断変形が、支持手段６２Ａ〜６２Ｃによって阻害されない。これにより、免震装置１６が十分にせん断変形され、免震効果が得られる。

図７（ａ）、（ｂ）に示す状態において、さらに地震動が続くと、建物６０にロッキング（引き抜き動作）及び転倒モーメントによる引抜力が発生する。ここで、支持手段６２Ａ〜６２Ｃが、第１連結部６４Ｂ又は第２連結部６４Ｃの回転によりスウェイに追従しつつ、ロッキング及び転倒モーメントによる引抜力（引張力・圧縮力）に抵抗するため、建物６０の倒壊を防ぐことができる。

なお、建物６０が極大地震や長周期地震動を受けた場合は、傾斜した支持手段６２Ａ〜６２Ｃの引張力による水平抵抗により、建物６０の過大な水平変位が抑制されることになる。

このように、支持手段６２Ａ〜６２Ｃが初期水平剛性にほとんど寄与しないので、免震装置１６の免震効果がほとんど阻害されない。また、鉛直力を支持する支持手段６２Ａ〜６２Ｃが、そのまま建物６０の引き抜き抵抗要素となるので、大きな引抜力に耐えることができる。さらに、建物６０の水平変位ｕが大きくなると、支持手段６２Ａ〜６２Ｃの軸力の水平成分も大きくなるので、過大な水平変位が抑制される。

また、第１ピン６３によって支持柱がＹ方向に回転可能となり、支持柱のＹ方向の水平剛性が低くなっている。そして、第２ピン６５によって支持柱がＸ方向に回転可能となり、支持柱のＸ方向の水平剛性が低くなっている。これにより、Ｘ方向、Ｙ方向いずれの方向の振動にも対応することができる。

なお、上記のように、支持手段６２Ａ〜６２Ｃを下部構造体１２と上部構造体１４の一方に、第１ピン６３又は第２ピン６５で連結しても免震効果が得られるので、建物６０の施工が容易となる。

次に、本発明の構造物の第３実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１には、地盤（図示省略）上に構築された建物７０の一部が示されている。建物７０は、第１実施形態の建物１０（図１参照）の支持手段１８に換えて、複数の支持手段７４Ａ、７４Ｂを設けたものである。

支持手段７４Ａ、７４Ｂは、柱であり、床版３０の外側で且つ建物７０の平断面最外周位置において、下部構造体１２の上面の梁２２上と、上部構造体１４の下面の梁２６とに接合され立設されている（ピン連結ではない）。また、支持手段７４は、第１実施形態の柱部３６Ａよりも細い柱（座屈の可能性がある場合は、支持手段７４の周囲を座屈補剛する）で構成され、水平方向の初期剛性が免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下であり免震装置１６の免震効果を阻害せず、且つ上部構造体１４の鉛直荷重は支持する曲げ剛性の小さい柱となっている。

ここで、上部構造体１４の柱２４の１本に対して、２つの支持手段７４Ａ、７４Ｂが設けられており、支持手段７４Ａ、７４Ｂによって、上部構造体１４を支持する支持部７２（７２Ａ、７２Ｂ）が構成されている。なお、支持部７２は建物７０に複数設けられているが、支持部７２Ａ（左側）、７２Ｂ（右側）のみを表示してある。

次に、本発明の第３実施形態の作用について説明する。

図９（ａ）に示すように、地震による水平力（矢印Ｘ方向の力）が建物７０に作用していない通常時には、支持手段７４Ａ、７４Ｂ、及び複数の免震装置１６が、上部構造体１４による鉛直荷重を支持している。

続いて、図９（ｂ）に示すように、地震によって建物７０に水平力が作用して、スウェイ（上部構造体１４のスライド移動）が発生すると、上部構造体１４の下部構造体１２に対する水平変位ｕ５が大きくなる。このとき、免震装置１６の積層ゴム１６Ｂがせん断変形する。

ここで、建物７０では、支持手段７４Ａ、７４Ｂの水平剛性が、免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下であるため、免震装置１６の水平方向のせん断変形が支持手段７４Ａ、７４Ｂによって阻害されない。これにより、免震装置１６が十分にせん断変形され、免震効果が得られる。

さらに地震動が続くと、建物７０にロッキング（引き抜き動作）及び転倒モーメントによる引抜力が発生する。ここで、支持手段７４Ａ、７４Ｂが、スウェイに追従しつつ、ロッキング及び転倒モーメントによる引抜力（引張力・圧縮力）に抵抗するため、建物７０の倒壊を防ぐことができる。建物７０が極大地震や長周期地震動を受けた場合は、傾斜した支持手段７４Ａ、７４Ｂの引張力による水平抵抗により、建物７０の過大な水平変位が抑制されることになる。

このように、支持手段７４Ａ、７４Ｂが初期水平剛性にほとんど寄与しないので、免震装置１６の免震効果がほとんど阻害されない。また、鉛直力を支持する支持手段７４Ａ、７４Ｂが、そのまま建物７０の引き抜き抵抗要素となるので、大きな引抜力に耐えることができる。さらに、建物７０の水平変位ｕ５が大きくなると、支持手段７４Ａ、７４Ｂの軸力の水平成分も大きくなるので、過大な水平変位が抑制される。なお、支持手段７４は数を変更できるため、上部構造体１４の大きさに合わせて複数の支持手段を設けることができる。

次に、本発明の構造物の第４実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部材には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１０には、地盤（図示省略）上に構築された建物８０の一部が示されている。建物８０は、地盤上に構築された下部構造体１２と、下部構造体１２の上側に構築された上部構造体８２と、下部構造体１２と上部構造体８２の間に設けられた免震装置１６と、下部構造体１２と上部構造体８２とを連結する支持手段９０（９０Ａ、９０Ｂ）とを有している。さらに、支持手段９０と上部構造体８２の間に、減衰手段としてのオイルダンパー９６（９６Ａ、９６Ｂ、９６Ｃ、９６Ｄ）が架設されている。

上部構造体８２は、複数の柱８４と複数の梁８６が組み上げられ固定されることで構築されている。また、下部構造体１２上には、免震装置１６と、免震装置１６が下面に取付けられた床版３０が配設されている。ここで、床版３０上には、複数の柱８８が立設されており、柱８８の上端が上部構造体８２の梁８６に接合されている。また、柱８８には、梁９２が水平方向に接合されており、下部構造体１２と上部構造体８２の間に、床版３０を含めて３階層が形成されている。なお、柱８８、梁９２、床版３０、及び取付部３２は、上部構造体８２の一部を構成するものである。

床版３０の外側で且つ建物８０の平断面最外周位置では、下部構造体１２の梁２２上に複数の支持手段９０が立設されている。ここでは、複数の支持手段９０のうち、支持手段９０Ａ、９０Ｂについて説明する。

支持手段９０Ａは、建物８０の正面視にて左側端部に位置しており、柱部９４を有している。柱部９４の下端には、下部構造体１２にピン連結される第１連結部３６Ｂが設けられており、柱部９４の上端には、上部構造体８２にピン連結される第２連結部３６Ｃが設けられている。

また、支持手段９０Ｂは、建物８０の正面視にて右側端部に位置しており、支持手段９０Ａと同様に柱部９４を有している。柱部９４の下端には、下部構造体１２にピン連結される第１連結部３６Ｂが設けられており、柱部９４の上端には、上部構造体８２にピン連結される第２連結部３６Ｃが設けられている。

上記構成により、支持手段９０Ａ、９０Ｂの各柱部９４が回転することで、上部構造体８２が下部構造体１２に対して相対移動可能となっている。なお、支持手段９０Ａ、９０Ｂは、水平方向の初期剛性が免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下となるように、予め設定され構築されている。

次に、本発明の第４実施形態の作用について説明する。

図１１（ａ）に示すように、地震による水平力（矢印Ｘ方向の力）が建物８０に作用していない通常時には、支持手段９０Ａ、９０Ｂ、及び複数の免震装置１６が、上部構造体８２による鉛直荷重を支持している。

続いて、図１１（ｂ）に示すように、地震、風等によって建物８０に水平力が作用して、スウェイ（上部構造体８２のスライド移動）が発生すると、上部構造体８２の下部構造体１２に対する水平変位ｕ６が大きくなる。このとき、免震装置１６の積層ゴム１６Ｂがせん断変形し、上部構造体８２の固有周期を長くすることで建物８０の振動を低減する。

また、上部構造体８２の変位に伴い、上部構造体８２の柱８８と支持手段９０Ａ、９０Ｂの柱部９４との間隔（距離）が変化するため、オイルダンパー９６が作動し、建物８０の振動を抑えることができる。

ここで、建物８０では、支持手段９０Ａ、９０Ｂの初期水平剛性が、免震装置１６の水平剛性と同等又はそれ以下であるため、免震装置１６の水平方向のせん断変形が支持手段９０Ａ、９０Ｂによって阻害されない。これにより、免震装置１６が十分にせん断変形され、免震効果が得られる。

さらに地震動が続くと、建物８０にロッキング（引き抜き動作）及び転倒モーメントによる引抜力が発生する。ここで、支持手段９０Ａ、９０Ｂが、第１連結部３６Ｂ、第２連結部３６Ｃの回転によりスウェイに追従しつつ、ロッキング及び転倒モーメントによる引抜力（引張力・圧縮力）に抵抗するため、建物８０の倒壊を防ぐことができる。

建物８０が極大地震や長周期地震動を受けた場合は、傾斜した支持手段９０Ａ、９０Ｂの引張力による水平抵抗により、建物８０の過大な水平変位が抑制されることになる。

このように、支持手段９０Ａ、９０Ｂが初期水平剛性にほとんど寄与しないので、免震装置１６の免震効果がほとんど阻害されない。また、鉛直力を支持する支持手段９０Ａ、９０Ｂが、そのまま建物８０の引き抜き抵抗要素となるので、大きな引抜力に耐えることができる。さらに、建物８０の水平変位ｕ６が大きくなると、支持手段９０Ａ、９０Ｂの軸力の水平成分も大きくなるので、過大な水平変位が抑制される。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

免震装置１６は、積層ゴム支承だけでなく、例えば、水平方向に配置され、一端が上部構造体１４、他端が下部構造体１２に取付けられたすべり支承、レール型支承であってもよい。また、免震層Ｌは、基礎免震、中間階層の免震、いずれであってもよい。

支持部７２における支持手段７４の数は、支持手段７４Ａ、７４Ｂの２つに限らず、支持部７２における必要な曲げ剛性に基づいて、３つ以上設けてもよい。また、支持手段９０は、上部構造体８２の３階層にわたるものだけでなく、１、２階層あるいは４階層以上にわたるものであってもよい。

本発明の第１実施形態に係る建物の模式図である。 本発明の第１実施形態に係る支持手段の模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第１実施形態に係る建物の免震層の変位状態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る建物の免震層の水平変位に対する水平力のグラフである。 （ａ）、（ｂ）本発明の第２実施形態に係る建物の模式図である。 本発明の第２実施形態に係る支持手段の模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第２実施形態に係る建物の免震層の変位状態を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第３実施形態に係る建物の模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第３実施形態に係る建物の免震層の変位状態を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第４実施形態に係る建物の模式図である。 （ａ）、（ｂ）本発明の第４実施形態に係る建物の免震層の変位状態を示す模式図である。

符号の説明

１０ 建物（構造物）
１２ 下部構造体（下部構造体）
１４ 上部構造体（上部構造体）
１６ 免震装置（免震装置）
１８ 支持手段（支持手段）
３６Ａ 柱部（支持柱）
４４ ピン（ピン）
５０ ピン（ピン）
６０ 建物（構造物）
６２ 支持手段（支持手段）
６３ 第１ピン（第１ピン）
６４Ａ 柱部（支持柱）
６５ 第２ピン（第２ピン）
７０ 建物（構造物）
７４ 支持手段（支持手段）
８０ 建物（構造物）
８２ 上部構造体（上部構造体）
９０ 支持手段（支持手段）
９４ 柱部（支持柱）
９６ オイルダンパー（減衰手段）

Claims (6)

1. 下部構造体と、
   前記下部構造体の上側に構築された上部構造体と、
   前記下部構造体と前記上部構造体の間に設けられた免震装置と、
   前記下部構造体と前記上部構造体とを連結して連結間の圧縮及び引張方向の変形に抵抗をして、水平剛性が、一般的な変形時では前記免震装置の水平剛性と同等又はそれ以下であり、過大変形時では前記免震装置の水平剛性よりも大きな剛性となる支持手段と、
   を有する構造物。
2. 前記免震装置が内側に配置され、前記支持手段が最外周に配置された請求項１に記載の構造物。
3. 前記支持手段は、前記下部構造体と前記上部構造体の少なくとも一方にピンで連結された支持柱である請求項１又は請求項２に記載の構造物。
4. 前記支持柱は、一端が前記下部構造体に第１ピンで連結され、他端が前記上部構造体に第２ピンで連結され、前記第１ピンと前記第２ピンが、平面視にて直交配置されている請求項３に記載の構造物。
5. 前記上部構造体の柱１本に対し、前記支持手段を複数設けた請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構造物。
6. 前記支持柱と前記上部構造体の柱の間に、前記上部構造体の水平方向の振動を減衰させる減衰手段が架設されている請求項３又は請求項４に記載の構造物。

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