JP3170535B2

JP3170535B2 - 制振構造

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Publication number: JP3170535B2
Application number: JP22364593A
Authority: JP
Inventors: 晃雄金原; 輝己安倍; 光陽岩本; 和司島▲崎▼
Original assignee: 株式会社間組
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 2001-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JPH0776953A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋼管コンクリート柱と
プレキャスト鉄骨コンクリート梁の接合部に設けた制振
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、鋼管内にコンクリートを打設して
構造物の柱とする、いわゆる鋼管コンクリート構造が開
発されつつあり、多くの場合、この柱には鉄骨の梁を架
設している。しかしながら、鋼管コンクリート柱と比較
すると、鉄骨梁の剛性が著しく低いため、かような構造
を建物に適用すると、特に、超高層建築物において、建
物全体としての剛性が低くなって振動の影響を受けやす
くなり、地震時、暴風時ばかりでなく平常時の居住性の
面でも問題が生じる。この問題点を補うために、別途、
屋上等に制振装置を設置すると、さらに鉄骨梁の耐火被
覆とともに、施工コストの上昇を招くという問題が生じ
る。

【０００３】したがって、上記問題点を解決し、しかも
施工期間の比較的短期な構造として、梁をプレキャスト
鉄骨コンクリート造とすることが提案されている。かか
る構造は、図７に示すように、予め工場等で生産された
プレキャスト鉄骨コンクリート梁の鉄骨を溶接あるいは
ボルト接合によって鋼管に固定し、この周りを現場打ち
コンクリートによって被覆するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ここで
また新たな問題が生じる。それは、上記接合方法では、
梁部材単体としての剛性は維持されるものの、梁端部の
コンクリートと鋼管柱表面とが不連続であるために、建
物全体としての剛性の向上には十分寄与できないことで
ある。その対策として、現場打ちコンクリート打設に先
立ち、定着板等の細工により鉄筋を梁柱間に定着する
と、柱と梁の構造的連続性は確保されて建物全体として
の剛性は確保できるものの、施工が複雑になる。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点に着目してな
されたものであり、その目的は、柱と梁、特に梁のコン
クリートの柱への構造的連続性を容易に得ることがで
き、しかも建物全体としての剛性も向上し、制振機能も
併せ持つ、鋼管コンクリート柱とプレキャスト鉄骨コン
クリート梁との接合部の制振構造を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたものであり、その要旨は、鋼管
コンクリート柱とプレキャスト鉄骨コンクリート梁との
接合部に、鉄筋、鋼板またはメッシュ筋等の低降伏鋼よ
りなる接合部材を配置し、該接合部材の一端を前記鋼管
コンクリート柱に固定すると共に、その他端を前記プレ
キャスト鉄骨コンクリート梁に固定したことを特徴とす
る制振構造にある。

【０００７】

【作用】本発明の制振構造では、鋼管コンクリート柱と
プレキャスト鉄骨コンクリート梁の接合部において、鉄
筋、鋼板、メッシュ筋等の低降伏鋼からなる接合部材の
両端部を、鋼管コンクリート柱とプレキャスト鉄骨コン
クリート梁とに溶接あるいはボルト締めによって剛固定
する。このように、接合部のコンクリートに接合部材を
定着することにより、柱の鋼管と梁のコンクリートとの
構造的連続性が得られる。また、接合部材に用いている
低降伏鋼は、構造材として用いられている鋼材よりも降
伏点が低く、外力が加わると構造材よりも早期に降伏し
て塑性化し、振動エネルギーを消費して減衰させる。し
たがって、地震または風による建物の振動が、接合部の
接合部材によって吸収されて減衰する。

【０００８】また、本明細書に記載する他の制振構造で
は、プレキャスト鉄骨コンクリート梁端部の両側面及び
下端面を覆う鋼板の両端部を、鋼管コンクリート柱とプ
レキャスト鉄骨コンクリート梁に粘弾性体を介して接合
する。外力が建物に作用し梁端部が変形する場合、粘弾
性体が変形してエネルギーを消費し、建物の振動を減衰
させる。

【０００９】さらに、本明細書に記載する他の制振構造
では、粘弾性体を用いた制振ユニットの両端部を、鋼管
コンクリート柱とプレキャスト鉄骨コンクリート梁とに
溶接あるいはボルト等で固定する。柱の鋼管と梁とに連
設された制振ユニットが、柱と梁の構造的連続性を向上
させる。そして、地震または風等の外力によって建物が
振動して接合部に変形応力が作用すると、制振ユニット
の粘弾性体が変形して振動エネルギーを吸収し、振動は
減衰する。

【００１０】

【実施例】以下に、添付図面を参照しながら実施例につ
いて説明する。

【００１１】図１乃至図４は、請求項１に記載の制振構
造を示しており、図１（ａ）は施工途中の鋼管コンクリ
ート柱４とプレキャスト鉄骨コンクリート梁２との接合
部１の斜視図、図１（ｂ）は鋼板７接合前の図１（ａ）
のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は鋼板７接合前の図１
（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図１（ｄ）は鋼板７接合後の図
１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図１に示す本発明の制
振構造では、一端を鋼管コンクリート柱４に固定し、他
端をプレキャスト鉄骨コンクリート梁２に固定した、低
降伏鋼からなる接合部材としての鋼板７が主要部であ
り、これ以外では、鋼板７を鋼管５表面に接合するため
の接合金物としての山形鋼６と、鋼板７をプレキャスト
鉄骨コンクリート梁２に接合するための接合金物として
の山形鋼８とで構成される。

【００１２】鋼板７は、底面部７ｂと、この底面部７の
両端部から略直角に延長している側面部７ａとからなる
Ｕ字型のものであり、鋼板７の幅Ｘ１は梁端部の露出し
た鉄骨長Ｘ２よりも若干短くなる程度とし、さらに鋼板
７の側面部７ａ及び底面部７ｂの長さＺ１，Ｙ１は、そ
れぞれプレキャスト鉄骨コンクリート梁２の側面及び下
端面の長さＺ２，Ｙ２以下となるように形成する。

【００１３】次に、接合部１の施工手順について説明す
る。最初に、鉄骨３の端部３’及び上フランジ表面が露
出しているプレキャスト鉄骨コンクリート梁２を予め工
場等で生産しておき、工事現場でこの梁の鉄骨端部３’
を鋼管５の表面に溶接して接合する。ここで、図１
（ｂ）に示す山形鋼６は、鉄骨工場等で鋼管５を加工す
る際に、予め鋼管５表面に溶接または鋲あるいはボルト
（図示せず）にてＵ字型に固定し、同様に山形鋼８も、
プレキャスト工場等でプレキャスト鉄骨コンクリート梁
２を製造する際に、図１（ｃ）に示すように、プレキャ
スト鉄骨コンクリート梁２の端面９の鉄骨３の周囲にア
ンカーボルト等（図示せず）にて固定する。ここで、山
形鋼６ａ，６ｂの長さＺ３，Ｙ３は、鋼板７の側面部７
ａ及び底面部７ｂの長さＺ１，Ｙ１より若干短くなる程
度とし、同様に山形鋼８ａ，８ｂの長さＺ４，Ｙ４も長
さＺ１，Ｙ１より若干短くなる程度とする。なお、ここ
で接合金物として山形鋼６，８を用いたが、接合金物は
接合部と突出部を有するものであれば、山形鋼以外の形
鋼としてもよい。次に、接合部１の下方より矢印Ｐの方
向に鋼板７を押し上げて、図１（ｄ）に示すように、山
形鋼６，８の外周に嵌合してボルトあるいは溶接によっ
て接合する。

【００１４】かようにして構築された接合部１の制振構
造を有する建物に振動が作用した場合、接合部１の低降
伏鋼の鋼板７が、構造材の鉄骨３や鋼管５よりも早期に
降伏して塑性化し、振動エネルギーを消費して振動を減
衰させる。また、鋼板７を高い剛性を有する部材間、す
なわち鋼管コンクリート柱４とプレキャスト鉄骨コンク
リート梁２と間に配置することによって、それぞれの部
材のコンクリートに構造的連続性（剛性の連続性）を付
与することができる。

【００１５】次に、図２において請求項１の他の実施態
様について示す。図２（ａ）は鋼管コンクリート柱４と
プレキャスト鉄骨コンクリート梁２との接合部１の一部
立断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ断面図であ
る。図２に示す本発明の制振構造では、一端を鋼管コン
クリート柱４に固定した低降伏鋼からなる接合部材とし
ての鉄筋１１ａ，１２ａと、一端をプレキャスト鉄骨コ
ンクリート梁２あるいは現場打ちコンクリート床１０に
固定した低降伏鋼からなる接合部材としての鉄筋１１
ｂ，１２ｂと、鉄筋１１ａ，１２ａと鉄筋１１ｂ，１２
ｂとを接合するためのカプラー１３が主要部である。

【００１６】鉄筋１１ａは鉄骨３の上フランジ３ａの両
端部上方にそれぞれ二本ずつ縦に配置し、一端が鋼管５
を貫通して鋼管５内のコンクリートと一体になって固定
される。また、鉄筋１２ａは鉄骨３の下フランジ３ｂの
両端部に二本ずつ縦に配置し、鉄筋１１ａと同様に一端
が鋼管５を貫通して鋼管５内のコンクリートと一体にな
って固定される。さらに、鉄筋１１ｂは鉄筋１１ａと水
平に連通するように上フランジ３ａの両端部上方にそれ
ぞれ二本ずつ縦に配置し、現場打ちコンクリート床１０
の内部に埋設されるとともに、鉄筋１２ｂは鉄筋１２ａ
と水平に連通するように下フランジ３ｂの両端部に二本
ずつ縦に配置し、プレキャスト鉄骨コンクリート梁２内
に埋設される。上記の鉄筋１１ａは鉄筋１１ｂと、鉄筋
１２ａは鉄筋１２ｂと、それぞれカプラー１３によって
連結される。

【００１７】また、請求項１の他の実施態様を図３に示
す。図３は鋼管コンクリート柱４とプレキャスト鉄骨コ
ンクリート梁２との接合部１の立側面図である。図３に
示す本発明の制振構造では、一端を鋼管コンクリート柱
４に固定し、他端をプレキャスト鉄骨コンクリート梁２
に固定した、低降伏鋼からなる接合部材としてのメッシ
ュ筋２０が主要部であり、これ以外では、メッシュ筋２
０を鋼管５表面に接合部材を接合するための接合金物と
しての山形鋼６と、メッシュ筋２０をプレキャスト鉄骨
コンクリート梁２に接合するための接合金物としての山
形鋼８とで構成される。

【００１８】山形鋼６，８の配設位置は図１の実施例と
同様にし、メッシュ筋２０は図１の鋼板７と同形状に形
成する。また、山形鋼６，８とメッシュ筋２０との寸法
関係は、図１の鋼板７と山形鋼との寸法関係と同様とす
る。

【００１９】そして、かかるメッシュ筋２０を図１の鋼
板７と同様に、山形鋼６，８間に嵌合し、それぞれ溶接
して固定する。

【００２０】さらに、請求項１の他の実施態様を図４に
示す。図４は鋼管コンクリート柱４とプレキャスト鉄骨
コンクリート梁２との接合部１の立側面図である。図４
に示す本発明の制振構造では、一端を鋼管コンクリート
柱４に固定し、他端をプレキャスト鉄骨コンクリート梁
２に一定間隔を置いて横列に固定した、低降伏鋼からな
る接合部材としての複数の平鋼２１が主要部であり、こ
れ以外では、平鋼２１を鋼管５表面に接合するための接
合金物としての山形鋼６と、平鋼２１をプレキャスト鉄
骨コンクリート梁２に接合するための接合金物としての
山形鋼８とで構成される。

【００２１】山形鋼６，８は図１の実施例と同様の位置
に配設するとともに、平鋼２１の一端を山形鋼６に、他
端を山形鋼８にそれぞれ溶接して固定する。

【００２２】上記図２乃至図４に示した接合部を有する
建物に振動が作用した場合も、図１の実施態様と同様
に、接合部の低降伏鋼からなる鉄筋１１ａ，１１ｂ，１
２ａ，１２ｂ、またはメッシュ筋２０、あるいは平鋼２
１が振動を減衰し、かつ鋼管コンクリート柱４及びプレ
キャスト鉄骨コンクリート梁２のコンクリートに構造的
連続性（剛性の連続性）を付与することができる。

【００２３】次に、請求項１以外の制振構造を図５によ
って説明する。図５（ａ）は鋼管コンクリート柱４とプ
レキャスト鉄骨コンクリート梁２との接合部１の立側面
図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図５
（ｃ）は図５（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。

【００２４】図５に示す制振構造は、鋼管コンクリート
柱４とプレキャスト鉄骨コンクリート梁２との接合部１
において、プレキャスト鉄骨コンクリート梁２端部の両
側面及び下端面を覆うＵ字形の鋼板３２の内面に配設さ
れた粘弾性体３１が主要部であり、これ以外では、鋼板
３２と、鋼管５表面に溶接された山形鋼３０と、プレキ
ャスト鉄骨コンクリート梁２端面にアンカーボルト等に
よって固定された山形鋼３３とで構成される。

【００２５】山形鋼３０，３３は、鋼板３２の内表面と
の間に粘弾性体３１を挾み込むことができるよう充分に
隙間をあけて、鋼管５の表面及びプレキャスト鉄骨コン
クリート梁２の端面に配設する。また、粘弾性体３１
は、工事現場にて山形鋼３０，３３の外周や鋼板３２の
内側に塗布するか、あるいはプレキャスト工場または鉄
骨工場にて、予め山形鋼３０，３３の外周や鋼板３２の
内側に塗布しておく。さらに、鋼板３２は、粘弾性体３
１の粘着力のよって山形鋼３０，３３に接合するととも
に、プレキャスト鉄骨コンクリート梁２の両側面及び下
端面に面一になるよう接合部１に配設する。

【００２６】かようにして構築された接合部１の制振構
造を有する建物に振動が作用し、この振動が接合部１に
伝達された場合、粘弾性体が変形することによって、振
動エネルギーを消費して振動を減衰させる。

【００２７】また、請求項１以外の制振構造について図
６により説明する。図６（ａ）は鋼管コンクリート柱４
とプレキャスト鉄骨コンクリート梁２との接合部１の一
部平面断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の側面図であ
る。

【００２８】図６に示す制振構造は、鋼管コンクリート
柱４とプレキャスト鉄骨コンクリート梁２との接合部１
において、一端が鋼管コンクリート柱４に接合され、他
端がプレキャスト鉄骨コンクリート梁２に接合された、
粘弾性体を用いた制振ユニット４０が主要部であり、こ
れ以外では、鉄骨３の両側面の鋼管表面４６にそれぞれ
一本ずつ溶接等によって定着された山形鋼４３と、鉄骨
３の両側面の梁端面４５にそれぞれ一本ずつアンカーボ
ルト等（図示せず）によって定着された山形鋼４７とで
構成される。

【００２９】粘弾性体を用いた制振ユニット４０は、四
枚の長方形の鋼板４２の一端部を互い違いに重ね合わせ
て、その重なった部分の三層に粘弾性体４１を挾んで形
成する。なお、ここでは、かような構成の制振ユニット
４０を用いたが、両端部で鋼管柱表面と梁端面とに定着
できて、粘弾性体を用いているものであれば従来の制振
ユニットを適用することもできる。また、図６（ｂ）で
は鋼板４２の高さｈを鉄骨３のウェブの長さ以下として
いるが、鋼板４２の高さｈは長ければ長いほど良好な制
振効果が得られるので、梁背以下で可能な限り長く形成
する。

【００３０】鉄骨３の両側において、上記制振ユニット
４０の両端部をそれぞれ三本ずつのボルト４４で山形鋼
４３，４７に定着する。

【００３１】かようにして構築された接合部１の制振構
造を有する建物が、地震または風等の外力によって振動
して、接合部１に変形応力として伝達されると、鋼管柱
と梁とに連設された制振ユニット４０の粘弾性体４１が
変形して、接合部１の変形応力を吸収するとともに、振
動エネルギーを吸収して振動は減衰する。

【００３２】なお、上記図１〜図６に示した制振構造で
は、鋼管コンクリート柱４とプレキャスト鉄骨コンクリ
ート梁２との接合部にコンクリートを打設していない
が、この接合部へのコンクリート打設の有無は、構造耐
力等を考慮して適宜定めることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の制振構造では、鋼管コンクリー
ト柱とプレキャスト鉄骨コンクリート梁とを、低降伏鋼
よりなる接合部材で連結することによって、柱と梁との
構造的連続性を容易に得ることができ、しかも建物全体
としての剛性も向上した構造を維持しながら、鋼管コン
クリート柱とプレキャスト鉄骨コンクリート梁との接合
部に作用する変形応力及び振動を吸収して減衰すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は請求項１記載の制振構造の一実施
態様を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断
面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図１
（ｄ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図２】図２（ａ）は請求項１記載の制振構造の一実施
態様を示す一部立断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＤ
−Ｄ断面図である。

【図３】図３は、請求項１記載の制振構造の一実施態様
を示す立側面図である。

【図４】図４は、請求項１記載の制振構造の一実施態様
を示す立側面図である。

【図５】図５（ａ）は、制振構造を示す立側面図、図５
（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ断面図、図５（ｃ）は図５
（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。

【図６】図６（ａ）は、制振構造を示す一部平面断面
図、図６（ｂ）は図６（ａ）の側面図である。

【図７】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１接合部２プレキャスト鉄骨コンクリート梁３鉄骨４鋼管コンクリート柱７鋼板（低降伏鋼よりなる接合部材）１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ鉄筋（低降伏鋼より
なる接合部材）２０メッシュ筋（低降伏鋼よりなる接合部材）２１平鋼（低降伏鋼よりなる接合部材）３１，４１粘弾性体４０制振ユニット

フロントページの続き (72)発明者島▲崎▼ 和司東京都港区北青山２−５−８株式会社間組内 (56)参考文献特開平１−287338（ＪＰ，Ａ) 特開平１−116164（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04H 9/02 E04B 1/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼管コンクリート柱とプレキャスト鉄骨
コンクリート梁との接合部に、鉄筋、鋼板またはメッシ
ュ筋等の低降伏鋼よりなる接合部材を配置し、該接合部
材の一端を前記鋼管コンクリート柱に固定すると共に、
その他端を前記プレキャスト鉄骨コンクリート梁に固定
したことを特徴とする制振構造。