JP3783124B2

JP3783124B2 - 制振建築物

Info

Publication number: JP3783124B2
Application number: JP15963898A
Authority: JP
Inventors: 和夫田村; 康裕林; 宏一渡辺
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JPH11350776A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高層建築物に適用して好適な構造の制振建築物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高層建築物の耐震性を確保するための構造として連層壁構造といわれる形式のものが知られている。これは図６（ａ）に概念的に示すように、各階に設けた耐震壁を上下階で連続させ、それら一連の耐震壁が全体として一体に挙動するような大規模な壁体すなわち連層壁１を構成し、その連層壁１の剪断剛性により地震力や風力に抵抗するというものである。また、図７（ａ）に示すように上記の連層壁１を同一鉛直面内において間隔をおいて並設してそれらを各階で連結梁２により連結することも行われ、この場合は特に連結連層壁構造と言われることもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の連層壁構造や連結連層壁構造においては、連層壁１が地震力を受けて図６（ｂ）および図７（ｂ）に示すように面内方向に曲げ変形を生じた際、連層壁１の脚部においてクラックが生じる等の損傷を受ける懸念がある。また、連結連層壁構造においては双方の連層壁１が曲げ変形した際にはそれらが上下方向に相対変位するので図７（ｂ）に示されるように連結梁２が曲げ変形により損傷を受けることも懸念される。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は上記のような連層壁構造および連結連層壁構造を基本としつつ、耐震性をより向上せしめて大地震時においても連層壁や連結梁が損傷を受けることのない有効な制振建築物を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、各階に設けた耐震壁を上下階で連続させてそれら一連の耐震壁が全体として一体に挙動する連層壁を構成している建築物であって、前記連層壁の脚部における幅寸法を他の部分よりも小さくすることにより該連層壁の面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつ該連層壁が面内方向に曲げ変形した際に作動する鋼材ダンパーを、幅寸法を小さくした連層壁の脚部に露出させて設けてなり、前記鋼材ダンパーとしての２本の鋼材の上下両端部どうしを連結材により連結して矩形フレームを構成し、該矩形フレームの上部および下部をそれぞれ連層壁の脚部および基礎に埋設したものである。
請求項２記載の発明は、同じく各階に設けた耐震壁を上下階で連続させてそれら一連の耐震壁が全体として一体に挙動する連層壁を構成している建築物であって、前記連層壁の下端と基礎との間にスリットを形成することにより該連層壁の面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつ該連層壁が面内方向に曲げ変形した際に作動する鋼材ダンパーを、スリットを形成した連層壁の脚部に絶縁層を介して非付着状態で埋設したものである。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明における連層壁を同一鉛直面内において間隔をおいて並設してそれら連層壁どうしを連結梁により連結することにより連結連層壁を構成し、前記連結梁に双方の連層壁が上下方向に相対変位した際に作動するダンパーを設けたものである。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項３の発明における連結連層壁を建築物の中心部において矩形を形成するように組み合わせて配置したものである。
請求項５の発明は、請求項２〜４のいずれかの発明における鋼材ダンパーとしての２本の鋼材の上下両端部どうしを連結材により連結して矩形フレームを構成し、該矩形フレームの上部および下部をそれぞれ連層壁の脚部および基礎に埋設したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の最も基本的な第１実施形態を概念的に示す図である。本第１実施形態の制振建築物は、従来の連層壁構造と同様に各階の耐震壁を上下で連続せしめた連層壁１０を有するものであるが、その連層壁１０の脚部１１においては幅寸法を他の部分よりも若干小さくしており、これにより脚部１１における面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつ、この連層壁１０が面内方向に曲げ変形した際に作動するダンパー１２を脚部１１の部分に設けた構造とされている。そのダンパー１２としては建物の制振用として公知の鋼材ダンパー、たとえば低降伏点鋼による鋼材ダンパーが採用され、図４に示す構造（詳細後述）で連層壁１０の脚部に設置されている
【０００９】
そのような連層壁１０を有する本第１実施形態の構造の制振建築物では、大地震時に連層壁１０が面内の曲げ変形を受けた際に上記ダンパー１２が作動して制振効果を発揮し、地震エネルギーを吸収して振動を速やかに減衰させることができ、連層壁１０の変形が抑制されてその脚部１１における損傷を有効に防止し得るものである。なお、連層壁１０の脚部の曲げ剛性を若干低下させることから、この建築物全体の曲げ剛性も若干低下する（柔らかくなる）ことになるが、地震時における連層壁１０の変形はダンパー１２により抑制されるから建築物全体の変形量が過度に大きくなることはない。
【００１０】
図２は第２実施形態を示すものである。本第２実施形態の制振建築物は、上記第１実施形態の連層壁１０を間隔をおいて同一鉛直面内に並設し、それら連層壁１０を各階で連結梁１３により連結することで連結連層壁１４を構成したものであり、かつ、連結梁１３の途中には双方の連層壁１０が上下方向に相対変位した際に作動するダンパー１５を設けた構造とされている。そのダンパー１５としては上記ダンパー１２と同様の鋼材ダンパーが好適に採用可能であるが、他の各種の形式のものも採用可能である。なお、連結梁１３全体がダンパー１５として機能するようにしても良い。
【００１１】
本第２実施形態の制振建築物においては、第１実施形態と同様に連層壁１０の脚部１１に設けたダンパー１２による制振効果に加え、連結梁１３に設けたダンパー１５による制振効果が得られるものであり、特にダンパー１５により連結梁１３の損傷を回避できるのみならず、双方のダンパー１２，１５により地震時の振動エネルギーがより効率的に吸収されて耐震性をより向上させ得るものである。
【００１２】
図３は第３実施形態を示す。これは第２実施形態の連結連層壁１４を実際の建築物に組み込む場合の好適な一例であって、平面形状がほぼ正方形をなす建築物の中心部に４組の連結連層壁１４を矩形を形成するように組み合わせて配置したものである。この場合、隣り合って配置されている連層壁１０どうしを一体に形成しており、結果として、水平断面形状を直角に曲げた連層壁を４組用いてそれらをダンパー１５を組み込んだ連結梁１３によって連結した形態とされている。そのような形態で４組の連結連層壁１４を設けたこの建築物では、任意の方向の地震力に対する制振効果が発揮されるとともに、建築物の中心部に強固なコア部が構成されるので、優れた耐震性を確保することができる。なお、各連層壁１０の脚部における幅を若干小さくしたことに伴い、この建築物の下層部における剪断剛性の過度の低下が懸念されるような場合等には、必要に応じて図３（ａ）、（ｃ）に示しているようにこの建築物の下層階たとえば１階において連結連層壁１４を設けた構面とは別の構面に他の耐震壁１６を適宜配置すれば良い。
【００１３】
図４は上記各実施形態において連層壁１０の脚部に設けるダンパー１２としての鋼材ダンパーの具体的な設置構造を示すもので、２本の鋼材２０の上下両端部どうしを連結材２１により連結して矩形フレームを構成し、その上部および下部をそれぞれ連層壁１０内、基礎２２内に埋設し、鋼材２０の中間部を連層壁１０の脚部１１に露出させてこれをダンパー１２として機能させるものである。
【００１４】
図５はダンパー１２としての鋼材ダンパーの他の設置構造を示すものである。この場合、上記各実施形態のように連層壁１０の脚部の幅を小さくすることなく、連層壁１０の下端と基礎２２との間にスリット２３を形成することでそこでの曲げ剛性を低下せしめている。そして、図４に示したものと同様の鋼材２０を連層壁１０の脚部１１に埋設するが、その鋼材２０がダンパー１２として機能するように鋼材２０と連層壁１０との間に絶縁層２４を介在させてそれらをアンボンド状態（非付着状態）としてある。
【００１５】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明の制振建築物の規模や用途は何ら限定されないし、連層壁や連結連層壁は平面プランを考慮して最適配置すれば良いことは言うまでもない。また、ダンパー１２としては鋼材ダンパーを用いてそれを図４あるいは図５に示した構造で設置するが、ダンパー１５の形式やそれらの設置の形態は任意に変更可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明は、連層壁の脚部における幅寸法を小さくして面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつ、その連層壁が面内方向に曲げ変形した際に作動する鋼材ダンパーを連層壁の脚部に露出状態で設けてなり、前記鋼材ダンパーとしての２本の鋼材の上下両端部どうしを連結材により連結して矩形フレームを構成し、該矩形フレームの上部および下部をそれぞれ連層壁の脚部および基礎に埋設したものであるから、地震時に連層壁が面内の曲げ変形を受けた際にその鋼材ダンパーが作動して制振効果を発揮し、地震エネルギーを吸収し振動を速やかに減衰させることができ、連層壁の変形が抑制されてその損傷を有効に防止し得るものであり、耐震性を大きく向上させることができる。
また、請求項２の発明は、連層壁の下端と基礎との間にスリットを形成することによって連層壁の面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつその連層壁の脚部に鋼材ダンパーを絶縁層を介して非付着状態で埋設したものであるから、請求項１の発明と同様の効果が得られる。
【００１７】
請求項３の発明は、上記構成に加え、連層壁どうしを連結梁により連結することにより連結連層壁を構成し、かつ、連結梁に双方の連層壁が上下方向に相対変位した際に作動するダンパーを設けたものであるから、そのダンパーにより連結梁の損傷を回避できるのみならず、連層壁の脚部に設けたダンパーと連結梁に設けたダンパーの双方により振動エネルギーがより効率的に吸収され、耐震性をより向上させ得る。
【００１８】
請求項４の発明は、連結連層壁を建築物の中心部において矩形を形成するように組み合わせて配置したものであるから、任意の方向の地震力に対する制振効果が発揮されるとともに建築物の中心部に強固なコア部が構成され、優れた耐震性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である制振建築物の概念図である。
【図２】本発明の第２実施形態である制振建築物の概念図である。
【図３】本発明の第３実施形態である制振建築物の概略構成図である。
【図４】鋼材ダンパーの設置構造を示す図である。
【図５】鋼材ダンパーの他の設置構造を示す図である。
【図６】従来一般の連層壁構造の概念図である。
【図７】従来一般の連結連層壁構造の概念図である。
【符号の説明】
１０連層壁
１１脚部
１２ダンパー（鋼材ダンパー）
１３連結梁
１４連結連層壁
１５ダンパー
２０鋼材（鋼材ダンパー）
２１連結材
２２基礎
２３スリット
２４絶縁層

Claims

各階に設けた耐震壁を上下階で連続させてそれら一連の耐震壁が全体として一体に挙動する連層壁を構成している建築物であって、前記連層壁の脚部における幅寸法を他の部分よりも小さくすることにより該連層壁の面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつ該連層壁が面内方向に曲げ変形した際に作動する鋼材ダンパーを、幅寸法を小さくした連層壁の脚部に露出させて設けてなり、
前記鋼材ダンパーとしての２本の鋼材の上下両端部どうしを連結材により連結して矩形フレームを構成し、該矩形フレームの上部および下部をそれぞれ連層壁の脚部および基礎に埋設してなることを特徴とする制振建築物。
各階に設けた耐震壁を上下階で連続させてそれら一連の耐震壁が全体として一体に挙動する連層壁を構成している建築物であって、前記連層壁の下端と基礎との間にスリットを形成することにより該連層壁の面内方向の曲げ剛性を他の部分よりも相対的に低下せしめ、かつ該連層壁が面内方向に曲げ変形した際に作動する鋼材ダンパーを、スリットを形成した連層壁の脚部に絶縁層を介して非付着状態で埋設してなることを特徴とする制振建築物。
前記連層壁を同一鉛直面内において間隔をおいて並設してそれら連層壁どうしを連結梁により連結することにより連結連層壁を構成し、前記連結梁に双方の連層壁が上下方向に相対変位した際に作動するダンパーを設けてなることを特徴とする請求項１または２記載の制振建築物。
前記連結連層壁を建築物の中心部において矩形を形成するように組み合わせて配置してなることを特徴とする請求項３記載の制振建築物。
前記鋼材ダンパーとしての２本の鋼材の上下両端部どうしを連結材により連結して矩形フレームを構成し、該矩形フレームの上部および下部をそれぞれ連層壁の脚部および基礎に埋設してなることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の制振建築物。