JP3780744B2 - 建屋構造 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パネル部分を他の材料で置換したり、パネル部分を一部除去することにより、H形鋼(圧延H形鋼および組立H形鋼)の柱および梁で構成されたラーメン骨組の建屋構造の強度を維持しつつ、剛性を小さくして、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくした建屋構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ラーメン骨組の建屋構造においては、ラ−メン骨組の剛性および強度を変更しようとする場合には、ラ−メン骨組を構成する部材自体を、今までの断面とは異なる断面の部材に変更するのが一般的である。
【0003】
立体自動倉庫の骨組は、通常、軟鋼(SSC400)の軽量角型鋼管の弦材(柱)と斜材のピン接合骨組(トラス骨組)により構成される。そして、地震に対しては、法令で想定される慣性水平力による部材応力、変形および保有水平耐力を構造計算により算定し、計算上必要な断面性能をもつ断面を選定する(以下、「耐震設計」という)。
【0004】
「耐震設計」に加えて、骨組に作用する地震力を制御する方法として、本発明者等は、特願平9−358815号において、図8に示すような、立体自動倉庫の制震構造を提案している。この立体自動倉庫においては、立体自動倉庫のトラス骨組の最下層の柱31と梁32を剛接合としたラーメン骨組とし、梁32に極低降伏点鋼の面材からなる制震デバイス(制震ダンパ−)33を設置し、この制震デバイス33と柱31の基端部との間に、通常の鋼材からなる斜材34を設置したものである。
【0005】
また、本発明者等は、立体自動倉庫に適した極低降伏点鋼による制震デバイスとして、極低降伏点鋼鋼板の板曲げによりエネルギー吸収させる方法を、特願平10−335238号で提案している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の地震エネルギ−を吸収させる方法には、次のような問題点がある。
【0007】
立体自動倉庫のトラス骨組の最下層を、ラーメン骨組とし、斜材部分に、極低降伏点鋼制震要素を用いて地震エネルギーを吸収させる方法においては、地震時のエネルギーを、できるだけ極低降伏点鋼制震デバイスで吸収させ、ラーメン骨組では吸収させない工夫によりその効果を高めることができるのであるが、そのためには、ラーメン骨組の剛性を斜材部分に比較して小さくすることが必要である。
【0008】
しかし、どのようにすれば、ラーメン骨組の強度を確保しつつ、その剛性を小さくすることができるのか、具体的な提案がなされていない。
【0009】
この発明は、近年の構造解析結果によって、ラーメン骨組におけるパネル部分が、剛性に大きく影響することが明らかにされたこと踏まえて、ラーメン骨組の強度を確保しつつ、剛性を小さくできるラ−メン骨組の建屋構造を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る建屋構造は、柱と梁とがH形鋼で構成されたラーメン骨組の建屋構造において、前記柱と梁との交差部のH形鋼のウェブで構成されるパネル部分に開口を設け、該開口の全部または一部を、せん断変形に対する有効断面積が前記ウェブのせん断変形に対する有効断面積よりも小さく、かつ強度がウェブの強度と同等以上の部材で塞ぐことにより、ラ−メン骨組の強度を確保しつつ剛性を小さくして、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくしたものである。
【0011】
また、この発明に係る第一の立体自動倉庫の建屋構造は、立体自動倉庫の骨組の最下層部を、H形鋼の柱とH形鋼の梁を剛接合したラ−ン骨組から構成するとともに、該下層部に水平耐力の一部を負担する全部または一部が極低降伏点鋼からなる制震ダンパ−を設けた立体自動倉庫の建屋構造において、前記柱と梁との交差部のH形鋼のウェブで構成されるパネル部分に開口を設け、該開口の全部または一部を、せん断変形に対する有効断面積が前記ウェブのせん断変形に対する有効断面積よりも小さく、かつ強度がウェブの強度と同等以上の部材で塞ぐことにより、ラ−メン骨組の強度を確保しつつ剛性を小さくして、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくしたものである。
【0012】
また、この発明に係る第二の立体自動倉庫の建屋構造は、立体自動倉庫の骨組の最下層部を、H形鋼の柱とH形鋼の梁を剛接合したラ−ン骨組から構成するとともに、該下層部に水平耐力の一部を負担する全部または一部が極低降伏点鋼からなる制震ダンパ−を設けた立体自動倉庫の建屋構造において、前記柱と梁との交差部のH形鋼のウェブで構成されるパネル部分に開口を設けたことにより、ラ−メン骨組の剛性を小さくし、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくしたものである。
【0013】
本発明により、ラ−メン骨組の強度を確保しつつ、剛性を小さくすることができるので、制震ダンパ−を設けた立体自動倉庫の建屋構造の制震性を高めることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【0015】
図1は、柱1と梁2がH形鋼で構成されるラーメン骨組の説明図であり、(a)はラーメン骨組の正面図、(b)は(a)のA部拡大図、(c)は(a)のB部拡大図である。本発明の実施の形態の建屋構造においては、柱1と梁2の交差部であるパネル部分(柱1または梁2のウェブ部に相当)3aまたは3bに開口4を設け、せん断変形に対する有効断面積が柱1および梁2のウェブのせん断変形に対する有効断面積よりも小さく、強度が柱1および梁2のウェブの強度と同等以上の鋼板、形鋼または鋼線でこの開口4の全部または一部を塞いだものである。
【0016】
図2は、パネル部3に穿たれた開口部4を、高強度鋼の鋼板(SM490、SM520等)5で塞いだ本発明の第一の実施例を示す正面図である。
【0017】
また、図3は、パネル部3に穿たれた開口部4を、座屈補剛材6で補剛された高強度鋼の鋼板7で塞いだ本発明の第二の実施例を示す正面図である。
【0018】
また、図4は、パネル部3に穿たれた開口部4を、高強度鋼の山形鋼8で部分的に十字状に塞いだ本発明の第三の実施例を示す正面図である。
【0019】
また、図5は、パネル部3に穿たれた開口部4を、高強度鋼の鋼線9で部分的に塞いだ本発明の第四の実施例を示す正面図である。
【0020】
図6は、立体自動倉庫のトラス骨組の最下層を、ラーメン骨組とし、斜材部分に、極低降伏点鋼制震要素を用いて地震エネルギーを吸収させる建屋構造に、本発明を適用した正面図である。この場合においては、軟鋼のH形鋼の柱11および梁12で構成されるラーメン骨組13のパネル部分(柱11または梁12のウェブ部に相当)14の強度を保ちつつ、剛性を小さくするために、パネル部分14に開口15を設け、この開口15をせん断変形に対する有効断面積が柱11および梁12のウェブよりも小さい高強度鋼板、鋼強度形鋼または高強度鋼線で塞ぐ。この方法により、パネル部分14はH形鋼のウェブより有効断面積の小さな高強度鋼材に置換されたので、剛性が小さくなるとともに、高強度鋼を用いているので強度は確保されている。これらの鋼材は、剛性をH形鋼のウェブの剛性よりも上げない範囲で、座屈補剛してもよい。
【0021】
また、開口14を設けたままの状態で、強度が確保されていれば、開口14を他の部材で塞がない状態のままとしてもよい。
【0022】
【実施例】
(実施例1)
図7に示すように、弦材(柱)21が100mm×100mm角×3.2mm厚、斜材22と横架材が50mm×50mm角×3.2mm厚からなるトラス骨組の、最下層を柱23がH−125mm×125mm×6.5mm×9mm、梁24がH−150mm×75mm×5mm×7mmからなるラーメン骨組とし、このラーメン骨組の斜材25部分に普通鋼斜材(上層と同じ角型鋼管)を、下開きの偏心K型に配置し、梁24との接合部に極低降伏点鋼制震デバイス26を設ける。このラーメン骨組のパネル部分27に開口28を設け、この開口28を高強度鋼板29で塞ぐことにより、ラーメン骨組の強度を保ちつつ剛性を小さくして、制震デバイスの効果を高めた。
【0023】
【発明の効果】
本発明の建屋構造により、ラーメン骨組の骨組部材そのものを変更することなく、ラ−メン構造の強度を確保しつつ、剛性を小さくすることができ、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくすることができる。
【0024】
特に、この建屋構造は、制震ダンパ−を用いた制震設計を行う場合、その制震性を高めるのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】柱と梁がH形鋼で構成されるラーメン骨組の説明図であり、(a)はラーメン骨組の正面図、(b)は(a)のA部拡大図、(c)は(a)のB部拡大図である。
【図2】パネル部に穿たれた開口部を、高強度鋼の鋼板で塞いだ本発明の第一の実施例を示す正面図である。
【図3】パネル部に穿たれた開口部を、座屈補剛材で補剛された高強度鋼の鋼板で塞いだ本発明の第二の実施例を示す正面図である。
【図4】パネル部に穿たれた開口部を、高強度鋼の山形鋼で部分的に十字状に塞いだ本発明の第三の実施例を示す正面図である。
【図5】パネル部に穿たれた開口部を、高強度鋼の鋼線で部分的に塞いだ本発明の第四の実施例を示す正面図である。
【図6】立体自動倉庫のトラス骨組の最下層を、ラーメン骨組とし、斜材部分に、極低降伏点鋼制震要素を用いて地震エネルギーを吸収させる建屋構造に、本発明を適用した正面図である。
【図7】本発明の実施例の正面図である。
【図8】従来の立体自動倉庫の制震構造を示す正面図である。
【符号の説明】
1 柱
2 梁
3 パネル部分
4 開口部
5 高強度鋼の鋼板
6 座屈補剛材
7 高強度鋼の鋼板
8 高強度鋼の山形鋼
9 高強度鋼の鋼線
11 柱
12 梁
13 ラーメン骨組
14 パネル部分
15 開口部
21 弦材(柱)
22 斜材
23 柱
24 梁
25 斜材
26 極低降伏点鋼制震デバイス
27 パネル部分
28 開口
29 高強度鋼板

Claims (3)

  1. 柱と梁とがH形鋼で構成されたラーメン骨組の建屋構造において、前記柱と梁との交差部のH形鋼のウェブで構成されるパネル部分に開口を設け、該開口の全部または一部を、せん断変形に対する有効断面積が前記ウェブのせん断変形に対する有効断面積よりも小さく、かつ強度がウェブの強度と同等以上の部材で塞ぐことにより、ラ−メン骨組の強度を確保しつつ剛性を小さくして、
    ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくしたことを特徴とするラ−メン骨組の建屋構造。
  2. 立体自動倉庫の骨組の最下層部を、H形鋼の柱とH形鋼の梁を剛接合したラ−ン骨組から構成するとともに、該下層部に水平耐力の一部を負担する全部または一部が極低降伏点鋼からなる制震ダンパ−を設けた立体自動倉庫の建屋構造において、前記柱と梁との交差部のH形鋼のウェブで構成されるパネル部分に開口を設け、該開口の全部または一部を、せん断変形に対する有効断面積が前記ウェブのせん断変形に対する有効断面積よりも小さく、かつ強度がウェブの強度と同等以上の部材で塞ぐことにより、ラ−メン骨組の強度を確保しつつ剛性を小さくして、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくしたことを特徴とする立体自動倉庫の建屋構造。
  3. 立体自動倉庫の骨組の最下層部を、H形鋼の柱とH形鋼の梁を剛接合したラ−ン骨組から構成するとともに、該下層部に水平耐力の一部を負担する全部または一部が極低降伏点鋼からなる制震ダンパ−を設けた立体自動倉庫の建屋構造において、前記柱と梁との交差部のH形鋼のウェブで構成されるパネル部分に開口を設けることにより、ラ−メン骨組の剛性を小さくし、ラ−メン骨組の地震エネルギ−吸収の分担割合を小さくしたことを特徴とする立体自動倉庫の建屋構造。
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