JP3616292B2

JP3616292B2 - 多層建築物

Info

Publication number: JP3616292B2
Application number: JP28677899A
Authority: JP
Inventors: 一斎藤; 敏行吉松
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1999-10-07
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2019-10-07
Also published as: JP2001107462A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下層階を利用して免震を図るとともに、下層階にいわば第２の地盤としての機能も付与した多層構造の建築物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すような多層構造の建物１では、例えば鋼板とゴムとを交互に積み重ねて構成した積層体からなる免震装置７を建物１の構造体である柱２の下部と基礎３との間に配設して地盤側からの地震力が建物１に伝達され難くする為に免震化を図っている。そして、かかる免震装置７の設置は、隅柱２ａや中柱２ｂなど各柱２毎にその軸力に見合ったものを設置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
地震時に地震力が建物１に加わったとき、その転倒モーメントに対して、高層化した建物１では、まず最初に長期柱軸力の小さい隅柱２ａに設置の免震装置７に地震力によって引張力が生じる。このため、免震建物の高層化の限界は、免震装置７に引張力が生じる限界で決定されるが、これは一般的には、免震建物の搭状比（建物の高さ／建物の短辺の幅）が2.5 〜3.0 以下になるように建物１の高さを設定する必要があり、それ以上の場合は地震時の転倒モーメントによって免震装置７が引き抜かれるおそれがある。
【０００４】
従来、このように各柱毎にその下部に免震装置を設置している場合は、建物の搭状比が2.5 〜3.0 以下になるように建物の高さを設定する必要があり、高さに限界が生じて免震装置を設置した高層建物を構築することが困難であった。
【０００５】
また、柱毎に免震装置を設置する必要があり、免震装置の数も多くなり、設置スペースも要する。
【０００６】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、一般構造物としても軸力を外周に集めて高搭状比が可能となり、また、免震装置を組み込んで免震機能を付与する場合に、高層化しても柱の下部に設置した免震装置が有効に機能し、免震装置の設置数も低減でき、下層階のスペースの有効利用も図れる多層建築物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、第１に、下層階の周囲を囲む外周壁に隅柱を接合し、隅柱と基礎との間、および適宜選定した中柱と基礎との間に免震装置を設置し、アーチ状構造体の上部を中柱に接合するとともに下部を外周壁に接合して、中柱の柱軸力をアーチ状構造体および外周壁を介して隅柱に伝達すること、第２に、アーチ状構造体は、柱を両側から挟むように配した対向する鉄骨と、該対向する鉄骨間に配した鉄筋コンクリート造との組合せで構成することを要旨とするものである。
【０００８】
第３に、外周壁は、階高を梁成とする壁梁で構成することを要旨とするものである。
【０００９】
第４に、アーチ状構造体の下方には柱を設けずに、柱なしの空間を形成すること、第５に、最下階の下梁にＰＣ鋼線などの緊張材を配し、該緊張材の端を外周壁の下部に定着して引張力を付勢することを要旨とするものである。
【００１０】
請求項１記載の本発明によれば、上層階の中柱の柱軸力が最下階または最下階を含む下層階に設けたアーチ状構造体に伝達し、ここから建築物の外周部にさらに伝達するから、柱軸力の小さい外周部に軸力を集めることができて、最下階または最下階を含む下層階をいわば第２の地盤として機能させることで建築物の転倒を防止できる。
【００１１】
その結果、アーチ状構造体に伝達された上部の中柱の軸力は、最下階または最下階を含む下層階に設けた外周壁に伝達され、さらに隅部の柱に伝達されるから、長期柱軸力の小さい隅部の軸力が補強され、地震時に建物に加わる転倒モーメントに対して、隅部の免震装置がこれに加わる引っ張り力によって引き抜かれる限界が高くなり、比較的、高搭状比が可能となり転倒しにくい高層建物の構築ができる。特に、アーチ状構造体はその形状からしてフラットな構造体に比べて堅牢なものとなり、軸力の伝達も確実である。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、中柱に接合してアーチ状構造体を設けることが簡単にでき、しかも、アーチ状構造体は、鉄骨と鉄筋コンクリート造との組合せで構成するようにしたから、経年変化が少なく経済的なものにできる。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、前記作用に加えて、外周壁は、階高を梁成とする壁梁で構成することにより、上部の柱の軸力を建物の外周部に流すための構造体をブレース等を配設するなど別途格別に構築する必要がない。
【００１４】
請求項４記載の本発明によれば、前記作用に加えて、アーチ状構造体の下方には柱を設けずに、最下階や最下階を含む下層階に柱なしの空間を形成することにより、ここをホールや公園などの多くの用途に使用可能となる。
【００１５】
請求項５記載の本発明によれば、最下階の下梁にＰＣ鋼線などの緊張材を配し、該緊張材の端を外周壁の下部に定着して引張力を付勢することで、アーチ状構造体の脚部に生じるスラストを処理することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の多層建築物の第１実施形態を示す要部の縦断正面図、図２は同上縦断正面図、図３は同上横断平面図で、図８に示した従来例と同一の構成要素については同一の参照符号を付してある。
【００１７】
建物１は、図示の例では地上25階、地下１階の高層建物であり、最下階５である地下１階は、周囲を階高を梁成とする壁梁による外周壁６で囲んである。
【００１８】
この外周壁６には、図３に示すように隅部の隅柱２ａを含めて外周に位置する柱２が接合し、隅柱２ａと基礎３との間、および適宜選定した中柱２ｂと基礎３との間には、例えば鋼板とゴムとを交互に積み重ねて構成した積層体からなる免震装置７を設置している。
【００１９】
かかる構成の建物１の最下階５である地下１階において、アーチ状構造体８を設ける。このアーチ状構造体８は図１に示すように頂部が天井に位置する大梁９と交差し上層階のスラブ10の下面に接合するとともに、上部が上層階の中柱２ｂの下部に接合して、上層階の中柱２ｂの柱軸力を受け、また、両端部が外周壁６の下部に接合して、上層階の中柱２ｂの柱軸力を外周壁６に流すように構成してある。アーチ状構造体８の下部は外周壁６と結合する。
【００２０】
アーチ状構造体８の配列は、図３にも示すように中柱２ｂの構築箇所に対応させて図示の例では前後左右方向にそれぞれ２列ずつ配列した。この場合、平行する２列のアーチ状構造体８は、建物１の中央寄りに位置し、全体として略格子状に配列する。
【００２１】
また、アーチ状構造体８の構造は、図示の例では中柱２ｂを両側から挟むように配した対向する鉄骨11と、該対向する鉄骨11間に配した鉄筋コンクリート12造との組合せとした。ただし、これに限定されるものではなく、鉄骨や鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリートの単体で構成することも可能である。
【００２２】
図１において符号13は、基礎３に連続する擁壁を示し、免震構造建物によくあるように、外周壁６の外側位置の地下で、外周壁６とは隙間を存して構築される。また、２ｃはアーチ状構造体８の下部に設けた柱で最下階５のスラブ10の荷重をアーチ状構造体８に伝えるものであり、14はアーチ状構造体８の上部と大梁９との間の隙間に設けた壁を示す。
【００２３】
これにより、最下階５である地下１階より上の上層階の中柱２ｂの軸力は、アーチ状構造体８に伝わり、ここから外周壁６に流れ、外周壁６からさらに隅柱２ａに流れる。その結果、隅部の軸力が補強され、地震時に建物１に加わる転倒モーメントに対して、隅部の免震装置７がこれに加わる引っ張り力によって引き抜かれる限界が高くなる。
【００２４】
よって、建物１の塔状比を従来の2.5 〜3.0 に比較して、これよりも高い4.0 前後に設定しても地震時の転倒モーメントによって隅部の免震装置７が引き抜かれることがなくなり、15〜30階程度の免震装置７を備えた高層の建物１の構築が可能となる。
【００２５】
なお、建物１の構築の途中工程において、隅部の軸力が不足する場合は、図４に示すように任意の階のコンクリート打設の工程までは隅柱２ａの下部だけに免震装置７を設置して、軸力を隅部の免震装置７に集める。そして、隅部の免震装置７に必要な軸力が確保できたならば、他の箇所にも免震装置７を設置して建物１の全体の軸力の量を調整する。
【００２６】
前記第１実施形態は、アーチ状構造体８の下方に柱２ｃを設けた例で示した。この場合は、柱２ｃがあることで最下階５のスラブ10の荷重をアーチ状構造体８で支承するようにできる。第２実施形態として、他の手段、もしくはアーチ状構造体８で最下階５のスラブ10の荷重を支持することが可能であれば、図５、図６に示すようにアーチ状構造体８の下方の柱２ｃを省略することもできる。
【００２７】
この場合は、最下階５は無柱空間15となるから例えばホールや公園など、多くの用途に使用できる。また、柱２の本数を低減することで、柱２の下部に設置する免震装置７の数も削減できる。
【００２８】
さらに、第２実施形態では、アーチ状構造体８の脚部に生じるスラストを処理するために最下階５のスラブ10の下梁18にＰＣ鋼線などの緊張材16を配し、該緊張材16の両端を外周壁６の下部に定着して引張力を付勢した。
【００２９】
また、最下階５のスラブ10の下梁18は両端が外周壁６の下部に接合し、ロングスパンとなることから、その途中を支持するために、該下梁18の途中で基礎３との隙間にボールベアリング支承や弾性滑り支承部材17を適宜配設することもできる。この場合、ボールベアリング支承や弾性滑り支承部材17は免震装置７の介在部分に配置する。
【００３０】
図７は第３実施形態を示し、最下階５は前記第１、第２実施形態のように地下１階とする必要はなく、地上１階とすることもでき、この場合も地下１階と同様にしてこの地上１階にアーチ状構造体８を構築すればよい。なお、この第３実施形態では擁壁13は不要となる。
【００３１】
このようにしていずれの実施形態の場合も、最下階５にアーチ状構造体８を構築することにより、最下階５を第２の地盤として機能させることができる。なお、アーチ状構造体８を構築する空間は前記第１〜第３実施形態のように最下階５の１フロアに限定されるものではなく、例えば地下１階から地上１階にわたるような最下階５を含む下層の複数階で構成することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の多層建築物は、最下階または最下階を含む下層階にアーチ状構造体を構築して、上層階の柱の軸力をこのアーチ状構造体を介して長期柱軸力の小さい隅部の柱に流し、隅柱の軸力を増大させることができるから、地震時に建物に転倒モーメントがかかっても隅柱の下部に設置した免震装置に引っ張り力が生じる限界を高めることができて免震装置を有効に機能させることができ、結果として高搭状比が可能となり、免震建物の高層化を図ることができる。
【００３６】
そして、アーチ状構造体を構築した最下階または最下階を含む下層階を第２の地盤として機能させることで、上層階の構造計画の幅がひろがり、土地の有効利用も図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層建築物の第１実施形態を示す要部の縦断正面図である。
【図２】本発明の多層建築物の第１実施形態を示す縦断正面図である。
【図３】本発明の多層建築物の第１実施形態を示す横断平面図である。
【図４】本発明の多層建築物の第１実施形態を示す建築途中の縦断正面図である。
【図５】本発明の多層建築物の第２実施形態を示す要部の縦断正面図である。
【図６】本発明の多層建築物の第２実施形態を示す縦断正面図である。
【図７】本発明の多層建築物の第３実施形態を示す縦断正面図である。
【図８】多層建築物の従来例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１…建物２…柱
２ａ…隅柱２ｂ…中柱
２ｃ…柱３…基礎
４…杭５…最下階
６…外周壁７…免震装置
８…アーチ状構造体９…大梁
10…スラブ 11…鉄骨
12…鉄筋コンクリート 13…擁壁
14…壁 15…無柱空間
16…緊張材 17…弾性滑り支承部材
18…下梁

Claims

下層階の周囲を囲む外周壁に隅柱を接合し、隅柱と基礎との間、および適宜選定した中柱と基礎との間に免震装置を設置し、アーチ状構造体の上部を中柱に接合するとともに下部を外周壁に接合して、中柱の柱軸力をアーチ状構造体および外周壁を介して隅柱に伝達することを特徴とする多層建築物。
アーチ状構造体は、柱を両側から挟むように配した対向する鉄骨と、該対向する鉄骨間に配した鉄筋コンクリート造との組合せで構成する請求項１記載の多層建築物。
外周壁は、階高を梁成とする壁梁で構成した請求項１または請求項２に記載の多層建築物。
アーチ状構造体の下方には柱を設けずに、柱なしの空間を形成する請求項１から請求項３のいずれかに記載の多層建築物。
最下階の下梁にＰＣ鋼線などの緊張材を配し、該緊張材の端を外周壁の下部に定着して引張力を付勢する請求項１から請求項４のいずれかに記載の多層建築物。