JP3728645B2 - Ｒｃ造建物の制震構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＣ造建物の制震構造に関し、特に、建物の副構造部内に制震装置を組み込んだＲＣ造建物の制震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の設計基準だけでは大きな地震力に対して必ずしも完全でないとの認識から、建物の耐震安全性がクローズアップされてきており、その対策として地震力を大幅に減らすことのできる免震・制震構造が注目を浴び社会的な関心事になっている。このため、各方面から免震・制震構造に関する提案が数多く為されているが、簡便にして効果的な制震構造は未だに開発されていない状況にある。
【０００３】
従来の免震装置・制震構造は、建物の主要構造部に対して処置されたものが多く提案されてきた。特に、減衰装置を柱、梁あるいはブレースの一部に組み合わせた制震構造は、地震時の層間変形を効果的に減衰装置に伝えることができることと建物として基本的な構成で制震架構を構築できるために広く採用されている。
しかし、建物は主要構造部の他に数多くの部材から構成されているのが実態である。従って、例えば間仕切壁、間柱、小梁、庇のような建物の副構造部においても、建物の耐震安全性を向上させるために免震装置・制震構造の一端を担っていけるならば、建物全体の生産コストを低減できることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、建物の副構造部に制震装置を組み込んで、建物全体としての耐震安全性の向上を簡潔、安価に達成させるＲＣ造建物の制震構造を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるＲＣ造建物の制震構造は、基本的に建物の副構造部の切断した端部に対し前記副構造部の内部に切込む空間と建物外部側の目隠しとを形成して、前記空間に制震装置を組み込み、前記目隠しの間隙をシーリング材で塞いだものであり、具体的に前記制震装置は極軟鋼の両端に取付部材を接合した鋼材ダンパーであり、前記取付部材は平板に設けた垂直版を前記極軟鋼に接合し、前記平板をアンカーボルトで前記空間の上面の鋼板と下面の鋼板とに固定したものであり、前記取付部材と鋼板との間に作った間隙に無収縮グラウト材を充填して前記制震装置を組み込んだことを特徴とし、さらに間柱や方立壁に鋼材ダンパーを組み込んだことを特徴とするもので、建物の副構造部に制震機能を付与して建物全体としての耐震安全性の向上を図っている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、共同住宅等のＲＣ造建物における住居の平面図であり、図示のように、共同住宅１の廊下側には玄関の部分に間柱２を設けてあり、反対の南面バルコニー側には方立壁３が配置してある。
本発明は、建物の副構造部であるこれらの方立壁、間柱に制震装置を組み込んで、建物全体としての耐震性能を向上させようとするものであるので、順次その実施の形態について説明する。
【０００７】
図２は、間柱２に制震装置４を組み込んだ状態を説明するための断面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
間柱２は、下端部分５を切断してあり、さらに切断した下端部分５と立上がり部６には間柱内部に切込む空間７，８を形成してある。
空間７の形成は、図２（ａ）で示すように間柱２の柱主筋を空間７の上端部分で一旦切断しておき、居室の外側の柱主筋から所定の鉄筋を間柱２の下端部分５まで延長付設して補強筋で強度を保っておく。次いで空間７を確保するように通常通りに型枠を組んでコンクリートを打設して施工する。
スラブ側に形成させる空間８は、強度的考慮をする必要がなく間柱としての形を整えるものであるから、外側及び左右の所定位置に立上がり部６を形成するように型枠作業をしてコンクリートを打設する。
空間７の上面と空間８の下面には、制震装置４を設置するための鋼板１１，１１’が配置してある。各鋼板には複数の袋ナット１２が植設してあり、袋ナットにはさらに固定用のアンカー１３が敷設してある。
間柱２の形成時に各鋼板を予め所定の位置に配置しておき、型枠設定とコンクリート打設によって、空間７，８の上下面に堅固に固定された鋼板１１，１１’を設置する。
【０００８】
本実施の形態では、制震装置４として極軟鋼１４を用いた鋼材ダンパー１５を採用している。鋼材ダンパー１５は、極軟鋼１４の両端に取付部材１６、１６’を溶接してある。取付部材１６、１６’は、平板１７に垂直版１８を設けてあり、極軟鋼１４と接合している。
極軟鋼１４と取付部材１６、１６’との位置関係は、間柱２に鋼材ダンパー１５を装着した時に、極軟鋼１４が間柱の軸心に来るようにその位置を決めておき、外部からの応力を間柱の軸心で受けるように構成する。
【０００９】
鋼材ダンパー１５を間柱に装着するには、最初に、空間７の上面９にある鋼板１１に取付部材１６を合わせてアンカーボルト１９で固定する。次いで、空間８の下面１０にある鋼板１１’に取付部材１６’を対応させてアンカーボルト１９で固定するが、間柱と床スラブとの施工間隙を吸収するためと鋼材ダンパー１５のセッテングを最適な状態にするために、鋼板１１’と取付部材１６’とは間隙を作るようにしてある。
この間隙にはアンカーボルト１９で固定した後に無収縮グラウト材２０を充填して鋼材ダンパー１５を最終的に固定して装着を完了し、間柱２の下部空間７，８の側面は通常の仕上げと同様にＡＬＣ版等の建材で構成する。
なお、間柱の下端に建物外部側の目隠しとして形成した、下り部分にある間隙２２の全域を通常のシーリング材２３を用いて塞ぐことで、外部からの雨水、騒音を防止している。
【００１０】
次に、図３（ａ）、（ｂ）に基づいて方立壁３に制震装置３０を組み込んだ状態について説明する。 方立壁３は、下端部分３１を切断してあり、さらに切断した下端部分３１と立上がり部３２には方立壁内部に切込む空間３３，３４を形成してある。
空間３３は、図３（ａ）、（ｂ）で示すように方立壁３の下端部分３１に３方を閉塞した窪みを確保するようにコンクリートを打設して形成する。
スラブ側に形成させる空間３４は、強度的考慮をする必要がなく方立壁としての形を整えるものであるから、外側及び左右の所定位置に立上がり部３２を形成して構築する。
空間３３の上面３５と空間３４の下面３６には、制震装置３０を設置するための鋼板３７，３７’が配置してある。各鋼板には複数の袋ナット３８が植設してあり、袋ナットにはさらに固定用のアンカー３９が敷設してある。
方立壁３の形成時に各鋼板を予め所定の位置に配置しておき、型枠設定とコンクリート打設によって、空間３３、３４の上下面に堅固に固定された鋼板３７，３７’を設置する。
【００１１】
本実施の形態では、制震装置３０として極軟鋼４０を用いた鋼材ダンパー４１を採用している。鋼材ダンパー４１は、極軟鋼４０の両端にＬ型の取付部材４２、４２’を溶接してある。取付部材４２、４２’をＬ型にしてあるのは、方立壁３は間柱２のように奥行きのある４角形でなく厚みの制限された平板状の副構造部であるから、その範囲において極軟鋼４０を充分な強度を持って保持できるようにするためである。
極軟鋼４２と取付部材４２、４２’との位置関係は、方立壁３に鋼材ダンパー４１を装着した時に、極軟鋼４２が方立壁３の厚み方向の中央に来るようにその形状を決めておき、外部からの応力を方立壁の中央で受けるように構成している。
【００１２】
鋼材ダンパー４１を方立壁３に装着するには、間柱２の場合と同様に、最初に空間３３の上面３５にある鋼板３７に取付部材４２を合わせてアンカーボルト４３で固定する。次いで、空間３４の下面３６にある鋼板３７’に取付部材４２’を対応させてアンカーボルト４３で固定するが、間柱と床スラブとの施工間隙を吸収するためと鋼材ダンパー４１のセッテングを最適な状態にするために、鋼板３７’と取付部材４２’とは間隙を作るようにしてある。
この間隙にはアンカーボルト４３で固定した後に無収縮グラウト材４４を充填して鋼材ダンパー４１を最終的に固定して装着を完了する。
なお、方立壁の下端に建物外部側の目隠しとして形成した、下り壁にある間隙４５の全域を通常のシーリング材４６を用いて塞ぐことで、外部からの雨水、騒音を防止している。
【００１３】
上記実施の形態では、制震装置を装備させる建物の副構造部として間柱、方立壁を例にして、制震装置はそれぞれの脚部に取り付けるものとして説明してきた。
しかし、建物の副構造部としてはこの他にも数多く存在しているから、建物の構造や副構造部の配置等を考慮しながら本発明の主旨を生かして他の副構造部にも制震装置を配備できることは当然のことであり、制震装置の取り付け位置について脚部に限るものでなく、その中間部等に配置することも諸般の事情に従って適宜選択可能なものである。
さらに、間柱及び方立壁の下端に設けた、鋼材ダンパーの背後を塞ぐ下り壁に関しても、これは必須のものでなく省略することもあり得るものである。
【００１４】
制震装置に関しても最も簡潔で取り扱いの容易である鋼材ダンパーを適用した例を説明してきたが、決してこれに限定されるものでない。
即ち、鋼材ダンパーの極軟鋼と取り付け部材との接合を溶接によって行う場合を例示してきたが、この接合は所定の強度さえ保持できるならば、高力ボルト等の一般的機械接合の手段で充分である。
又、鋼材ダンパーの形態についても、間柱、方立壁で異なる種類のものを敢えて開示してきたが、間柱、方立壁のいずれにも同様に使用できる以下のような鋼材ダンパーも採用可能である。
【００１５】
図４は、鋼材ダンパー５０を示す正面及び断面図である。鋼材ダンパー５０は、極軟鋼５１のみで構成されており、補強用のリブを設けているが取付部材を備えていない。極軟鋼５１の上下端には取付用に複数の孔５２が設けてある。間柱２もしくは方立壁３の取付部分には補強用の鋼板５３が装着されており、間柱もしくは方立壁にも極軟鋼の孔５２に対応した貫通孔５４が設けられている。又、間柱もしくは方立壁の中心部分には図示のように極軟鋼５１を遊嵌できる溝５５を形成してある。
【００１６】
極軟鋼５１は、溝５５に嵌入してから固定用のボルト５６によって装着されるが、間柱もしくは方立壁に固着させてしまうものでなく、ボルト５６を弛めることで適宜取り外せるようにしてある。
本実施の形態は、構造が簡素でその取り付け、取り外しが極めて手軽にできることから、副構造部に適用するのに少ないスペースで簡潔に施工できる有効な手段といえる。
【００１７】
なお、制震装置としては、上述の鋼材ダンパーに限らず例えば複数の鋼板の間に粘弾性体を挟んだ積層型の粘弾性減衰機構、ピストン型減衰機構のように、副構造部の所定の空間に配備できる既存の制震装置は採用可能であるから、上述の例に何ら制限されるものでない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によるＲＣ造建物の制震構造は、基本的に建物の副構造部の切断した端部に対し前記副構造部の内部に切込む空間と建物外部側の目隠しとを形成して、前記空間に制震装置を組み込み、前記目隠しの切断の間隙をシーリング材で塞いだものであり、具体的に前記制震装置は極軟鋼の両端に取付部材を接合した鋼材ダンパーであり、前記取付部材は平板に設けた垂直版を前記極軟鋼に接合し、前記平板をアンカーボルトで前記空間の上面の鋼板と下面の鋼板とに固定したものであり、前記取付部材と鋼板との間に作った間隙に無収縮グラウト材を充填して前記制震装置を組み込んだことを特徴とし、さらに間柱や方立壁に鋼材ダンパーを組み込んだことを特徴とするものであるから、従来は耐震安全性の対策部材として考慮していなかった建物の副構造部に制震機能を付与して有効に活用し、建物全体としての耐震安全性の向上を簡潔、安価に達成させる効果を発揮するものである。また、建物外部側の目隠しの隙間をシーリング材で塞ぐことで、外部からの雨水、騒音を防止している。
【図面の簡単な説明】
【図１】共同住宅等の居室平面図
【図２】制震装置を配備した間柱の断面図と正面図
【図３】制震装置を配備した方立壁の断面図と正面図
【図４】他の制震装置の断面図と正面図
【符号の説明】
１ 共同住宅 １７ 平板
２ 間柱 １８ 垂直版
３ 方立壁 １９、４３ アンカーボルト
４、３０ 制震装置 ２０、４４ 無収縮グラウト材
５、３１ 下端部分 ２２、４５ 間隙
６、３２ 立上がり部 ２３、４６ シーリング材
７，８ 間柱の空間 ３３，３４ 方立壁の空間
９ 空間７の上面 ３７，３７’ 鋼板
１０ 空間８の下面 ４２，４２’ 取付部材
１１，１１’ 鋼板 ５０ 鋼材ダンパー
１２、３８ 袋ナット ５１ 極軟鋼
１３、３９ 固定用アンカー ５２ 極軟鋼の取付用孔
１４、４０ 極軟鋼 ５３ 鋼板
１５、４１ 鋼材ダンパー ５４ 貫通孔
１６、１６’ 取付部材 ５５ 嵌入用の溝

Claims (3)

1. 建物の副構造部の切断した端部に対し前記副構造部の内部に切込む空間と建物外部側の目隠しとを形成して、前記空間に制震装置を組み込み、前記目隠しの間隙をシーリング材で塞いだＲＣ造建物の制震構造であって、
   前記制震装置は極軟鋼の両端に取付部材を接合した鋼材ダンパーであり、
   前記取付部材は平板に設けた垂直版を前記極軟鋼に接合し、前記平板をアンカーボルトで前記空間の上面の鋼板と下面の鋼板とに固定したものであり、
   前記取付部材と鋼板との間に作った間隙に無収縮グラウト材を充填して前記制震装置を組み込んだことを特徴とするＲＣ造建物の制震構造。
2. 副構造部が間柱であることを特徴とする請求項１に記載のＲＣ造建物の制震構造。
3. 副構造部が方立壁であることを特徴とする請求項１に記載のＲＣ造建物の制震構造。

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