JP3784275B2 - Building frame structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物平面に出隅部を形成するように配置する梁間方向及び桁行方向の通し梁と、該通し梁の出隅部近傍をトラス架構の柱で支持する建築物の架構構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
建築物の架構構造としては、図4に示すように建築物のフロアを構成する梁間方向の通し梁aと桁行方向の通し梁a同士を結んで形成する各出隅部bに一本の中柱cと二本の側柱dと、この中柱cと各側柱dとを結ぶ斜柱eとより構成するトラス架構のトラス柱fを設け、このトラス柱f上に更に上階のフロアを構成する通し梁gを設け、この通し梁g同士を結んで形成する各出隅部bに更に前記トラス柱fを設ける構成を繰り返したものが存在する。
この際、通し梁a同士を結んで形成した出隅部bに配設したトラス柱fを構成する中柱c及び各側柱dは、建築物の自重や積載荷重等の鉛直力を地盤に伝えるために直下方向に基礎hを配置した構造となっている。即ち図4においては、通し梁aに沿って中柱c及び各側柱dの直下に基礎hとして布基礎等を位置させ、建築物の基礎が独立基礎であればトラス柱を構成する各柱の直下方向に杭基礎を位置させ、各柱と杭基礎とを連結している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記した、建築物のフロアを構成する通し梁より形成する出隅部に中柱を位置させるトラス柱を設け、前記出隅部に位置させた中柱を基礎に直結する従来の架構構造は次のような問題点を有する。
【0004】
建築物のフロアの各出隅部に位置するトラス柱及び基礎には、地震時に発生する転倒モーメントにより付加軸力が発生するので、トラス柱及び基礎はこの付加軸力に耐えるだけの構造とする必要がある。
【0005】
この際トラス柱については、例えば中柱及び各側柱の断面を大きくする必要がある。このように、各柱断面を大きくし、十分な剛性を得ることにより付加軸力に耐えられる構造を得ることができるが、トラス柱の製造コストは増加する。
【0006】
前記トラス柱を構成する各柱の直下部分に配設した基礎についても、トラス柱と同様に強固な構造とする必要がある。例えば独立基礎の杭基礎を用いる場合、その断面を大きくしたり芯鉄筋を付加したりする等の補強が必要であり、布基礎を用いる場合、やはりその断面を大きくしたり公知の補強手段を付与する必要がある。これにより、杭等の基礎に十分な剛性を付与することで、付加軸力に耐えられる構造を得ることができるが、その反面、基礎構造の製造コストは増加する。
【0007】
【発明の目的】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、建築物の出隅部にトラス柱を平面略L字状に配設することで、出隅部の応力をトラス柱により構成する各構面に分散させ、建築物の出隅部直下部分の基礎を省略できる、建築物の架構構造を提供することにある。
特に、トラス柱の中柱及び側柱の柱断面を過大にすることのない建築物の架構構造を提供することにある。
また、建築物外周に面した構面の応力を分散し、低減できる建築物の架構構造を提供することにある。
さらに、基礎構造の製造コストを低減できる建築物の架構構造を提供することにある。
本発明は、これらの目的のうち少なくとも1つを達成するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、建築物平面の梁間方向及び桁行方向に架設する通し梁と、中柱と斜柱と側柱によって構成し、前記通し梁上に構築するトラス架構の柱群と、を具備し、前記柱群は、梁間方向に架設する通し梁と桁行方向に架設する通し梁との連結部に形成される出隅部を中心として平面略L字状に配設され、前記出隅部に配置した中柱の直下部分の基礎を除いてあることを特徴とする、建築物の架構構造である。本発明は、建築物の四隅に前述した構成を有するトラス架構の柱を平面形が略L字状を呈するように夫々設置し、通し梁によって隣接する壁から片持ち梁形式で支持した立体上部架構を構築し、外周に面した軸組の応力を他の構面に分散させる。この結果として、本発明においては建築物の出隅部に位置する基礎を省略することを可能とする。前述したトラス架構の柱は、出隅部を中心として平面形が略L字状となるように配設するが、この際一方をトラス架構の柱とし、他方をトラス架構以外の公知の柱構造或いは公知の壁体とし、これらを組み合わせて構成することもできる。ここでトラス架構の柱とは、各柱の接合端部をピン結合した公知のトラス柱を指す。なお、出隅部間の通し梁と略直交する梁を追加する場合は、その交差位置に平面形が略T字状となるトラス柱を追加することもできる。
【0009】
【発明の実施の形態1】
以下図面を参照しながら、建築物の架構構造について杭を用いた独立基礎とした場合を一例に説明する。
【0010】
<イ>全体の構成
本発明の建築物の架構構造10は、建築物の各フロアを構成する梁間方向の通し梁20及び桁行方向の通し梁20を結んで形成する出隅部30近傍に、上下フロアを構成する通し梁20間に位置するようにトラス架構のトラス柱40を介在させて構成する。
即ち一階フロアにおいては、基礎梁50の出隅部30と、その上方に位置する一階梁60を構成する通し梁20同士を結んで形成する出隅部30との間に中柱41を位置させるようにトラス柱40を介在させ、最上階においては、その下階のフロアを構成する通し梁20同士を結んで形成する出隅部30と、屋上階の梁70を構成する通し梁20同士の出隅部30との間に中柱41を位置させるようにトラス柱40を介在させる。
本実施の形態においては、図1に示した二階建の建築物を一例として各部の構成について説明する。
【0011】
<ロ>フロア
建築物のフロアは、通し梁20を組み合わせて構成する。詳しくは、通し梁20中、フロア外周に位置する梁間方向及び桁行方向のものを連結して出隅部30を形成し、各出隅部30間に位置する通し梁20間に適宜別の通し梁20を必要数配設し、例えば図1に示す井桁状となるように組み合わせて構成する。本実施の形態においては、図1に示すように各階フロアの外周に位置する4本の通し梁20を組み合わせて構成した基礎梁50、一階梁60、及び建築物の屋上部分の梁70等がここで説明するフロアの一例である。
フロアは、図1に示したような四方形を呈するものに限らず、従来公知の構造を採用することが可能であり、通し梁20によって後述するトラス柱40を配設する出隅部30を形成すればよい。
【0012】
<ハ>トラス柱
トラス柱40は、前記通し梁20同士を結んで形成する出隅部30に配置する中柱41と、出隅部30間に配置する側柱42と、一方の梁50に連結する中柱41の端部と、他方のフロアの梁60に連結する側柱42の端部を結ぶ斜柱43とから構成する。図2におけるトラス柱40は、基礎梁50の出隅部30に位置する中柱41を中心とする平面略L字状に形成する一例である。
トラス柱40は、その名の通り、各柱41,42,43同士の結合及び各柱41,42と梁50,60との結合部分をピン結合により回動自在とする。
なお、斜柱43は、一階梁60に連結する中柱41の端部と、基礎梁50に連結する側柱42の端部と連結することで、前出の連結とは逆の配置とすることも可能である。
【0013】
<ニ>基礎構造
基礎構造には、例えば布基礎、杭等の独立基礎等の公知の基礎が適用できる。ここで本発明の特徴は、出隅部30の直下部分を基礎構造を省略できる点にある。即ち、トラス柱40を構成する中柱41の直下部分には基礎構造を配置せず、基礎構造は側柱42等の出隅部30を除いた部位の下部に位置させる。詳しくは、建築物最下層の基礎梁50に配設する中柱41は、基礎梁50とはピン結合するが、その直下には基礎構造を設けない。つまり、独立基礎構造の場合、出隅部30の直下部分に杭51やその他の基礎を設けず、図示しない布基礎の場合、その直下までは布基礎を延ばさないように構成し、中柱下端と基礎との間で力が伝わらないようにする。
即ち本発明は、建築物の四隅にトラス柱40を夫々設置し、通し梁20によって隣接するトラス柱40(壁)から片持ち梁形式で支持した立体上部架構を構築し、外周に面した軸組の応力をトラス柱40より成る各構面に分散させる。この結果として、本発明においては建築物の出隅部30に位置する基礎構造を省略することを可能とする。
【0014】
【発明の実施の形態2】
発明の実施の形態1においては、建築物のフロアを構成する通し梁中、梁間方向及び桁行方向に位置する通し梁20同士を結んで形成する出隅部30に中柱41が位置するように配設するトラス柱40について主に説明した。
これに対し、出隅部30以外にトラス柱44を配設する例について、図3に示す建築物の架構構造の平面図により説明する。
図示するように、例えば出隅部30同士の間の通し梁20が長大となる場合、その途中に追加梁31を架設して通し梁20の剛性を維持する場合がある。
この際、対向する2本の通し梁20と追加梁31との交差位置にトラス柱44を配設することができる。トラス柱44は、中柱44aを配設し、この中柱44aと各出隅部30間に側柱44b,44b及び追加梁31の途中に側柱44dを配設して構成する。さらに、中柱44aと各側柱44b,44b,44dとの間には夫々斜柱44cを配設する。こうして構成したトラス柱44は、平面略T字状となる。
【0015】
【作用】
図4及び図1を参照し、架構に水平方向(図4及び図1のX方向)の地震力が加わった時の架構に生じる力について、従来技術(図4)と本発明の建築物の架構構造(図1)を計算結果に基づいて比較する。
図4並びに図1に示す水平力による基礎梁h(50)の高さ位置での転倒モーメントは、1つの構面あたり46ton・mである。
従来技術では、出隅部bの位置する中柱cの直下が基礎hと結合されているので、トラス柱fの水平剛性が高い。全体の転倒モーメントのうち各トラス柱fで分担されるのが11.6ton・mづつ、2つのトラス柱fの軸力×柱間隔で分担されるのが23.2ton・mである。各柱の軸力は中柱c1が14.9ton、側柱d1が11.6ton、側柱d2が0.5tonである。
本発明の建築物の架構構造10では、出隅部30に位置する中柱41が基礎(図1における杭)51と結合されていないので、トラス柱40の水平剛性が低い。全体の転倒モーメントのうち各トラス柱40で分担されるのが1.0ton・mづつ、2つのトラス柱40の軸力×柱間隔で分担されのが44.4ton・mである。各柱の軸力は中柱41aが0ton、側柱42aが0.98ton、側柱42bが6.53tonである。
本発明の建築物の架構構造10は、従来技術と比較して、転倒モーメントを2つのトラス柱40の軸力×柱間隔で分担される分が大きく、各トラス柱40で分担される分が小さい。また、従来技術では中柱c1(41a)に集中していた軸力が、Y方向の梁によって側柱d2(42b)にも伝達されるので、軸力が平均化される。そのため、各柱の軸力が従来技術と比較して非常に小さくてすむ。
【0016】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
<イ> 本発明は、建築物の出隅部に前述した構成を有する平面形が略L字状を呈するトラス柱を夫々設置し、通し梁によって隣接する壁から片持ち梁形式で支持した立体上部架構を構築し、外周に面した軸組の応力を他の構面に分散させる。この結果として、本発明においては建築物の出隅部に位置する基礎を省略することを可能とする。
<ロ> トラス柱の出隅部に位置する中柱を基礎と連結させないことで、トラス柱の剛性が下がるので、架構の振動周期が長くなり、高い制振効果を得ることができる。これにより、トラス柱の中柱及び側柱を基礎に連結した構造であった従来技術と比較し、中柱及び側柱の柱断面を大きくする必要が無くなった。この結果として、トラス柱の製造コストを低減できる。
<ハ> 基礎についても同様に、トラス柱の剛性が下がることで、従来行われていた杭断面を大きくしたり芯鉄筋を付加したりする等の補強が不要となるから、基礎構造の製造コストを低減できる。
<ニ> 以上より、架構の制振効果によって部材寸法を低減できるので、経済的な建築物の構築が可能となる。
<ホ> 免振構造物においては、出隅部に配設していた免振装置が不要となり経済的である。
<ヘ> 本発明の架構構造に加えて、基礎梁、或いは他の梁の出隅部分に公知の制振部材を採用することにより、制振効果をさらに高めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る建築物の架構構造の斜視図
【図2】 発明の実施の形態1に係る建築物の架構構造の平面図
【図3】 本発明の実施の形態2に係る建築物の架構構造の平面図
【図4】 従来の建築物の架構構造に係る斜視図
【符号の説明】
20・・・通し梁
30・・・出隅部
40・・・トラス柱
41・・・中柱
42・・・側柱
43・・・斜柱[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a through beam in a beam direction and a crossing direction arranged so as to form a protruding corner on a building plane, and a frame structure of a building in which the vicinity of the protruding corner of the through beam is supported by a column of a truss frame. .
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 4, the structure of the building has a single structure in each protruding corner portion b formed by connecting the through beams a in the beam direction and the through beams a in the row direction constituting the floor of the building. A truss column f of a truss frame composed of a column c, two side columns d, and an oblique column e connecting the middle column c and each side column d is provided, and a floor of an upper floor is further provided on the truss column f. There is a structure in which the truss column f is further provided at each protruding corner b formed by connecting the through beams g to each other.
At this time, the middle column c and the side columns d constituting the truss column f arranged at the protruding corner b formed by connecting the through beams a with each other, the vertical force such as the building's own weight or loading load is applied to the ground. In order to convey, it has a structure in which a foundation h is arranged in a direct downward direction. That is, in FIG. 4, each of the columns constituting the truss column if the fabric foundation or the like is positioned as the foundation h directly below the middle column c and each side column d along the through beam a, and the foundation of the building is an independent foundation. The pile foundation is positioned in the direction directly below and each column is connected to the pile foundation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional frame structure in which the truss column for positioning the middle column is provided at the protruding corner portion formed from the through beams constituting the floor of the building and directly connected to the foundation based on the middle column positioned at the protruding corner portion is as follows. It has the following problems.
[0004]
The truss columns and foundations located at each corner of the building floor generate additional axial force due to the overturning moment that occurs during an earthquake. Therefore, the truss columns and foundation must be structured to withstand this additional axial force. There is a need.
[0005]
At this time, for the truss columns, for example, it is necessary to enlarge the cross section of the middle column and each side column. Thus, a structure capable of withstanding the additional axial force can be obtained by increasing the cross section of each column and obtaining sufficient rigidity, but the manufacturing cost of the truss column increases.
[0006]
The foundation disposed in the portion directly below each column constituting the truss column also needs to have a strong structure like the truss column. For example, when using an independent foundation, it is necessary to reinforce the cross section or add a core rebar. When using a cloth foundation, the cross section is enlarged or a known reinforcing means is added. There is a need to. Thereby, by giving sufficient rigidity to a foundation such as a pile, a structure that can withstand the additional axial force can be obtained, but on the other hand, the manufacturing cost of the foundation structure increases.
[0007]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to arrange the truss pillars at the projecting corners of the building in a plane L shape so that the stress at the projecting corners is reduced. An object of the present invention is to provide a frame structure for a building that can be distributed on each surface composed of truss pillars and can omit the foundation of the portion immediately below the projecting corner of the building.
In particular, it is an object of the present invention to provide a frame structure of a building that does not make the cross sections of the middle and side columns of the truss columns excessive.
It is another object of the present invention to provide a building frame structure that can disperse and reduce the stress of the building surface facing the outer periphery of the building.
Furthermore, it is providing the frame structure of the building which can reduce the manufacturing cost of a foundation structure.
The present invention achieves at least one of these objectives.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-described problems, the present invention provides a truss constructed by a through beam, a middle column, an oblique column, and a side column constructed in a beam-to-beam direction and a column direction in a building plane , and constructed on the through beam. A column group of a frame, and the column group is substantially L-shaped in a plane centering on a protruding corner portion formed at a connection portion between a through beam erected in a beam-to-beam direction and a through beam erected in a cross-beam direction. it is arranged, characterized in that the foundation directly below the portion of the center post disposed on the external corner portions are have divided a Frame structure of a building. In the present invention, the columns of the truss frame having the above-described configuration are respectively installed at the four corners of the building so that the planar shape is substantially L-shaped, and are supported in a cantilever form from adjacent walls by through beams. Build a frame and distribute the stress of the frame facing the outer circumference to other frames. As a result, in the present invention, it is possible to omit the foundation located at the corner of the building. The columns of the truss frame described above are arranged so that the planar shape is substantially L-shaped with the protruding corner as the center. At this time, one of the columns is a truss frame and the other is a known column structure other than the truss frame. Or it can also be set as a well-known wall body and combining these. Here, the column of the truss frame refers to a known truss column in which the joint ends of the columns are pin-coupled. In addition, when adding a beam substantially orthogonal to the through beam between the protruding corners, a truss column having a substantially T-shaped planar shape can be added at the intersection.
[0009]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1
Hereinafter, a case where an independent foundation using a pile is used as an example of a frame structure of a building will be described with reference to the drawings.
[0010]
<B> Overall configuration The
That is, in the first floor, the
In the present embodiment, the configuration of each part will be described by taking the two-story building shown in FIG. 1 as an example.
[0011]
<B> The floor of the floor building is configured by combining through
The floor is not limited to the one having a quadrangular shape as shown in FIG. 1, and a conventionally known structure can be adopted, and a protruding
[0012]
<C> Truss
As the name suggests, the
Note that the
[0013]
<D> Foundation Structure A known foundation such as an independent foundation such as a cloth foundation or a pile can be applied to the foundation structure. Here, the feature of the present invention is that the basic structure of the portion directly under the protruding
That is, according to the present invention,
[0014]
Second Embodiment of the Invention
In the first embodiment of the present invention, in the through beams constituting the floor of the building, the
On the other hand, the example which arrange | positions the
As shown in the figure, for example, when the through
At this time, the
[0015]
[Action]
Referring to FIGS. 4 and 1, the force generated in the frame when a horizontal seismic force is applied to the frame (the X direction in FIGS. 4 and 1), the conventional technology (FIG. 4) and the building of the present invention The frame structure (Fig. 1) is compared based on the calculation results.
The overturning moment at the height position of the foundation beam h (50) due to the horizontal force shown in FIG. 4 and FIG. 1 is 46 ton · m per structural surface.
In the prior art, the truss column f has high horizontal rigidity because the portion directly below the middle column c where the protruding corner b is located is coupled to the foundation h. Of the entire overturning moment, each truss column f is shared by 11.6 ton · m, and the axial force of two truss columns f × column spacing is 23.2 ton · m. The axial force of each column is 14.9 ton for the middle column c1, 11.6 ton for the side column d1, and 0.5 ton for the side column d2.
In the
Compared with the prior art, the
[0016]
【The invention's effect】
Since the present invention has been described above, the following effects can be obtained.
<A> The present invention is a three-dimensional structure in which truss columns each having a planar shape having the above-described configuration are provided at the corners of a building and are supported in a cantilever manner from adjacent walls by through beams. The upper frame is constructed, and the stress of the frame facing the outer periphery is distributed to the other frames. As a result, in the present invention, it is possible to omit the foundation located at the corner of the building.
<B> Since the rigidity of the truss column is lowered by not connecting the middle column located at the protruding corner of the truss column with the foundation, the vibration period of the frame becomes long, and a high damping effect can be obtained. As a result, it is no longer necessary to increase the column cross section of the middle column and the side column, as compared with the conventional technology in which the middle column and the side column of the truss column are connected to the foundation. As a result, the manufacturing cost of the truss pillar can be reduced.
<C> Similarly for the foundation, the rigidity of the truss column is reduced, which eliminates the need for reinforcement such as increasing the cross-section of the pile or adding a core rebar, which has been conventionally done. Can be reduced.
<D> As described above, since the member size can be reduced by the vibration damping effect of the frame, it is possible to construct an economical building.
<E> In the vibration isolation structure, the vibration isolation device disposed at the corner is unnecessary and economical.
<F> In addition to the frame structure of the present invention, it is possible to further enhance the vibration damping effect by employing a known vibration damping member at the corner of the foundation beam or other beam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a building frame structure according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of a building frame structure according to a first embodiment of the invention. FIG. 3 is a building according to a second embodiment of the invention. Plan view of the frame structure of an object [Fig. 4] Perspective view of the frame structure of a conventional building [Explanation of symbols]
20 ... Through
Claims (1)
中柱と斜柱と側柱によって構成し、前記通し梁上に構築するトラス架構の柱群と、を具備し、
前記柱群は、梁間方向に架設する通し梁と桁行方向に架設する通し梁との連結部に形成される出隅部を中心として平面略L字状に配設され、
前記出隅部に配置した中柱の直下部分の基礎を除いてあることを特徴とする、
建築物の架構構造。 A through beam erected in the direction between the beams in the building plane and in the direction of the beam;
A truss frame column group constructed of a middle column, an oblique column and a side column and constructed on the through beam,
The column group is arranged in a substantially L-shaped plane centering on a protruding corner portion formed at a connection portion between a through beam erected in the beam-to-beam direction and a through beam erected in the beam-row direction,
Characterized in that that is with the exception of the foundation directly below the portion of the center post disposed on the external corner portion,
The frame structure of the building.
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