JP2004084385A - 集合住宅建物の制震構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制するとともに、快適な居住環境を確保しうる集合住宅建物の制震構造を提供する。
【解決手段】集合住宅建物1は、平面視でx方向に、長辺を均等分割するように外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5を備え、平面視でy方向に、隣り合う外周柱3と内部柱6との離間間隔L3と比較して、隣り合う内部柱6の離間間隔L4を短く形成し、これに境界梁ダンパー8を架け渡す。住戸ゾーンは、外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とに囲まれた領域のみに配置し、内部ラーメン架構5に囲まれた領域には共用ゾーンのみを配置する。内部ラーメン架構5に囲まれた領域に配置される床スラブは、内部梁7に支持される構成とし、境界梁ダンパー8とは絶縁する。外周梁4には逆梁、内部梁7には扁平梁、内部柱6と外周柱3に架け渡される梁にも扁平梁を用いている。
【選択図】 図1
【解決手段】集合住宅建物1は、平面視でx方向に、長辺を均等分割するように外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5を備え、平面視でy方向に、隣り合う外周柱3と内部柱6との離間間隔L3と比較して、隣り合う内部柱6の離間間隔L4を短く形成し、これに境界梁ダンパー8を架け渡す。住戸ゾーンは、外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とに囲まれた領域のみに配置し、内部ラーメン架構5に囲まれた領域には共用ゾーンのみを配置する。内部ラーメン架構5に囲まれた領域に配置される床スラブは、内部梁7に支持される構成とし、境界梁ダンパー8とは絶縁する。外周梁4には逆梁、内部梁7には扁平梁、内部柱6と外周柱3に架け渡される梁にも扁平梁を用いている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制することの可能な集合住宅建物の制震構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
高層ないし超高層の集合住宅建物16は、一般にアスペクト比が大きく形成されるため、地震時における水平応力や変形が大きくなりやすい。これらに対応することを目的に、図7に示すように、x方向が長辺、y方向が短辺に成形された平面視形状を有するとともに、外周柱17と外周梁18よりなる外周ラーメン架構19、内部柱20と内部梁21よりなる内部ラーメン架構22を備える集合住宅建物16では、x方向だけでなくy方向から見ても、隣り合う外周柱17と内部柱20、及び内部柱20どうしの離間距離L1が同一となるように均等分割とし、これらのラーメン架構により、地震等が発生した際のx方向及びy方向の水平耐力を確保している
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成の集合住宅建物16では、一般に外周ラーメン架構19に沿う外側の領域に住戸ゾーン23、平面視で中央部近傍の領域に共用ゾーン24が設けられる場合が多いが、隣り合う外周柱17と内部柱20、及び内部柱20どうしの離間距離L1が同一となるよう均等分割とすると、隣り合う外周柱17と内部柱20の領域を広く確保できないため、内部柱20を住戸ゾーン23に収めた状態で計画する場合が多く、住戸ゾーン23内の設計計画の自由度を阻害していた。
【0004】
上記事情に鑑み、本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制するとともに、快適な居住環境を確保しうる高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の集合住宅建物の制震構造は、平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物であって、外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とx方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、y方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がy方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることを特徴としている。
【0006】
請求項2記載の集合住宅建物の制震構造は、y方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱に設けられることを特徴としている。
【0007】
請求項3記載の集合住宅建物の制震構造は、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることを特徴としている。
【0008】
請求項4記載の集合住宅建物の制震構造は、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることを特徴としている。
【0009】
請求項5記載の集合住宅建物の制震構造は、前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、前記内部梁に、扁平梁が用いられることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の集合住宅建物の制震構造を図1から図6に示す。本発明は、平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物において、建築物の内方に配される内部柱について、y方向に隣り合う内部柱の離間間隔を小さくとり、境界梁ダンパーを配置することにより、地震時の水平力や変形を抑制するとともに、内部柱と外部柱に囲まれる領域にのみ住戸ゾーンを配置することにより、住戸ゾーンを無柱空間とし、これらの設計自由度を向上させるものである。
【0011】
図1に示すように、高層ないし超高層の集合住宅建物1は、外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とを備えている。該集合住宅建物1の外形を構成する外周ラーメン架構2は、複数の外周柱3と外周梁4とにより構成される鉄筋コンクリート造のラーメン架構よりなり、その平面形状は、x方向に長辺、y方向に短辺を備える長方形を構成している。
該外周ラーメン架構2の内方には、内部ラーメン架構5が形成されている。該内部ラーメン架構5は、複数の内部柱6とx方向に隣り合う内部柱6間を架け渡す内部梁7とにより構成される鉄筋コンクリート造のラーメン架構よりなり、x方向から見て隣り合う内部柱6の離間間隔L2は、隣り合う前記外周柱3の離間間隔L2と同様で、集合住宅建物1におけるx方向の長辺を均等分割するように配置されている。
一方で、y方向から外周柱3及び内部柱6の離間間隔を見ると、集合住宅建物1におけるy方向の短辺を、均等分割するように配置されておらず、隣り合う外周柱3と内部柱6との離間間隔L3と比較して、隣り合う内部柱6の離間間隔L4が短く形成されている。このように、離間間隔L4が短く形成されているy方向に隣り合う内部柱20間には、境界梁ダンパー8が配置されている。
【0012】
図2に示すように、該境界梁ダンパー8は、H形鋼9と、該H形鋼9と内部柱20との取り合い部を覆う鉄筋コンクリート11により構成される。前記H形鋼9は、高張力鋼等の強度の高い部材よりなり、両端部に対をなす高剛性部9aが形成され、これらに挟まれる位置に極軟鋼パネル10が取り付けられる。該極軟鋼パネル10の取り付けは、まずH形鋼9の所望位置におけるウェブをくりぬいて開口部を設け、この開口部のウェブ側の両側面に上下フランジと略同一の巾とウェブの高さを有するリブプレート10aを対をなして配設する。この後、リブプレート10aと上下フランジとにより囲まれた開口部に、極軟鋼パネル10をその面がウェブ面と一致するように配置してはめ込み、溶接等の緊結手段により剛となるように結合し、一体化するものである。
なお、該極軟鋼パネル10は、H形鋼9の高剛性部9aよりも降伏点の低い鋼材であれば極軟鋼にこだわるものではなく、軟鋼や一般鋼等によるパネルを用いても良い。
【0013】
また、前記鉄筋コンクリート11は、前記H形鋼9の高剛性部9aを根巻きして、前記境界梁ダンパー8と内部柱20とを剛となるよう結合している。このとき、前記H形鋼9は、y方向に隣り合う前記内部柱20のスパンよりも十分長い部材長を有しており、H形鋼9の両端部に形成された高剛性部9aの一部も内部柱6に収められることとなる。
【0014】
上述する構造の境界梁ダンパー8は、前記H形鋼9の両端部に形成された高剛性部9aの一部が内部柱6の内部に収められるとともに、前記H形鋼9の高剛性部9aが鉄筋コンクリート11により覆われることで、内部柱6との取り会い部が根巻きされていることから、境界梁ダンパー8と内部柱6との取り会い部には、SRC造(鉄骨鉄筋コンクリート構造)が形成される。これにより、境界梁ダンパー8における端部の曲げ耐力、及びせん断耐力が大きくなるため、前記極軟鋼パネル10より構成されるダンパー機能の容量を大きくできるものである。
【0015】
したがって、集合住宅建物1の制震構造は、平面視でx方向に、長辺を均等分割するように配置された外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5を備え、平面視でy方向に、隣り合う内部柱6間に該境界梁ダンパー8を備えることとなる。これにより、地震等が発生した際に、x方向に水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5が、水平方向の変形を抑制する。一方、y方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパー8に地震力が集中し、前記H形鋼9の中間部に配された極軟鋼パネル10が効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するものである。
なお、境界梁ダンパー8は、y方向に隣り合う内部柱6すべてに設ける必要はなく、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱6に架け渡す構成としても良い。
【0016】
ところで、図3に示すように、このような構成の集合住宅建物1のレイアウトは、y方向から見て隣り合う内部柱6と外周柱3間の離間間隔L3を所望の広さに確保することが可能となるため、住戸ゾーン12を外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とに囲まれた領域のみに配置し、内部ラーメン架構5に囲まれた領域には共用廊下等の共用ゾーン13のみを配置している。これにより、住戸ゾーン12の内方には、内部柱6が存在することなく、自由度の高い空間が形成されているとともに、y方向に隣り合う内部柱6に架け渡された境界梁ダンパー8は、共用ゾーン13のみに配置される構成となる。
また、図2に示すように、前記共用ゾーン13となる内部ラーメン架構5に囲まれた領域に配置される床スラブ14は、前記内部梁7に支持される構成とし、前記境界梁ダンパー8の降伏部位である極軟鋼パネル10を備えるH形鋼9とは絶縁されている。さらに、前記外周梁4には、逆梁を適用するとともに、内部梁7には梁成を押さえた扁平梁、加えて、内部柱6と外周柱3に架け渡される梁15にも同様に扁平梁を用いている。
【0017】
なお、集合住宅建物1の平面視形状は必ずしも長方形にこだわるものではなく、x方向の長辺、y方向に短辺を有するものであればいずれでも良い。また、境界梁ダンパー8についても、その形状は本実施の形態にこだわるものではなく、制震ダンパーとして機能するものであればいずれを用いても良い。このように、本実施の形態は、あくまでも一つの例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本実施の形態に限定されずに如何なる形態をも採用しうることは言うまでもない。
【0018】
上述する構成によれば、図4に示すように、高層ないし超高層の集合住宅建物1の制震構造は、平面視でx方向に長辺を均等分割するように外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5を配置するとともに、平面視でy方向に隣り合う内部柱6間の離間距離を、隣り合う外周柱3と内部柱6の離間距離と比較して短く取り、これらを連結するように境界梁ダンパー8を備えることから、地震等が発生した際に、x方向に水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5が、水平方向の変形を抑制する。一方、y方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパー8に地震力が集中し、前記H形鋼9の中間部に配された極軟鋼パネル10が効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するため、転倒モーメントを押さえることができるため、集合住宅建物1全体をより安定させることが可能となる。
【0019】
これは、図5に示すように、集合住宅建物1に境界梁ダンパー8を適用する場合を、適用しない場合と比較すると、地震時の水平変位が20%程度低減していることからも、集合住宅建物1全体をより安定している様子がわかる。また、図6に示すように、集合住宅建物1に用いた境界梁ダンパー8のせん断変形とせん断力の関係において、大変形時にも安定したエネルギー吸収能力を有していることからも確認できる。
【0020】
このような前記集合住宅建物1に適用する境界梁ダンパー8を、y方向から見て隣り合う内部柱6間すべてに設けるのではなく、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱6に設けることにより、内部ラーメン架構5に囲まれた領域内において部分的に無梁空間を形成することができるため、配管設備等を効率的に収納することが可能となる。
【0021】
前記住戸ゾーン12が外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とに囲まれた領域のみに配置されており、内部ラーメン架構5に囲まれた領域には共用廊下等の共用ゾーン13のみが配置されることから、内部柱6の配置位置に影響されることなく住戸ゾーン12の建築計画を自由に行うことが可能になるとともに、地震等により境界梁ダンパー8が破壊された際にも、これらが共用ゾーン13に位置することにより、交換や修復等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
【0022】
また、前記共用ゾーン13に配置される床スラブ14は、前記内部ラーメン架構5の内部梁7に支持される構成とし、前記境界梁ダンパー8の降伏部位である極軟鋼パネル10を備えるH形鋼9とは絶縁しておくことから、前記境界梁ダンパー8は床スラブ14と不連続となり、地震等が発生した際に、前記境界梁ダンパー8の極軟鋼パネル10をスムーズに変形しやすく、また変形により境界梁ダンパー8の上端面に段差が生じた際にも、床スラブ14にひび割れ等の損傷を生じるような影響を与えないものである。
【0023】
前記外周梁4には、逆梁を適用するとともに、内部梁7には扁平梁、加えて、内部柱6と外周柱3に架け渡される梁15にも扁平梁を用いることから、住戸ゾーン12に梁型のでないフラットな構成となるため、間仕切りの変更が容易になる等、住戸ゾーン12のプランニングをより効果的に行うことが可能となるものである。
【0024】
【発明の効果】
請求項1記載の集合住宅建物の制震構造によれば、平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造であって、外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とx方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、y方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がy方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることから、地震等が発生した際に、x方向の水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構及び内部ラーメン架構が、水平方向の変形を抑制する。一方、y方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパーに地震力が集中し、前記H形鋼の中間部に配された極軟鋼パネルが効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するため、転倒モーメントを押さえることができ、集合住宅建物全体をより安定させることが可能となる。
【0025】
請求項2記載の集合住宅建物の制震構造によれば、y方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱に設けられることから、内部ラーメン架構に囲まれた領域内において部分的に無梁空間を形成することができるため、配管設備等を効率的に収納することが可能となる。
【0026】
請求項3記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることから、内部柱の配置位置に影響されることなく住戸ゾーンの建築計画を自由に行うことが可能になるとともに、地震等により境界梁ダンパーが破壊された際にも、これらが共用ゾーンに位置することにより、交換や修復等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
【0027】
請求項4記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることから、前記境界梁ダンパーの降伏部位と床スラブとは不連続となり、地震等が発生した際に、前記境界梁ダンパーの降伏部位をスムーズに変形しやすく、また変形により境界梁ダンパーの上端面に段差が生じた際にも、床スラブにひび割れ等の損傷を生じるような影響を与えないものである。
【0028】
請求項5記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、前記内部梁に、扁平梁が用いられることから、住戸ゾーンに梁型のでないフラットな構成となるため、間仕切りの変更が容易になる等、住戸ゾーンのプランニングをより効果的に行うことが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集合住宅建物の平面を示す図である。
【図2】本発明の集合住宅建物の境界梁の詳細を示す図である。
【図3】本発明の集合住宅建物のレイアウトを示す図である。
【図4】本発明の集合住宅建物の断面を示す図である。
【図5】本発明の境界梁ダンパーのせん断力とせん断変形の関係を示す図である。
【図6】本発明の境界梁ダンパーの階層毎の水平変位を示す図である。
【図7】従来の集合住宅建物の平面を示す図である。
【符号の説明】
1 集合住宅建物
2 外周ラーメン架構
3 外周柱
4 外周梁
5 内部ラーメン架構
6 内部柱
7 内部梁
8 境界梁ダンパー
9 H形鋼
9a 端部部材
10 極軟鋼パネル
10a リブプレート
11 鉄筋コンクリート
12 住戸ゾーン
13 共用ゾーン
14 床スラブ
15 梁
16 集合住宅建物
17 外周柱
18 外周梁
19 外周ラーメン架構
20 内部柱
21 内部梁
22 内部ラーメン架構
23 住戸ゾーン
24 共用ゾーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制することの可能な集合住宅建物の制震構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
高層ないし超高層の集合住宅建物16は、一般にアスペクト比が大きく形成されるため、地震時における水平応力や変形が大きくなりやすい。これらに対応することを目的に、図7に示すように、x方向が長辺、y方向が短辺に成形された平面視形状を有するとともに、外周柱17と外周梁18よりなる外周ラーメン架構19、内部柱20と内部梁21よりなる内部ラーメン架構22を備える集合住宅建物16では、x方向だけでなくy方向から見ても、隣り合う外周柱17と内部柱20、及び内部柱20どうしの離間距離L1が同一となるように均等分割とし、これらのラーメン架構により、地震等が発生した際のx方向及びy方向の水平耐力を確保している
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成の集合住宅建物16では、一般に外周ラーメン架構19に沿う外側の領域に住戸ゾーン23、平面視で中央部近傍の領域に共用ゾーン24が設けられる場合が多いが、隣り合う外周柱17と内部柱20、及び内部柱20どうしの離間距離L1が同一となるよう均等分割とすると、隣り合う外周柱17と内部柱20の領域を広く確保できないため、内部柱20を住戸ゾーン23に収めた状態で計画する場合が多く、住戸ゾーン23内の設計計画の自由度を阻害していた。
【0004】
上記事情に鑑み、本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制するとともに、快適な居住環境を確保しうる高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の集合住宅建物の制震構造は、平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物であって、外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とx方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、y方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がy方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることを特徴としている。
【0006】
請求項2記載の集合住宅建物の制震構造は、y方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱に設けられることを特徴としている。
【0007】
請求項3記載の集合住宅建物の制震構造は、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることを特徴としている。
【0008】
請求項4記載の集合住宅建物の制震構造は、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることを特徴としている。
【0009】
請求項5記載の集合住宅建物の制震構造は、前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、前記内部梁に、扁平梁が用いられることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の集合住宅建物の制震構造を図1から図6に示す。本発明は、平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物において、建築物の内方に配される内部柱について、y方向に隣り合う内部柱の離間間隔を小さくとり、境界梁ダンパーを配置することにより、地震時の水平力や変形を抑制するとともに、内部柱と外部柱に囲まれる領域にのみ住戸ゾーンを配置することにより、住戸ゾーンを無柱空間とし、これらの設計自由度を向上させるものである。
【0011】
図1に示すように、高層ないし超高層の集合住宅建物1は、外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とを備えている。該集合住宅建物1の外形を構成する外周ラーメン架構2は、複数の外周柱3と外周梁4とにより構成される鉄筋コンクリート造のラーメン架構よりなり、その平面形状は、x方向に長辺、y方向に短辺を備える長方形を構成している。
該外周ラーメン架構2の内方には、内部ラーメン架構5が形成されている。該内部ラーメン架構5は、複数の内部柱6とx方向に隣り合う内部柱6間を架け渡す内部梁7とにより構成される鉄筋コンクリート造のラーメン架構よりなり、x方向から見て隣り合う内部柱6の離間間隔L2は、隣り合う前記外周柱3の離間間隔L2と同様で、集合住宅建物1におけるx方向の長辺を均等分割するように配置されている。
一方で、y方向から外周柱3及び内部柱6の離間間隔を見ると、集合住宅建物1におけるy方向の短辺を、均等分割するように配置されておらず、隣り合う外周柱3と内部柱6との離間間隔L3と比較して、隣り合う内部柱6の離間間隔L4が短く形成されている。このように、離間間隔L4が短く形成されているy方向に隣り合う内部柱20間には、境界梁ダンパー8が配置されている。
【0012】
図2に示すように、該境界梁ダンパー8は、H形鋼9と、該H形鋼9と内部柱20との取り合い部を覆う鉄筋コンクリート11により構成される。前記H形鋼9は、高張力鋼等の強度の高い部材よりなり、両端部に対をなす高剛性部9aが形成され、これらに挟まれる位置に極軟鋼パネル10が取り付けられる。該極軟鋼パネル10の取り付けは、まずH形鋼9の所望位置におけるウェブをくりぬいて開口部を設け、この開口部のウェブ側の両側面に上下フランジと略同一の巾とウェブの高さを有するリブプレート10aを対をなして配設する。この後、リブプレート10aと上下フランジとにより囲まれた開口部に、極軟鋼パネル10をその面がウェブ面と一致するように配置してはめ込み、溶接等の緊結手段により剛となるように結合し、一体化するものである。
なお、該極軟鋼パネル10は、H形鋼9の高剛性部9aよりも降伏点の低い鋼材であれば極軟鋼にこだわるものではなく、軟鋼や一般鋼等によるパネルを用いても良い。
【0013】
また、前記鉄筋コンクリート11は、前記H形鋼9の高剛性部9aを根巻きして、前記境界梁ダンパー8と内部柱20とを剛となるよう結合している。このとき、前記H形鋼9は、y方向に隣り合う前記内部柱20のスパンよりも十分長い部材長を有しており、H形鋼9の両端部に形成された高剛性部9aの一部も内部柱6に収められることとなる。
【0014】
上述する構造の境界梁ダンパー8は、前記H形鋼9の両端部に形成された高剛性部9aの一部が内部柱6の内部に収められるとともに、前記H形鋼9の高剛性部9aが鉄筋コンクリート11により覆われることで、内部柱6との取り会い部が根巻きされていることから、境界梁ダンパー8と内部柱6との取り会い部には、SRC造(鉄骨鉄筋コンクリート構造)が形成される。これにより、境界梁ダンパー8における端部の曲げ耐力、及びせん断耐力が大きくなるため、前記極軟鋼パネル10より構成されるダンパー機能の容量を大きくできるものである。
【0015】
したがって、集合住宅建物1の制震構造は、平面視でx方向に、長辺を均等分割するように配置された外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5を備え、平面視でy方向に、隣り合う内部柱6間に該境界梁ダンパー8を備えることとなる。これにより、地震等が発生した際に、x方向に水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5が、水平方向の変形を抑制する。一方、y方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパー8に地震力が集中し、前記H形鋼9の中間部に配された極軟鋼パネル10が効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するものである。
なお、境界梁ダンパー8は、y方向に隣り合う内部柱6すべてに設ける必要はなく、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱6に架け渡す構成としても良い。
【0016】
ところで、図3に示すように、このような構成の集合住宅建物1のレイアウトは、y方向から見て隣り合う内部柱6と外周柱3間の離間間隔L3を所望の広さに確保することが可能となるため、住戸ゾーン12を外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とに囲まれた領域のみに配置し、内部ラーメン架構5に囲まれた領域には共用廊下等の共用ゾーン13のみを配置している。これにより、住戸ゾーン12の内方には、内部柱6が存在することなく、自由度の高い空間が形成されているとともに、y方向に隣り合う内部柱6に架け渡された境界梁ダンパー8は、共用ゾーン13のみに配置される構成となる。
また、図2に示すように、前記共用ゾーン13となる内部ラーメン架構5に囲まれた領域に配置される床スラブ14は、前記内部梁7に支持される構成とし、前記境界梁ダンパー8の降伏部位である極軟鋼パネル10を備えるH形鋼9とは絶縁されている。さらに、前記外周梁4には、逆梁を適用するとともに、内部梁7には梁成を押さえた扁平梁、加えて、内部柱6と外周柱3に架け渡される梁15にも同様に扁平梁を用いている。
【0017】
なお、集合住宅建物1の平面視形状は必ずしも長方形にこだわるものではなく、x方向の長辺、y方向に短辺を有するものであればいずれでも良い。また、境界梁ダンパー8についても、その形状は本実施の形態にこだわるものではなく、制震ダンパーとして機能するものであればいずれを用いても良い。このように、本実施の形態は、あくまでも一つの例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本実施の形態に限定されずに如何なる形態をも採用しうることは言うまでもない。
【0018】
上述する構成によれば、図4に示すように、高層ないし超高層の集合住宅建物1の制震構造は、平面視でx方向に長辺を均等分割するように外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5を配置するとともに、平面視でy方向に隣り合う内部柱6間の離間距離を、隣り合う外周柱3と内部柱6の離間距離と比較して短く取り、これらを連結するように境界梁ダンパー8を備えることから、地震等が発生した際に、x方向に水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構2及び内部ラーメン架構5が、水平方向の変形を抑制する。一方、y方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパー8に地震力が集中し、前記H形鋼9の中間部に配された極軟鋼パネル10が効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するため、転倒モーメントを押さえることができるため、集合住宅建物1全体をより安定させることが可能となる。
【0019】
これは、図5に示すように、集合住宅建物1に境界梁ダンパー8を適用する場合を、適用しない場合と比較すると、地震時の水平変位が20%程度低減していることからも、集合住宅建物1全体をより安定している様子がわかる。また、図6に示すように、集合住宅建物1に用いた境界梁ダンパー8のせん断変形とせん断力の関係において、大変形時にも安定したエネルギー吸収能力を有していることからも確認できる。
【0020】
このような前記集合住宅建物1に適用する境界梁ダンパー8を、y方向から見て隣り合う内部柱6間すべてに設けるのではなく、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱6に設けることにより、内部ラーメン架構5に囲まれた領域内において部分的に無梁空間を形成することができるため、配管設備等を効率的に収納することが可能となる。
【0021】
前記住戸ゾーン12が外周ラーメン架構2と内部ラーメン架構5とに囲まれた領域のみに配置されており、内部ラーメン架構5に囲まれた領域には共用廊下等の共用ゾーン13のみが配置されることから、内部柱6の配置位置に影響されることなく住戸ゾーン12の建築計画を自由に行うことが可能になるとともに、地震等により境界梁ダンパー8が破壊された際にも、これらが共用ゾーン13に位置することにより、交換や修復等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
【0022】
また、前記共用ゾーン13に配置される床スラブ14は、前記内部ラーメン架構5の内部梁7に支持される構成とし、前記境界梁ダンパー8の降伏部位である極軟鋼パネル10を備えるH形鋼9とは絶縁しておくことから、前記境界梁ダンパー8は床スラブ14と不連続となり、地震等が発生した際に、前記境界梁ダンパー8の極軟鋼パネル10をスムーズに変形しやすく、また変形により境界梁ダンパー8の上端面に段差が生じた際にも、床スラブ14にひび割れ等の損傷を生じるような影響を与えないものである。
【0023】
前記外周梁4には、逆梁を適用するとともに、内部梁7には扁平梁、加えて、内部柱6と外周柱3に架け渡される梁15にも扁平梁を用いることから、住戸ゾーン12に梁型のでないフラットな構成となるため、間仕切りの変更が容易になる等、住戸ゾーン12のプランニングをより効果的に行うことが可能となるものである。
【0024】
【発明の効果】
請求項1記載の集合住宅建物の制震構造によれば、平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造であって、外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とx方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、y方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がy方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることから、地震等が発生した際に、x方向の水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構及び内部ラーメン架構が、水平方向の変形を抑制する。一方、y方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパーに地震力が集中し、前記H形鋼の中間部に配された極軟鋼パネルが効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するため、転倒モーメントを押さえることができ、集合住宅建物全体をより安定させることが可能となる。
【0025】
請求項2記載の集合住宅建物の制震構造によれば、y方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱に設けられることから、内部ラーメン架構に囲まれた領域内において部分的に無梁空間を形成することができるため、配管設備等を効率的に収納することが可能となる。
【0026】
請求項3記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることから、内部柱の配置位置に影響されることなく住戸ゾーンの建築計画を自由に行うことが可能になるとともに、地震等により境界梁ダンパーが破壊された際にも、これらが共用ゾーンに位置することにより、交換や修復等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
【0027】
請求項4記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることから、前記境界梁ダンパーの降伏部位と床スラブとは不連続となり、地震等が発生した際に、前記境界梁ダンパーの降伏部位をスムーズに変形しやすく、また変形により境界梁ダンパーの上端面に段差が生じた際にも、床スラブにひび割れ等の損傷を生じるような影響を与えないものである。
【0028】
請求項5記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、前記内部梁に、扁平梁が用いられることから、住戸ゾーンに梁型のでないフラットな構成となるため、間仕切りの変更が容易になる等、住戸ゾーンのプランニングをより効果的に行うことが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の集合住宅建物の平面を示す図である。
【図2】本発明の集合住宅建物の境界梁の詳細を示す図である。
【図3】本発明の集合住宅建物のレイアウトを示す図である。
【図4】本発明の集合住宅建物の断面を示す図である。
【図5】本発明の境界梁ダンパーのせん断力とせん断変形の関係を示す図である。
【図6】本発明の境界梁ダンパーの階層毎の水平変位を示す図である。
【図7】従来の集合住宅建物の平面を示す図である。
【符号の説明】
1 集合住宅建物
2 外周ラーメン架構
3 外周柱
4 外周梁
5 内部ラーメン架構
6 内部柱
7 内部梁
8 境界梁ダンパー
9 H形鋼
9a 端部部材
10 極軟鋼パネル
10a リブプレート
11 鉄筋コンクリート
12 住戸ゾーン
13 共用ゾーン
14 床スラブ
15 梁
16 集合住宅建物
17 外周柱
18 外周梁
19 外周ラーメン架構
20 内部柱
21 内部梁
22 内部ラーメン架構
23 住戸ゾーン
24 共用ゾーン
Claims (5)
- 平面視でx方向が長辺、y方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造であって、
外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とx方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、
y方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がy方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。 - 請求項1に記載の集合住宅建物の制震構造において、
y方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、x方向から見て1スパンおきに位置する内部柱に設けられることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。 - 請求項1又は2に記載の集合住宅建物の制震構造において、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
- 請求項1から3のいずれかに記載の集合住宅建物の制震構造において、
前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。 - 請求項1から4のいずれかに記載の集合住宅建物の制震構造において、
前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、
前記内部梁に、扁平梁が用いられることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016045686A1 (en) | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Mahmoud Galal Yehia Kamel | Lateral distribution of loads in super high-rise buildings to reduce the effect of wind, earthquakes and explosions as well as increasing the utilized area |
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-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002249147A patent/JP2004084385A/ja active Pending
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