JP2007277911A

JP2007277911A - 制震柱の構造

Info

Publication number: JP2007277911A
Application number: JP2006105130A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hamada; 聡濱田; Nobuyuki Izumi; 信之和泉
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】本発明は、制震柱の構造に関し、装置全体をコンパクトにして設置数を低減すると共に、剛性及びエネルギー吸収能力を高めることが課題である。
【解決手段】建物の制震柱として柱２２間において梁２３側の上部間柱２０ａと床２４側の下部間柱２０ｂとを低降伏点鋼のパネル２１で連結してなるものであり、鉄筋コンクリート造である前記上部間柱２０ａと下部間柱２０ｂとを高強度コンクリート及び高強度鉄筋を使用して構築すると共に、前記低降伏点鋼のパネル２１と前記両間柱における端面部２０ｃとの間に介在する接合プレート２の接合部分に上下方向に沿ってそれぞれの間柱内部に立設される接合強度増大用のＵ字型鉄筋３を固着して設けた制震柱１の構造とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、建物の柱間に設けられ、地震等の揺れを低減させる制震柱の構造に関するものである。

従来、制震柱は、図７に示すように、建物の柱２２，２２間において、梁２３と床２４との間において設けられる間柱２０ａ、２０ｂが、例えば低降伏点鋼で矩形平板状のパネル２１で連結されて構成されているものが知られている（特許文献１参照）。

このような制震柱（若しくは制震間柱と称される）２５により、前記パネル２１の変形によって地震等におけるエネルギーを吸収して、地震時の揺れを軽減し、建物の骨組の損傷を抑制するものである。
特開２００４−１５０１８８号公報

しかし、従来の制震柱の構造では、例えば、集合住宅等に設置する場合には共用部分などに設置することが多いので、建築計画上からコンパクトな大きさが要求される。それにより、制震柱全体の大きさが制約されて、地震時におけるエネルギー吸収能力（以下、減衰力と称する）には、図６の破線で示す特性曲線のように限界がある。一方、建物全体における減衰力を向上させようとすると、制震柱の設置台数を増やす必要があり、建築計画上の条件や、設置コストの制約もあり、前記減衰力の増大を図るにも限界がある。本発明に係る制震柱の構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る制震柱の構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、建物の制震柱として柱間において梁側の上部間柱と床側の下部間柱とを低降伏点鋼のパネルで連結してなるものであり、鉄筋コンクリート造である前記上部間柱と下部間柱とを高強度コンクリート及び高強度鉄筋を使用して構築すると共に、前記低降伏点鋼のパネルと前記両間柱における端面部との間に介在する接合プレートの接合部分に上下方向に沿ってそれぞれの間柱内部に立設される接合強度増大用のＵ字型鉄筋を固着して設けたことである。
また、前記高強度コンクリートには、鋼繊維が混入されていることを含むものである。

本発明の制震柱の構造によれば、鉄筋コンクリート造の間柱の強度及び剛性が、高強度コンクリートと高強度鉄筋とにより増大すると共に、前記低降伏点鋼のパネルと間柱の接合部においてＵ字型鉄筋を固着したので取付け強度が増大し、低降伏点鋼のパネルの板厚を大きくすることが可能となってエネルギー吸収能力が向上する。これによって、建物の揺れが抑制される。
更に、高強度コンクリート中に鋼繊維を混入させることで、間柱の強度が増大してそのひび割れが抑制され、前記パネルに効率よく水平力が伝達されてエネルギーが減衰され、地震時において建物における骨組の変形を抑制する。
このような減衰力の大きいコンパクトな制震柱とすることで、例えば、超高層ＲＣ造の住宅等に適用した場合に、従来よりも設置コストを約２〜３割縮減できると共に、集合住宅の共用部分に採用することができてスペースの有効利用が図られ、耐震性と耐久性に優れた超寿命の建物となる。

本発明に係る制震柱の構造は、図１乃至図２に示すように、例えば、超高層集合住宅等の建物におけるものであり、制震柱１として柱２２，２２間（図７参照）において、梁２３側の上部間柱２０ａと床２４側の下部間柱２０ｂとを、低降伏点鋼のパネル２１で連結してなるものであり、鉄筋コンクリート造である前記上部間柱２０ａと下部間柱２０ｂとを高強度コンクリート及び高強度鉄筋を使用して構築している。

更に、前記低降伏点鋼のパネル２１と前記両間柱２０ａ，２０ｂにおける端面部２０ｃとの間に介在する接合プレート２の接合部分に、上下方向に沿ってそれぞれの間柱２０ａ，２０ｂ内部に立設される接合強度増大用のＵ字型鉄筋３を、溶接にて固着して設けてある。なお、Ｕ字型鉄筋の定着性能を向上させるために、鉄筋の先端にフック又は定着金物を設けることもある。

前記パネル２１は、図３に示すように、鋼製の外フランジ２１ａ（大きさ：１９−３００×４００ｍｍ）と、内フランジ２１ｂ（大きさ：１２−２００×４００ｍｍ）と、ウエブとなる剪断板の低降伏点鋼２１ｃとで構成されている。この低降伏点鋼２１ｃの板厚は、従来よりも厚くされている。その板厚は例えば１２ｍｍであり、大きさが４００×４００ｍｍである。前記パネル２１の板厚は２８ｍｍである。前記Ｕ字型鉄筋３は、呼び径がＤ１６である。

前記接合プレート２には、図１乃至図２と図４に示すように、接合補強用でφ１３ｍｍの頭付スタッド４が１４本立設されている。また、当該接合プレート２には、間柱２０ａ，２０ｂの主筋を挿通させる切り通しの孔５，６が、１２箇所と２箇所とに設けられている。

前記間柱３０ａ，２０ｂにおける主筋としての高強度鉄筋７(ＳＤ４９０）と、帯筋としての高強せん断補強筋８は、図７に示すように配筋されている。これらに高強度鉄筋を使用して、間柱２０ａ，２０ｂの強度と剛性とを高めている。前記高強度鉄筋７は、前記接合プレート２の切り通しの孔５，６からその一端部が挿通されて、外部に突出した端部のネジ部にナット９が締結される。

また、前記間柱２０ａ，２０ｂを構築する高強度コンクリートには、鋼繊維が混入された、鋼繊維補強コンクリートである。この鋼繊維補強コンクリートは、例えば、鋼繊維の混入率が６％程度で、曲げ強度が２０Ｎ／ｍｍ^２程度である。

こうして、前記間柱２０ａ，２０ｂが強固に補強され、前記Ｕ字型鉄筋３によって接合プレート２及びパネル２１との接続も補強され、前記鋼繊維を混入した高強度コンクリートにより間柱２０ａ，２０ｂのひび割れが防止される。よって、図６に示すように、実線で示す特性曲線のように、従来の制震柱に対して大幅に減衰力が向上するものである。地震時の水平力が効率的に前記パネル２１に伝達されて変形し、大地震の際にはパネル２１が塑性変形して、建物の揺れが抑制され、柱２２や梁２３等の骨組の損傷が抑制されて、耐震性能が向上する。

本発明に係る制震柱１の構造を示す正面図である。同本発明の制震柱１の構造を示す側面図である。図１におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。同制震柱１における間柱２０ａ，２０ｂの配筋の様子を示す概略構造図である。従来例の制震柱と、本発明に係る制震柱１とのおける、水平荷重に対する変形角の特性曲線図である。従来例に係る制震柱の概要を示す説明図である。

符号の説明

１制震柱、
２接合プレート、
３Ｕ字型鉄筋、
４頭付スタッド、
５孔、
６孔、
７高強度鉄筋、
８高強せん断補強筋、
９ナット、
２０ａ，２０ｂ間柱、２０ｃ端面部、
２１低降伏点鋼のパネル、２１ａ外フランジ、
２１ｂ内フランジ、２１ｃ低降伏点鋼、
２２柱、
２３梁、
２４床、
２５制震柱。

Claims

建物の制震柱として柱間において梁側の上部間柱と床側の下部間柱とを低降伏点鋼のパネルで連結してなるものであり、鉄筋コンクリート造である前記上部間柱と下部間柱とを高強度コンクリート及び高強度鉄筋を使用して構築すると共に、前記低降伏点鋼のパネルと前記両間柱における端面部との間に介在する接合プレートの接合部分に上下方向に沿ってそれぞれの間柱内部に立設される接合強度増大用のＵ字型鉄筋を固着して設けたこと、
を特徴とする制震柱の構造。
高強度コンクリートには、鋼繊維が混入されていること、
を特徴とする請求項１に記載の制震柱の構造。