JP2017193879A

JP2017193879A - 建物

Info

Publication number: JP2017193879A
Application number: JP2016085135A
Authority: JP
Inventors: 悠磨齋藤; Yuma Saito; 井出　豊; Yutaka Ide; 豊井出; 崇秀吉田; Takahide Yoshida
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: JP6770329B2

Abstract

【課題】地震時に柱部材に作用する引抜力を小さくする。【解決手段】上部構造物の下層部を構成し、前記下層部より上の階に設けられた上柱の断面積よりも大きな断面積を有して下部構造物に支持された柱部材を備えたラーメン架構と、前記下層部より上の階に設けられた上梁の断面積よりも小さな断面積を有して前記柱部材間に架設された梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、前記柱部材に端部がピン接合されて前記柱部材間に架設された梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、前記柱部材に端部が剛接合されて前記柱部材間に架設され端部の断面積が中央部の断面積よりも小さい梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、又は前記柱部材間に架設された床スラブにより構成された床部と、を有する建物。【選択図】図２

Description

本発明は、建物に関する。

狭小地に建てられた建物や高層建物等の塔状比が大きい建物は、地震時の転倒モーメントが大きくなるので、この建物に設けられた柱部材に大きな引抜力が作用することが考えられる。

このため、柱部材を支持する免震装置に用いられる積層ゴムに引抜き許容ゴムを使用したり、１階梁を大断面の梁にしたりする必要がある。また、特許文献１に開示されている免震建物では、免震層近傍の上部構造物外周部にカウンターウェイトを設けて、柱部材に作用する引抜力を低減している。

特開２００２−５４３２３号公報

本発明は係る事実を考慮し、地震時に柱部材に作用する引抜力を小さくすることを課題とする。

第１態様の発明は、上部構造物の下層部を構成し、前記下層部より上の階に設けられた上柱の断面積よりも大きな断面積を有して下部構造物に支持された柱部材を備えたラーメン架構と、前記下層部より上の階に設けられた上梁の断面積よりも小さな断面積を有して前記柱部材間に架設された梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、前記柱部材に端部がピン接合されて前記柱部材間に架設された梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、前記柱部材に端部が剛接合されて前記柱部材間に架設され端部の断面積が中央部の断面積よりも小さい梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、又は前記柱部材間に架設された床スラブにより構成された床部と、を有する建物である。

第１態様の発明では、上部構造物の下層部より上の階に設けられた上柱の断面積よりも大きな断面積を有する柱部材を備えた、重量の重いラーメン架構によって下層部を構成することにより、下部構造物上に支持された上部構造物の重心を下げて、地震時に上部構造物に作用する転倒モーメントを小さくすることができる。これにより、地震時に柱部材に作用する引抜力を小さくすることができる。

また、地震時に柱部材に作用する曲げモーメントに、大きな断面積を有する柱部材を抵抗させることができる。

さらに、下層部より上の階に設けられた上梁の断面積よりも小さな断面積を有して柱部材間に架設された梁部材とこの梁部材上に設けられた床スラブ、柱部材に端部がピン接合されて柱部材間に架設された梁部材とこの梁部材上に設けられた床スラブ、柱部材に端部が剛接合されて柱部材間に架設され端部の断面積が中央部の断面積よりも小さい梁部材とこの梁部材上に設けられた床スラブ、又は柱部材間に架設された床スラブにより床部を構成することによって、地震時に床部の端部に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。よって、床スラブを支持する梁部材を梁断面が小さく梁成が小さい梁にしたり、又は床スラブを支持する梁部材を無くしたりすることができる。

第２態様の発明は、第１態様の建物において、前記下部構造物に設置されて前記柱部材を支持する免震装置を有する。

第２態様の発明では、柱部材が免震装置により支持された建物(免震建物）において、地震時に上部構造物に作用する転倒モーメントを小さくすることができ、免震装置に作用する引抜力を小さくすることができる。

第３態様の発明は、第１又は第２態様の建物において、前記下部構造物は、既存基礎部の上に構築されている基礎部である。

第３態様の発明では、既存基礎部をベースにして基礎部を構築することにより、基礎部を構築する施工手間を低減し、工期短縮や施工コスト低減を図ることができる。

本発明は上記構成としたので、地震時に柱部材に作用する引抜力を小さくすることができる。

本発明の実施形態に係る建物を示す立面図である。本発明の実施形態に係る建物を示す正面図である。従来の建物を示す正面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す正面図である。本発明の実施形態に係る建物のバリエーションを示す正面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る建物について説明する。

図１の立面図に示すように、建物１０は、地盤１２中に構築された下部構造物としての鉄筋コンクリート造の基礎部１４と、基礎部１４上に設置された複数の免震装置１６に支持された鉄筋コンクリート造の上部構造物１８とを有して構成された免震建物である。

基礎部１４は、地盤１２中に埋設された支持杭２０に支持された、解体建物の既存基礎部２２上に構築されている。すなわち、解体建物の既存基礎部２２を利用して、新たな建物１０が建てられている。

上部構造物１８は、ラーメン架構２４と床部２６とを有して構成されている。ラーメン架構２４は、鉄筋コンクリート造の梁部材としての梁２８と、鉄筋コンクリート造の柱部材としての柱３０とを備え、上部構造物１８の下層部３２（本例では、上部構造物１８の１階部分）を構成している。柱３０は、基礎部１４上に設置された免震装置１６に支持されている。

また、ラーメン架構２４の柱３０は、下層部３２より上の階に設けられた上柱（例えば、上部構造物１８の３階に設けられた柱３４）の断面積よりも大きな断面積を有し、ラーメン架構２４の梁２８は、下層部３２より上の階に設けられた上梁（例えば、上部構造物１８の３階に設けられた梁３６）の断面積よりも大きな断面積を有している。これにより、ラーメン架構２４は、下層部３２より上の階に設けられた１階分の柱梁架構（例えば、上部構造物１８の３階に設けられた柱梁架構３８）よりも重量が重くなっている。

図２の正面図に示すように、床部２６は、柱３０に端部がピン接合されて柱３０間に架設された、Ｈ形鋼からなる梁部材としての梁４０と、梁４０上に設けられた鉄筋コンクリート造の床スラブ４２とを有して構成されている。

次に、本発明の実施形態に係る建物の作用と効果について説明する。

本実施形態の建物１０では、図１に示すように、上部構造物１８の下層部３２より上の階に設けられた柱３４の断面積よりも大きな断面積を有する柱３０を備えた、重量の重いラーメン架構２４によって下層部３２を構成することにより、基礎部１４上に支持された上部構造物１８の重心を下げて、地震時に上部構造物１８に作用する転倒モーメントを小さくすることができる。

これにより、地震時に柱３０や免震装置１６に作用する引抜力を小さくすることができる。また、地震時に柱３０に作用する曲げモーメントに、大きな断面積を有する柱３０を抵抗させることができる。

また、本実施形態の建物１０では、図２に示すように、床部２６を、柱３０に端部がピン接合されて柱３０間に架設された梁４０と、梁４０上に設けられた鉄筋コンクリート造の床スラブ４２とを有して構成することによって、地震時に床部２６の端部に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。

これにより、床スラブ４２を支持する梁４０を梁断面が小さく梁成が小さい梁にすることができ、免震ピットレベル（図２の例では、基礎部１４の上面の高さ）を高くすることができる。例えば、本実施形態のように、既存基礎部２２を利用して建物１０を建てる場合に、既存基礎部２２の解体範囲を少なくしたり、柱３０のスタンス（柱３０を支持する免震装置１６の設置間隔）を大きくして、ラーメン架構２４を、上部構造物１８の転倒に対して有利な架構形式にしたりすることができる。

図３の正面図に示すように、従来の建物４４では、梁断面が大きく梁成が大きい基礎梁４６を用いていたために、免震ピットレベル（図３の例では、基礎部４８の上面の高さ）が低くなり、また、免震ピットの周囲に所定の厚さの擁壁を設けなければならないので、免震装置１６の設置間隔が狭くなってしまう。

これに対して、本実施形態の建物１０では、図２に示すように、梁４０を梁断面が小さく梁成が小さい梁にすることで、免震ピットの周囲に設ける擁壁を薄く又は不要とすることができるので、柱３０のスタンス（柱３０を支持する免震装置１６の設置間隔）を大きくすることができる。これにより、建物１０の塔状比が小さくなり、地震時に柱３０や免震装置１６に作用する引抜力を小さくすることができる。

さらに、本実施形態の建物１０では、図２に示すように、既存基礎部２２をベースにして建物１０の基礎部１４を構築することにより、基礎部１４を構築する施工手間を低減し、工期短縮や施工コスト低減を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１に示すように、上部構造物１８を鉄筋コンクリート造とした例を示したが、上部構造物１８は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模のものであってもよい。

また、本実施形態では、図１に示すように、ラーメン架構２４が上部構造物１８の下層部３２を構成している例を示したが、上部構造物の下層部とは、免震層に支持された上部構造物の下層を構成し、ラーメン架構によって構成されることにより本実施形態の効果（上部構造物の重心を下げて、地震時に上部構造物に作用する転倒モーメントを所定値以下に小さくする）が得られる１つ又は複数の階を意味する。例えば、基礎部に支持された上部構造物の１階、又は１〜２階が、上部構造物の下層部となる。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、ラーメン架構２４が、柱３４の断面積よりも大きな断面積を有する柱３０と、梁３６の断面積よりも大きな断面積を有する梁２８を備えている例を示したが、ラーメン架構は、下層部３２より上の階に設けられた上柱の断面積よりも大きな断面積を有し、下層部３２より上の階に設けられた１階分の柱梁架構よりも重量が重いものであればよい。例えば、ラーメン架構２４は、複数スパンのものであってもよい。

また、本実施形態では、図２に示すように、床部２６を、柱３０に端部がピン接合されて柱３０間に架設された梁４０と、梁４０上に設けられた鉄筋コンクリート造の床スラブ４２とを有して構成した例を示したが、例えば、上部構造物１８の下層部３２より上の階に設けられた上梁の断面積よりも小さな断面積を有して柱３０間に架設された梁部材としての小梁と、この小梁上に設けられた床スラブ４２とを有して床部を構成してもよい。

また、例えば、図４の正面図に示す建物５０のように、ラーメン架構５４を構成する柱部材としての柱５２に端部が剛接合されて柱５２に架設され、端部の断面積が中央部の断面積よりも小さい梁部材としてのＨ形鋼からなる梁５６と、梁５６上に設けられた床スラブ４２とを有して床部５８を構成してもよい。すなわち、床部５８では、梁５６の端部がハンチ形状になっている。

床部５８では、梁５６の端部が柱５２に剛接合されているので柱５２の応力負担が小さくなり、柱５２の断面を小さくすることができる。また、梁５６の端部がハンチ形状になっているので、免震装置１６の設置レベルを高くしつつ梁５６の平均剛性を高くすることができる。

さらに、例えば、柱３０間に架設された鉄筋コンクリート造の床スラブ（所謂、フラットスラブ）を有して床部を構成してもよい。すなわち、床スラブのみで床部を構成してもよい。

これらのように床部を構成しても、地震時に床部の端部に生じる曲げモーメントを小さくすることができる。よって、床スラブを支持する梁部材を梁断面が小さく梁成が小さい梁にしたり、又は床スラブを支持する梁部材を無くしたりすることができる。

また、本実施形態では、図２に示すように、床部２６を構成する梁４０をＨ形鋼により形成した例を示したが、床部を構成する梁は、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等のどのような構造のものでもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、建物１０を免震建物とした例を示したが、建物は、免震装置を有さない建物であってもよい。この場合においては、地震時に、ラーメン架構を構成する柱部材を支持する支持杭に作用する引抜力を小さくすることができる。

また、本実施形態では、図２に示すように、解体建物の既存基礎部２２上に基礎部１４を構築した例を示したが、図５の正面図に示す建物６２のように、解体建物の既存基礎部を利用せずに基礎部６０を新設してもよい。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、建物１０を、下部構造物としての基礎部１４上に設置された免震装置１６に上部構造物１８が支持された基礎免震建物とした例を示したが、建物を中間層免震建物としてもよい。すなわち、下部構造物を、中間層免震建物の中間免震層下方の構造物とし、この下部構造物上に設置された免震装置により支持される上部構造物の下層部を重量の重いラーメン架構によって構成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０、５０、６２建物
１４、６０基礎部（下部構造物）
１６免震装置
１８上部構造物
２２既存基礎部
２４、５４ラーメン架構
２６、５８床部
３０、５２柱（柱部材）
３２下層部
３４柱（上柱）
３６梁（上梁）
４０梁（梁部材）
４２床スラブ
５６梁（梁部材）

Claims

上部構造物の下層部を構成し、前記下層部より上の階に設けられた上柱の断面積よりも大きな断面積を有して下部構造物に支持された柱部材を備えたラーメン架構と、
前記下層部より上の階に設けられた上梁の断面積よりも小さな断面積を有して前記柱部材間に架設された梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、前記柱部材に端部がピン接合されて前記柱部材間に架設された梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、前記柱部材に端部が剛接合されて前記柱部材間に架設され端部の断面積が中央部の断面積よりも小さい梁部材と該梁部材上に設けられた床スラブ、又は前記柱部材間に架設された床スラブにより構成された床部と、
を有する建物。
前記下部構造物に設置されて前記柱部材を支持する免震装置を有する請求項１に記載の建物。
前記下部構造物は、既存基礎部の上に構築されている基礎部である請求項１又は２に記載の建物。