JP2005179981A - Seismic control structure of structure - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、鉄筋コンクリート造の構造物にも低コストかつ簡略な構成で構面内にブレース状の制震ダンパーを設置することのできる構造物の制震構造を提供する。
【解決手段】 鉄筋コンクリート造の構造物1における構面内の開口部7には、ブレース状に設置された該制震ダンパー8が、ハの字を構成するように対をなしてシンメトリーに設置されている。制震ダンパー8が配置されている開口部7を形成する一方の梁3a及び他方の梁3b各々には、両端部がパネルゾーン22に位置する鉄骨梁部材4が内蔵されており、この鉄骨梁部材4に制震ダンパー8を開口部7に取り付けるための第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18が固定されている
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seismic control structure for a structure in which a brace-shaped seismic damper can be installed in a structural surface with a low-cost and simple configuration even for a reinforced concrete structure.
SOLUTION: In the opening 7 in the surface of the reinforced concrete structure 1, the damping damper 8 installed in a brace shape is installed symmetrically in a pair so as to form a square shape. ing. A steel beam member 4 whose both ends are located in the panel zone 22 is built in each of the one beam 3a and the other beam 3b forming the opening 7 where the damping damper 8 is disposed. A first attachment member 16 and a second attachment member 18 for attaching the vibration damping damper 8 to the opening 7 are fixed to the member 4.
Description
本発明は、構造物の制震構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure for a structure.
近年、超高層集合住宅のさらなる高層化が進み50階建て以上の構造物が数多く計画されている。このような高層の構造物には商品性向上のため、柱及び梁などの耐震要素をできるだけ最小化することが求められており、この要求を経済的に満たすためには制震装置を採用することが有効で、特に、50階以上の構造物にとって制震ダンパーは不可欠なものとなっている。 In recent years, the number of high-rise apartments has been further increased, and many structures with 50 stories or more are planned. Such high-rise structures are required to minimize seismic elements such as pillars and beams as much as possible in order to improve their merchantability. In order to satisfy this requirement economically, a vibration control device is adopted. In particular, damping dampers are indispensable for structures over 50 floors.
該制震ダンパーの中でも間柱型のパネルダンパーや耐震壁に取り付ける境界梁ダンパーは、鉄筋コンクリート造の構造物に広く利用されている。しかし、間柱型のパネルダンパーは、地震発生時に構造物に作用する地震力をあまり大きく負担することができず、また、境界梁ダンパーは、これを装着する耐震壁の配置位置が限定されることから構造物の平面計画に大きな制約を与えることとなる場合が多い。 Among the seismic dampers, stud-type panel dampers and boundary beam dampers attached to earthquake-resistant walls are widely used for reinforced concrete structures. However, the stud-type panel damper cannot bear a large amount of seismic force acting on the structure when an earthquake occurs, and the boundary beam damper is limited in the position of the seismic wall on which it is installed Therefore, there are many cases where a large restriction is imposed on the plan of the structure.
このような中、構造物への制約を最小限に抑え、経済的に高い制震性能を付与することのできる制震装置として、構造物を構成する柱と梁からなる構面内の開口部に対してブレース状に配置するアンボンドブレースダンパーや粘弾性ダンパー等の制震ダンパーが提案されている。これらブレース状の制震ダンパーは、鉄骨造の構造物に適用する場合、特許文献1に示すように前記開口部との取り合い部材となるガセットプレートを、前記開口部内の所定の位置に溶接等を用いて固定し、両者を高力ボルト接合することで容易に開口部に取り付けることができる。
しかしながら、鉄筋コンクリート造の構造物に対して上述するアンボンドブレースダンパーや粘弾性ダンパー等のブレース状の制震ダンパーを採用したい場合、構面内の開口部への取り付けが困難であり、例えば、前記開口部を構成する鉄筋コンクリート造の柱及び梁に鉄骨部材を内蔵させて鉄骨鉄筋コンクリート造とし、該鉄骨部材に前記ガセットプレートを固定する方法が採用される場合が多い。このような構成は、コストを増大させるとともに、前記鉄骨部材と柱もしくは梁を構成する鉄筋との納まりを考慮する必要があるため、施工が煩雑になりやすいといった課題を生じていた。 However, when it is desired to employ a brace-like damping damper such as the above-mentioned unbonded brace damper or viscoelastic damper for a reinforced concrete structure, it is difficult to attach to the opening in the construction surface. In many cases, a method is adopted in which a steel member is built in a reinforced concrete column and beam constituting the part to form a steel reinforced concrete structure, and the gusset plate is fixed to the steel member. Such a configuration increases the cost, and it is necessary to consider the accommodation of the steel frame member and the reinforcing bar constituting the column or beam, which causes a problem that the construction tends to be complicated.
上記事情に鑑み、本発明は、鉄筋コンクリート造の構造物にも低コストかつ簡略な構成で構面内の開口部にブレース状の制震ダンパーを設置することのできる構造物の制震構造を提供することを目的としている。 In view of the above circumstances, the present invention provides a seismic control structure for a structure in which a brace-type seismic damper can be installed at an opening in a construction surface with a low-cost and simple configuration even for a reinforced concrete structure. The purpose is to do.
請求項1記載の構造物の制震構造は、鉄筋コンクリート造の柱と梁を備える構造物の制震構造であって、前記柱及び梁より構成される構面の開口部内に、一端が前記開口部を構成する一方の梁の中央部近傍、他端が前記開口部を構成する他方の梁と前記柱との入隅部近傍に位置するようにブレース状に配した制震ダンパーが、対をなしてシンメトリーに設置されており、該制震ダンパーを設置している開口部を構成する前記一方の梁及び他方の梁に、両端部が前記柱との接合部となるパネルゾーン内に達する部材長を有する鉄骨梁部材が内蔵されて、前記一方の梁に内蔵された鉄骨梁部材の中央部近傍に、前記制震ダンパーの一端を前記開口部内に取り付けるための第1の取り付け部材が固定されるとともに、前記他方の梁に内蔵された鉄骨梁部材の前記パネルゾーン内に位置する範囲を含んだ領域に、前記制震ダンパーの他端を前記開口部内に取り付けるための第2の取り付け部材が固定され、該第1の取り付け部材及び第2の取り付け部材に前記制震ダンパーの一端及び他端が締結手段を介して締結されることを特徴としている。
The structure damping structure according to
請求項2記載の構造物の制震構造は、前記鉄骨梁部材の端面及び中間部に、垂直補剛部材が備えられることを特徴としている。
The structure damping structure according to
請求項3記載の構造物の制震構造は、前記鉄骨梁部材の前記パネルゾーン内に位置する範囲に、上下方向に突出するアンカー部材が備えられることを特徴としている。 The structure damping structure according to claim 3 is characterized in that an anchor member protruding in the vertical direction is provided in a range of the steel beam member located in the panel zone.
請求項4記載の構造物の制震構造は、前記制震ダンパーの軸芯延長線が、前記開口部を構成する他方の梁の軸芯と柱の軸芯との交点を通過するよう設置されることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the vibration control structure of the structure, wherein the extension line of the axis of the vibration control damper passes through the intersection of the axis of the other beam and the axis of the column constituting the opening. It is characterized by that.
請求項1に記載の構造物の制震構造によれば、前記構面内においてブレース状の前記制震ダンパーが設置されている開口部を構成する一方の梁及び他方の梁各々に鉄骨梁部材が内蔵されており、該鉄骨梁部材に前記制震ダンパーを前記開口部に取り付けるための第1の取り付け部材及び第2の取り付け部材が固定される。
これにより、ブレース状の制震ダンパーを鉄筋コンクリート造の構造物の構面に設置しても、制震ダンパーを設置する開口部を構成する梁にのみ鉄骨梁部材を内蔵すればよいため、従来の工法で用いられていた柱と梁の両者に鉄骨部材を内蔵する場合と比較して施工性を大幅に向上することが可能となる。
According to the vibration control structure of a structure according to
As a result, even if a brace-shaped damping damper is installed on the surface of a reinforced concrete structure, it is only necessary to incorporate a steel beam member in the beam constituting the opening where the damping damper is installed. Compared with the case where the steel member is built in both the column and the beam used in the construction method, the workability can be greatly improved.
また、前記鉄骨梁部材の両端部は前記柱と梁の接合部となるパネルゾーン内に位置しているため、該両端部に生じる曲げモーメントを、前記パネルゾーン内に位置している鉄骨梁部材のフランジの支圧力により鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリートに伝達することで容易に処理することが可能となる。 In addition, since both ends of the steel beam member are located in the panel zone serving as a joint between the column and the beam, the bending moment generated in the both ends is changed to the steel beam member located in the panel zone. It can be easily processed by transmitting to the concrete constituting the reinforced concrete column by the support pressure of the flange.
さらに、前記第2の取り付け部材が、他方の梁に内蔵される鉄骨梁部材のパネルゾーン内に位置する範囲を含む領域に固定されるから、鉄骨梁部材の梁内に位置する範囲に固定する場合と比較して、前記制震ダンパーの軸芯延長線が、前記柱の軸芯と前記開口部を構成する他方の梁の軸芯との交点近傍を通過することとなるため、該制震ダンパーの軸芯延長線と前記開口部を構成する他方の梁の軸芯との交点であるゲージ位置も、前記開口部を構成する他方の梁の軸芯と柱の軸芯との交点の近傍に位置することとなる。これにより、この交点とゲージ位置との差である偏心量が小さくなり、柱に作用する偏心曲げモーメントを柱の曲げ耐力と比較して無視しても問題がない程度に十分に小さくすることが可能となる。 Furthermore, since the second mounting member is fixed to a region including a range located in the panel zone of the steel beam member built in the other beam, the second mounting member is fixed to a range located in the beam of the steel beam member. Compared to the case, the extension line of the axis of the damping damper passes near the intersection of the axis of the column and the axis of the other beam constituting the opening. The gauge position that is the intersection of the extension line of the damper core and the axis of the other beam that constitutes the opening is also near the intersection of the axis of the other beam that constitutes the opening and the axis of the column. Will be located. As a result, the amount of eccentricity, which is the difference between the intersection and the gauge position, is reduced, and the eccentric bending moment acting on the column can be made sufficiently small so that there is no problem even if ignored compared with the bending strength of the column. It becomes possible.
また、前記開口部内に設置される制震ダンパーは、シンメトリーに対をなすことにより略ハの字型もしくは略Vの字型を構成するから、一方の梁に内蔵された前記鉄骨梁部材と相まってKの字型を構成するため、前記制震ダンパーの反力により前記鉄骨梁部材に軸力が作用するため、該鉄骨梁部材を内蔵した梁に引張り軸力が作用した際にも十分な耐力を確保することが可能となる。
加えて、前記開口部内で対をなして設置されている前記制震ダンパーを上下に隣接する開口部でシンメトリーに配置して、4体の制震ダンパーでx字型を構成させれば、開口部を構成する前記一方の梁及び他方の梁の何れに対しても、作用する軸力が力の釣り合い条件によりほぼ無くなる。
Further, since the vibration damping damper installed in the opening portion is formed in a substantially C shape or a substantially V shape by making a pair in symmetry, it is coupled with the steel beam member incorporated in one beam. Since an axial force acts on the steel beam member due to the reaction force of the damping damper because of the K-shaped configuration, sufficient proof stress can be obtained even when a tensile axial force acts on the beam incorporating the steel beam member. Can be secured.
In addition, if the damping dampers installed in pairs in the opening are arranged symmetrically in the upper and lower adjacent openings, and an x-shape is configured with four damping dampers, the opening The axial force acting on either the one beam or the other beam constituting the portion is almost eliminated due to the force balance condition.
このため、前記開口部内の制震ダンパーをシンメトリーに対をなして配置することにより、前記梁の主筋を小径にする、主筋の本数が減少させる、あるいは梁断面を小さくする等、前記梁の構造規模を小さくすることができ、大幅なコストダウンを図ることが可能となる。 For this reason, by arranging the damping dampers in the openings in pairs symmetrically, the main structure of the beam is reduced, the number of main bars is reduced, or the cross section of the beam is reduced. The scale can be reduced and the cost can be greatly reduced.
このように、鉄筋コンクリート造の構造物に対して容易に減衰力の大きいブレース状の制震ダンパーを経済的に組むことができ、高い耐震性を確保しつつ、住戸内の梁成を小さくする構成や無梁にする構成も可能となり、居住性に優れた集合住宅を経済的に提供することが可能となる。 In this way, a brace-type damping damper with a large damping force can be easily assembled economically for a reinforced concrete structure, ensuring high earthquake resistance and reducing the beam formation in the dwelling unit In addition, it is possible to provide a multi-unit housing with excellent habitability.
請求項2に記載の構造物の制震構造によれば、前記鉄骨梁部材の端面及び中間部に、垂直補剛部材が備えられるから、前記制震ダンパーより軸芯方向の力を作用された場合においてもその水平方向分力は、前記垂直補剛部材を介して鉄筋コンクリート造の柱及び梁を構成するコンクリート及び鉄筋にスムーズに伝達できるため、簡略な構成でかつ低コストに前記制震ダンパーより作用される制震ダンパー軸芯方向の水平方向分力を処理することが可能となる。
According to the structure damping structure according to
請求項3記載の構造物の制震構造によれば、前記鉄骨梁部材の前記パネルゾーン内に位置する範囲に、上下方向に突出するアンカー部材が備えられることから、前記制震ダンパーより軸芯方向の力を作用された場合においてもその鉛直方向分力は、前記パネルゾーン内に位置している鉄骨梁部材のフランジの支圧力に加えて、前記アンカー部材を介して鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリートにスムーズに伝達できるため、請求項2と同様、簡略な構成でかつ低コストに前記制震ダンパーより作用される制震ダンパー軸芯方向の鉛直方向分力を処理することが可能となる。 According to the vibration control structure of a structure according to claim 3, since an anchor member protruding in the vertical direction is provided in a range located in the panel zone of the steel beam member, the shaft core is provided by the vibration control damper. Even when a direction force is applied, the vertical component force constitutes a reinforced concrete column via the anchor member in addition to the support pressure of the flange of the steel beam member located in the panel zone. Therefore, the vertical component force in the axial direction of the damping damper acting on the damping damper can be processed with a simple configuration and at a low cost. .
請求項4記載の構造物の制震構造によれば、前記制震ダンパーの軸芯延長線が、前記開口部を構成する他方の梁の軸芯と柱の軸芯との交点を通過するよう設置されるから、該制震ダンパーの軸芯延長線と前記開口部を構成する他方の梁の軸芯との交点であるゲージ位置と、前記開口部を構成する他方の梁の軸芯と柱の軸芯との交点が合致するため、柱に作用する偏心曲げモーメントを柱の曲げ耐力と比較して無視できる程度に十分に小さくすることが可能となる。
According to the vibration control structure of a structure according to
本発明の構造物の耐震構造を図1から図5に示す。本発明は、鉄筋コンクリート造の構造物にブレース状の制震ダンパーを設置するにあたり、該制震ダンパーが設置される開口部を構成する梁に鉄骨梁部材を内蔵して、該鉄骨梁部材に前記制震ダンパーを開口部に設置するための第1の取り付け部材及び第2の取り付け部材を固定することで、鉄筋コンクリート造の構造物へのブレース状の制震ダンパーの適用を容易にするものである。 The seismic structure of the structure of the present invention is shown in FIGS. The present invention provides a steel beam member incorporated in a beam constituting an opening in which the vibration damper is installed in installing a brace-like vibration damper in a reinforced concrete structure. By fixing the first mounting member and the second mounting member for installing the damping damper in the opening, the application of the brace-like damping damper to the reinforced concrete structure is facilitated. .
(第1の実施の形態)
図1に示すように、構造物1は、所定の離間間隔をもって配置される複数の柱2と、隣り合う柱2に架け渡され、また上下方向に所定の離間間隔をもって配置される複数の梁3を備えてなりラーメン架構を構成している。これら構造物1の構面内、つまり複数の柱2とこれに架け渡される複数の梁3により構成されるある平面骨組みの開口部7には、制震ダンパー8が設置されて、前記構造物1は制震構造を構成している。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
なお、第1の実施の形態では、前記制震ダンパー8が以下のように設置されている構成を例に挙げて詳述する。
つまり、前記開口部7内にブレース状に設置された該制震ダンパー8は、一端が前記開口部7を構成し上方側に位置する一方の梁3aの中央部近傍、他端が前記開口部を構成し下方側に位置する他方の梁3bと前記柱2との入隅部近傍に位置するように配されて、ハの字を構成するように対をなしてシンメトリーに設置されている。
The first embodiment will be described in detail by taking as an example a configuration in which the
That is, the
図1に示すように、前記構造物1は鉄筋コンクリート造により構成されているが、前記制震ダンパー8が配置されている開口部7を形成する前記一方の梁3a及び他方の梁3b各々には、鉄骨梁部材4が内蔵されて鉄骨鉄筋コンクリート造に構成されている。該鉄骨梁部材4は、図2(a)に示すように、前記梁3を構成するあばら筋24の内方に配置されて軸芯方向に延在している。該鉄骨梁部材4の両端部は、図1に示すように、前記柱2と梁3の接合部となるパネルゾーン26に位置しており、これらパネルゾーン26内に位置する範囲の上フランジ及び下フランジには、複数のアンカー部材5が鉛直方向に向けて突出するように備えられている。
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態では、図1に示すように、該アンカー部材5を前記鉄骨梁部材4の部材高さと比較して十分長い部材長さを有するねじ節鉄筋5aと、該ねじ節鉄筋5の両端部に固定される拡径部材5bとにより構成しており、前記鉄骨梁部材4の上下フランジ各々の鉛直方向で同軸となる位置に貫通孔を設けて前記ねじ節鉄筋5aを挿通し、ナット等を用いて上下フランジに固定することで該ねじ節鉄筋5aを鉛直状に立設し、さらに両端部に拡径部材5bを固着したものである。なお、前記アンカー部材5は、必ずしも上述する構成によるものではなく、一端に頭部が形成されている頭部付き鉄筋の他端を前記鉄骨梁部材4の上下フランジ各々に固定する構成やプレートナット工法によるもの等、コンクリートとの定着力が高い構成を有する部材であれば、何れを用いてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
このように前記鉄骨梁部材4のパネルゾーン26内に位置する範囲の両端部の上フランジ及び下フランジにアンカー部材5を備える構成は、前記制震ダンパー8より軸芯方向の力を作用された場合の鉛直方向分力を、前記柱2内に位置している鉄骨梁部材4のフランジの支圧力に加えて、前記アンカー部材5を介して鉄筋コンクリート造の柱を構成するコンクリートにスムーズに伝達することを考慮したものである。
As described above, the structure in which the
また、該鉄骨梁部材4には、両端面及び中間部に鋼板よりなる垂直補剛部材6が備えられている。前記鉄骨梁部材4の両端面に備えられている垂直補剛部材6は、前記鉄骨梁部材4の断面より大きい面積を有しており、鉄骨梁部材4の両端面に面どうしで接合されている。このとき、前記垂直補剛部材6はその上端縁を前記鉄骨梁部材4の上フランジより上方に突出させるように接合されている。
Further, the
一方、前記鉄骨梁部材4の中間部に備えられている垂直補剛部材6は、前記鉄骨梁部材4のウェブと略等しい高さを有しており、ウェブと面どうしを直交させて配置され、鉄骨梁部材4の上下フランジ及びウェブに上下端面及び一方の側端面が当接するように配置されて固着手段を介して固着されている。このとき、該垂直補剛部材6は、鉄骨梁部材4のウェブの表裏面各々に配置されており、鉄骨梁部材4の長さ方向に所定の離間間隔をもって複数配置されている。
On the other hand, the
このように前記鉄骨梁部材4の両端面及び中間部に垂直補剛部材6が備える構成は、前記制震ダンパー8より軸芯方向の力を作用された場合の水平方向分力を、前記垂直補剛部材6を介して鉄筋コンクリート造の柱2及び梁3を構成するコンクリート及び鉄筋にスムーズに伝達することを考慮したものである。
As described above, the
これら前記開口部7を構成する梁3に内蔵された鉄骨梁部材4には、前記制震ダンパー8の一端及び他端を高力ボルト等の締結手段20を介して締結するための第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18が、前記開口部7内に突出するように備えられている。
第2の取り付け部材18は、図3に示すように、一端側近傍に複数のボルト孔が形成されたいわゆるガセットプレートであり、前記構面と同一平面を形成し一端側が開口部7の入隅部近傍、つまり前記柱2と前記開口部7を構成する他方の梁3bとの入隅部近傍から前記開口部7内に突出するように配置されており、他端側を前記鉄骨梁部材4の開口部7側に位置するフランジに溶接等の固着手段を介して固着されている。
The
As shown in FIG. 3, the second mounting
これら前記鉄骨梁部材4の開口部7側に位置するフランジに固着手段を介して固着されている前記第2の取り付け部材18の他端側は、一部を前記柱2内に埋設されるように、前記鉄骨梁部材4のパネルゾーン26内に位置する範囲を含む領域に固着されている。
なお、前述したように鉄骨梁部材4の端部に第2の取り付け部材18を介して制震ダンパー8の軸方向力が作用し曲げモーメントが発生した場合にも、鉄骨梁部材4の前記アンカー部材5、及び上下フランジとパネルゾーン26のコンクリートとの支圧力で、これらは処理できることを考慮したものである。
A part of the other end side of the second mounting
As described above, the anchor of the
また、該第2の取り付け部材18の表裏面には、斜めリブプレート19が備えられている。該斜めリブプレート19は、第2の取り付け部材18と面どうしを直交し、また、前記梁3の軸芯Ovと柱2の軸芯Ohとの交点、及び前記一方の梁3aの軸線Ov上におけるラーメン架構のスパン中央点とを連結した線上に延在するよう配置されて固着手段を介して固着されている。
なお、該斜めリブプレート19も前記第2の取り付け部材18と同様、複数の孔が形成されたいわゆるガセットプレートであり、このような構成の第2の取り付け部材18は、前記開口部7を構成する2体の柱2各々にシンメトリーに配置されて対をなして配置されている。
In addition,
The
なお、前記構面と同一平面を形成するように配置される第2の取り付け部材18は、他端側を前記柱2に埋設するように固定すると、図1に示すように、柱2を構成する帯筋2aと干渉することとなる。そこで、本実施の形態では、前記柱2において第2の取り付け部材18が位置する部位の帯筋2aに、一般的な鉄筋に代えてフラットバー23を用いている。
When the second mounting
該フラットバー23は、図2(b)の前記柱2のパネルゾーン26の断面図に示すように、帯筋2aと同様のロの字型の断面形状を有するように折り曲げ加工されているものの、開口部7側の一辺の中央部に切断部を有しており、前記柱2を構成する複数の主筋2bを囲っている。このとき、該第2の取り付け部材18を前記フラットバー23の切断部に挟むように配置し、両者を溶接等の固着手段を介して固着することで、前記フラットバー23は複数の主筋2bを囲う閉合領域を形成し、前記帯筋2aと同様の機能を持つこととなる。
なお、第2の取り付け部材18と柱2の帯筋2aとの抵触部の構成は必ずしもこれにこだわるものではなく、例えば、前記第2の取り付け部材18に貫通孔を設け該貫通孔に前記帯筋2aを挿通させて、フラットバー23を用いない構成としても良い。
As shown in the cross-sectional view of the panel zone 26 of the
Note that the configuration of the contact portion between the
一方、図1に示すように、前記開口部7を構成する一方の梁3aには、前記制震ダンパー8の一端を高力ボルト等の締結手段20を介して締結するための第1の取り付け部材16が、前記開口部7内に突出するように備えられている。
第1の取り付け部材16は、上端面に水平端面16aを有する略逆さV字状に成形されているとともにその突出した2片の先端部近傍各々に複数のボルト孔が備えられ、2片各々がガセットプレートとして機能する構成を有している。これらは、前記構面と同一平面を形成し複数のボルト孔を有する2片が、前記開口部7内に突出するように配置されて、前記鉄骨梁部材4の開口部7側に位置するフランジの中央部近傍に、前記水平端面16aを溶接等の固着手段を介して固着されている。このとき、前記第1の取り付け部材16の2片の先端部は、前記他方の梁3bと柱2の入隅部に向けて突出している。
On the other hand, as shown in FIG. 1, a first attachment for fastening one end of the
The first mounting
また、前記第1の取り付け部材16の表裏面各々には、図3(b)に示すように、前記一方の梁3aに埋設した際に、該一方の梁3aの開口部7側の下面と略同一水平面を形成するように位置する水平スチフナー17が備えられている。先にも述べたように前記第1の取り付け部材16は、構面と同一水平面を形成するように設置されていることから、前記水平スチフナー17は第1の取り付け部材16と面どうしで直交するように当接されて溶接等の固着手段を介して固着されるものである。
Further, as shown in FIG. 3 (b), when the first mounting
さらに、該第1の取り付け部材16の表裏面には、斜めリブプレート19が溶接等の固着手段により固着されている。該斜めリブプレート19は、第2の取り付け部材18と同様な構成を有して第1の取り付け部材16の2片の突出部各々に備えられている。これら斜めリブプレート19は、第1の取り付け部材16と面どうしを直交し、また、図1に示すように、前記他方の梁3bの軸芯OVと前記柱2の軸芯Ohとの交点及び前記一方の梁3aの軸芯OV上におけるラーメン架構のスパン中心点とを連結した線上に延在するよう配置されて固着手段を介して固着されている。
Further,
また、前記構面と同一平面を形成するように配置される第1の取り付け部材16は、上部を前記一方の梁3aに埋設するように固定すると一方の梁3aを構成するあばら筋24と干渉することとなる。そこで、本実施の形態では図1に示すように、前記一方の梁3aにおいて第1の取り付け部材16が位置する部位のあばら筋24に、一般的な鉄筋に代えてフラットバー23を用いている。
Further, the first mounting
該フラットバー23は、図2(c)の前記一方の梁3aの中央部近傍の断面図に示すように、あばら筋24と同様のロの字型の断面形状を有するように折り曲げ加工されているものの、下半中央部に切断部を有しており、前記一方の梁3aを構成する複数の主筋25を囲っている。このとき、該第1の取り付け部材16を前記フラットバー23の切断部に挟むように配置し、両者を溶接等の固着手段を介して固着することで、前記フラットバー23は複数の主筋25を囲う閉合領域を形成し、あばら筋24と同様の機能を持つこととなる。
なお、第1の取り付け部材16と一方の梁3aのあばら筋24との抵触部の構成は必ずしもこれにこだわるものではなく、例えば、前記第1の取り付け部材16に貫通孔を設け該貫通孔に前記あばら筋24を挿通させて、フラットバー23を用いない構成としても良い。
The
The configuration of the contact portion between the first mounting
一方、このような構面の開口部7に形成された第2の取り付け部材18及び第1の取り付け部材16に設置されている前記制震ダンパー8は、図5に示すように、芯材9と、該芯材9の一端9ba及び他端9bbを除く中間部を覆うように設けられた筒状の補剛体10とを備えた構成となっている。
前記芯材9は、図4(a)の制震ダンパー8の平面図に示すように、降伏応力度が通常の鉄骨と比較して低い低降伏点鋼よりなる板材で、中間部9aが一端9ba及び他端9bbと比較して幅が狭まった形状に成形され、また、一端9ba及び他端9bbには、軸芯方向に延在する芯材リブプレート14が芯材9と面どうしを直交させるように配されて溶接等の固着手段により固着されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the damping
As shown in the plan view of the damping
前記補剛体10は、図4(b)の制震ダンパー8の断面図に示すように、二つの溝形鋼11のウェブを所定の離間間隔をもって向かい合わせ、フランジ11a同士をカバープレート(鋼板)12及びツヅリボルト13を介して接合することにより構成されたものであり、内部に断面視矩形状の閉鎖空間10aが形成されている。
ここで、前記溝形鋼11及びツヅリボルト13は、芯材9と比較して降伏応力度の大きい鋼材により形成されおり、また、二つの溝形鋼11には、軸芯方向と直交する方向に延在し2つのフランジ11aに面を直交させつつ両者を連結するようにリブプレート11bが、少なくとも中央およびその両側に溶接等の固着手段を介して固着されている。なお、隣り合うリブプレート11bの間には、両者を連結するように軸方向に延在するリブプレート11cが前記フランジ11aと面どうしを平行に配されて、固着手段を介して固着されている。
As shown in the cross-sectional view of the
Here, the
このような構成の前記補剛体10に形成されている閉鎖空間10aに、前記芯材9の中央部9aが挿通され、また、補剛体10と芯材9の中央部9aとの間には、ゴムパッキン(押圧材)15が、芯材9の表裏面に接するように配置されて、前記制震ダンパー8が形成されることとなる。
ここで、前記ゴムパッキン15は、補剛体10の長さ寸法と略同一の長さ寸法を有するよう成形されており、前記芯材9は、このゴムパッキン15を介して補剛体10側から均等に押圧されるものである。
The
Here, the rubber packing 15 is formed so as to have a length dimension substantially the same as the length dimension of the stiffening
上述する制震ダンパー8は先にも述べたように、一端つまり芯材9の一端9baを前記梁3の中央部近傍に備えられている第2の取り付け部材16、他端つまり芯材9の他端9bbを前記柱2と梁3の入隅部近傍に備えられている第1の取り付け部材18に高力ボルト等の締結手段20を介して締結されている。
具体的には、図1に示すように、前記制震ダンパー8の芯材9が前記第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18と同一水平面上に位置するよう制震ダンパー8を配置した上で、前記芯材9の一端9baと第2の取り付け部材16、及び他端9bbと第2の取り付け部材18の各々に跨るようにスプライスプレート21が配置されて、これらを前記締結手段20を介して締結する。
As described above, the damping
Specifically, as shown in FIG. 1, the damping
これにより、前記制震ダンパー8を構成する芯材9の一端9ba及び他端9bb各々に備えられている前記芯材リブプレート14と、第2の取り付け部材18及び第1の取り付け部材16各々に備えられている斜めリブプレート19は、隣接して同一平面を形成するように位置することとなるため、両者に跨るように前記スプライスプレート21配置し、これらを前記締結手段20を介して締結する。
As a result, the
なお、これら制震ダンパー8は、必ずしも上述する構成にこだわるものではなく、制震性能を備えた構造物に一般に備えられているアンボンドブレースダンパーや一般的な構成の粘弾性ダンパー等、構造物1の構面の開口部7内に配置されて地震時の振動応答を低減できる制震部材であれば何れを用いても良い。
These seismic damping
上述する構成の鉄筋コンクリート造の構造物の制震構造は、前記第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18の斜めリブプレート19を前記他方の梁3bの軸芯OVと前記柱2の軸芯Ohとの交点及び前記一方の梁3aの軸芯OV上におけるラーメン架構のスパン中心点とを連結した線上に延在するよう配置し、これと前記制震ダンパー8の芯材9の一端9ba及び他端9bbに備えられている芯材リブプレート14を締結手段20を介して締結するから、制震ダンパー8の軸芯延長線も前記他方の梁3bの軸芯OVと前記柱2の軸芯Ohとの交点及び前記一方の梁3aの軸芯OV上におけるラーメン架構のスパン中心点とを連結した線上に延在することとなる。
Seismic structure of the structure of reinforced concrete structures to be above the
このような構成は、制震ダンパー8の軸芯延長線と前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯との交点であるゲージ位置を、前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯と柱2の軸芯との交点に位置させて、柱2に作用する偏心曲げモーメントを柱2の曲げ耐力と比較して無視しても問題がない程度に十分に小さくすることを考慮したものである。
In such a configuration, the gauge position that is the intersection of the axis extension of the damping
なお、必ずしもゲージ位置を、前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯と柱2の軸芯との交点に位置させなくとも、前述したように、前記第2の取り付け部材18を鉄骨梁部材22のパネルゾーン内に位置する範囲を含む領域に固定するから、前記制震ダンパー8の軸芯延長線は、前記柱2の軸芯と前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯との交点近傍を通過することとなる。このため、前記第2の取り付け部材18を鉄骨梁部材22の梁3内に位置する範囲に固定する場合と比較して、柱2に作用する偏心曲げモーメントを小さくすることができるものである。
Even if the gauge position is not necessarily located at the intersection of the axis of the
また、本実施の形態では、鉄筋コンクリート造の構造物1の制震構造に、対をなす制震ダンパー8がハの字を形成するように設置されている場合を例にとり詳述したが、必ずしもこれにこだわるものではなく、前記開口部を構成する一方の梁3aを下方側、他方の梁3bを上方側に配置して、対をなす制震ダンパー8がV字型を形成するように設置しても良い。
Further, in the present embodiment, the case is described in detail, taking as an example the case where the damping
さらに、対をなす制震ダンパー8は、必ずしも上下に連続する開口部7各々で同一形状に配置されている必要はなく、例えば、図5に示すように、前記開口部7の上方で隣り合う開口部7’に設置されている対をなす制震ダンパー8を、前記開口部7に設置された対をなす制震ダンパー8に対してシンメトリーに設置してもよい。これにより、制震ダンパー8は、上下に隣接する開口部7、7’に設置されている4体の制震ダンパー8全体でXの字を構成することとなる。
Further, the pair of damping
上述する構成によれば、構造物1の制震構造は、前記構面内においてブレース状の前記制震ダンパー8が設置されている開口部7を構成する一方の梁3a及び他方の梁3b各々に鉄骨梁部材4が内蔵されており、該鉄骨梁部材4に前記制震ダンパー8を前記開口部7に取り付けるための第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18が固定されている。
これにより、ブレース状の制震ダンパー8を鉄筋コンクリート造の構造物1の構面に設置しても、制震ダンパー8を設置する開口部7を構成する梁3にのみ鉄骨梁部材4を内蔵すればよいため、従来の工法で用いられていた柱2と梁3の両者に鉄骨部材を内蔵する場合と比較して施工性を大幅に向上することが可能となる。
According to the above-described configuration, the vibration control structure of the
Thus, even if the brace-shaped damping
また、前記鉄骨梁部材4の両端部は前記パネルゾーン26内に位置しているため、該両端部に生じる曲げモーメントを、前記パネルゾーン26内に位置している鉄骨梁部材4のフランジの支圧力により鉄筋コンクリート造の柱2を構成するコンクリートに伝達することで容易に処理することが可能となる。
Further, since both end portions of the
さらに、前記第2の取り付け部材18が、他方の梁3bに内蔵される鉄骨梁部材4のパネルゾーン26内に位置する範囲を含む領域に固定されるから、鉄骨梁部材4の梁3内に位置する範囲に固定する場合と比較して、前記制震ダンパー8の軸芯延長線が、前記柱2の軸芯と前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯との交点近傍を通過することとなる。このため、該制震ダンパー8の軸芯延長線と前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯との交点であるゲージ位置も、前記開口部7を構成する他方の梁3bの軸芯と柱2の軸芯との交点の近傍に位置することとなる。これにより、この交点とゲージ位置との差である偏心量が小さくなり、柱2に作用する偏心曲げモーメントを柱2の曲げ耐力と比較して無視しても問題がない程度に十分に小さくすることが可能となる。
Furthermore, since the second mounting
また、前記開口部7内に設置される制震ダンパー8は、シンメトリーに対をなすことにより略ハの字型もしくは略Vの字型を構成するから、一方の梁3aに内蔵された前記鉄骨梁部材4と相まってKの字型を構成する。これにより、前記制震ダンパー8の反力により前記鉄骨梁部材4に軸力が作用するため、該鉄骨梁部材4を内蔵した梁に引張り軸力が作用した際にも十分な耐力を確保することが可能となる。
加えて、前記開口部7内で対をなして設置されている前記制震ダンパー8を上下に隣接する開口部7でシンメトリーに配置して、4体の制震ダンパー8でx字型を構成させれば、開口部7を構成する前記一方の梁3a及び他方の梁3bの何れに対しても、作用する軸力が力の釣り合い条件によりほぼ無くなる。
Further, since the damping
In addition, the damping
このため、前記開口部7内の制震ダンパー8をシンメトリーに対をなして配置することにより、前記梁3の主筋25を小径にする、主筋25の本数が減少させる、あるいは梁断面を小さくする等、前記梁3の構造規模を小さくすることができ、大幅なコストダウンを図ることが可能となる。
For this reason, by arranging the damping
このように、鉄筋コンクリート造の構造物1に対して容易に減衰力の大きいブレース状の制震ダンパー8を経済的に組むことができ、高い耐震性を確保しつつ、住戸内の梁成を小さくする構成や無梁にする構成も可能となり、居住性に優れた集合住宅を経済的に提供することが可能となる。
In this way, the brace-
また、前記鉄骨梁部材4の端部及び中間部に、垂直補剛部材6が備えられるから、前記制震ダンパー8より軸芯方向の力を作用された場合においてもその水平方向分力は、前記垂直補剛部材6を介して鉄筋コンクリート造の柱2及び梁3を構成するコンクリート及び鉄筋にスムーズに伝達できるため、簡略な構成でかつ低コストに前記制震ダンパー8より作用される制震ダンパー軸芯方向の水平方向分力を処理することが可能となる。
In addition, since the
さらに、前記鉄骨梁部材4の前記柱2内に位置する範囲に、上下方向に突出するアンカー部材5が備えられることから、前記制震ダンパー8より軸芯方向の力を作用された場合においてもその鉛直方向分力は、前記柱2内に位置している鉄骨梁部材4のフランジの支圧力に加えて、前記アンカー部材5を介して鉄筋コンクリート造の柱2を構成するコンクリートにスムーズに伝達できるため、簡略な構成でかつ低コストに前記制震ダンパー8より作用される制震ダンパー軸芯方向の鉛直方向分力を処理することが可能となる。
Furthermore, since the
制震ダンパー8は、芯材9が降伏した後に所定の耐力に達すると負担力が頭打ちとなるから、前記第1の取り付け部材16や第2の取り付け部材18は、頭打ちされたときの荷重に耐え得るもので足りるため、経済的な部材を使用することでコストの軽減を図ることが可能となる。
Since the damping force of the damping
第1の取り付け部材16および第2の取り付け部材18には斜めリブプレート19が各々設けられ、また、前記制震ダンパー8を構成する芯材9の両端部9ba、9bbにも芯材リブプレート14が各々設けられているから、第1の取り付け部材16、第2の取り付け部材18及び芯材9の面外座屈をそれぞれ防止することが可能となる。
また、第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18と芯材9との接合は、十字接合となるから、斜めリブプレート19及び芯材リブプレート14は接合機能および補剛機能の両方の機能を果たすこととなり、それぞれ別個に設ける場合に比べ部材の数量を低減することが可能となる。
The first mounting
Moreover, since the joining of the
前記第1の取り付け部材16及び第2の取り付け部材18をあらかじめ工場にて鉄骨梁部材4に固着しプレキャスト部材とすることにより、現場での溶接等の加工作業を大幅に削減することができるから、特別な技能を有する者(溶接作業員等)でなくても通常の作業員で施工することが可能になるとともに、工期短縮および施工精度の向上を図ることが可能となる。
Since the first mounting
前記制震ダンパー8は第1の取り付け部材16および第2の取り付け部材18に高力ボルト等の締結手段を介して締結されるため、制震ダンパー8の長さ誤差に対して容易に対応することが可能となる。
Since the
1 構造物
2 柱
3 梁
4 鉄骨梁部材
5 アンカー部材
6 垂直補剛部材
7 開口部
8 制震ダンパー
9 芯材
10 補剛体
11 溝形鋼
12 カバープレート
13 ツヅリボルト
14 芯材リブプレート
15 ゴムパッキン
16 第1の取り付け部材
17 水平スチフナー
18 第2の取り付け部材
19 斜めリブプレート
20 締結手段
21 スプライスプレート
22 パネルゾーン
23 フラットバー
24 あばら筋
25 主筋
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記柱及び梁より構成される構面の開口部内に、一端が前記開口部を構成する一方の梁の中央部近傍、他端が前記開口部を構成する他方の梁と前記柱との入隅部近傍に位置するようにブレース状に配した制震ダンパーが、対をなしてシンメトリーに設置されており、
該制震ダンパーを設置している開口部を構成する前記一方の梁及び他方の梁に、両端部が前記柱との接合部となるパネルゾーン内に達する部材長を有する鉄骨梁部材が内蔵されて、
前記一方の梁に内蔵された鉄骨梁部材の中央部近傍に、前記制震ダンパーの一端を前記開口部内に取り付けるための第1の取り付け部材が固定されるとともに、
前記他方の梁に内蔵された鉄骨梁部材の前記パネルゾーン内に位置する範囲を含んだ領域に、前記制震ダンパーの他端を前記開口部内に取り付けるための第2の取り付け部材が固定され、
該第1の取り付け部材及び第2の取り付け部材に前記制震ダンパーの一端及び他端が締結手段を介して締結されることを特徴とする構造物の制震構造。 A seismic control structure of a structure with reinforced concrete columns and beams,
In the opening portion of the surface composed of the column and the beam, one end is near the center of one beam constituting the opening portion, and the other end is an entrance corner of the other beam and the column constituting the opening portion. Damping dampers arranged in braces so as to be located in the vicinity of the part are installed symmetrically in pairs.
The one beam and the other beam constituting the opening in which the vibration damper is installed include a steel beam member having a member length that reaches both ends of the panel zone that is a joint with the column. And
A first attachment member for attaching one end of the vibration damper to the inside of the opening is fixed near the central portion of the steel beam member built in the one beam,
A second attachment member for attaching the other end of the vibration damper to the opening is fixed to a region including a range located in the panel zone of the steel beam member built in the other beam,
A damping structure for a structure, wherein one end and the other end of the damping damper are fastened to the first mounting member and the second mounting member via fastening means.
前記鉄骨梁部材の端面及び中間部に、垂直補剛部材が備えられることを特徴とする構造物の制震構造。 In the vibration control structure of the structure according to claim 1,
A structure damping structure, wherein a vertical stiffening member is provided on an end face and an intermediate portion of the steel beam member.
前記鉄骨梁部材の前記柱パネルゾーン内に位置する範囲に、上下方向に突出するアンカー部材が備えられることを特徴とする構造物の制震構造。 In the vibration control structure of the structure according to claim 1 or 2,
A structure damping structure, wherein an anchor member protruding in a vertical direction is provided in a range of the steel beam member located in the column panel zone.
前記制震ダンパーの軸芯延長線が、前記開口部を構成する他方の梁の軸芯と柱の軸芯との交点を通過するよう設置されることを特徴とする構造物の制震構造。
In the vibration control structure of the structure according to any one of claims 1 to 3,
A damping structure for a structure, wherein an extension line of an axis of the damping damper is installed so as to pass through an intersection of an axis of the other beam and an axis of a column constituting the opening.
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