JP2991030B2 - 風荷重対応型耐震架構および風荷重対応型耐震建物 - Google Patents
風荷重対応型耐震架構および風荷重対応型耐震建物Info
- Publication number
- JP2991030B2 JP2991030B2 JP6069273A JP6927394A JP2991030B2 JP 2991030 B2 JP2991030 B2 JP 2991030B2 JP 6069273 A JP6069273 A JP 6069273A JP 6927394 A JP6927394 A JP 6927394A JP 2991030 B2 JP2991030 B2 JP 2991030B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind load
- frame
- seismic
- load
- wind
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地震荷重と風荷重の両
者に対して合理的な設計が可能な風荷重対応型耐震架構
および該架構を組み込んだ風荷重対応型耐震建物の構造
に関するものであり、主として高層建物を対象としてい
る。
者に対して合理的な設計が可能な風荷重対応型耐震架構
および該架構を組み込んだ風荷重対応型耐震建物の構造
に関するものであり、主として高層建物を対象としてい
る。
【０００２】
【従来の技術】高層建物に加わる主要な外力は地震と風
である。地震力は振動現象であるため、建物周期の調整
や制震構造等による減衰付加によって応答値を低減する
ことが可能である。
である。地震力は振動現象であるため、建物周期の調整
や制震構造等による減衰付加によって応答値を低減する
ことが可能である。
【０００３】これに対して風荷重は主に建物形状によっ
て決まり、図１５に示すように静的な部分と動的な部分
からなる。
て決まり、図１５に示すように静的な部分と動的な部分
からなる。
【０００４】これらの地震荷重と風荷重に対する建物の
設計において、風荷重が小さく問題とならない場合は、
地震荷重を対象として設計を行えばよい。この場合、建
物に制震装置を付加する等すれば地震の応答を低減し、
層せん断力も低減することができる。
設計において、風荷重が小さく問題とならない場合は、
地震荷重を対象として設計を行えばよい。この場合、建
物に制震装置を付加する等すれば地震の応答を低減し、
層せん断力も低減することができる。
【０００５】なお、制震装置としては、各種能動型の制
震装置の他、受動型の制震装置としては動吸振器や例え
ば特開平５−５９８４１号に記載されたオイルダンパー
形式の減衰装置等がある。
震装置の他、受動型の制震装置としては動吸振器や例え
ば特開平５−５９８４１号に記載されたオイルダンパー
形式の減衰装置等がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、地震荷重より
も風荷重が大きくなる建物では、風荷重に対して許容応
力、許容変形以内に収まるよう構造設計が行われるた
め、建物剛性や耐力が地震に対しては不合理な値となる
ことがある。
も風荷重が大きくなる建物では、風荷重に対して許容応
力、許容変形以内に収まるよう構造設計が行われるた
め、建物剛性や耐力が地震に対しては不合理な値となる
ことがある。
【０００７】すなわち、通常、地震荷重を考慮する場
合、建物剛性はある程度低く抑えることが望ましいが、
静的な風荷重が大きくなり、建物の許容応力、許容変形
との関係で風荷重が無視できない場合には、風荷重を対
象として建物剛性を大きくした設計とならざるを得な
い。
合、建物剛性はある程度低く抑えることが望ましいが、
静的な風荷重が大きくなり、建物の許容応力、許容変形
との関係で風荷重が無視できない場合には、風荷重を対
象として建物剛性を大きくした設計とならざるを得な
い。
【０００８】また、特に制震装置等を用い、地震に対す
る応答を低減するようにした制震構造物では、建物剛性
自体を大幅に低減できたり、あるいは建物剛性を低減す
ることで制震構造として有利な設計が可能であるにもか
かわらず、風荷重に対する設計により制震構造としての
設計が大幅な制約を受ける場合がある。
る応答を低減するようにした制震構造物では、建物剛性
自体を大幅に低減できたり、あるいは建物剛性を低減す
ることで制震構造として有利な設計が可能であるにもか
かわらず、風荷重に対する設計により制震構造としての
設計が大幅な制約を受ける場合がある。
【０００９】本発明は、建物の振動性状をほとんど変化
させることなく、風荷重（静的外力）を負担する簡便な
構造形式により、地震荷重と風荷重の両者に対して合理
的な設計が可能な風荷重対応型耐震架構および該架構を
組み込んだ風荷重対応型耐震建物を提供することを目的
としたものである。
させることなく、風荷重（静的外力）を負担する簡便な
構造形式により、地震荷重と風荷重の両者に対して合理
的な設計が可能な風荷重対応型耐震架構および該架構を
組み込んだ風荷重対応型耐震建物を提供することを目的
としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１に係る風
荷重対応型耐震架構は、地震荷重に対して設計された所
定の剛性Ｋf を有する建物架構内に、物理的な意味での
隙間を生ずる所定のギャップ量Ｇを設けた所定の剛性Ｋ
v を有する風荷重剛性要素を設置することにより、層せ
ん断力Ｑにより生じる建物層間変形δにおいて、前記ギ
ャップ量Ｇに相当する層間変形δG を超える範囲でのみ
風荷重剛性要素の剛性Ｋv が効くようにしたことを特徴
とする。
荷重対応型耐震架構は、地震荷重に対して設計された所
定の剛性Ｋf を有する建物架構内に、物理的な意味での
隙間を生ずる所定のギャップ量Ｇを設けた所定の剛性Ｋ
v を有する風荷重剛性要素を設置することにより、層せ
ん断力Ｑにより生じる建物層間変形δにおいて、前記ギ
ャップ量Ｇに相当する層間変形δG を超える範囲でのみ
風荷重剛性要素の剛性Ｋv が効くようにしたことを特徴
とする。
【００１１】すなわち、架構と風荷重剛性要素との接続
部または風荷重剛性要素内等に、上述の層間変形δG に
相当する所定のギャップ量Ｇを設けることで、層間変形
δがδG に達しない範囲ではギャップの存在により実質
的に風荷重剛性要素の剛性が効かない状態にあり、層間
変形δがδG を越える範囲ではギャップがなくなること
で架構と風荷重剛性要素との間で、直接、応力の伝達が
生じ、架構の剛性Ｋfに風荷重剛性要素の剛性Ｋv が加
わることになる。
部または風荷重剛性要素内等に、上述の層間変形δG に
相当する所定のギャップ量Ｇを設けることで、層間変形
δがδG に達しない範囲ではギャップの存在により実質
的に風荷重剛性要素の剛性が効かない状態にあり、層間
変形δがδG を越える範囲ではギャップがなくなること
で架構と風荷重剛性要素との間で、直接、応力の伝達が
生じ、架構の剛性Ｋfに風荷重剛性要素の剛性Ｋv が加
わることになる。
【００１２】また、架構内には例えばオイルダンパー形
式の制震装置等を設置してもよい。
式の制震装置等を設置してもよい。
【００１３】その場合、地震荷重に対しては制震装置に
より架構の層間変形、層せん断力を抑制することができ
るため、層間変形が小さい範囲について架構の剛性Ｋf
を小さくした状態で効果的な制震効果が得られ、層間変
形が大きくなり風荷重が問題となる範囲については風荷
重剛性要素の剛性Ｋv を効かせて、設計風荷重により架
構に生ずる応力を許容応力内に収めることが可能とな
る。
より架構の層間変形、層せん断力を抑制することができ
るため、層間変形が小さい範囲について架構の剛性Ｋf
を小さくした状態で効果的な制震効果が得られ、層間変
形が大きくなり風荷重が問題となる範囲については風荷
重剛性要素の剛性Ｋv を効かせて、設計風荷重により架
構に生ずる応力を許容応力内に収めることが可能とな
る。
【００１４】また、高層建物において、風荷重が地震荷
重より卓越するのは、通常、下層階であり、本発明の風
荷重対応型耐震架構を下層階のみに設けることで、建物
全体として合理的な設計による風荷重対応型耐震建物が
構成される。
重より卓越するのは、通常、下層階であり、本発明の風
荷重対応型耐震架構を下層階のみに設けることで、建物
全体として合理的な設計による風荷重対応型耐震建物が
構成される。
【００１５】本願の請求項２に係る風荷重対応型耐震架
構は、地震荷重に対して設計された所定の剛性Ｋ f を有
する建物架構内に、緊張材の中間を屈曲させた状態でピ
ン接合または剛接したものをＸ字型に交差させてなる風
荷重剛性要素を設置し、層せん断力Ｑにより生じる建物
層間変形δが所定の層間変形δ G を超える範囲でのみ風
荷重剛性要素の剛性Ｋ v が効くようにしたことを特徴と
する。 すなわち、請求項１に係る風荷重対応型耐震建物
におけるギャップ量Ｇに関しては、架構と風荷重剛性要
素との間にギャップ量Ｇに一致する物理的な意味での隙
間が生ずる場合であり、これに対し、請求項２に係る風
荷重対応型耐震建物は物理的な意味でのギャップ量Ｇは
生じないが、構造的にギャップ量Ｇに相当する風荷重剛
性要素が実質的に効かない範囲が生ずる場合である。
構は、地震荷重に対して設計された所定の剛性Ｋ f を有
する建物架構内に、緊張材の中間を屈曲させた状態でピ
ン接合または剛接したものをＸ字型に交差させてなる風
荷重剛性要素を設置し、層せん断力Ｑにより生じる建物
層間変形δが所定の層間変形δ G を超える範囲でのみ風
荷重剛性要素の剛性Ｋ v が効くようにしたことを特徴と
する。 すなわち、請求項１に係る風荷重対応型耐震建物
におけるギャップ量Ｇに関しては、架構と風荷重剛性要
素との間にギャップ量Ｇに一致する物理的な意味での隙
間が生ずる場合であり、これに対し、請求項２に係る風
荷重対応型耐震建物は物理的な意味でのギャップ量Ｇは
生じないが、構造的にギャップ量Ｇに相当する風荷重剛
性要素が実質的に効かない範囲が生ずる場合である。
【００１６】なお、請求項１、請求項２のいずれの場合
においても、架構と風荷重剛性要素との接続方法や、ギ
ャップ形成位置において変形方向を誘導するためにバネ
やガイド部材を用いることで、風荷重剛性要素の剛性Ｋ
v の一部が架構の剛性に加わることは許容される。
においても、架構と風荷重剛性要素との接続方法や、ギ
ャップ形成位置において変形方向を誘導するためにバネ
やガイド部材を用いることで、風荷重剛性要素の剛性Ｋ
v の一部が架構の剛性に加わることは許容される。
【００１７】
【実施例】図１は本発明の風荷重対応型耐震架構の一実
施例を示したもので、図１(a) に示すように柱１と梁２
からなる架構内に風荷重剛性要素としてブレース３をＸ
型に配置し、架構との接続部にルーズホール４を用いて
所定のギャップ量Ｇを与えている。
施例を示したもので、図１(a) に示すように柱１と梁２
からなる架構内に風荷重剛性要素としてブレース３をＸ
型に配置し、架構との接続部にルーズホール４を用いて
所定のギャップ量Ｇを与えている。
【００１８】図１(b) はＸ型に配置したブレース３から
なる風荷重剛性要素の荷重変形関係を示したもので、縦
軸にせん断力Ｑを、横軸に変形δをとっている。ギャッ
プ量Ｇに相当する変形δG までは風荷重剛性要素にはせ
ん断力Ｑが生じず、変形δGに達すると風荷重剛性要素
としての剛性Ｋv が効き始める。
なる風荷重剛性要素の荷重変形関係を示したもので、縦
軸にせん断力Ｑを、横軸に変形δをとっている。ギャッ
プ量Ｇに相当する変形δG までは風荷重剛性要素にはせ
ん断力Ｑが生じず、変形δGに達すると風荷重剛性要素
としての剛性Ｋv が効き始める。
【００１９】図１(c) は架構と風荷重剛性要素からなる
風荷重対応型耐震架構の設計における荷重変形図であ
り、ギャップ量Ｇに対応する層間変形δG 以下では、層
せん断力Ｑに対し架構のみが抵抗し、風荷重剛性要素は
実質的に抵抗しない。
風荷重対応型耐震架構の設計における荷重変形図であ
り、ギャップ量Ｇに対応する層間変形δG 以下では、層
せん断力Ｑに対し架構のみが抵抗し、風荷重剛性要素は
実質的に抵抗しない。
【００２０】この範囲については振動現象としての地震
荷重に対する設計を行うことで、地震時の応答を小さく
することができる。また、この範囲の層間変形に対応す
る静的な風荷重は建物の変形、居住性について問題は生
じない。
荷重に対する設計を行うことで、地震時の応答を小さく
することができる。また、この範囲の層間変形に対応す
る静的な風荷重は建物の変形、居住性について問題は生
じない。
【００２１】層間変形δがギャップ量Ｇに対応する層間
変形δG を越えると、架構の剛性Ｋf に風荷重剛性要素
の剛性Ｋv が加わる。この範囲については静的荷重とし
ての設計風荷重Ｗに対し、架構における応力が許容応力
Ｆy 以下となるように設計を行う。図１(c) におけるＦ
v は設計風荷重Ｗが作用した時に、風荷重剛性要素が負
担する力を示している。
変形δG を越えると、架構の剛性Ｋf に風荷重剛性要素
の剛性Ｋv が加わる。この範囲については静的荷重とし
ての設計風荷重Ｗに対し、架構における応力が許容応力
Ｆy 以下となるように設計を行う。図１(c) におけるＦ
v は設計風荷重Ｗが作用した時に、風荷重剛性要素が負
担する力を示している。
【００２２】また、図１(c) から明かなように、風荷重
剛性要素が効き始める層間変形δGに対応するギャップ
量が大きいほど建物の振動性状を変化させる恐れがな
く、またギャップ量が大きいほど風荷重剛性要素の剛性
Ｋv として大きな剛性が必要となる。通常、δG ≧δy
／２程度とすれば十分である。
剛性要素が効き始める層間変形δGに対応するギャップ
量が大きいほど建物の振動性状を変化させる恐れがな
く、またギャップ量が大きいほど風荷重剛性要素の剛性
Ｋv として大きな剛性が必要となる。通常、δG ≧δy
／２程度とすれば十分である。
【００２３】図２(a) は、図１(a) の架構におけるギャ
ップ形成手段の具体例を示したもので、ブレース３と架
構側のブラケット５との間にシリンダ６とピストン７か
らなる連結機構を設け、シリンダ６側をブラケット５に
固定し、ピストン７側をブレース３側に固定すること
で、所定のギャップ量Ｇを確保している。
ップ形成手段の具体例を示したもので、ブレース３と架
構側のブラケット５との間にシリンダ６とピストン７か
らなる連結機構を設け、シリンダ６側をブラケット５に
固定し、ピストン７側をブレース３側に固定すること
で、所定のギャップ量Ｇを確保している。
【００２４】図２(b) は他のギャップ形成手段の具体例
を示したもので、ブラケット５側にルーズホール４を形
成し、このルーズホール４とブレース３側のボルト孔と
を貫通するボルト８でブレース３とブラケット５を連結
して所定のギャップ量Ｇを確保している。
を示したもので、ブラケット５側にルーズホール４を形
成し、このルーズホール４とブレース３側のボルト孔と
を貫通するボルト８でブレース３とブラケット５を連結
して所定のギャップ量Ｇを確保している。
【００２５】図３は本発明の風荷重対応型耐震架構の他
の実施例を示したもので、風荷重剛性要素としてＶ字型
に配したブレース３の下端に鋼棒９を突出させ、柱梁架
構を構成する下側の梁２の上面に設けた拘束部材１０と
の間に所定のギャップ量Ｇ＝δG を持たせている。
の実施例を示したもので、風荷重剛性要素としてＶ字型
に配したブレース３の下端に鋼棒９を突出させ、柱梁架
構を構成する下側の梁２の上面に設けた拘束部材１０と
の間に所定のギャップ量Ｇ＝δG を持たせている。
【００２６】図４はさらに他の実施例を示したもので、
風荷重剛性要素としての耐震壁１１の上部に突出部１２
を設け、柱梁架構の上側の梁２の下面に設けた拘束部材
１０との間に所定のギャップ量Ｇ＝δG を持たせてい
る。
風荷重剛性要素としての耐震壁１１の上部に突出部１２
を設け、柱梁架構の上側の梁２の下面に設けた拘束部材
１０との間に所定のギャップ量Ｇ＝δG を持たせてい
る。
【００２７】図５は本発明の風荷重対応型耐震架構のさ
らに他の実施例を示したもので、風荷重剛性要素として
のスリット壁１３の上部に複数のルーズホール１４を設
け、柱梁架構の上側の梁２の下面に設けた垂下壁１５に
ボルト１６で接合し、所定のギャップ量Ｇ＝δG を持た
せている。
らに他の実施例を示したもので、風荷重剛性要素として
のスリット壁１３の上部に複数のルーズホール１４を設
け、柱梁架構の上側の梁２の下面に設けた垂下壁１５に
ボルト１６で接合し、所定のギャップ量Ｇ＝δG を持た
せている。
【００２８】図６(a) はさらに他の実施例を示したもの
で、風荷重剛性要素として柱梁架構内に斜めに渡した鋼
棒等からなる緊張材１７の中間を屈曲させた状態でピン
接合１８または剛接したものを柱梁架構内に十字型に配
置している。
で、風荷重剛性要素として柱梁架構内に斜めに渡した鋼
棒等からなる緊張材１７の中間を屈曲させた状態でピン
接合１８または剛接したものを柱梁架構内に十字型に配
置している。
【００２９】図６(a) はさらに他の実施例（請求項２に
係る発明の実施例）を示したもので、風荷重剛性要素と
して柱梁架構内に斜めに渡した鋼棒等からなる緊張材１
７の中間を屈曲させた状態でピン接合１８または剛接し
たものを柱梁架構内にＸ字型に配置している。
係る発明の実施例）を示したもので、風荷重剛性要素と
して柱梁架構内に斜めに渡した鋼棒等からなる緊張材１
７の中間を屈曲させた状態でピン接合１８または剛接し
たものを柱梁架構内にＸ字型に配置している。
【００３０】図６(c) はその緊張材１７によって構成さ
れる風荷重剛性要素の荷重変形図であり、実線はピン接
合の場合、一点鎖線は剛接の場合である。
れる風荷重剛性要素の荷重変形図であり、実線はピン接
合の場合、一点鎖線は剛接の場合である。
【００３１】図６のケースでは、物理的な意味でのギャ
ップとしての隙間は生じないが、機能的には所定の層間
変形δG に対するギャップ量Ｇを設けた場合と同様に考
えることができる。
ップとしての隙間は生じないが、機能的には所定の層間
変形δG に対するギャップ量Ｇを設けた場合と同様に考
えることができる。
【００３２】図７(a) は本発明の風荷重対応型耐震架構
のさらに他の実施例として架構内に制震装置１９を併用
した場合の実施例を示したもので、図７(b) はそのＡ−
Ａ線拡大断面図である。
のさらに他の実施例として架構内に制震装置１９を併用
した場合の実施例を示したもので、図７(b) はそのＡ−
Ａ線拡大断面図である。
【００３３】本実施例では、風荷重剛性要素としてＶ字
型に配したブレース３の下端にボックス状の接続部材２
０を設け、柱梁架構を構成する下側の梁２の上面に突出
させた鋼棒２１とボックス状の接続部材２０の内面との
間に所定のギャップ量Ｇを持たせている。
型に配したブレース３の下端にボックス状の接続部材２
０を設け、柱梁架構を構成する下側の梁２の上面に突出
させた鋼棒２１とボックス状の接続部材２０の内面との
間に所定のギャップ量Ｇを持たせている。
【００３４】制震装置１９としては、例えば特開平５−
５９８４１号に記載されたオイルダンパー形式の減衰装
置を用い、柱梁架構と接続部材２０を水平に連結し、層
間変形δに対しブレース３と柱梁架構との間に所定の減
衰力を与え、地震に対する応答を低減することができ
る。
５９８４１号に記載されたオイルダンパー形式の減衰装
置を用い、柱梁架構と接続部材２０を水平に連結し、層
間変形δに対しブレース３と柱梁架構との間に所定の減
衰力を与え、地震に対する応答を低減することができ
る。
【００３５】図８(a) ，(b) は、図７(a) ，(b) の実施
例の変形例を示したもので、ボックス状の接続部材２０
に代えてＨ形断面の接続部材２２を用い、下側の梁２の
上面において接続部材２２との間に所定のギャップ量Ｇ
を形成する鋼棒２３を接続部材２２の外側に配置してい
る。
例の変形例を示したもので、ボックス状の接続部材２０
に代えてＨ形断面の接続部材２２を用い、下側の梁２の
上面において接続部材２２との間に所定のギャップ量Ｇ
を形成する鋼棒２３を接続部材２２の外側に配置してい
る。
【００３６】図９(a) は本発明の風荷重対応型耐震建物
の一実施例として風荷重対応型耐震架構の配置例を示し
たものである。図９(b) は各階の地震荷重と風荷重の関
係を示したもので、通常の高層建物においては、設計に
おける風荷重が地震荷重より卓越する範囲が下層階にあ
り、それに対応して図９(a) では下層階にギャップ付き
ブレース３を配置することとしている。
の一実施例として風荷重対応型耐震架構の配置例を示し
たものである。図９(b) は各階の地震荷重と風荷重の関
係を示したもので、通常の高層建物においては、設計に
おける風荷重が地震荷重より卓越する範囲が下層階にあ
り、それに対応して図９(a) では下層階にギャップ付き
ブレース３を配置することとしている。
【００３７】図９(c) は制震装置１９との組み合わせに
おけるギャップ付きブレース３の平面配置例を示したも
ので、この例では建物水平断面の中央部の構面にギャッ
プ付きブレース３を配置し、外側の構面に制震装置１９
を配置している。
おけるギャップ付きブレース３の平面配置例を示したも
ので、この例では建物水平断面の中央部の構面にギャッ
プ付きブレース３を配置し、外側の構面に制震装置１９
を配置している。
【００３８】これに対し、図９(d) は図９(e) に示すよ
うに制震装置１９をギャップ付きブレース３と同じ構面
内に配置する場合を想定した配置例を示したものであ
る。
うに制震装置１９をギャップ付きブレース３と同じ構面
内に配置する場合を想定した配置例を示したものであ
る。
【００３９】図１０および図１１は本発明の風荷重対応
型耐震建物の試設計のための高層建物モデルの骨組を、
それぞれ立面図および基準階の平面図の形で示したもの
である。
型耐震建物の試設計のための高層建物モデルの骨組を、
それぞれ立面図および基準階の平面図の形で示したもの
である。
【００４０】試設計の検討方向は図１１の矢印の方向で
あるＸ方向とする。この高層建物モデルは２８階建てで
あり、図１０および図１１で単位を省略して示した数字
の単位はｍである。
あるＸ方向とする。この高層建物モデルは２８階建てで
あり、図１０および図１１で単位を省略して示した数字
の単位はｍである。
【００４１】また、後述する図１２における設計の風荷
重と地震荷重との関係から、風荷重が卓越する１６階以
下のコア部の柱梁架構にギャップ付きブレース３と制震
装置装置１９を配置している。
重と地震荷重との関係から、風荷重が卓越する１６階以
下のコア部の柱梁架構にギャップ付きブレース３と制震
装置装置１９を配置している。
【００４２】図１２は検討方向の各階の設計せん断力を
示したもので、地震荷重は制震装置１９により低減され
ることで、ベースシヤー係数ＣB ≦０．０７５の小さな
ものとなる。
示したもので、地震荷重は制震装置１９により低減され
ることで、ベースシヤー係数ＣB ≦０．０７５の小さな
ものとなる。
【００４３】それに対して、風荷重は静的な力が支配的
であるため、制震装置１９で低減することはできず、ギ
ャップ付きブレース３を配置することで、地震荷重を変
えることなく（制震装置１９の効果を落とさず）、架構
にかかる風荷重を低減する。
であるため、制震装置１９で低減することはできず、ギ
ャップ付きブレース３を配置することで、地震荷重を変
えることなく（制震装置１９の効果を落とさず）、架構
にかかる風荷重を低減する。
【００４４】この試設計において、ギャップ付きブレー
スの形状は図３の実施例に対応するＶ型と図１の実施例
に対応するＸ型を想定する。この場合のギャップ量を与
える層間変形δG は、架構の許容変形角であるδ／Ｈ＝
１／２００の１／２の量程度が適当である（Ｈ：階
高）。
スの形状は図３の実施例に対応するＶ型と図１の実施例
に対応するＸ型を想定する。この場合のギャップ量を与
える層間変形δG は、架構の許容変形角であるδ／Ｈ＝
１／２００の１／２の量程度が適当である（Ｈ：階
高）。
【００４５】まず、図３に対応するＶ型のギャップ付き
ブレース３について、図１３(a) 〜(c) をもとに試設計
を行う。
ブレース３について、図１３(a) 〜(c) をもとに試設計
を行う。
【００４６】図１３(a) は１階部分の設計における荷重
変形図、図１３(b) は架構寸法を示したものであり、許
容層間変形δy ＝３．０cmよりギャップに対応する層間
変形δG を１．５cmとする。
変形図、図１３(b) は架構寸法を示したものであり、許
容層間変形δy ＝３．０cmよりギャップに対応する層間
変形δG を１．５cmとする。
【００４７】風荷重剛性要素として必要な剛性Ｋ＝７０
０／（３．０−１．５）＝４６７ｔ／cmとなる。図１２
に示すように同一階に２つのギャップ付きブレース３を
配置する場合、１つのブレース３の負担する剛性Ｋ＝２
３４ｔ／cmとなる。
０／（３．０−１．５）＝４６７ｔ／cmとなる。図１２
に示すように同一階に２つのギャップ付きブレース３を
配置する場合、１つのブレース３の負担する剛性Ｋ＝２
３４ｔ／cmとなる。
【００４８】剛性Ｋよりブレース３に必要な断面を求め
ると、Ａ＝ＫＳ3 ／２ＥＬ2 ＝２３４×６１６3 ／（２
×２１００×３３０2 ）＞１２０cm2 、せん断荷重Ｑよ
りブレース３に必要な断面を求めると、Ｎ＝３５０×６
１６／（２×３３０）＝３２７ｔ、Ａ＝Ｎ／ｆ＝３２７
／３．３＞９９cm2 となる。
ると、Ａ＝ＫＳ3 ／２ＥＬ2 ＝２３４×６１６3 ／（２
×２１００×３３０2 ）＞１２０cm2 、せん断荷重Ｑよ
りブレース３に必要な断面を求めると、Ｎ＝３５０×６
１６／（２×３３０）＝３２７ｔ、Ａ＝Ｎ／ｆ＝３２７
／３．３＞９９cm2 となる。
【００４９】これらを満たすものとしては、例えば組立
Ｈ形鋼であるＢＨ−２５０×２５０×１９×１９（Ａ＝
１３９cm2 ）をブレース３に用いればよい。
Ｈ形鋼であるＢＨ−２５０×２５０×１９×１９（Ａ＝
１３９cm2 ）をブレース３に用いればよい。
【００５０】同様に１３(c) を参照して、３階部分につ
いては、許容層間変形δy ＝２．０cmよりギャップに対
応する層間変形δG を１．０cmとすると、風荷重剛性要
素として必要な剛性Ｋ＝５５０／（２．０−１．０）＝
５５０ｔ／cm、１つのブレース３の負担する剛性Ｋ＝２
７５ｔ／cmとなる。
いては、許容層間変形δy ＝２．０cmよりギャップに対
応する層間変形δG を１．０cmとすると、風荷重剛性要
素として必要な剛性Ｋ＝５５０／（２．０−１．０）＝
５５０ｔ／cm、１つのブレース３の負担する剛性Ｋ＝２
７５ｔ／cmとなる。
【００５１】剛性Ｋよりブレース３に必要な断面を求め
るとＡ＝２７５×４６０3 ／（２×２１００×３３
０2 ）＞５９cm2 、せん断荷重Ｑよりブレース３に必要
な断面を求めると、Ｎ＝２７５×４６０／（２×３３
０）＝１９２ｔ、Ａ＝１９２／３．３＞５９cm2 とな
り、これらを満たすものとしては、例えばＨ形鋼である
Ｈ−２００×２００×８×１２（Ａ＝６３cm2 ）をブレ
ース３に用いればよい。
るとＡ＝２７５×４６０3 ／（２×２１００×３３
０2 ）＞５９cm2 、せん断荷重Ｑよりブレース３に必要
な断面を求めると、Ｎ＝２７５×４６０／（２×３３
０）＝１９２ｔ、Ａ＝１９２／３．３＞５９cm2 とな
り、これらを満たすものとしては、例えばＨ形鋼である
Ｈ−２００×２００×８×１２（Ａ＝６３cm2 ）をブレ
ース３に用いればよい。
【００５２】次に、図１に対応するＸ型のギャップ付き
ブレース３について、図１４をもとに試設計を行う。
ブレース３について、図１４をもとに試設計を行う。
【００５３】１階部分について剛性Ｋよりブレース３に
必要な断面を求めると、Ａ＝２３４×８４０3 ／（２×
２１００×６６０2 ）＞１５２cm2 、せん断荷重Ｑより
ブレース３に必要な断面を求めると、Ｎ＝３５０×８４
０／６６０＝４４５ｔ、Ａ＝４４５／３．３＞１３５cm
2 となる。
必要な断面を求めると、Ａ＝２３４×８４０3 ／（２×
２１００×６６０2 ）＞１５２cm2 、せん断荷重Ｑより
ブレース３に必要な断面を求めると、Ｎ＝３５０×８４
０／６６０＝４４５ｔ、Ａ＝４４５／３．３＞１３５cm
2 となる。
【００５４】これらを満たすものとしては、例えばフラ
ットバー４本、４ＦＢ−２８×１５０（Ａ＝１６８c
m2 ）をブレース３に用いればよい。
ットバー４本、４ＦＢ−２８×１５０（Ａ＝１６８c
m2 ）をブレース３に用いればよい。
【００５５】３階部分については、剛性Ｋよりブレース
３に必要な断面を求めるとＡ＝２７５×７３３3 ／（２
１００×６６０2 ）＞１１８cm2 、せん断荷重Ｑよりブ
レース３に必要な断面を求めると、Ｎ＝２７５×７３３
／６６０＝３０５ｔ、Ａ＝３０５／３．３＞９３cm2 と
なり、これらを満たすものとしては、例えばフラットバ
ー３本、３ＦＢ−２８×１５０（Ａ＝１２６cm2 ）をブ
レース３に用いればよい。
３に必要な断面を求めるとＡ＝２７５×７３３3 ／（２
１００×６６０2 ）＞１１８cm2 、せん断荷重Ｑよりブ
レース３に必要な断面を求めると、Ｎ＝２７５×７３３
／６６０＝３０５ｔ、Ａ＝３０５／３．３＞９３cm2 と
なり、これらを満たすものとしては、例えばフラットバ
ー３本、３ＦＢ−２８×１５０（Ａ＝１２６cm2 ）をブ
レース３に用いればよい。
【００５６】
【発明の効果】層せん断力による建物架構の層間変形が
小さい範囲については、架構の剛性のみの低い剛性で対
処し、振動現象である地震荷重をもとに設計すること
で、地震による建物の応答を小さくすることができる。
小さい範囲については、架構の剛性のみの低い剛性で対
処し、振動現象である地震荷重をもとに設計すること
で、地震による建物の応答を小さくすることができる。
【００５７】層せん断力による建物架構の層間変形が所
定の変形量を越えた範囲については、風荷重剛性要素の
剛性が加わり、架構の負担を抑えた形で風荷重をもとに
設計することで、架構に生ずる応力を許容応力内に収
め、架構の安全性を確保することができる。
定の変形量を越えた範囲については、風荷重剛性要素の
剛性が加わり、架構の負担を抑えた形で風荷重をもとに
設計することで、架構に生ずる応力を許容応力内に収
め、架構の安全性を確保することができる。
【００５８】また、全ての範囲を風荷重で設計する場合
のような設計上の制約がなく、特に制震装置と組み合わ
せた場合において、制震装置の効果を十分に発揮させる
ことができる。さらに、ギャップ量を確保することで架
構の振動特性があまり変わらないので、地震荷重に対し
合理的な設計が可能である。
のような設計上の制約がなく、特に制震装置と組み合わ
せた場合において、制震装置の効果を十分に発揮させる
ことができる。さらに、ギャップ量を確保することで架
構の振動特性があまり変わらないので、地震荷重に対し
合理的な設計が可能である。
【図１】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震架構の一実
施例を示す正面図、(b) は風荷重剛性要素の荷重変形
図、(c) は(a) の風荷重対応型耐震架構の設計における
荷重変形図である。
施例を示す正面図、(b) は風荷重剛性要素の荷重変形
図、(c) は(a) の風荷重対応型耐震架構の設計における
荷重変形図である。
【図２】 図１(a) の架構におけるギャップ形成手段の
具体例を示したもので、(a) は断面図、(b) は異なる例
の正面図である。
具体例を示したもので、(a) は断面図、(b) は異なる例
の正面図である。
【図３】 本発明の風荷重対応型耐震架構の他の実施例
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図４】 本発明の風荷重対応型耐震架構のさらに他の
実施例を示す正面図である。
実施例を示す正面図である。
【図５】 本発明の風荷重対応型耐震架構のさらに他の
実施例を示す正面図である。
実施例を示す正面図である。
【図６】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震架構のさら
に他の実施例を示す正面図、(b) は架構の変形状態を示
す説明図、(c) は風荷重剛性要素の荷重変形図である。
に他の実施例を示す正面図、(b) は架構の変形状態を示
す説明図、(c) は風荷重剛性要素の荷重変形図である。
【図７】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震架構のさら
に他の実施例として架構内に制震装置を併用した場合の
実施例を示す正面図、(b) はそのＡ−Ａ線拡大断面図で
ある。
に他の実施例として架構内に制震装置を併用した場合の
実施例を示す正面図、(b) はそのＡ−Ａ線拡大断面図で
ある。
【図８】 図７の実施例の変形例を示したもので、(a)
は風荷重剛性要素接続部の正面図、(b) はそのＢ−Ｂ線
拡大断面図である。
は風荷重剛性要素接続部の正面図、(b) はそのＢ−Ｂ線
拡大断面図である。
【図９】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震建物の一実
施例として風荷重対応型耐震架構の配置例を示す図、
(b) は各階の地震荷重と風荷重の関係の説明図、(c) は
制震装置との組み合わせにおける(a) に対応する平面配
置例を示す図、(d) は同じく(a) に対応する他の平面配
置例を示す図、(e) は(d) に対応する風荷重対応型耐震
架構の実施例を示す正面図である。
施例として風荷重対応型耐震架構の配置例を示す図、
(b) は各階の地震荷重と風荷重の関係の説明図、(c) は
制震装置との組み合わせにおける(a) に対応する平面配
置例を示す図、(d) は同じく(a) に対応する他の平面配
置例を示す図、(e) は(d) に対応する風荷重対応型耐震
架構の実施例を示す正面図である。
【図１０】 試設計の高層建物モデルの骨組を示す立面
図である。
図である。
【図１１】 図１０に対応する基準階の骨組を示す平面
図である。
図である。
【図１２】 図１０、図１１のモデルにおける検討方向
の各階の設計せん断力を示す図である。
の各階の設計せん断力を示す図である。
【図１３】 (a) は図１０、図１１のモデルに図３の実
施例に対応する風荷重対応型耐震架構を適用した場合の
１階部分の設計における荷重変形図、(b) は架構寸法の
説明図、(c) は３階部分の設計における荷重変形図であ
る。
施例に対応する風荷重対応型耐震架構を適用した場合の
１階部分の設計における荷重変形図、(b) は架構寸法の
説明図、(c) は３階部分の設計における荷重変形図であ
る。
【図１４】 図１０、図１１のモデルに図１(a) の実施
例に対応する風荷重対応型耐震架構を適用した場合の試
設計における架構寸法の説明図である。
例に対応する風荷重対応型耐震架構を適用した場合の試
設計における架構寸法の説明図である。
【図１５】 高層建物に作用する地震荷重と風荷重の説
明図である。
明図である。
１…柱、２…梁、３…ブレース、４…ルーズホール、５
…ブラケット、６…シリンダ、７…ピストン、８…ボル
ト、９…鋼棒、１０…拘束部材、１１…耐震壁、１２…
突出部、１３…スリット壁、１４…ルーズホール、１５
…垂下壁、１６…ボルト、１７…緊張材、１８…ピン接
合、１９…制震装置、２０…接続部材、２１…鋼棒、２
２…接続部材、２３…鋼棒、
…ブラケット、６…シリンダ、７…ピストン、８…ボル
ト、９…鋼棒、１０…拘束部材、１１…耐震壁、１２…
突出部、１３…スリット壁、１４…ルーズホール、１５
…垂下壁、１６…ボルト、１７…緊張材、１８…ピン接
合、１９…制震装置、２０…接続部材、２１…鋼棒、２
２…接続部材、２３…鋼棒、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E04H 9/02 - 9/02 351
Claims (4)
- 【請求項１】 地震荷重に対して設計された所定の剛性
Ｋf を有する建物架構内に、物理的な意味での隙間を生
ずる所定のギャップ量Ｇを設けた所定の剛性Ｋv を有す
る風荷重剛性要素を設置することにより、層せん断力Ｑ
により生じる建物層間変形δにおいて、前記ギャップ量
Ｇに相当する層間変形δG を超える範囲でのみ風荷重剛
性要素の剛性Ｋv が効くようにしたことを特徴とする風
荷重対応型耐震架構。 - 【請求項２】 地震荷重に対して設計された所定の剛性
Ｋ f を有する建物架構内に、緊張材の中間を屈曲させた
状態でピン接合または剛接したものをＸ字型に交差させ
てなる風荷重剛性要素を設置し、層せん断力Ｑにより生
じる建物層間変形δが所定の層間変形δ G を超える範囲
でのみ風荷重剛性要素の剛性Ｋ v が効くようにしたこと
を特徴とする風荷重対応型耐震架構。 - 【請求項３】 前記架構内に地震荷重を低減させるため
の制震装置を設置してある請求項１または２記載の風荷
重対応型耐震架構。 - 【請求項４】 請求項１、２または３記載の風荷重対応
型耐震架構を地震荷重より設計風荷重が卓越する下層階
にのみ設けた風荷重対応型耐震建物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069273A JP2991030B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 風荷重対応型耐震架構および風荷重対応型耐震建物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069273A JP2991030B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 風荷重対応型耐震架構および風荷重対応型耐震建物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279478A JPH07279478A (ja) | 1995-10-27 |
| JP2991030B2 true JP2991030B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=13397904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069273A Expired - Lifetime JP2991030B2 (ja) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | 風荷重対応型耐震架構および風荷重対応型耐震建物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991030B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010242381A (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-28 | Shimizu Corp | 建物の制振構造及びこれを備えた建物 |
| JP2011106217A (ja) * | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Kanagawa Univ | 座屈拘束ブレースの作動制御装置及びこれを用いた構造物 |
| CN101839021A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-09-22 | 江苏科技大学 | 位移控制的分级抗载结构体系 |
| JP2013234046A (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-21 | Toshiba Elevator Co Ltd | エスカレータの設置構造 |
| JP2014012563A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-23 | Toshiba Elevator Co Ltd | 乗客コンベア |
| CN105940168B (zh) * | 2013-12-02 | 2018-10-02 | 多伦多大学管理委员会 | 用于减轻地震事件影响的系统 |
| US10400469B2 (en) | 2013-12-02 | 2019-09-03 | The Governing Council Of The University Of Toronto | System for mitigating the effects of a seismic event |
| JP6986389B2 (ja) * | 2017-08-29 | 2021-12-22 | 大成建設株式会社 | フェールセーフ機構付き制振建物 |
| JP7094869B2 (ja) * | 2018-12-25 | 2022-07-04 | 株式会社竹中工務店 | 耐震補強構造 |
-
1994
- 1994-04-07 JP JP6069273A patent/JP2991030B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07279478A (ja) | 1995-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6437685B1 (ja) | 既存建物用耐震補強装置 | |
| JP2991030B2 (ja) | 風荷重対応型耐震架構および風荷重対応型耐震建物 | |
| JP2001090376A (ja) | 耐力壁 | |
| KR20180109577A (ko) | 목조 구조물의 내진용 댐퍼 및 시공 방법 | |
| JP3804904B2 (ja) | 三階建て住宅における耐力壁のブレース構造 | |
| JPH09170353A (ja) | 既存建築物の制震構造 | |
| JP2733917B2 (ja) | 制振装置 | |
| JP2001336305A (ja) | 制振装置 | |
| JP2001140497A (ja) | 耐震住宅 | |
| JP2001003597A (ja) | 制振装置 | |
| JP3116824B2 (ja) | 梁ダンパ構造 | |
| JP2541073B2 (ja) | 構造物の振動制御方法 | |
| KR102311233B1 (ko) | 목구조 건축물 지진 발생 시 2차 변형 제어를 위한 긴급 보강 강재이력댐퍼 | |
| JP3020089B2 (ja) | 制震構造梁 | |
| JP3028033B2 (ja) | 制振構造物 | |
| JP3690468B2 (ja) | 耐震補強構造 | |
| JP3706984B2 (ja) | 既存建物の耐震補強方法および制震構造 | |
| JP3925868B2 (ja) | 制震補強架構及びそれを用いた制震構造物 | |
| JP3677721B2 (ja) | 制振架構方式 | |
| JP3171092B2 (ja) | 建物の制振構造 | |
| JP4368504B2 (ja) | 柱梁架構における制振装置 | |
| JP3028034B2 (ja) | 制振構造物 | |
| KR100435431B1 (ko) | 댐퍼가새를 구비한 철골구조 | |
| JPH07269165A (ja) | 制振構造物 | |
| JP2001200601A (ja) | 住宅防振構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990914 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111015 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111015 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141015 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |