JP2651505B2 - 高層建築物の架構構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造等の高層
建築物の躯体の架構構造に係り、とくに、高層建築物が
超高層建築物であり、ダブルチューブ構造を採用したも
のであるときの躯体の架構構造に関するものである。

［従来の技術］ 建築物が高層建築物であり、とくに30階を超えるよう
な超高層建築物であるときには、耐震性能が要求される
ことから、躯体の外周部の架構をいわゆる「チューブ構
造」に構成することが行われ、最近では、建築物の外周
部の躯体だけでなく、内部にもチューブ構造を採用して
「ダブルチューブ構造」にするものが増加してきてい
る。一般に、チューブ構造の建築物は、内部の梁を架設
しないことから、建築物の内部空間の利用効率がよく、
従って、階高を比較的小さくして総高に対して多層の積
層が可能であるだけでなく、内部のレイアウトにも自由
度が大きい利点があるとされている。

［発明が解決しようとする課題］ 超高層建築物の建築実績がまだあまり多くない現在で
は、その設計方法がようやく定着しはじめた段階であ
り、今後の研究にまつところが多いが、例えば、50階、
総高160mのような超高層建築物では、振動の固有周期が
長く、最上層の絶対変形が大きいばかりでなく、チュー
ブ構造の基本になる柱の設計において、当然軸力が大き
く、とくに、ダブルチューブ構造では、内方のチューブ
の柱に軸力が集中することが避けられず、本構造方法に
は、なお一層の開発が望まれている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記のような課題に対処し、欠点を一掃し
て、建築物の架構構造におけるチューブ構造を改良する
ことを目的として開発されたものであり、とくに、チュ
ーブ構造の特質を損なわない範囲で、内外のチューブ架
構体を連結し、耐震特性を改善する構造としたことを要
旨としている。そして、上記の構造は、鉄骨造の超高層
建築物をダブルチューブ構造にするときに、とくに、外
方チューブの鉄骨柱の割り付けを内方チューブの隅柱に
対応させ、内方チューブの隅柱と外方柱の対向柱との間
に、建物の数階おきに連結トラス梁を設けたことを特徴
とするものであり、これによって、耐震性能だけでな
く、建築物の内部空間の利用効率をも改善することに成
功したものである。

［実施例］ 本発明の高層建築物の架構構造を、好適な実施例を示
す図面に基づいて詳細に説明する。第１図は、本発明の
架構構造によって建造される鉄骨造の超高層建築物の概
略の平面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿った
断面図である。建築物１は、鉄骨造の柱２、梁３とから
なる架構体として構築され、柱２と梁３とは、外方のチ
ューブ４と内方のチューブ５とによってダブルチューブ
６を形成している。本実施例の内方チューブ５は、隅柱
51と中柱52と梁３からなり、外方チューブ４は、隅柱41
と中柱42とからなっている。外方の中柱42の割り付け
は、内方の隅柱51に対向する位置に、中柱43が位置する
ようになっている。

本発明では、外方チューブ４の中柱43と内方の隅柱51
との間に、ダブルチューブ６のコーナー部分で梁７が架
けわたしてある。梁７は、第２図に示すように、例え
ば、10階おきに、ｎ階とｎ＋１階との間の１階分の高さ
に形成したトラス梁であって、建築物１の直角方向に隅
柱51と中柱43とを連結している。同図において、下方の
ｎ−10階には、連結トラス梁７を他の形態のトラスで形
成した例が便宜併記してある。

本発明の構造を採用する建築物１は上記の実施例のよ
うなものに限定されないことはもちろんである。

［作 用］ 本発明の作用を、建築物１の耐震設計の試算に基づい
て説明する。第１図、第２図に示すような建築物１の外
方チューブ４の１辺を30cmとし、内方チューブ５の１辺
を14cmとしたとき、耐震解析によって、従来のダブルチ
ューブ構造の同様の建築物と比較してみると、振動の固
有周期では、3.9秒対4.2秒であって、周期は短くなり、
最上層の絶対変形量では、48.7cm対56.5cmであって、変
形量の縮小率は約13％である。このことは、、チューブ
構造体が地表から片持梁として作用するときに、連結ト
ラス梁７が振動の節点を形成することによると考えられ
る。

次に、地震時の各柱の軸力を試算した結果では、外方
チューブ４の中柱43においては550トン対460トンであ
り、中柱43の負担が増えているが、内方チューブ５の隅
柱51では、950トン対1,230トンであって、概して軸力の
大きい内方の隅柱51において大きな改善が見られる。こ
のことは、トラス梁７の連結効果によって、スパンの大
きい外方チューブへの廻り込みが内在することの証左で
あり、従来ではとくに軸力の設計に苦労した内方柱51の
軸力が軽減され、設計が格段に容易になったことを示し
ている。

［発明の効果］ 本発明の高層建築物の架構構造は、鉄骨造の高層建築
物の躯体をダブルチューブ構造とするときの架構体の構
造において、外方チューブの鉄骨柱の割り付けを内方チ
ューブの隅柱に対応させ、内方チューブの隅柱と外方柱
の対向柱との間に、建物の数階おきに連結トラス梁を設
けたものであるから、まず、連結梁による内外のチュー
ブの連結が多層階ごとに間隔を設けられていることによ
って、チューブ構造の基本の耐震性が損なわれず、ダブ
ルチューブ構造としても内外ともにチューブ構造が確保
され、その特性が改善されている。また、内外両チュー
ブの連結が建築物の数階おきの隅部においてのみ構成さ
れているから、その部分ではトラス構造が障壁を形成
し、または階高を制限することがあっても、建築物の全
体の空間利用率はほとんど影響されていない。しかも、
連結部位の選定はごく自然な中柱の配置だけで実現でき
る。さらに、建築物躯体の施工方法や、使用資材には全
く特殊な要件は無く、主として超高層建築物の設計に採
用される構造に、画期的な改善をもたらし、従って、柱
の使用資材も著しく減少するものであり、各種の超高層
建築物の建設に貢献する優れた架構構造を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の高層建築物の架構構造を実施例に基づい
て説明するものであり、第１図は本発明の架構構造を採
用する建築物の概略の平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ
線に沿った垂直断面図である。 １……建築物、２……柱、３……梁、４……外方チュー
ブ、５……内方チューブ、６……ダブルチューブ、７…
…連結トラス梁、41……隅柱、42……中柱、43……対応
する中柱、51……隅柱、52……中柱、ｎ……階数。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄骨造の高層建築物の躯体をダブルチュー
   ブ構造とするときの架構体の構造において、外方チュー
   ブの鉄骨柱の割り付けを内方チューブの隅柱に対応さ
   せ、内方チューブの隅柱と外方柱の対向柱との間に、建
   物の数階おきに連結トラス梁を設けたことを特徴とする
   高層建築物の架構構造。
2. 【請求項２】連結トラス梁は、１階分の階高の梁成を有
   していることを特徴とする請求項１記載の高層建築物の
   架構構造。