JP2001248327A - 鉄筋コンクリート造建物の制震構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大変形時の鉛直方向応力の発生を緩和し、前
記制震パネルとＲＣ壁又は梁との接合部の損傷を極力防
止するとともに、制震パネルに作用する応力の上昇を防
ぐことができる鉄筋コンクリート造建物の制震構造を提
供する。 【解決手段】 柱と梁が形成する架構の面内に鉄筋コン
クリート壁を設けると共に該鉄筋コンクリート壁と架構
との間に低降伏点鋼制震パネルを組み込んで成る鉄筋コ
ンクリート造建物の制震構造において、前記制震パネル
と鉄筋コンクリート壁との接合部、又は前記制震パネル
と架構との接合部は、鉛直方向に自在な継手で接合され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、鉄筋コンクリー
ト（以下、ＲＣと云う場合がある。）造建物の柱と梁が
形成する架構の面内に極低降伏点鋼制震パネルや低降伏
点鋼制震パネル（以下、低降伏点鋼制震パネル、又は制
震パネルと云う場合がある。）を組み込み制震構造とし
た建物において、大変形時の鉛直方向応力の発生を緩和
し、制震パネルとＲＣ壁又は梁との接合部の損傷を極力
防止することができる鉄筋コンクリート造建物の制震構
造の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】ＲＣ造建物が地震によって震動した場合
に、その震動を即座に減衰させるため、図５Ａ，Ｂに示
したように、柱７と梁８が形成する架構面内にＲＣ壁２
と低降伏点鋼制震パネル３とを組み込んで成る制震構造
ａが実施されている。

【０００３】前記ＲＣ壁２は、下梁８にのみ固定され、
該ＲＣ壁２と左右の柱７との間に隙間４が確保され、上
下の梁８、８に作用する相対的な水平方向の変位を許容
する構成とされている。前記制震パネル３は、前記ＲＣ
壁２の上端部と上梁８との間に設置されている。

【０００４】前記制震構造ａは、地震等の水平力によっ
て上下の梁８が水平方向に大きな層間変位を生じた際に
（図５Ｂ参照）、前記制震パネル３が塑性変形すること
によって震動エネルギーを吸収する構造とされている。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の制震構造ａは、上下の梁８が水平方向に大きな層間変
位を生じた際に、制震パネル３がせん断変形するだけで
なく、その成が縮まる現象を生ずる。せん断変形角が大
きくなる程に縮む量も多くなる。このとき柱梁架構もせ
ん断変形するが、制震パネル３の成や大きさは柱梁架構
と比して余りにも小さいため該制震パネル３にせん断変
形が集中することとなり、その結果、柱梁架構よりも大
きな変形角となる。この変形角の差により制震パネル３
には鉛直方向に引張り力が働く。

【０００６】したがって、制震パネル３とＲＣ壁２又は
上梁８との接合部には、せん断応力が集中するに加え、
制震パネル３に作用する前記引張り力に起因する応力が
付加応力となり、ＲＣ壁２の局部破壊が進展し制震効果
を図れなくなるという問題がある。また、制震パネル３
に作用する応力が上昇（ハードニング）するので設計時
のモデル化が大変難しいという問題もある。

【０００７】近年、制震構造については、実開平５−６
７７６７号公報、特開平１０−２５９２０号公報、特開
平１１−２４１５２５号公報等に開示されているように
種々開発されているが、前記問題点を解消する技術は見
当たらない。

【０００８】したがって、本発明の目的は、ＲＣ造建物
の柱梁架構面内に極低降伏点鋼制震パネル又は低降伏点
鋼制震パネルを組み込み制震構造とした建物において、
大変形時の鉛直方向応力（引張り応力）の発生を緩和
し、前記制震パネルとＲＣ壁又は梁との接合部の損傷を
極力防止するとともに、制震パネルに作用する応力の上
昇を防ぐことができる鉄筋コンクリート造建物の制震構
造を提供することにある。

【０００９】本発明の次の目的は、将来的に益々需要が
高まると予想される高層及び超高層ＲＣ造建物など、大
きい震動が生じ易い建物に好適に実施することができる
鉄筋コンクリート造建物の制震構造を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するための手段として、請求項１に記載した発明に係
る鉄筋コンクリート造建物の制震構造は、柱と梁が形成
する架構の面内に鉄筋コンクリート壁を設けると共に該
鉄筋コンクリート壁と架構との間に低降伏点鋼制震パネ
ルを組み込んで成る鉄筋コンクリート造建物の制震構造
において、前記制震パネルと鉄筋コンクリート壁との接
合部、又は前記制震パネルと架構との接合部は、鉛直方
向に自在な継手で接合されていることを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載した発明に係る鉄筋コンク
リート造建物の制震構造は、柱と梁が形成する架構の面
内に鉄筋コンクリート壁を設けると共に該鉄筋コンクリ
ート壁と架構との間に低降伏点鋼制震パネルを組み込ん
で成る鉄筋コンクリート造建物の制震構造において、前
記鉄筋コンクリート壁は、水平方向の目地を鉛直方向に
自在な継手により接合した分割構造とされていることを
特徴とする。

【００１２】請求項３に記載した発明に係る鉄筋コンク
リート造建物の制震構造は、請求項１に記載した鉛直方
向に自在な継手は、制震パネルに鋼管スタッドを固着し
て設け、該鋼管スタッドは鉄筋コンクリート壁の中にス
パイラル筋等の補強筋と共にアンボンド処理して埋め込
んだ構成であることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載した発明に係る鉄筋コンク
リート造建物の制震構造は、請求項１に記載した鉛直方
向に自在な継手は、制震パネルに鋼管を固着して設け、
鉄筋コンクリート壁又は架構には前記鋼管を面内水平方
向にのみ拘束する金物を設けて支持させた構成であるこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載した発明に係る鉄筋コンク
リート造建物の制震構造は、請求項１に記載した鉛直方
向に自在な継手は、制震パネルに斜め鉄筋スタッドを固
着して設け、該斜め鉄筋スタッドを鉄筋コンクリート壁
の中へ埋め込みアンカーさせた構成であることを特徴と
する。

【００１５】請求項６に記載した発明に係る鉄筋コンク
リート造建物の制震構造は、請求項２に記載した鉛直方
向に自在な継手は、鉄筋コンクリート壁を上下方向に少
なくとも２分したに等しい形態とし、該少なくとも２分
したに等しい形態の鉄筋コンクリート壁同士の当接面を
波形等の相互に咬み合う形状とし、該当接面の双方又は
いずれか一方に波形鋼板を設けた構成であることを特徴
とする。

【００１６】

【発明の実施の形態、及び実施例】図１〜図３は、請求
項１に記載した鉄筋コンクリート造建物の制震構造の実
施形態を示している。これらの制震構造は、柱７と梁８
が形成する架構の面内に鉄筋コンクリート壁２を設ける
と共に該鉄筋コンクリート壁２と架構との間に低降伏点
鋼（極低降伏点鋼を含む）制震パネル３を組み込んで成
り、前記制震パネル３と鉄筋コンクリート壁２との接合
部、又は前記制震パネル３と架構との接合部は、鉛直方
向に自在な継手で接合されていることを特徴とする（請
求項１記載の発明）。

【００１７】図１Ａ〜Ｃに示した第１の実施形態にかか
る制震構造１は、柱７と梁８が形成する架構における下
梁８にＲＣ壁２を設け、該ＲＣ壁と上梁８との間に制震
パネル３を組み込んで成り、前記ＲＣ壁２と左右の柱７
との間に隙間４が確保され、上下の梁８に作用する相対
的な水平方向の変位を許容する構成とされている。な
お、前記制震パネル３は、例えば図１Ｂに示したよう
に、Ｈ形鋼のフランジ部を上下面とし、スチフナー３ａ
を備えた構成とされているが、これに限定されない。ま
た、前記ＲＣ壁２を上梁８へ設け、該ＲＣ壁２と下梁８
との間に制震パネル３を組み込んで実施することもでき
る。

【００１８】前記制震構造１における鉛直方向に自在な
継手５は、前記制震パネル３の下フランジの下面に鋼管
スタッド６を固着して設け、該鋼管スタッド６は鉄筋コ
ンクリート壁２の中へスパイラル筋９等の補強筋と共に
アンボンド処理して埋め込んだ構成とされている（請求
項３記載の発明）。前記鉛直方向に自在な継手５は、前
記鋼管スタッド６を溶接等の手段により制震パネル３の
長手方向に等間隔に複数本（図示例では７本）設け、該
鋼管スタッド６の外周面にグリース等の潤滑材を塗布し
てＲＣ壁２へ埋め込んだ構成とされている。

【００１９】したがって、上記構成の第１の実施形態に
かかるＲＣ造建物の制震構造１は、上記［従来の技術］
に記載したと同様に地震等の水平力によって上下の梁８
が水平方向に大きな層間変位を生じた際に、前記制震パ
ネル３が塑性変形することによって震動エネルギーを吸
収する構造であることはもちろん、図１Ｃに示したよう
に、前記制震パネル３のせん断変形による成の縮み現象
に起因してアンボンド処理された鋼管スタッド６の根元
部分６ａがＲＣ壁２から該制震パネル３の成の縮み分抜
け出るので、鉛直方向に引張り力が働くことはない。

【００２０】よって、制震パネル３とＲＣ壁２又は上梁
８との接合部に引張り力が付加されることはなく、該接
合部の損傷を極力防止することができると共に、ＲＣ壁
２の局部破壊が進展することもない。また、制震パネル
３に作用する応力が上昇（ハードニング）することもな
いので、せん断応力のみを考慮した設計で足り、設計時
のモデル化が容易となる。

【００２１】次に、図２Ａ〜Ｃは、ＲＣ造建物の制震構
造の第２の実施形態を示している。この制震構造１１
は、前記第１の実施形態にかかる制震構造１と比して、
鉛直方向に自在な継手の構造のみ相違する。

【００２２】この制震構造１１における鉛直方向に自在
な継手１５は、制震パネル３の下フランジの下面に鋼管
１６を固着して設け、鉄筋コンクリート壁２の上端面に
は前記鋼管１６を面内水平方向にのみ拘束する金物１７
を設けて支持させた構成とされている。なお、制震パネ
ル３の上フランジの上面に鋼管１６を設け、架構（上梁
８）の下面に金物１７を設けて実施することもできる
（請求項４記載の発明）。

【００２３】前記鉛直方向に自在な継手１５は、前記鋼
管１６を溶接等の手段により制震パネル３の長手方向に
等間隔に複数（図示例では７体）設け、該鋼管１６を長
手方向に挟むような形態で金物１７が計１４体設けられ
ている。よって、前記制震パネル３に設けられた鋼管１
６は、その両側に設けられた前記金物１７により、地震
等の水平力によって作用する面内水平方向には拘束され
るが、鉛直方向には拘束されない。なお、図示例では、
前記金物１７は鋼管１６を挟むような形態で実施されて
いるが、これに限定されず、前記鋼管１６を取り囲むよ
うな形態で実施することもできる。

【００２４】したがって、上記構成の第２の実施形態に
おけるＲＣ造建物の制震構造１１は、前記第１の実施形
態と同様に、地震等の水平力によって上下の梁８が水平
方向に大きな層間変位を生じた際に、前記制震パネル３
が塑性変形することによって震動エネルギーを吸収する
構造であることはもちろん、図２Ｃに示したように、前
記制震パネル３のせん断変形による成の縮み現象に起因
して前記鋼管１６が上方に浮き上がるので、鉛直方向に
引張り力が働くことはない。

【００２５】よって、制震パネル３とＲＣ壁２又は上梁
８との接合部に引張り力が付加されることはなく、該接
合部の損傷を極力防止することができると共に、ＲＣ壁
２の局部破壊が進展することもない。また、制震パネル
３に作用する応力が上昇（ハードニング）することもな
いので、せん断応力のみを考慮した設計で足り、設計時
のモデル化が容易となる。

【００２６】次に、図３Ａ〜Ｃは、ＲＣ造建物の制震構
造の第３の実施形態を示している。この制震構造２１も
また、前記第１の実施形態にかかる制震構造１と比し
て、鉛直方向に自在な継手の構造のみ相違する。

【００２７】この制震構造２１における鉛直方向に自在
な継手２５は、制震パネル３の下フランジの下面に斜め
鉄筋スタッド２６を設け、該斜め鉄筋スタッドを鉄筋コ
ンクリート壁の中へ埋め込みアンカーさせた構成である
（請求項５記載の発明）。

【００２８】前記鉛直方向に自在な継手２５は、鉛直方
向に対して４５度方向の斜め鉄筋スタッド２６を溶接等
の手段により制震パネル３にバランス良く２４本設けて
構成されている。また、斜め鉄筋スタッド２６における
制震パネル３との接合部分は、前記制震パネル３にせん
断変形を発生させる水平力が作用した場合でも決して剥
離しないように十分に固着されている。なお、前記斜め
鉄筋スタッド２６は、図３Ｂに示したように、制震パネ
ル３のウエブ部３ｂを中央として左右２列に１２本ずつ
設けているが、これに限定されない。制震パネル３の長
手方向の長さも図示例に限定されず、図１と図２に示し
たような長さで実施することももちろんできる。また、
斜め鉄筋スタッド２６の角度も４５度に限定されること
はない。

【００２９】したがって、上記構成の第３の実施形態に
おけるＲＣ造建物の制震構造２１は、前記第１及び第２
の実施形態と同様に、地震等の水平力によって上下の梁
８が水平方向に大きな層間変位を生じた際に、前記制震
パネル３が塑性変形することによって震動エネルギーを
吸収する構造であることはもちろん、図３Ｃに示したよ
うに、前記制震パネル３のせん断変形による成の縮み現
象に起因して該制震パネル３の下フランジ部分が曲げ変
形して浮き上がるので、鉛直方向に引張り力が働くこと
はない。

【００３０】よって、制震パネル３とＲＣ壁２又は上梁
８との接合部に引張り力が付加されることはなく、該接
合部の損傷を極力防止することができると共に、ＲＣ壁
２の局部破壊が進展することもない。また、制震パネル
３に作用する応力が上昇（ハードニング）することもな
いので、せん断応力のみを考慮した設計で足り、設計時
のモデル化が容易となる。

【００３１】次に、図４Ａ〜Ｃは、請求項２に記載した
鉄筋コンクリート造建物の制震構造の実施形態を示して
いる。この制震構造３１は、請求項１記載の制震構造と
比して、水平方向の目地を鉛直方向に自在な継手により
接合した分割構造とされていることを特徴とする。

【００３２】前記制震構造３１における鉛直方向に自在
な継手構造３５は、鉄筋コンクリート壁２を上下方向に
２分したに等しい形態とし、該２分したに等しい形態の
鉄筋コンクリート壁同士の当接面を波形等の相互に咬み
合う形状とし、該当接面の双方に波形鋼板３６を設けた
構成である。なお、ＲＣ壁２は上下方向に３分したに等
しい形態として実施することもできる。また、前記波形
鋼板３６は、ＲＣ壁２の当接面のいずれか一方のみ設け
て実施することもできる（請求項６記載の発明）。

【００３３】前記当接面の咬み合い形状は図示例に限定
されないが、前記制震パネル３のせん断変形による成の
縮みを十分に考慮した段差を有する必要がある。

【００３４】したがって、上記構成のＲＣ造建物の制震
構造３１も前記第１〜第３の実施形態と同様に、地震等
の水平力によって上下の梁８が水平方向に大きな層間変
位を生じた際に、前記制震パネル３が塑性変形すること
によって震動エネルギーを吸収する構造であることはも
ちろん、図４Ｃに示したように、前記制震パネル３のせ
ん断変形による成の縮み現象に起因して上下方向に２分
されたＲＣ壁２のうち上側部分が鉛直方向に浮き上がる
ので鉛直方向に引張り力が働くことはない。

【００３５】よって、制震パネル３とＲＣ壁２又は上梁
８との接合部に引張り力が付加されることはなく、該接
合部の損傷を極力防止することができると共に、ＲＣ壁
２の局部破壊が進展することもない。また、制震パネル
３に作用する応力が上昇（ハードニング）することもな
いので、せん断応力のみを考慮した設計で足り、設計時
のモデル化が容易となる。

【００３６】

【本発明が奏する効果】請求項１〜６に係る鉄筋コンク
リート造建物の制震構造は下記する効果を奏する。１）
制震パネルとＲＣ壁又は梁との接合部に引張り力が付加
されることはなく、該接合部の損傷を極力防止すること
ができるとともに、ＲＣ壁の局部破壊が進展することは
ない。よって、地震後の補修を最小限に抑えることがで
きる。２）制震パネルに作用する応力が上昇（ハードニ
ング）することもないので、せん断応力のみを考慮した
設計で足り、設計時のモデル化が容易となる。３）した
がって、将来的に益々需要が高まると予想される高層及
び超高層ＲＣ造建物など、大きい震動が生じ易い建物に
好適に実施することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは本発明に係る鉄筋コンクリート造建物の制
震構造の第１の実施形態を示した立面図、Ｂは同側面
図、Ｃは同変形時の部分立面図である。

【図２】Ａは本発明に係る鉄筋コンクリート造建物の制
震構造の第２の実施形態を示した立面図、Ｂは同側面
図、Ｃは同変形時の部分立面図である。

【図３】Ａは本発明に係る鉄筋コンクリート造建物の制
震構造の第３の実施形態を示した立面図、Ｂは同側面
図、Ｃは同変形時の部分側面図である。

【図４】Ａは本発明に係る鉄筋コンクリート造建物の制
震構造の異なる実施形態を示した立面図、Ｂは同側面
図、Ｃは同変形時の部分立面図である。

【図５】Ａは従来技術を示した立面図であり、Ｂは従来
技術の変形時を示した立面図である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１ ＲＣ造の制震構造 ２ ＲＣ壁 ３ 制震パネル ３ａ スチフナー ４ 隙間 ５、１５、２５、３５ 鉛直方向に自在な継手構造 ６ 鋼管スタッド ７ 柱 ８ 梁 ９ スパイラル筋 １６ 鋼管 １７ 金物 ２６ 斜め鉄筋スタッド ３６ 波形鋼板

フロントページの続き (72)発明者 中山 信雄 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 上田 忠男 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 岩間 和博 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】柱と梁が形成する架構の面内に鉄筋コンク
   リート壁を設けると共に該鉄筋コンクリート壁と架構と
   の間に低降伏点鋼制震パネルを組み込んで成る鉄筋コン
   クリート造建物の制震構造において、 前記制震パネルと鉄筋コンクリート壁との接合部、又は
   前記制震パネルと架構との接合部は、鉛直方向に自在な
   継手で接合されていることを特徴とする、鉄筋コンクリ
   ート造建物の制震構造。
2. 【請求項２】柱と梁が形成する架構の面内に鉄筋コンク
   リート壁を設けると共に該鉄筋コンクリート壁と架構と
   の間に低降伏点鋼制震パネルを組み込んで成る鉄筋コン
   クリート造建物の制震構造において、 前記鉄筋コンクリート壁は、水平方向の目地を鉛直方向
   に自在な継手により接合した分割構造とされていること
   を特徴とする、鉄筋コンクリート造建物の制震構造。
3. 【請求項３】鉛直方向に自在な継手は、制震パネルに鋼
   管スタッドを固着して設け、該鋼管スタッドは鉄筋コン
   クリート壁の中にスパイラル筋等の補強筋と共にアンボ
   ンド処理して埋め込んだ構成であることを特徴とする、
   請求項１に記載した鉄筋コンクリート造建物の制震構
   造。
4. 【請求項４】鉛直方向に自在な継手は、制震パネルに鋼
   管を固着して設け、鉄筋コンクリート壁又は架構には前
   記鋼管を面内水平方向にのみ拘束する金物を設けて支持
   させた構成であることを特徴とする、請求項１に記載し
   た鉄筋コンクリート造建物の制震構造。
5. 【請求項５】鉛直方向に自在な継手は、制震パネルに斜
   め鉄筋スタッドを固着して設け、該斜め鉄筋スタッドを
   鉄筋コンクリート壁の中へ埋め込みアンカーさせた構成
   であることを特徴とする、請求項１に記載した鉄筋コン
   クリート造建物の制震構造。
6. 【請求項６】鉛直方向に自在な継手は、鉄筋コンクリー
   ト壁を上下方向に少なくとも２分したに等しい形態と
   し、該少なくとも２分したに等しい形態の鉄筋コンクリ
   ート壁同士の当接面を波形等の相互に咬み合う形状と
   し、該当接面の双方又はいずれか一方に波形鋼板を設け
   た構成であることを特徴とする、請求項２に記載した鉄
   筋コンクリート造建物の制震構造。