JP2004027594A

JP2004027594A - 制振構造物

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Publication number: JP2004027594A
Application number: JP2002184357A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hayashi; 林　篤; Katsuhiko Osako; 大迫　勝彦; Tsutomu Hoshikawa; 星川　努
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP3705784B2

Abstract

【課題】鉄道線路の上空部に駅舎等の構造物を安価に構築すること。
【解決手段】少なくとも一部が鉄道線路ｒの上空部に構築される駅舎１０を、以下のように構築する。すなわち、鉄道線路ｒの上空部に構築される第１の架構１１に対して構造的に分離した状態に隣接し、第１の架構１１の振動性状と異なる振動性状を有する第２の架構１２を構築する。そして、第１の架構１１と第２の架構１２とを、オイルダンパ等のエネルギ吸収部材を有する連結梁１３等の連結部材によって連結する。地震が発生した場合には、第１の架構１１と第２の架構１２とは、連結部材による連結によって互いに干渉し合うように振動する。この際、連結部材の有するエネルギ吸収部材によって、地震エネルギの吸収が集中的に行われる。これにより、第１の架構１１の振動と第２の架構１２の振動との双方が低減するため、部材断面を小さくして材料コストを抑えることができる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一部が鉄道線路の上空部に構築される制振構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路の上空部に構築される駅舎等の構造物１００は、例えば図２に示すように、一般に鉄道線路Ｒの両側部の地盤から立設され、鉄道線路Ｒを走行する電車Ｔ等を回避するように構築されるものである。このため、一般に階高が高く大スパンとなり、また、鉄道線路Ｒを交差する方向には一般に基礎梁を設けることができない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の駅舎等の構造物１００においては、地震力や風力等に対処するために、柱材、梁材等の部材断面を大きく設定し、架構全体として所定の水平剛性を確保する必要があった。このため、柱材、梁材等の部材の材料コストが大きくなってしまうという欠点があった。
【０００４】
本発明の課題は、鉄道線路の上空部に駅舎等の構造物を安価に構築することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１に示すように、
少なくとも一部が鉄道線路ｒの上空部に構築される制振構造物１０であって、
鉄道線路ｒの上空部に構築される第１の架構１１と、
この第１の架構１１に対して構造的に分離した状態に隣接して構築され、前記第１の架構１１の振動性状と異なる振動性状を有する第２の架構１２と、
前記第１の架構１１と前記第２の架構１２とを連結し、エネルギ吸収部材（オイルダンパ）を有する連結部材（連結梁１３）とを備えることを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、鉄道線路の上空部に構築される第１の架構と、この第１の架構に対して構造的に分離した状態に隣接して構築される第２の架構とが、エネルギ吸収部材を有する連結部材によって連結されている。そして、前記第１の架構と前記第２の架構とは互いに異なる振動性状を有する。これにより、地震力や風力等が作用した場合、前記第１の架構と前記第２の架構とは、前記連結部材による連結によって互いに干渉し合うように振動する。この際、前記連結部材の有するエネルギ吸収部材によって、地震エネルギや風エネルギ等の吸収が集中的に行われる。したがって、前記第１の架構の振動と前記第２の架構の振動との双方が低減する。以上により、前記第１の架構と前記第２の架構との双方を構成する柱、梁等の部材断面を小さく設定することができ、これら部材の材料コストを小さく抑えることができる。すなわち、一般に、階高やスパンが大きく設定され、鉄道線路を交差する方向には基礎梁を設けることができない駅舎等の構造物を安価に構築することできる。
【０００７】
ここで、構造的に分離した状態とは、前記第１の架構を構成する部材と前記第２の架構を構成する部材とが互いに一体的に連続していないことを意味する。すなわち、前記第２の架構が前記第１の架構に対して所定間隔離間した位置に構築される場合のほか、前記第２の架構が前記第１の架構に接している場合も含む。
【０００８】
なお、前記第２の架構を前記第１の架構に対して構造的に分離した状態に隣接させて構築する方法としては、例えば、前記第１の架構と前記第２の架構とを互いに所定間隔離間させて構築してもよいし、また、前記第１の架構と前記第２の架構とを、それぞれの床が連続するように構築してもよい。
【０００９】
なお、前記振動性状とは、例えば、重量、水平剛性、あるいは、これらから決まる固有周期等である。
【００１０】
なお、前記第１の架構は鉄道上空部に構築されるため、一般に階高が高く、スパンが大きくなる。したがって、前記第１の架構は前記第２の架構に比べて水平剛性が大きくなる傾向がある。しかしながら、前記第１の架構の水平剛性よりも前記第２の架構の水平剛性が小さい場合においても、地震力や風力等が作用した場合には、前記連結部材による連結によって互いに干渉し合うように振動する双方の架構の振動が低減する。すなわち、本発明は、前記第１の架構と前記第２の架構との水平剛性の大小は問わない。
【００１１】
なお、前記エネルギ吸収部材としては様々なものが考えられ、特に限定されるものではない。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１に記載の制振構造物１０において、
前記第１の架構１１と前記第２の架構１２とは、それぞれの床が互いに連続するように構築されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、前記第１の架構と前記第２の架構とは、それぞれの床が互いに連続するように構築されているため、前記第１の架構と前記第２の架構とが互いに行き来可能となり、利便性が向上する。
【００１４】
なお、前記第１の架構と前記第２の架構とを構造的に分離した状態に、それぞれの床を互いに連続させて構築する方法としては、例えば、前記第１の架構と前記第２の架構とのうち、一方の構成部材を他方の構成部材に水平方向可動支承によって支持させるものがある。この場合、前記第１の架構と前記第２の架構とを互いに連続する空間の一部を構成するものとして構築することもできるし、前記第１の架構と前記第２の架構との間に、これらを互いに行き来可能なペデストリアンデッキが配設された状態に構築することもできる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項２に記載の制振構造物１０において、
前記連結部材（連結梁１３）は、前記第１の架構１１の床下と前記第２の架構１２の床下とのうち、少なくとも一方に配設されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、前記連結部材が、前記第１の架構の床下と前記第２の架構の床下とのうち、少なくとも一方に配設されていることで、前記連結部材が床下に隠れる。したがって、意匠性が向上するとともに前記第１の架構と前記第２の架構との連結部のプランの自由度が向上する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制振構造物において、
前記エネルギ吸収部材は、オイルダンパであることを特徴としている。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、前記エネルギ吸収部材を、オイルダンパによって容易かつ安価に構成することができる。
【００１９】
なお、前記オイルダンパとは、シリンダ内部に充填されたオイルの、粘性から生じる摩擦抵抗、すなわち粘性抵抗によってエネルギを吸収するものである。ここで、前記オイルダンパの詳細な構造、形状等は特に限定されるものではない。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制振構造物において、
前記エネルギ吸収部材は、低降伏点鋼であることを特徴としている。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、前記エネルギ吸収部材を、低降伏点鋼によって容易かつ安価に構成することができる。
【００２２】
なお、前記低降伏点鋼とは、早期に降伏する軟鋼の塑性変形によってエネルギを吸収するものである。ここで、前記低降伏点鋼の詳細な構造、形状等は、特に限定されるものでないことは勿論であり、例えば、平板状に形成されたもの、棒状に形成されたもの、梁材等の断面形状と一致する断面形状を有するもの等、様々な形状が考えられる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制振構造物において、
前記エネルギ吸収部材は、粘弾性ダンパであることを特徴としている。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、前記エネルギ吸収部材を、粘弾性ダンパによって容易かつ安価に構成することができる。ここで、前記粘弾性ダンパの詳細な構造、形状等は特に限定されるものではない。
【００２５】
なお、前記粘弾性ダンパとは、粘弾性体を鋼材で挟み込んだものであり、粘弾性体の変形によってエネルギを吸収するものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して、本発明である制振構造物の実施の形態例について詳細に説明する。
【００２７】
本発明に係る駅舎（制振構造物）は、図１に示すように、少なくとも一部が鉄道線路ｒの上空部に構築される鉄骨造２階建の構造物であり、図１において符号１０は駅舎を示す。
【００２８】
駅舎１０は、図１に示すように、鉄道線路ｒの上空部に構築される第１の架構１１と、この第１の架構１１に隣接して構築される第２の架構１２、第１の架構１１と第２の架構１２とを連結する連結梁１３（連結部材）、等から概略構成されている。
【００２９】
第１の架構１１は、鉄道線路ｒの両側部の地盤に埋め込まれた杭等１１ａの基礎上に構築され、鉄道線路ｒを走行する電車ｔ等を回避するように構築されている。このため、１階の階高が高く大スパンで、鉄道線路ｒを交差する方向には、杭１１ａを連結する基礎梁が設けられていない構造となっている。
【００３０】
第２の架構１２は、鉄道線路ｒから離間した位置に、第１の架構１１に対して隣接するように、地盤に埋め込まれた杭１２ａ等の基礎上に構築されている。第２の架構１２は、第１の架構１１に比して小さいスパンで構築され、杭１２ａを連結する基礎梁１２ｂを有し、耐震ブレース１２ｃが配設されている。これにより、第２の架構１２の水平剛性は第１の架構１１の水平剛性よりも大きく設定されている。
【００３１】
第１の架構１１と第２の架構１２との間にはエキスパンションジョイントが形成されている。すなわち、第１の架構１１から第２の架構１２に向けて伸びる長尺な梁１１ｂは、第２の架構１２から第１の架構１１に向けた片持梁１２ｄに、図示しない水平方向可動支承によって支持されている。そして、長尺な梁１１ｂには床材が固定され、この床材は第２の架構１２の床材と連続し、これにより第１の架構１１と第２の架構１２とは、互いに連続する空間の一部を構成するものとして構築されている。
【００３２】
第１の架構１１と第２の架構１２とは、第１の架構１１の床下に配設されるＨ型鋼等からなる連結梁１３によって連結されている。この連結梁１３はその途中に、図示しないオイルダンパを有する。オイルダンパとは、シリンダ内部に充填されたオイルの、粘性から生じる摩擦抵抗、すなわち粘性抵抗によってエネルギを吸収するものであり、周知の技術である。なお、オイルダンパの詳細な構造、形状等は特に限定されるものではない。
【００３３】
以下に、地震力や風力等が作用した場合における制振構造物１０の挙動について説明する。
【００３４】
地震力や風力等が作用すると、互いに異なる振動性状を有する第１の架構１１と第２の架構１２とはそれぞれ独立に振動しようとするが、連結梁１３によって連結されているために互いに干渉し合うように振動する。すなわち、第１の架構１１と第２の架構１２とがそれぞれ別個に立設されている場合に比して、第１の架構１１の振動と第２の架構１２の振動との双方が低減する。
【００３５】
この際、連結梁１３には、圧縮力と引張力とが略交互に作用する。ところで、連結梁１３はオイルダンパを有するため、このオイルダンパに圧縮力と引張力が作用し、オイルの、粘性から生じる摩擦抵抗、すなわち粘性抵抗によって地震エネルギや風エネルギ等の吸収が行われる。したがって、第１の架構１１の振動と第２の架構１２の振動との双方がさらに低減する。
【００３６】
本実施の形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
▲１▼鉄道線路ｒの上空部に構築される第１の架構１１と、この第１の架構１１に対して構造的に分離した状態に隣接して構築される第２の架構１２とが、オイルダンパを有する連結梁１３によって連結されている。そして、第１の架構１１と第２の架構１２とは互いに異なる振動性状を有する。これにより、地震力や風力等が作用した場合、第１の架構１１と第２の架構１２とは、連結梁１３による連結によって互いに干渉し合うように振動する。この際、連結梁１３の有するオイルダンパによって、地震エネルギや風エネルギ等の吸収が集中的に行われる。したがって、第１の架構１１の振動と第２の架構１２の振動との双方が低減する。以上により、第１の架構１１と第２の架構１２との双方を構成する柱材、梁材等の部材断面を小さく設定することができ、これら部材の材料コストを小さく抑えることができる。すなわち、一般に、階高やスパンが大きく設定され、鉄道線路ｒを交差する方向には基礎梁を設けることができない駅舎１０を安価に構築することできる。
【００３７】
▲２▼第１の架構１１と第２の架構１２とは、それぞれの床が互いに連続するように構築されているため、第１の架構１１と第２の架構１２とが互いに行き来可能となり、利便性が向上する。
【００３８】
▲３▼連結梁１３が、第１の架構１１の床下の隠れた位置に配設されている。したがって、意匠性が向上するとともに第１の架構１１と第２の架構１２の連結部のプランの自由度が向上する。
【００３９】
▲４▼エネルギ吸収部材を、オイルダンパによって容易かつ安価に構成することができる。
【００４０】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意の変更が可能である。
【００４１】
例えば、本実施の形態においては、駅舎１０を鉄骨造としているが、特に鉄骨造に限定されるものではなく、例えば、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造であってもよい。また、例えば、梁材が鉄骨、柱材が鉄筋コンクリート等で構成されるハイブリッド構造であってもよい。
【００４２】
また、本実施の形態においては、第１の架構１１と第２の架構１２とを、途中にオイルダンパを有する連結梁１３によって連結している。しかしながら、連結梁１３の途中に、例えば、早期に降伏して塑性変形することによりエネルギを吸収する低降伏点鋼を設けても良い。また、連結梁１３の途中に、例えば、粘弾性体が鋼材で挟み込まれて構成され、粘弾性体の変形によってエネルギを吸収する粘塑性ダンパを設けてもよい。この際、低降伏点鋼や粘弾性ダンパの詳細な構造、形状等は特に限定されるものではない。
【００４３】
また、第１の架構１１と第２の架構１２とを連結する連結部材は梁材に限られず、例えば、床材や壁材を連結部材として用いることもできる。この場合、例えば、床材や壁材に対して、それらの対角線となる位置等に耐震ブレースを配設し、この耐震ブレースの途中に、前記したオイルダンパ、低降伏点鋼、粘弾性ダンパ等を設ければよい。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、地震力や風力等が作用した場合、前記第１の架構と前記第２の架構とは、前記連結部材による連結によって互いに干渉し合うように振動する。この際、前記連結部材の有するエネルギ吸収部材によって、地震エネルギや風エネルギ等の吸収が集中的に行われる。したがって、前記第１の架構の振動と前記第２の架構の振動との双方が低減する。以上により、前記第１の架構と前記第２の架構との双方を構成する柱材、梁材等の部材断面を小さく設定することができ、これら部材の材料コストを小さく抑えることができる。すなわち、一般に、階高やスパンが大きく設定され、鉄道線路を交差する方向には基礎梁を設けることができない駅舎を安価に構築することできる。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、前記第１の架構と前記第２の架構とが互いに行き来可能となり、利便性が向上する。
【００４６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、前記連結部材が床下に隠れる。したがって、意匠性が向上するとともに前記第１の架構と前記第２の架構との連結部のプランの自由度が向上する。
【００４７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、前記エネルギ吸収部材を、オイルダンパによって容易かつ安価に構成することができる。
【００４８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、前記エネルギ吸収部材を、低降伏点鋼によって容易かつ安価に構成することができる。
【００４９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、前記エネルギ吸収部材を、粘弾性ダンパによって容易かつ安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駅舎の構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】従来の駅舎の構造の一例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　駅舎（制振構造物）
１１　　　第１の架構
１２　　　第２の架構
１３　　　連結梁（連結部材）
ｒ　　　　　鉄道線路

Claims

少なくとも一部が鉄道線路の上空部に構築される制振構造物であって、
鉄道線路の上空部に構築される第１の架構と、
この第１の架構に対して構造的に分離した状態に隣接して構築され、前記第１の架構の振動性状と異なる振動性状を有する第２の架構と、
前記第１の架構と前記第２の架構とを連結し、エネルギ吸収部材を有する連結部材とを備えることを特徴とする制振構造物。
前記第１の架構と前記第２の架構とは、それぞれの床が互いに連続するように構築されていることを特徴とする請求項１に記載の制振構造物。
前記連結部材は、前記第１の架構の床下と前記第２の架構の床下とのうち、少なくとも一方に配設されていることを特徴とする請求項２に記載の制振構造物。
前記エネルギ吸収部材は、オイルダンパであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制振構造物。
前記エネルギ吸収部材は、低降伏点鋼であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制振構造物。
前記エネルギ吸収部材は、粘弾性ダンパであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の制振構造物。