建築物用旋轉免震裝置以及旋轉免震建築物構造的製作方法
2023-05-28 08:11:41 2
專利名稱：建築物用旋轉免震裝置以及旋轉免震建築物構造的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於使建築物的構造體旋轉的建築物用旋轉免震裝置以及使用上述裝置的旋轉免震建築物構造。更詳細地說，提供通過使日照和景觀的狀況變化而能夠提高生活環境的公寓、能夠為住宿客人提供日照和景觀等的均等服務的旅館等。同時，通過使具有免震功能，而提供對於地震安全的建築物構造。
背景技術：
在現有技術中，通過使建築物旋轉使日照和景觀的狀況變化而使居住性提高的旋轉式建築物在專利文獻1 專利文獻8中有示出。專利文獻1中為被支撐於垂直配置的中心芯體的多個水平地板單元在中心芯體的周圍進行旋轉的建築物構造。專利文獻2中為具有免震功能的旋轉建築物。在該免震構造中，設有剛性塔狀構造體，該剛性塔狀構造體包含從地基構造體以剛接狀構築的垂直旋轉軸的軸線，具有一體構造的外圍旋轉構造體通過轉動機構，水平旋轉自如地載置在以塔狀構造體的旋轉軸為中心的地基構造體上的凹面軌道上。專利文獻3、4、5為軌道式的旋轉構造。在例如專利文獻3中，支柱接近於建築物的側面而立設於地面上。為以建築物將所述支柱為中心進行轉動的方式，將軌道狀基臺沿建築物的轉動軌跡配設於地面上，並且建築物搭載於所述軌道狀基臺而被導向的構成。專利文獻6、7、8為齒輪式的旋轉構造。在例如專利文獻6中，建築物以水平位於旋轉中心的中央室，以及包圍該中央室的多個旋轉室構成。該建築物為一體設置於底面的環形鋼筋制基座通過固定於地基的軸承機構而水平且可旋轉地支撐的構成。通過環形鋼筋制基座利用齒輪式的驅動機構進行旋轉，建築物以水平進行旋轉。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2008-75242號公報專利文獻2 日本特開2002-256729號公報專利文獻3 日本特開2000-U9790號公報專利文獻4 日本特開平6-32 號公報專利文獻5 日本特開昭57-104738號公報專利文獻6 日本特開平7486446號公報專利文獻7 日本特開平1-105841號公報專利文獻8 日本實用新型授權第3045093號公報
發明內容
(發明要解決的問題)
4
在一般的建築物構造中，由於向陽的問題，產生了不能製造朝北的房間，因此產生這種設計上的制約。因此，北側是樓梯等不受日照影響的樣式較多。另一方面，在南側，特別在夏季當陽光照射良好、夕陽較強時，由於過分炎熱，因此需要過大的空調設備，並且由於其運轉時間的長期化，從而經濟負擔變大。因此，如上述專利文獻，雖然提出了將建築物自身旋轉的旋轉式建築物構造，但是涉及旋轉式建築物的免震功能的文獻較少。雖然專利文獻2為具有免震功能的旋轉式建築物，但是，為具有一體構造的外圍旋轉構造體以包含旋轉軸的軸線的垂直剛性塔狀構造體為中心而在其周圍進行旋轉的構造，對於塔狀構造體沒有免震功能。因此，存在地震時塔狀構造體被破壞的可能性，此時，存在產生破壞外圍旋轉構造體的狀態的可能性。並且，對於外圍旋轉構造體的免震功能，由於外圍旋轉構造體在地基構造體上的凹面軌道上通過轉動機構可水平移動，因此，因為對凹面軌道要求高精度，所以成本上升。 並且，在其構造上，在高層大樓等這種大型建築物中不能設計該免震功能。本發明要解決的課題是提供安全舒適的功能性的旋轉免震建築物構造，其使建築物整體旋轉，使得能夠應對陽光照射和室內溫度等的環境變化，同時不會被建築物的大小左右而設計免震功能。(解決技術問題的技術方案)(第一發明)本申請中的第一發明涉及一種建築物用旋轉免震裝置(11)，由固定於地下的地基部(12)、以及旋轉基底部(1 構成，其中該旋轉基底部(1 為在該地基部(1 的上面通過旋轉裝置(1 以及免震裝置(14)水平地進行旋轉的平板狀，並且在其平板狀的上面設置有建築物(16)。通過以下的旋轉裝置(1 中的任一種和以下的免震裝置(14)中的任一種的組合而構成。所述旋轉裝置(13)由輥道式(> 一 > α —，)(20)、側輥式(寸^ K 口一，)
(30)、或者線性電動機式00)中的任一種構成。所述輥道式O0)構成為，將位於所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上的無接頭環狀的軌道(21)，設置於所述地基部(1 和所述旋轉基底部(1 中的任一個上，同時，將至少含有為了與所述無接頭環狀的軌道相對運轉而被旋轉驅動的驅動輥0 的多個輥子 (22)，設置於所述地基部(1 和所述旋轉基底部(1 中的另外任一個上。所述側輥式(30)由旋轉從動部(31)、從動齒輪(3 以及旋轉驅動部(36)構成， 其中，所述旋轉從動部(31)以在所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上形成圓形的方式設置在所述旋轉基底部(1 的下部，所述從動齒輪(3 為無接頭環狀且設置於該旋轉從動部
(31)的圓周側面，所述旋轉驅動部(36)包括與該從動齒輪(3 嚙合並旋轉驅動所述旋轉從動部(31)的驅動齒輪(33)。所述線性電動機式00)構成為，在所述地基部(1 與所述旋轉基底部(15)之間，設置位於所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機01)。所述免震裝置(14)由隔離式(4 / l· —夕)(50)、軸承式(^ 7丨J >夕『)(60)、 或者線性電動機式(70)中的任一種構成。所述隔離式(50)由隔離器(51)和緩衝器構成。所述軸承式(60)構成為，在所述地基部(1 與所述旋轉基底部(1 之間，設置無油式軸承(6 等軸承，以及選擇性地設置加壓空氣室(61)。所述線性電動機式(70)構成為，在所述地基部(1 與所述旋轉基底部(15)之間，設置位於所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機01)。(用語說明)所謂「免震裝置」為在水平方向上產生滑動，使得地震時的水平方向的晃動不直接作用於建築物構造體(16)，並且吸收該晃動而抑制振動的裝置。所謂「建築物構造體」基本上為在旋轉基底部(15)的旋轉中心(C)的周圍設置地板或者多個住戶的構造體，適用於公寓等集體住宅、辦公大樓、旅館、或者其他建築物、以及鋼筋混凝土造、鋼筋造或木結構等的各種構造體。(作用)當旋轉基底部(1 通過旋轉裝置(1 被旋轉驅動時，由於立設在旋轉基底部 (15)的上面的建築物構造體(16)進行旋轉，因此設置在旋轉基底部(1 的旋轉中心(C) 的周圍的地板或者多個住戶例如經過一個月或半個月或一周等期間旋轉一周，因此能夠使日照和景觀的狀況變化。並且，通過設置對於整個建築物構造體(16)的免震裝置(14)，從而，地震時在水平方向上產生滑動，同時吸收地震時的晃動而抑制振動，因此不會使地震時的水平方向的晃動直接作用於建築物構造體(16)。(第一發明的變化1)第一發明也可以提供如下的變化。S卩，所述軸承式免震裝置(60)由設置於所述地基部(1 和所述旋轉基底部(15) 中的任一個上，並且不斷供給加壓空氣的加壓空氣室(61)、以及將該加壓空氣室(61)的側壁(6 上的所述地基部(1 與旋轉基底部(1 的間隙形成滑動且密閉構造的滑動面 (63)構成。(作用)由於加壓空氣室(61)的側壁(62)上的地基部(12)與旋轉基底部(15)的間隙通過滑動面(63)而形成滑動且密閉構造，並且對加壓空氣室(61)不斷供給加壓空氣，因此， 地震時在水平方向上產生滑動，同時吸收地震時的晃動而抑制振動，因此不會將地震時的水平方向的晃動直接作用於建築物構造體(16)。(第一發明的變化2)第一發明也可以提供如下的變化。S卩，在所述滑動面(6 的一側的面上設置滑動板(64)，並且在另一側的面上設置無油式軸承(65)，而形成滑動且密閉構造。(作用)通過設置滑動板(64)和無油式軸承(65)，能夠使滑動面(6 的滑動和密閉性提
尚ο(第一發明的變化3)第一發明也可以提供如下的變化。S卩，在所述滑動面(6 上設置無接頭環狀的密封構件(66)，而形成密閉構造。(作用)
通過在滑動面(6 上設置無接頭環狀的密封構件(66)，能夠使滑動面(6 的密閉性提高。(第一發明的變化4)第一發明也可以提供如下的變化。S卩，在從所述旋轉基底部(15)的旋轉中心(C)以水平向外側放射狀延伸的線上， 設置吸收地震時的晃動而抑制振動的多個振動衰減裝置。(作用)通過多個振動衰減裝置配置在從所述旋轉基底部(1 的旋轉中心(C)以水平向外側放射狀延伸的線上，能夠可靠地吸收地震時的水平方向的晃動而抑制振動。(第二發明)本申請中的第二發明涉及一種旋轉免震建築物構造(10)，由固定於地下的地基部 (12)、在該地基部(1 的上面通過旋轉裝置(1 以及免震裝置(14)水平地進行旋轉的平板狀的旋轉基底部(15)、以及在該旋轉基底部(1 的上面在該旋轉基底部(1 的旋轉中心(C)的周圍設置地板或者多個住戶的建築物構造體(16)構成，通過以下的旋轉裝置(13) 中的任一種和以下的免震裝置(14)中的任一種的組合而構成。所述旋轉裝置(1 由輥道式(20)、側輥式(30)、線性電動機式00)中的任一種構成。所述輥道式00)構成為，將位於所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上的無接頭環狀的軌道(21)，設置於所述地基部(1 和所述旋轉基底部(1 中的任一個上，同時，將至少含有為了與所述無接頭環狀的軌道相對運轉而被旋轉驅動的驅動輥0 的多個輥子 (22)，設置於所述地基部(1 和所述旋轉基底部(1 中的另外任一個。所述側輥式(30)由旋轉從動部(31)、從動齒輪(3 以及旋轉驅動部(36)構成， 其中，所述旋轉從動部(31)以在所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上形成圓形的方式設置在所述旋轉基底部(1 的下部，所述從動齒輪(3 為無接頭環狀且設置於該旋轉從動部 (31)的圓周側面，所述旋轉驅動部(36)包括與該從動齒輪(3 嚙合並旋轉驅動所述旋轉從動部(31)的驅動齒輪(33)。所述線性電動機式00)構成為，在所述地基部(1 與所述旋轉基底部(15)之間，設置位於所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機01)。所述免震裝置(14)由隔離式(50)、軸承式(60)、線性電動機式(70)中的任一種構成。所述隔離式(50)由隔離器(51)和緩衝器構成。所述軸承式(60)構成為，在所述地基部(1 與所述旋轉基底部(1 之間，設置有無油式軸承(6 等軸承，以及選擇性地設置加壓空氣室(61)。所述線性電動機式(70)構成為，在所述地基部(1 與所述旋轉基底部(15)之間，設置位於所述旋轉基底部(1 的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機01)。(作用)當旋轉基底部(1 通過旋轉裝置(1 被旋轉驅動時，由於立設在旋轉基底部 (15)的上面的建築物構造體(16)進行旋轉，因此旋轉基底部(15)的旋轉中心(C)的周圍的地板或者多個住戶例如經過一個月或半個月或一周等期間旋轉一周。
並且，通過設置對於整個建築物構造體(16)的免震裝置(14)，從而，地震時在水平方向上產生滑動，同時吸收地震時的晃動而抑制振動，因此不會將地震時的水平方向的晃動直接作用於建築物構造體(16)。(第二發明的變化1)第二發明也可以提供如下的變化。S卩，所述軸承式免震裝置(60)由設置於所述地基部(1 和所述旋轉基底部(15) 中的任一個上，並且不斷供給加壓空氣的加壓空氣室(61)、以及將該加壓空氣室(61)的側壁(6 上的所述地基部(1 與旋轉基底部(1 的間隙形成滑動且密閉構造的滑動面 (63)構成。(作用)由於加壓空氣室(61)的側壁(62)上的地基部(12)與旋轉基底部(15)的間隙通過滑動面(63)而形成滑動且密閉構造，並且對加壓空氣室(61)不斷供給加壓空氣，因此， 地震時在水平方向上產生滑動，同時吸收地震時的晃動而抑制振動，因此不會將地震時的晃動直接作用於建築物構造體(16)。(第二發明的變化2)第二發明也可以提供如下的變化。S卩，在所述滑動面(6 的一側的面上設置滑動板(64)，並且在另一側的面上設置無油式軸承(65)，而成為滑動且密閉構造。(作用)通過設置滑動板(64)和無油式軸承(65)，能夠使滑動面(6 的滑動和密閉性提
尚ο(第二發明的變化3)第二發明也可以提供如下的變化。S卩，在所述滑動面(6 上設置無接頭環狀的密封構件(66)，而形成密閉構造。(作用)通過在滑動面(6 上設置無接頭環狀的密封構件(66)，能夠使滑動面(6 的密閉性提高。(第二發明的變化4)第二發明也可以提供如下的變化。S卩，在從所述旋轉基底部(15)的旋轉中心(C)以水平向外側放射狀延伸的線上， 設置吸收地震時的晃動而抑制振動的多個振動衰減裝置。(作用)通過多個振動衰減裝置配置在從所述旋轉基底部(1 的旋轉中心(C)以水平向外側放射狀延伸的線上，能夠可靠地吸收地震時的水平方向的晃動而抑制振動。(發明的效果)根據第一發明至第五發明中記載的發明，能夠形成不會被建築物的大小左右而具有免震功能並能夠旋轉的建築物，並且能夠提供能夠實現安全舒適的功能性的旋轉免震建築物的建築物用旋轉免震裝置。
根據第六發明至第十發明中記載的發明，能夠形成不會被建築物的大小左右而具有免震功能並能夠旋轉的建築物，並且能夠提供安全舒適的功能性的旋轉免震建築物構造。
圖1是示出具有本發明的實施方式的建築物用旋轉免震裝置的旋轉免震建築物構造的概略立體圖。圖2是示出圖1的建築物構造體的樓上(階上)的概略構造的俯視圖。圖3是示出在圖1的旋轉免震建築物構造中將輥道式旋轉裝置和隔離式免震裝置組合的建築物用旋轉免震裝置的縱向剖面圖。圖4是示出圖1的旋轉免震建築物構造中的輥道式旋轉裝置的軌道、輥子以及電動機的配置狀態的俯視圖。圖5是圖3的部分放大圖。圖6㈧是軌道、輥子以及電動機的放大側視圖，⑶是㈧的俯視圖。圖7是示出在圖1的旋轉免震建築物構造中將側輥式旋轉裝置和軸承式免震裝置組合的建築物用旋轉免震裝置的縱向剖面圖。圖8是示出圖1的旋轉免震建築物構造中的側輥式旋轉裝置的驅動齒輪以及電動機的配置狀態的俯視圖。圖9㈧是圖7的部分放大圖，(B)以及(C)是將㈧部分進一步放大的放大圖。圖10是圖8的部分放大圖。圖11是示出圖1的旋轉免震建築物構造中將旋轉裝置和免震裝置作為線性電動機式的建築物用旋轉免震裝置的縱向剖面圖。圖12是示出圖1的旋轉免震建築物構造中的線性電動機的配置狀態的俯視圖。圖13是示出本發明的另一實施方式的旋轉免震建築物構造的概略縱向剖面圖。圖14是示出圖13的建築物構造體的樓上的概略構造的俯視圖。圖15是示出本發明的另一實施方式的旋轉免震建築物構造的概略縱向剖面圖 O)。圖16是示出本發明的另一實施方式的旋轉免震建築物構造的概略縱向剖面圖 ⑶。圖17是示出本發明的另一實施方式的旋轉免震建築物構造的概略縱向剖面圖 G)。符號說明CN 102459786 A說明書7/14 頁
10旋轉免震建築物構造11建築物用旋轉免震裝置
12地基部13旋轉裝置
14免震裝置15旋轉基底部
16建築物構造體(建築物)17a大梁
17b小梁18蓋板
19柵
20輥道式旋轉裝置21軌道
22輥子23基板
24電動機(旋轉驅動裝置)25連接裝置 26鎖定部
30側輥式旋轉裝置31旋轉從動部32從動齒輪33驅動齒輪
34旋轉傳遞機構35電動機(旋轉驅動裝置)
36旋轉驅動部
40線性電動機式旋轉裝置41線性電動機
42固定電磁鐵43可動電磁鐵
44導軌45導輥
50隔離式免震裝置51隔離器
60軸承式免震裝置61加壓空氣室
62側壁63滑動面
64滑動板65無油式軸承
66 O形環(密封構件)67 H鋼
68減震器(7(振動哀減裝置)
70線性電動機式免震裝置71減震器(振動衰減裝置)
80高層大樓(大型)81巾央天井
82突出部幻住戶
84陽臺85開放走廊
86外側天井87電梯
88緊急樓梯89梁
100超高層大樓(基準層)101共用中心部分
102電梯103緊急樓梯
104專用部分
110供水設備112配管
113接水槽114接水槽配管連接部
115接水槽主體部116高層系統加壓供水泵 117低層系統加壓供水泵
120排水設備122各種排水井
123汙水井124各種排水槽
125排水泵126汙水槽
127排水泵128排水井
130電氣設備132變電設備
133送電端部134受電端部。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式所涉及的建築物用旋轉免震裝置以及使用所述裝置的旋轉免震建築物構造進行說明。參照圖1 圖3，本實施方式所涉及的旋轉免震建築物構造10為適用於公寓等集體住宅、辦公大樓、旅館、或者其他建築物的構造。作為旋轉免震建築物構造10的基本構造，由固定於地下的地基部12、在該地基部12的上面通過旋轉裝置13以及免震裝置14水平地旋轉的平板狀的旋轉基底部15、以及設置在該旋轉基底部15的上面的建築物構造體 16構成。另一方面，本實施方式涉及的建築物用旋轉免震裝置11為由所述地基部12、以及在該地基部12的上面通過旋轉裝置13以及免震裝置14水平地旋轉的平板狀的旋轉基底部15構成的裝置。因此，上述旋轉免震建築物構造10是將建築物構造體16設置在上述建築物用旋轉免震裝置11的旋轉基底部15的上面的構造。進行更詳細地說明。作用於上述建築物構造體16上的負荷具有建築物自身的固定負荷、人和家具等裝載負荷作用於垂直方向的垂直負荷、以及由地震作用力和颱風的風壓力等產生的水平負荷。建築物構造體16對於由這些垂直負荷和水平負荷產生的、所謂作用於建築物整體的建築物負荷必須具備耐久性。作為本實施方式的建築物構造體16，例如以大型的20層的高層大樓80為例。該高層大樓80的大概重量為5萬噸。如圖1所示，其形狀的概況形成在水平上圓形截面的中央天井81朝向垂直方向而通過的大致圓筒形狀，所述中央天井81的圓形截面的中心大致位於旋轉基底部15的水平的旋轉中心C，並立設於旋轉基底部15的上面。如圖1以及圖2所示，高層大樓80的水平截面外形中，8處的突出部82從水平的旋轉中心C形成放射狀，在各突出部82以水平設置大致四方形的2個住戶83。因此，每層在旋轉中心C的周圍設置合計16個住戶83。並且，在各住戶83的外側設置有陽臺84，在 16個住戶83和中央天井81之間設置有開放走廊85。並且，在上述各突出部82之間的凹進部分沿垂直方向形成8處的外側天井86，在上述各外側天井86設置在垂直方向上運行的電梯87。各電梯87為在各層的開放走廊85 停止的構成。另一方面，在中央天井81設置有2個連接各層的開放走廊85的緊急樓梯88。 並且，符號89為梁。地基部12為支撐上述建築物負荷的基座，具有將建築物16的負荷分散並傳到地面GL的構造。根據建築物16的構造和地面GL的狀況而採用鋼筋混凝土製的板狀地基(乂夕基礎)和樁地基等各種方式，沒有特別限定。如圖1所示，旋轉基底部15形成大致平板狀的旋轉圓板，在其上面立設建築物構造體16。如上所述，為在地基部12的上面通過旋轉裝置13進行水平地旋轉的構成，並且為通過免震裝置14而免震的構成。另外，如圖3所示，在平板狀的旋轉圓板的下面設置大梁 17a和小梁17b。一般來說，耐震構造的建築物為具有強度和韌性的構造體，但是當作用水平負荷時，越是上層越是受到較大的地震作用力。免震構造通過免震裝置14吸收由地震作用力產生的水平方向的劇烈的晃動而緩慢地抑制地基部12以上的建築物構造體16。為利用免震裝置14使建築物16整體緩慢地晃動的構造。
接著，對構成本發明的實施方式的主要部分的旋轉裝置13以及免震裝置14進行詳細說明。旋轉裝置13由輥道式20、側輥式30、線性電動機式40中的任一種構成。另一方面，免震裝置14由隔離式50、軸承式60、線性電動機式70中的任一種構成。在本實施方式中，通過上述輥道式20、側輥式30、線性電動機式40的旋轉裝置13 中的任一種和上述隔離式50、軸承式60、線性電動機式70的免震裝置14中的任一種的組合而構成。圖3 圖6中示出的第一實施方式為輥道式旋轉裝置20和隔離式免震裝置50的組合。如圖3以及圖4所示，輥道式旋轉裝置20中，大徑和小徑的兩根無接頭環狀的軌道21位於旋轉基底部15的旋轉圓上，並且設置在該旋轉基底部15的下面，為了在所述各軌道21上運轉，而被旋轉驅動的多個輥子22以支撐上述各軌道21的方式配置在炸面圈型圓板形狀的基板23的上面。如圖6㈧、⑶所示，在本實施方式中，電動機M等旋轉驅動裝置通過聯接器等連接裝置25直接連接於各輥子22而旋轉驅動各輥子22。但是，並不僅限於此，也可以將多個從動輥和多個驅動輥組合配置，並利用旋轉驅動裝置直接旋轉驅動該驅動輥，或者利用傳遞驅動機構間接旋轉驅動該驅動輥。另外，多個電動機M通過計算機控制而同步旋轉。並且，無接頭環狀的軌道21和多個輥子22的上下的位置關係也可以與上述情況相反。如果軌道21在上，具有在軌道21上不會積存塵土的優點。並且，無接頭環狀的軌道 21的根數並不限定於上述的兩根，也可以是3根、4根或者4根以上。由於軌道21的根數較多的情況設置更多的輥子22，因此，在分散支撐建築物構造體16的負荷的點上穩定。在該情況下，通過在旋轉驅動各輥子22的電動機M上使用小型化的電動機，能夠使用較多的電動機M來旋轉驅動各輥子22。另外，旋轉基底部15不是總是進行旋轉，能夠在發生地震的緊急時停止旋轉。在該情況下，可以形成在地震的初震時電動機M的開關關閉的構成。並且，為了防止地震時輥子22從軌道21脫軌，可以採用加深輥子22的槽部等公知的脫軌防止技術。隔離式免震裝置50例如以1個隔離器51和2個緩衝器(Ψ > 一)(圖示省略， 以下相同)構成1組的組合，多個隔離器51和緩衝器的組數配置在基板23與地基部12之間。但是，根據建築物的構造，隔離器51和緩衝器的組合數不同。隔離器51以儘可能地不將地震作用力傳遞至建築物的方式易於在水平方向上柔和地活動，並且為總是穩定支撐建築物重量的構件，有層疊橡膠、滑動軸承、滾動軸承等。層疊橡膠為將薄的橡膠片與鋼板交替重合的構件，滑動軸承和滾動軸承為儘可能地減少摩擦阻力的構件。滑動軸承為一邊支撐建築物的重量一邊在地震時產生滑動的構件，滾動軸承為一邊支撐建築物的重量一邊在地震時產生滾動的構件。在本實施方式中，使用層疊橡膠。緩衝器為通過吸收由地震作用力產生的建築物的晃動幅度和速度的能量而抑制振動、具有所謂的衰減功能的功能構件。有鉛緩衝器或鋼緩衝器或油壓緩衝器、或者其他方式。並且，如圖5所示，在旋轉基底部15的外周端與地面GL之間設置例如數十cm左右的間隙，並設置有用於堵塞該間隙的蓋板18。蓋板18被設置成在地震時破壞或者脫落的程度。此外，在蓋板18的外側設置有用於安全的柵19。根據上述構成，通過利用計算機控制使作為輥子22的旋轉驅動裝置的多個電動機M進行同步旋轉，從而旋轉基底部15進行旋轉，具有5萬噸重量的20層的高層大樓 80(建築物構造體16)進行旋轉。在本實施方式中，旋轉基底部15的旋轉速度為1個月(30 天)進行1迴轉的緩慢的旋轉速度。作為一例，在旋轉基底的直徑為72，800mm(72.8米) 的情況下，由於其圓周長度為228，592mm,因此，在1個月(30天)進行1迴轉的旋轉速度的情況下，旋轉基底部15的外周上的旋轉速度在1小時以317. 48mm的比例進行旋轉。因此，由於20層的大型高層大樓80的建築物構造體16極其緩慢地旋轉，並且在各層中16個住戶83配置在旋轉基底部15的旋轉中心C的周圍，因此，日照和景觀的狀況發生變化。結果，在某個期間位於北側的住戶83變成朝南的住戶83，能夠為全部的住戶83均等地提供日照和景觀的狀況。建築物16的旋轉速度通過例如設定成在半個月或一周時間等短期間進行1迴轉， 從而對於全部的住戶83能夠更加平衡地使環境變化。特別是在夏季的情況下，當陽光照射良好時過分炎熱，但是通過使建築物全體旋轉，有助於調整全部住戶83的室內溫度。在該情況下，通過根據建築物16的旋轉速度有效使用空調設備，從而能夠有效地進行建築物全體的室內溫度的調整，並使生活環境提高。另一方面，在建築物16為旅館的情況下，通過以數十分鐘至數小時進行1迴轉，能夠為住宿人提供日照和景觀等的均等服務。通過設置隔離式免震裝置50，從而在地震時，通過隔離器51的層疊橡膠在水平方向上產生滑動，同時通過緩衝器吸收地震時的晃動而抑制振動。因此，能夠提供使地震時的水平方向的晃動不會直接作用於建築物構造體16的安全的建築物16。如上所述，能夠提供安全舒適的功能性的旋轉免震建築物構造10。圖7 圖10中示出的第二實施方式為側輥式旋轉裝置30和軸承式免震裝置60 的組合。側輥式旋轉裝置30中，在旋轉基底部15的旋轉圓上形成外周圓形的炸面圈型的旋轉從動部31突設於旋轉基底部15的下部，在該旋轉從動部31的外周側面上設置有無接頭環狀的從動齒輪32。此外，由與所述從動齒輪32嚙合而旋轉驅動所述旋轉從動部31的驅動齒輪33、以及利用鏈條以及鏈輪等旋轉傳遞機構34旋轉驅動該驅動齒輪33的電動機 35 (旋轉驅動裝置)構成的旋轉驅動部36，位於所述旋轉從動部31的外側，而配置在地基部12的上面。在該旋轉驅動部36中，如圖8所示，多個驅動齒輪33以及對應於各驅動齒輪33 進行旋轉驅動的多個電動機35在從動齒輪32的全周以大致等間隔配置於外側。另外，多個電動機35為通過計算機控制而進行同步旋轉的構成。軸承式免震裝置60首先在上述旋轉從動部31的下面與地基部12的上面之間設置有加壓空氣室61，成為形成對該加壓空氣室61總是供給加壓空氣的加壓空氣層的構成。並且，如圖9(A)、⑶、(C)所示，在旋轉從動部31的下面與加壓空氣室61的側壁 62的上面之間形成滑動面63，在該滑動面63上，通過在一側的旋轉從動部31的下面設置鐵板的滑動板64並且在另一側的加壓空氣室61的側壁62的上面設置有無油式軸承65，從而將包含側壁62的地基部12與包含旋轉從動部的旋轉基底部15的間隙形成滑動且密閉構造，同時形成加壓空氣室61內的加壓空氣在無油式軸承65與滑動板64之間不洩露的密閉構造。由此，由於地震時在水平方向上產生滑動的同時吸收地震時的晃動而抑制振動，因此，不會將地震時的晃動直接作用於建築物構造體16。並且，作為該密閉構造體的其他實施例，可以在滑動面63上利用0形環66等無接頭環狀的密封構件形成加壓空氣室61的密閉構造。如圖9所示，也可以設置滑動板64和無油式軸承65以及密封構件兩者。通過在旋轉從動部31中內置用於支撐滑動板64的例如H鋼67而進行增強，從而使滑動板64與無油式軸承65的密封性提高。在旋轉驅動部36中的驅動齒輪33以及電動機35的各組中，設置有作為具有所謂的衰減功能的振動衰減裝置的例如減震器68，該減震器68吸收連接旋轉從動部31的旋轉中心C和驅動齒輪33的線上方向的地震時的晃動而抑制振動。根據上述構成，通過利用計算機控制使側輥式旋轉裝置30的多個電動機35進行同步旋轉，從而多個驅動齒輪33進行同步旋轉，通過嚙合於多個驅動齒輪33的從動齒輪 32，旋轉從動部31以及旋轉基底部15進行旋轉，具有5萬噸重量的20層的高層大樓80 (建築物構造體16)進行旋轉。利用建築物16的旋轉速度和建築物16的旋轉所產生的作用、 效果與上述第一實施方式的情況大致相同，因此省略詳細的說明。通過設置軸承式免震裝置60，在地震時，通過加壓空氣室61的加壓空氣層在地基部12與旋轉基底部15之間產生滑動，同時通過減震器68吸收地震時的晃動而抑制振動， 因此，地震時的晃動不會直接作用於建築物構造體16，能夠提供安全的建築物16。如上所述，能夠提供安全舒適的功能性的旋轉免震建築物構造10。圖11以及圖12中示出的第三實施方式為線性電動機式旋轉裝置40和線性電動機式免震裝置70的組合。在該情況下，利用一個線性電動機41能夠兼作旋轉裝置13和免震裝置14的雙方。S卩，如圖11以及圖12所示，大徑和小徑的兩個無接頭環狀的線性電動機41位於旋轉基底部15的旋轉圓上，而設置在地基部12與旋轉基底部15之間。線性電動機41例如由設置於地基部12側的固定電磁鐵42、以及設置於旋轉基底部15側的可動電磁鐵43構成。固定電磁鐵42和可動電磁鐵43都在旋轉基底部15的旋轉方向上交替配置N極和S 極。通過使可動電磁鐵43的磁極不變化，使固定電磁鐵42的磁極N和S交替變化，並且重複進行該變化，從而利用異極彼此之間的吸引力，可動電磁鐵43進行移動，並且旋轉基底部15進行旋轉。通過固定電磁鐵42的磁極變化的時間間隔能夠調整速度，並具有旋轉裝置13的功能。此外，由於固定電磁鐵42和可動電磁鐵43在同極之間產生排斥力，因此，可動電磁鐵43在比固定電磁鐵42略微浮起的狀態下進行移動。像這樣的浮起狀態具有免震裝置 14(線性電動機式免震裝置70)的功能。即，通過磁鐵42、43之間的浮起力，地震時在可動電磁鐵43與固定電磁鐵42之間產生滑動。 並且，截面L字形狀的無接頭環狀的導軌44突設於旋轉基底部15的下面，相對於該導軌44限制上下方向的導輥45以及限制水平方向的減震器71設置於地基部12。艮口，多個減震器71設置成在從所述旋轉基底部15的旋轉中心C以水平向外側放射狀延伸的線上，以吸收地震時的晃動而抑制振動。所述減震器71為吸收地震時的晃動而抑制振動的具有所謂的衰減功能的振動衰減裝置。根據上述構成，利用作為線性電動機式旋轉裝置40的線性電動機41的驅動，旋轉基底部15進行旋轉，並且具有5萬噸重量的20層的高層大樓80 (建築物構造體16)進行旋轉。利用建築物16的旋轉速度和建築物16的旋轉所產生的作用、效果與上述第一實施方式的情況大致相同，因此省略詳細的說明。通過設置作為線性電動機式免震裝置70的線性電動機41，地震時，在固定電磁鐵42與可動電磁鐵43之間產生滑動，同時利用減震器71吸收地震時的晃動而抑制振動。 因此，地震時的水平方向的晃動不會直接作用於建築物構造體16，能夠提供安全的建築物 16。如上所述，能夠提供安全舒適的功能性的旋轉免震建築物構造10。接著，對另一實施方式的建築物構造體16進行說明。圖13以及圖14中示出的建築物構造體16為60層的超高層大樓100。其形狀的概況形成在水平上截面大致圓形形狀，在各層的中央設置有盥洗間、倉庫、機械室等共用中心部分101，並且設置有在垂直方向上運行的多個電梯102。設置有連接各層的中央區域101的緊急樓梯103。在各層中，共用中心部分101 的周圍，即旋轉基底部15的水平的旋轉中心C的周圍成為專用部分104。為在該專用部分 104自由設置間隔壁(未圖示)，能夠用於各種用途的構成。並且，建築物用旋轉免震裝置11與上述實施方式相同，因此省略詳細的說明。如上所述，作為本實施方式中的建築物構造體16，基本上在旋轉基底部15的旋轉中心C的周圍設置地板或者多個住戶，即使是具有中央天井81、91的構造或者沒有中央天井81、91的構造，也能夠適用於如上所述的公寓等集體住宅、辦公大樓、旅館、或者其他建築物，並且也適用於鋼筋混凝土或木結構等的各種構造體。因此，通過上述任一方式的建築物構造體16立設於與上述實施方式相同的建築物用旋轉免震裝置11的旋轉基底部15的上面，從而形成本實施方式涉及的旋轉免震建築物構造10。另外，本實施方式涉及的旋轉免震建築物構造10中，當設想由於地基部12與建築物構造體16是分開的而存在傾倒的危險時，為了防止地震時建築物構造體16的傾倒，可以採用公知的傾倒防止技術。此外，對另一實施方式的旋轉免震建築物構造10進行說明。首先，在圖15中示出的旋轉免震建築物構造10中，基板23的兩端部被折彎成大致L字形，而形成與建築物構造體16的主體鎖定的鎖定部26 (圖16以及圖17中相同)。 由此，也能夠可靠地防止地震時建築物構造體16 (特別是高層建築物)的傾倒。並且，該旋轉免震建築物構造10在地下層設置有供水設備110。供水設備110從設置在基板23上的垂直狀的配管112向形成炸面圈狀的接水槽113供水。該接水槽113 通過從配管所連接的接水槽配管連接部114和接水槽主體部115構成。接水槽主體部115 將接水槽配管連接部114(不動)的下方隨著旋轉基底部15的旋轉一邊進行旋轉一邊儲存供應的水。另外，接水槽配管連接部114和接水槽主體部115的滑動部分可以使用無油式軸承等公知的手段。並且，儲存於接水槽113的水分別通過高層系統加壓供水泵116和底層系統加壓供水泵117分別向高層和低層供水。接著，圖16中示出的旋轉免震建築物構造10在地下層設置有排水設備120。該排水設備120將從各層收集的各種排水臨時儲存於形成炸面圈狀的各種排水井122，之後被收集在各種排水槽124中。同樣，從各層收集的汙水被臨時儲存於形成炸面圈狀的汙水井123，之後被收集在汙水槽126中。並且被收集在各種排水槽124中的各種排水以及被收集在汙水槽126中的汙水通過排水泵125、127在排水井128中合流，而向建築物外排水。 並且，各種排水井122以及汙水井123的構造與上述接水槽113相同，由不動部和可動部構成。並且，圖17中示出的旋轉免震建築物構造10在地下層設置有電氣設備130。該電氣設備130具有變電設備132，並且送電端部133從那裡延伸出。並且，送電端部133形成炸面圈狀，同時與隨著旋轉基底部15的旋轉而進行旋轉的受電端部134連接，而向各層配送電氣。並且，送電端部133為了使與受電端部134的連接可靠，可以為刷毛狀或板狀等。產業上的可利用性本發明無論是高層還是低層，都可以廣泛適用於大部分的建築物構造體，例如公寓等集體住宅、辦公大樓、旅館、或者其他建築物、以及鋼筋混凝土或木製等的各種構造體。
權利要求
1.一種建築物用旋轉免震裝置，由固定於地下的地基部、以及旋轉基底部構成，其中所述旋轉基底部為在該地基部的上面通過旋轉裝置以及免震裝置水平地進行旋轉的平板狀， 並且在其平板狀的上面設置有建築物，所述建築物用旋轉免震裝置的特徵在於，所述旋轉裝置由輥道式、側輥式或者線性電動機式中的任一種構成，所述輥道式構成為，將位於所述旋轉基底部的旋轉圓上的無接頭環狀的軌道，設置於所述地基部和所述旋轉基底部中的任一個上，同時，將至少含有為了與所述無接頭環狀的軌道相對運轉而被旋轉驅動的驅動輥的多個輥子，設置於所述地基部和所述旋轉基底部中的另外任一個上，所述側輥式由旋轉從動部、從動齒輪以及旋轉驅動部構成，其中，所述旋轉從動部以在所述旋轉基底部的旋轉圓上形成圓形的方式設置在所述旋轉基底部的下部，所述從動齒輪為無接頭環狀且設置於該旋轉從動部的圓周側面，所述旋轉驅動部包括與該從動齒輪嚙合並旋轉驅動所述旋轉從動部的驅動齒輪，所述線性電動機式構成為，在所述地基部與所述旋轉基底部之間，設置位於所述旋轉基底部的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機，所述免震裝置由隔離式、軸承式或者線性電動機式中的任一種構成，所述隔離式由隔離器和緩衝器構成，所述軸承式構成為，在所述地基部與所述旋轉基底部的間隙中設置形成滑動且密閉構造的滑動面，所述線性電動機式構成為，在所述地基部與所述旋轉基底部之間，設置位於所述旋轉基底部的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機，所述建築物用旋轉免震裝置通過所述旋轉裝置中的任一種和所述免震裝置中的任一種的組合而構成。
2.根據權利要求1所述的建築物用旋轉免震裝置，其特徵在於，所述軸承式的免震裝置包括加壓空氣室，設置於所述地基部和所述旋轉基底部中的任一個上，並且不斷供給加壓空氣；以及滑動面，將該加壓空氣室的側壁上的所述地基部與旋轉基底部的間隙形成滑動且密閉構造。
3.根據權利要求1或2所述的建築物用旋轉免震裝置，其特徵在於，在所述滑動面的一側的面上設置滑動板，並且在另一側的面上設置無油式軸承，而形成滑動且密閉構造。
4.根據權利要求1、2或3所述的建築物用旋轉免震裝置，其特徵在於，在所述滑動面上設置無接頭環狀的密封構件，而形成密閉構造。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的建築物用旋轉免震裝置，其特徵在於，在從所述旋轉基底部的旋轉中心以水平向外側放射狀延伸的線上，設置吸收地震時的晃動而抑制振動的多個振動衰減裝置。
6.一種旋轉免震建築物構造，由固定於地下的地基部、在該地基部的上面通過旋轉裝置以及免震裝置水平地進行旋轉的平板狀的旋轉基底部、以及在該旋轉基底部的上面且在該旋轉基底部的旋轉中心的周圍設置地板或者多個住戶的建築物構造體構成，所述旋轉免震建築物構造的特徵在於，所述旋轉裝置由輥道式、側輥式或者線性電動機式中的任一種構成，所述輥道式構成為，將位於所述旋轉基底部的旋轉圓上的無接頭環狀的軌道，設置於所述地基部和所述旋轉基底部中的任一個上，同時，將至少含有為了與所述無接頭環狀的軌道相對運轉而被旋轉驅動的驅動輥的多個輥子，設置於所述地基部和所述旋轉基底部中的另外任一個，所述側輥式由旋轉從動部、從動齒輪以及旋轉驅動部構成，其中，所述旋轉從動部以在所述旋轉基底部的旋轉圓上形成圓形的方式設置在所述旋轉基底部的下部，所述從動齒輪為無接頭環狀且設置於該旋轉從動部的圓周側面，所述旋轉驅動部包括與該從動齒輪嚙合並旋轉驅動所述旋轉從動部的驅動齒輪，所述線性電動機式構成為，在所述地基部與所述旋轉基底部之間，設置位於所述旋轉基底部的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機，所述免震裝置由隔離式、軸承式或者線性電動機式中的任一種構成，所述隔離式由隔離器和緩衝器構成，所述軸承式構成為，在所述地基部與所述旋轉基底部的間隙中設置形成滑動且密閉構造的滑動面，所述線性電動機式構成為，在所述地基部與所述旋轉基底部之間，設置位於所述旋轉基底部的旋轉圓上的無接頭環狀的線性電動機，所述旋轉免震建築物構造通過所述旋轉裝置中的任一種和所述免震裝置中的任一種的組合而構成。
7.根據權利要求6所述的旋轉免震建築物構造，其特徵在於，所述軸承式的免震裝置包括加壓空氣室，設置於所述地基部和所述旋轉基底部中的任一個上，並且不斷供給加壓空氣；以及滑動面，將該加壓空氣室的側壁上的所述地基部與旋轉基底部的間隙形成滑動且密閉構造。
8.根據權利要求6或7所述的旋轉免震建築物構造，其特徵在於，在所述滑動面的一側的面上設置滑動板，並且在另一側的面上設置無油式軸承，而形成滑動且密閉構造。
9.根據權利要求6、7或8所述的旋轉免震建築物構造，其特徵在於，在所述滑動面上設置無接頭環狀的密封構件，而形成密閉構造。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的旋轉免震建築物構造，其特徵在於，在從所述旋轉基底部的旋轉中心以水平向外側放射狀延伸的線上，設置吸收地震時的晃動而抑制振動的多個振動衰減裝置。
全文摘要
本發明提供一種安全舒適的功能性的旋轉免震建築物構造，其使建築物整體旋轉，使得能夠應對陽光照射和室內溫度等的環境變化，同時不管建築物的大小而設計免震功能。旋轉免震建築物構造(10)由固定於地下的地基部(12)、在該地基部(12)的上面通過旋轉裝置(13)以及免震裝置(14)水平地進行旋轉的平板狀的旋轉基底部(15)、以及在該旋轉基底部(15)的上面且在該旋轉基底部(15)的旋轉中心C的周圍設置多個住戶的建築物構造體(16)構成。所述旋轉裝置(13)為輥道式(20)、側輥式(30)或者線性電動機式(40)中的任一種。所述免震裝置(14)為隔離式(50)、軸承式(60)或者線性電動機式(70)中的任一種。所述旋轉免震建築物構造(10)的特徵為通過所述旋轉裝置(13)中的任一種和所述免震裝置(14)中的任一種的組合而構成。
文檔編號E04B1/346GK102459786SQ20108003587
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月15日 優先權日2009年6月16日
發明者浜田幸慶 申請人:株式會社都市建築事務所