JP4107164B2

JP4107164B2 - Damping structure

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Publication number: JP4107164B2
Application number: JP2003151375A
Authority: JP
Inventors: 和彦磯田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: JP2004353258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱と梁とで形成された架構フレーム内にブレースが配置されている制震構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、制震ダンパー等のブレースを鉄筋コンクリート造構造物の柱と梁とで形成された架構内に組み入れることで、鉄筋コンクリート造構造物の地震時応答変位を低減し、変形性能の劣る鉄筋コンクリート造構造物の損傷を軽減させる構造物が提案されている。一般的に、ブレースは鋼構造の架構内に組み入れるものであり、鋼製接合部（ガセットプレート）に接合されるものである。したがって、従来、鉄筋コンクリート構造の架構内にブレースを組み入れる場合には、ブレースを組み入れる架構を鉄骨鉄筋コンクリート構造にする方法と、ブレースを組み入れる架構を形成する梁を鉄骨造または鉄骨鉄筋コンクリート構造にする方法とが提案されている。
【０００３】
前者の従来の方法は、ブレースが組み入れられる架構を形成する柱内に柱鉄骨を設けるとともに、ブレースが組み入れられる架構を形成する梁内に梁鉄骨を設け、柱鉄骨および梁鉄骨にブレースが接合されるガセットプレートを溶接する方法である。この方法によれば、柱鉄骨および梁鉄骨によって鋼構造の架構が形成され、架構の上辺を形成する梁鉄骨の中央下部にガセットプレートが垂設されるとともに、架構の下両隅部にガセットプレートがそれぞれ設けられる。これによって、架構内に斜めに延在するブレースを組み入れることができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
後者の従来の方法は、ブレースが組み入れられる架構を形成する梁内に両端が柱内に十分に挿入された梁鉄骨を設け、梁鉄骨にブレースが接合されるガセットプレートを溶接する方法である。この方法によれば、上方に架設された梁鉄骨の中央部下面にガセットプレートが垂設されるとともに、下方に架設された両端部上面にガセットプレートが立設され、これらのガセットプレートにブレースを接合することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１３２０１号公報（第３−５頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した前者の従来の方法では、架構を形成する際に柱鉄骨と梁鉄骨とを組み立てる作業が必要となり、工期延長の要因となるとともに施工コストが嵩むという問題が存在する。また、柱と梁との接合部であるパネルゾーンに柱鉄骨および梁鉄骨が挿入されているため、柱鉄骨は梁主筋に干渉し、梁鉄骨は柱主筋やフープ筋に干渉し、ガセットプレートは直交する梁主筋やフープ筋、スタラップ筋に干渉する。したがって、柱鉄骨、梁鉄骨およびガセットプレートには鉄筋孔をそれぞれ形成する必要があり、鉄筋孔の位置は計画に基づいた正確性が要求されるため、柱および梁の中に鉄骨材を配置する作業は手間がかかるという問題が存在する。
【０００７】
また、上記した後者の従来の方法では、パネルゾーンに梁鉄骨が挿入されているため、梁鉄骨は柱主筋やフープ筋に干渉し、ガセットプレートは直交する梁主筋やフープ筋、スタラップ筋に干渉する。したがって、梁鉄骨およびガセットプレートには鉄筋孔をそれぞれ形成する必要があり、梁の中に鉄骨材を配置する作業は手間がかかるという問題が存在する。また、梁鉄骨は柱内に十分挿入されるため、１本の柱から直交する２方向に梁鉄骨は配置できず、１本の柱に対して２方向の架構にブレースを配置することができないという問題が存在する。また、ガセットプレートがフープ筋に干渉しないようにガセットプレートの位置を内側にずらすと、ブレースの軸心延長線が柱と梁との軸心交点から大きくずれるため、柱には大きな偏心曲げモーメントが生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、鉄骨材を柱と梁との接合部（パネルゾーン）の中に配置せずにブレースを架構フレーム内に組み入れることで、施工を容易に行うとともにコストダウンを図り、さらに１本の柱に対して２方向の架構にブレースを配置することができる制震構造物を提供することを目的としている。また、柱間の梁を鉄骨梁部材により形成することにより、梁に作用する軸力に対抗することができる制震構造物を提供することを目的としている。また、柱に大きな偏心曲げモーメントが生じないようにし、柱の断面寸法を小さくするとともに鉄筋量を減少させ、コストダウンを図ることができる制震構造物を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、間隔をあけて立設された鉄筋コンクリート造の複数の柱と、隣り合う該柱の間に上下に間隔をあけて架設される複数の梁と、隣り合う前記柱と上下で対向する前記梁とで形成される架構フレーム内に配置される斜めに延在するブレースとが備えられているラーメン構造の制震構造物において、前記梁は隣り合う該柱の間に配置される鉄骨梁部材によって形成され、該鉄骨梁部材の両端部には該鉄骨梁部材から上方または下方のうち少なくとも一方に突出する接合部材がそれぞれ接合され、該接合部材は隣り合う前記柱の対向する側面に接合され、前記鉄骨梁部材の両端部には前記接合部材および前記鉄骨梁部材に跨ってそれぞれ接合された第１のガセットプレートが設けられ、前記鉄骨梁部材の中央部の下面または上面のうち少なくとも一方には第２のガセットプレートが突設され、前記第１のガセットプレートと前記第２のガセットプレートとの間には前記ブレースがそれぞれ介装され、前記鉄骨梁部材と該鉄骨梁部材の下方に配置された２本の前記ブレースとはＫ形に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
このような特徴により、架構フレーム内にブレースを組み入れる際に、柱と梁との接合部であるパネルゾーン内には鉄骨梁部材は挿入されない。また、鉄骨梁部材とブレースとはＫ形に配置されているため、力の釣り合いにより、柱と接合部材との接合部における水平力は打ち消される。梁は鉄骨梁部材によって形成されているため、鉄骨梁部材とブレースとがＫ形に配置されていることで梁に作用する軸力は鉄骨梁部材によって対抗される。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の制震構造物において、前記第１のガセットプレートは前記鉄骨梁部材の上方に配置され、前記第２のガセットプレートは前記鉄骨梁部材の中央部の下面に垂設され、前記ブレースは、該ブレースの軸心延長線が前記接合部材と前記梁の上方に形成されるスラブとの入隅部を通るように配置されていることを特徴としている。
【００１２】
このような特徴により、ブレースの軸心延長線が柱の軸心と梁の軸心との交点近傍を通るように配置され、梁の軸心とブレースの軸心との交点であるゲージ位置は、梁の軸心と柱の軸心との交点の近傍に位置され、この交点とゲージ位置との差である偏心量は小さくなる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の制震構造物において、前記接合部材の前記柱側の柱接合面にはシアコネクタが付設され、該シアコネクタは前記柱内に定着されていることを特徴としている。
【００１４】
このような特徴により、シアコネクタによって柱と接合部材との接合部に作用する鉛直方向への剪断力に対抗される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る制震構造物の第１、第２の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１はラーメン構造からなる構造物１を表す断面図である。図１に示すように、構造物１のラーメン構造は、鉄筋コンクリート造の複数（図１では２本）の柱２と、隣り合う柱２の間に上下で間隔をあけて架設されている複数（図１では２本）の梁３とによって形成されている。隣り合う２本の柱２と上下で対向する梁３とによって矩形の架構フレーム４が形成されており、梁３の上方には鉄筋コンクリート造のスラブ５が形成されている。
【００１７】
図２は柱２の平面図である。図１、図２に示すように、隣り合う柱２の対向する側面には、Ｈ形鋼からなる接合部材６がそれぞれ鉛直に配置されている。接合部材６は梁３を上下で貫通して配置されており、接合部材６の上下端は高力ボルト接合されるスプライスプレート７を介して上方および下方に配置された接合部材６の端部にそれぞれ継手されている。接合部材６はフランジ面が柱２の側面に平行する向きで配置されており、柱２の側面に接する接合部材６のフランジ面（柱接合面６ａ）には頭付きスタッドからなる複数のシアコネクタ８が水平に突設されている。複数のシアコネクタ８は接合部材６の軸方向に２列で等間隔に配列されており、複数のシアコネクタ８は柱２内にそれぞれ定着されている。
【００１８】
柱接合面６ａの反対側の接合部材６のフランジ面（ガセットプレート接合面６ｂ）には、鉛直方向に延在する第１のガセットプレート９が直角に溶接されている。第１のガセットプレート９は梁３の上方に配置されており、第１のガセットプレート９には、斜めに延在する斜めリブプレート１０が直角にそれぞれ溶接されている。斜めリブプレート１０は、第１のガセットプレート９の両面にそれぞれ設けられており、スラブ５とガセットプレート接合面６ｂとの交点から斜め上方にそれぞれ延在されている。
【００１９】
第１のガセットプレート９の下端には梁３を形成するＨ形鋼からなる鉄骨梁部材１１が配置されており、鉄骨梁部材１１の両端部上面には第１のガセットプレート９の下端が溶接されている。鉄骨梁部材１１は、隣り合う柱２の間に水平に配置されており、接合部材６から張設される対向する２本の端部材１１ａと、対向する端部材１１ａの先端間に配置される中央部材１１ｂとから構成されている。端部材１１ａの先端と中央部材１１ｂの両端とは、高力ボルト接合されるスプライスプレート１２を介してそれぞれ一体に接合されている。鉄骨梁部材１１の端部材１１ａの柱端は柱２と梁３との接合部であるパネルゾーン１３内に若干（パネルゾーン１３内に配筋された図示せぬフープ筋の被り厚さ以内）嵌入されている。また、鉄骨梁部材１１の上面にはスラブ５内に定着する複数のスタッド３０が配設されている。
【００２０】
鉄骨梁部材１１の中央部材１１ｂの中央部には、下端両隅がカットされた矩形の第２のガセットプレート１４が垂設されている。第２のガセットプレート１４両端部には、第２のガセットプレート１４の下端両隅から中央部材１１ｂの軸心中央点に向けて斜めに延在する斜めリブプレート１５が直角にそれぞれ溶接されている。斜めリブプレート１５は、第２のガセットプレート１４の両面にそれぞれ設けられている。また、第２のガセットプレート１４の中央部には、鉛直方向に延在する縦リブプレート１６が直角にそれぞれ溶接されており、縦リブプレート１６は第２のガセットプレート１４の両面にそれぞれ設けられている。また、中央部材１１ｂの中央部のウェブ両面には、第２のガセットプレート１４に設けられた縦リブプレート１６と同軸上に延在する縦リブプレート１７が直角にそれぞれ溶接されている。
【００２１】
一方、架構フレーム４内には制震ダンパーからなる２本のブレース１８がハ字状に斜めに配置されている。ブレース１８は第１のガセットプレート９と第２のガセットプレート１４との間に介装され、ブレース１８と鉄骨梁部材１１とは第２のガセットプレート１４を中心にＫ形に配置されている。また、ブレース１８は、ブレース１８の軸心延長線ａが接合部材６のガセットプレート接合面６ｂとスラブ５の上面との入隅部Ａを通るような向きで配置されている。
【００２２】
図３はブレース１８を表す平面図であり、図４はブレース１８の断面図である。図３、図４に示すように、ブレース１８は、芯材１９と、芯材１９を囲むように設けられた筒状の補剛体２０とを備えた構成となっている。芯材１９は、低降伏点鋼によって形成されており、その降伏応力度は、通常の鉄骨以下のものとなっている。芯材１９は中央部１９ａが両端部１９ｂより幅が狭まった形状のものであり、芯材１９の両端部１９ｂには軸方向に延在するリブプレート２１が直角に溶接されている。
【００２３】
補剛体２０は、二つの溝形鋼２２のフランジ２２ａ同士をカバープレート（鋼板）２３とツヅリボルト２４によってそれぞれ接合し、内部に断面視矩形状の閉鎖空間２５を形成するようにしたものである。これら溝形鋼２２およびツヅリボルト２４は、芯材１９に比較して降伏応力度の大きい鋼材により形成されている。二つの溝形鋼２２の中間部には、軸方向と直交する方向に延在するリブプレート２６が中央およびその両側に間隔をあけてそれぞれ溶接されており、間隔をあけて配置されたリブプレート２６の間には軸方向に延在するリブプレート２７がそれぞれ溶接されている。
【００２４】
閉鎖空間２５には、芯材１９の中央部１９ａが挿通されており、補剛体２０と芯材１９の中央部１９ａとの間には、ゴムパッキン（押圧材）２８が、板状に形成された芯材１９の両面に接するように配置されている。ゴムパッキン２８は、補剛体２０の長さ寸法と略同一の長さ寸法を有するものとされており、芯材１９は、このゴムパッキン２８を介して、補剛体２０側から均等に押圧されている。
【００２５】
図１、図３に示すように、芯材１９の両端部１９ｂは、スプライスプレート２９を介して第１のガセットプレート９または第２のガセットプレート１４にそれぞれ高力ボルト接合されており、芯材１９の両端部１９ｂに設けられたリブプレート２１は、第１のガセットプレート９に設けられた斜め方向に延在する斜めリブプレート１０または第２のガセットプレート１４に設けられた斜め方向に延在する斜めリブプレート１５にスプライスプレート２９を介してそれぞれ高力ボルト接合されている。
【００２６】
次に、上記した構成からなる制震構造物の施工方法について説明する。
【００２７】
図１、図２、に示すように、まず、予め工場で、接合部材６の中間部に鉄骨梁部材１１の端部材１１ａを直角に溶接するとともに、接合部材６の一方のフランジ面（柱接合面６ａ）に複数のシアコネクタ８をそれぞれ溶接する。そして、他方のフランジ面（ガセットプレート接合面６ｂ）と端部材１１ａの上面との入隅に第１のガセットプレート９を溶接し、第１のガセットプレート９には斜めに延在する斜めリブプレート１０を溶接する。また、端部材１１ａの上面には複数のスタッド３０を均等間隔でそれぞれ溶接しておく。
【００２８】
また、鉄骨梁部材１１の中央部材１１ｂの下面に第２のガセットプレート１４を溶接する。第２のガセットプレート１４の両端部の両面に斜めに延在する斜めリブプレート１５をそれぞれ溶接するとともに、第２のガセットプレート１４の中央部の両面に鉛直方向に延在する縦リブプレート１６をそれぞれ溶接する。また、中央部材１１ｂの中央部の両面には第２のガセットプレート１４に溶接された縦リブプレート１６と同軸上に延在する縦リブプレート１７をそれぞれ溶接し、中央部材１１ｂの上面には複数のスタッド３０を均等間隔でそれぞれ溶接する。
【００２９】
次に、柱２の鉄筋を配筋し、柱２を形成するための図示せぬ柱形枠を建て込む。このとき、図示せぬ柱形枠と一緒に、接合部材６を柱２の側方に設置するとともに、接合部材６の下端を下方に配置された接合部材６の上端にスプライスプレート７を介してウェブのみ接合した上階の接合部材６を自立させる。接合部材６は、シアコネクタ８が図示せぬ柱形枠内に入るとともに、柱接合面６ａが柱２の側面と接するように配置する。そして、図示せぬ柱形枠内にコンクリートを打設し、接合部材６と一体に柱２を形成する。
【００３０】
次に、対向する鉄骨梁部材１１の端部材１１ａの間に鉄骨梁部材１１の中央部材１１ｂを介在させ、中央部材１１ｂの両端を端部材１１ａの先端にそれぞれ接合する。突き合わされた端部材１１ａの先端と中央部材１１ｂの両端とは、上側のフランジと下側のフランジとウェブとを２枚のスプライスプレート１２で両面から挟み込み、スプライスプレート１２と端部材１１ａの先端および中央部材１１ｂの両端とを一体に高力ボルトでそれぞれ２面摩擦接合する。
【００３１】
次に、図１、図３に示すように、第１のガセットプレート９と第２のガセットプレート１４との間にブレース１８をそれぞれ配置し、鉄骨梁部材１１とブレース１８とを第２のガセットプレート１４を中心にＫ形に配置する。第１のガセットプレート９側に向けられたブレース１８の一端部は、スプライスプレート２９を介して第１のガセットプレート９に接合する。突き合わされた芯材１９の端部１９ｂと第１のガセットプレート９とを２枚のスプライスプレート２９で挟み込み、スプライスプレート２９と芯材１９の端部１９ｂおよび第１のガセットプレート９とを一体に高力ボルトで２面摩擦接合する。また、突き合わされた芯材１９の端部１９ｂに設けられたリブプレート２１と第１のガセットプレート９に設けられた斜めリブプレート１０とを２枚のスプライスプレート２９で挟み込み、スプライスプレート２９とリブプレート２１および斜めリブプレート１０とを一体に高力ボルトで２面摩擦接合する。
【００３２】
また、第２のガセットプレート１４側に向けられたブレース１８の他端部は、スプライスプレート２９を介して第２のガセットプレート１８に接合する。突き合わされた芯材１９の端部１９ｂと第２のガセットプレート１４とを２枚のスプライスプレート２９で挟み込み、スプライスプレート２９と芯材１９の端部１９ｂおよび第２のガセットプレート１４とを一体に高力ボルトで２面摩擦接合する。また、突き合わされた芯材１９の端部１９ｂに設けられたリブプレート２１と第２のガセットプレート１４に設けられた斜めリブプレート１５とを２枚のスプライスプレート２９で挟み込み、スプライスプレート２９とリブプレート２１および斜めリブプレート１５とを一体に高力ボルトで２面摩擦接合する。
【００３３】
上記の構成からなる制震構造物によれば、架構フレーム４内にブレース１８を組み入れる際に、柱２と梁３とのパネルゾーン１３の内部にまで鉄骨梁部材１１は挿入されない。これによって、鉄骨梁部材１１に孔開けする作業等が無くなるとともに鉄骨梁部材１１が鉄筋に干渉して柱配筋の邪魔になることが避けられるため、施工を容易に行うことができ、また、接合部材６や第１、第２のガセットプレート９、１４は孔開けする作業等の複雑な加工や溶接などは無いためそれぞれ安価に製作することができる。また、パネルゾーン１３の内部に鉄骨梁部材１１を挿入せずにブレース１８が配置されるため、一つの柱２に対して２方向のブレース１８をそれぞれ配置することができる。
【００３４】
また、鉄骨梁部材１１とブレース１８とはＫ形に配置されているため、力の釣り合いにより、柱２と接合部材６との接合部における水平力は打ち消される。これによって、接合部材６に水平力に対抗するアンカーなどを付設する必要はなく、接合部材６は鉛直方向のずれ剪断力に対抗することで柱２の側面に一体に接合することができる。
【００３５】
また、梁３は鉄骨梁部材１１によって形成されているため、接合部材６や第１、第２のガセットプレート９、１４に干渉する梁主筋やスタラップ等はない。これによって、接合部材６や第１、第２のガセットプレート９、１４に孔あけする手間を省略することができる。また、梁３は鉄骨梁部材１１によって形成されているため、鉄骨梁部材１１とブレース１８とがＫ形に配置されていることで梁３に作用する軸力は鉄骨梁部材１１によって対抗される。これによって、梁３の耐力を確保することができる。
【００３６】
また、ブレース１８は、ブレース１８の軸心延長線ａが接合部材６のガセットプレート接合面６ｂとスラブ５の上面との入隅部Ａを通るように配置されているため、梁３の軸心ｃとブレース１８の軸心延長線ａとの交点であるゲージ位置Ｂは、梁３の軸心ｃと柱２の軸心ｂとの交点Ｃの近傍に位置され、この交点Ｃとゲージ位置Ｂとの差である偏心量は小さくなる。柱２に作用する偏心曲げモーメントは、偏心量に柱２とブレース１８とが接合される部分に作用する鉛直方向のずれ剪断力を乗じた値である。したがって、ブレース１８が接合される第１のガセットプレート９の突出長さを最小限に形成した際の偏心量が小さくなり、柱２に作用する偏心曲げモーメントを柱２の耐力に比べて十分に小さくすることができ、偏心曲げモーメントを無視しても問題がない構造にすることができる。
【００３７】
また、接合部材６の柱接合面６ａにはシアコネクタ８が付設され、シアコネクタ８は柱２内に定着されているため、柱２と接合部材６との接合部に作用する鉛直方向のずれ剪断力は、シアコネクタ８によって対抗される。これによって、接合部材６は柱２に強固に接合することができる。
【００３８】
また、鉄骨梁部材１１とブレース１８とはＫ形に配置されているため、ブレース１８が配置されていない部分を開口や収納などに有効活用することができる。また、各架構フレーム内のブレース１８は同一位置に配置されるため、各階の開口や収納等の位置を同一にすることができ、各階とも同じプランにすることができる。
【００３９】
また、ブレース１８は制震ダンパーからなっているため、芯材１９が降伏した後に所定の耐力に達するとブレース１８の負担力が増加しなくなり、負担力が頭打ちとなる。これによって、接合部材６や第１のガセットプレート９や第２のガセットプレート１４などは、頭打ちされたときの荷重に耐え得るもので足り、経済的な部材を使用することでコストの軽減を図ることができる。
【００４０】
また、第１のガセットプレート９および第２のガセットプレート１４には斜めリブプレート１０、１５がそれぞれ直角に設けられ、ブレース１８の芯材１９の両端部１９ｂにはリブプレート２１がそれぞれ直角に設けられているため、第１のガセットプレート９、第２のガセットプレート１４および芯材１９の面外座屈はそれぞれ防止されるとともに、第１のガセットプレート９とブレース１８との接合および第２のガセットプレート１４とブレース１８との接合は十字接合となる。これによって、斜めリブプレート１０、１５およびリブプレート２１は接合機能および補剛機能の両方の機能を果たし、それぞれ別個に設ける場合に比べ部材の数量を低減することができる。
【００４１】
また、接合部材６には予め工場でシアコネクタ８、鉄骨梁部材１１の端部材１１ａ、第１のガセットプレート９及び斜めリブプレート１０がそれぞれ溶接され、第２のガセットプレート１４には予め斜めリブプレート１５と縦リブプレート１６がそれぞれ溶接されるため、現場での溶接等の加工作業がなくなり、特別な技能を有する者（溶接作業員等）でなくても通常の作業員で施工することができるとともに、工期の短縮および施工精度の向上を図ることができる。また、接合部材６および第２のガセットプレート１４はそれぞれ現場に搬入されて現場合わせで取り付けられるため、施工誤差に容易に対応することができる。
【００４２】
また、ブレース１８は第１のガセットプレート９および第２のガセットプレート１４に高力ボルト接合されているため、ブレース１８の長さ誤差に対して容易に対応することができる。また、各部材（接合部材６、第１のガセットプレート９および第２のガセットプレート１４等）は、特殊な収まりなどはなく、シンプルな構成からそれぞれなっているため、施工管理も容易にできる。さらに、各部材の重量は比較的小さいため、運搬や揚重は容易に行うことができる。
【００４３】
［第２の実施の形態］
図５はラーメン構造からなる鉄筋コンクリート造の構造物１００を表す断面図である。図５に示すように、構造物１００のラーメン構造は、鉄筋コンクリート造の複数の柱１０１と、上下で間隔をあけて架設されている複数（図１では２本）の梁１０２とによって形成されている。隣り合う２本の柱１０１と上下で対向する梁１０２とによって矩形の架構フレーム１０３が形成されており、梁１０２の上方には鉄筋コンクリート造のスラブ１０４が形成されている。
【００４４】
図６は柱１０１の平面図である。図５、図６に示すように、隣り合う柱１０１の対向する側面には、パネルゾーン１０５の側部を上下に貫通する矩形鋼板からなる埋込プレート１０６がそれぞれ配置されている。埋込プレート１０６は、柱１０１内に埋め込まれており、柱１０１の側面に平行に配置されている。柱１０１側の埋込プレート１０６の面（柱接合面１０６ａ）は柱１０１内に位置され、柱接合面１０６ａの反対側の埋込プレート１０６の面（鉄骨添柱接合面１０６ｂ）は柱１０１の側面と面一に位置されている。
【００４５】
図７は埋込プレート１０６の斜視図である。図５、図６、図７に示すように、埋込プレート１０６の柱接合面１０６ａには、頭付きスタッドからなる複数のシアコネクタ１０７が水平に突設されている。複数のシアコネクタ１０７は鉛直方向に３列で等間隔に配列されており、複数のシアコネクタ１０７は柱１０１内にそれぞれ定着されている。
【００４６】
埋込プレート１０６の鉄骨添柱接合面１０６ｂには、鉛直方向に延在する矩形鋼板からなる第１のシヤプレート１０８ａおよび第２のシヤプレート１０８ｂが直角にそれぞれ溶接されている。第１のシヤプレート１０８ａはパネルゾーン１０５の側方に配置されており、第２のシヤプレート１０８ｂは間隔をあけて第１のシヤプレート１０８ａの上方に配置されている。
【００４７】
埋込プレート１０６の側方には、鉛直方向に延在するＴ形鋼からなる鉄骨添柱１０９が配置されている。鉄骨添柱１０９のフランジ１０９ａは埋込プレート１０６に平行に配置されており、鉄骨添柱１０９のウェブ１０９ｂは第１のシヤプレート１０８ａおよび第２のシヤプレート１０８ｂにそれぞれ重なり合わされている。鉄骨添柱１０９のウェブと第１のシヤプレート１０８ａおよび第２のシヤプレート１０８ｂとは、高力ボルトで１面摩擦接合されている。
【００４８】
隣り合う鉄骨添柱１０９の間には、梁１０２を形成するＨ形鋼からなる鉄骨梁部材１１０が介装されている。鉄骨梁部材１１０の両端は鉄骨添柱１０９の下端にそれぞれ接合されており、鉄骨梁部材１１０の両端は埋込プレート１０６のガセットプレート接合面１０６ｂに当接されている。鉄骨梁部材１１０の両端の上フランジ１１０ａは第１のシヤプレート１０８ａと第２のシヤプレート１０８ｂとの間に配置され、鉄骨梁部材１１０の両端の下フランジ１１０ｂは第１のシヤプレート１０８ａの下方に配置されている。
【００４９】
鉄骨添柱１０９と鉄骨梁部材１１０との入隅には、鉛直方向に延在してスラブ１０４の上方に突出する矩形鋼板からなる第１のガセットプレート１１１が配置されている。第１のガセットプレート１１１の下端部は鉄骨梁部材１１０の上フランジ１１０ａに溶接されており、側部は鉄骨添柱１０９のフランジ１０９ａの外面（ガセットプレート接合面１０９ｃ）に溶接されている。第１のガセットプレート１１１の両面には、スラブ１０４と鉄骨添柱１０９との入隅から斜め上方に延在する斜めリブプレート１１２がそれぞれ溶接されている。
【００５０】
鉄骨梁部材１１０の中央部には第２のガセットプレート１１３が垂設されており、第１のガセットプレート１１１と第２のガセットプレート１１３との間にはブレース１１４が介装されている。また、上記した埋込プレート１０６と第１、第２のシヤプレート１０８ａ、１０８ｂと鉄骨添柱１０９とによって、柱１０１に接合されるとともに第１のガセットプレート１１１が接合される接合部材１１５は形成されている。
【００５１】
上記した構成からなる制震構造物によれば、柱１０１の側面に配置される埋込プレート１０６と第１のガセットプレート１１１や鉄骨梁部材１１０が接合された鉄骨添柱１０９とは高力ボルト接合されているため、図示せぬ柱形枠の建て込み時には、比較的軽量な埋込プレート１０６を柱１０１の側面に配置すればよく、作業は容易となる。
【００５２】
また、埋込プレート１０６は柱１０１内に埋め込まれているため、埋込プレート１０６に接する柱１０１のコンクリートの水平方向圧縮力は、ブレース１１４の反力によって埋込プレート１０６位置で柱１０１に作用する曲げモーメントに対抗される。また、埋込プレート１０６と柱１０１とは接しているため、両者の接している面には圧縮力による摩擦抵抗が生じ、埋込プレート１０６と柱１０１との間に生じる鉛直方向の剪断力に対抗される。これによって、シアコネクタ１０７の本数を低減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００５３】
以上、本発明に係る制震構造物の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第１、第２の実施の形態では、第１のガセットプレート９、１１１は鉄骨梁部材１１、１１４の上方に配置され、第２のガセットプレート１４、１１３は鉄骨梁部材１１の中央部の下面に垂設されており、２本のブレース１８、１１４はハ字状に配置されているが、本発明は、第１のガセットプレートを鉄骨梁部材の下方に配置し、第２のガセットプレートを鉄骨梁部材の中央部の上面に突設させ、２本のブレースをＶ字状に配置してもよい。
【００５４】
また、上記した実施の形態では、ブレース１８、１１４に鋼材系の制震ダンパーを使用しているが、本発明は、粘性系ダンパーを使用してもよい。粘性系ダンパーは粘性弾性体やオイルダンパーの粘性抵抗をダンパーとして利用したものである。また、上記した実施の形態では、シアコネクタ８、１０７には頭付きスタッドを使用しているが、本発明は、Ｔヘッドバー、平鋼、山形鋼、鉄筋材およびプレートナットを使用してもよい。
【００５５】
また、上記した第１の実施の形態では、接合部材６の下端は下方に位置する接合部材６の上端と高力ボルト接合し、上端は上方に位置する接合部材６の下端と高力ボルト接合しているが、本発明は、接合部材６を仮設するときの自立手段を別途講じることを条件に上下の接合部材６の接合を省略することができる。この場合、接合部材６と柱２との接合部の剪断力に対抗することができることを条件に、接合部材６の長さを短縮することができる。これによって、接合部材６の重量を軽減することができ、接合部材６の材料費を低減することができるとともに、施工を容易にすることができる。
【００５６】
また、上記した第１の実施の形態では、架構フレーム４に第１のガセットプレート９および第２のガセットプレート１４を設置した後に、第１のガセットプレート９と第２のガセットプレート１４との間にブレース１８を介装させているが、本発明は第１のガセットプレート９と第２のガセットプレート１４とブレース１８とを予め接合し、一体化したものを架構フレーム４に設置してもよい。さらに、柱２内に鋼材などが配置されないため、柱鉄筋を先組みして鉄筋籠を形成し、この鉄筋籠を現場に落とし込んでもよい。これによって、工期の短縮を図ることができる。
【００５７】
また、上記した第１、第２の実施の形態では、柱２、１０１はそれぞれ現場打設の躯体であるが、本発明は、柱２、１０１に接合部材６あるいは埋込プレート１０６を予め一体化したＰＣ部材の柱としてもよい。また、上記した第２の実施の形態では、第１、第２のシヤプレート１０８ａ、１０８ｂと鉄骨添柱１０９のウェブ１０９ｂとは重なり合わせて１面摩擦接合しているが、本発明は、第１、第２のシヤプレート１０８ａ、１０８ｂと鉄骨添柱１０９のウェブ１０９ｂとを突き合わせてスプライスプレートを介して２面摩擦接合してよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明した請求項１記載の制震構造物によれば、架構フレーム内にブレースを組み入れる際に、柱と梁との接合部の内部にまで鉄骨梁部材が挿入されないため、鉄骨梁部材に孔開けする作業等が無くなるとともに鉄骨梁部材が鉄筋に干渉して柱配筋の邪魔になることが避けられ、施工を容易に行うことができるとともに、接合部材や第１、第２のガセットプレートは孔開けする作業等の複雑な加工や溶接などは無くそれぞれ安価に製作することができる。また、柱と梁との接合部の内部に鉄骨梁部材を挿入せずにブレースが配置されるため、一つの柱に対して２方向のブレースをそれぞれ配置することができる。
【００５９】
また、鉄骨梁部材とブレースとはＫ形に配置されているため、力の釣り合いにより、柱と接合部材との接合部における水平力は打ち消され、接合部材に水平力に対抗するアンカーなどを付設する必要はなく、接合部材は鉛直方向のずれ剪断力に対抗することで柱の側面に一体に接合することができる。また、梁は鉄骨梁部材によって形成されているため、接合部材や第１、第２のガセットプレートに干渉する梁主筋やスタラップ等はなく、接合部材や第１、第２のガセットプレートに孔あけする手間を省略することができる。また、梁は鉄骨梁部材によって形成されているため、鉄骨梁部材とブレースとがＫ形に配置されていることで梁に作用する軸力は鉄骨梁部材によって対抗され、梁の耐力を確保することができる。
【００６０】
また、請求項２記載の制震構造物によれば、ブレースは、ブレースの軸心延長線が接合部材のガセットプレート接合面とスラブの上面との入隅部を通るように配置されているため、梁の軸心とブレースの軸心延長線との交点であるゲージ位置は、梁の軸心と柱の軸心との交点の近傍に位置され、この交点とゲージ位置との差である偏心量は小さくなり、ブレースが接合される第１のガセットプレートの突出長さを最小限に形成するとともに、柱に作用する偏心曲げモーメントを柱の耐力に比べて十分に小さくすることができ、偏心曲げモーメントを無視しても問題がない構造にすることができる。
【００６１】
また、請求項３記載の制震構造物によれば、接合部材の柱接合面にはシアコネクタが付設され、シアコネクタは柱内に定着されているため、柱と接合部材との接合部に作用する鉛直方向のずれ剪断力は、シアコネクタによって対抗され、接合部材を柱に強固に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制震構造物の第１の実施の形態を説明するための断面図である。
【図２】本発明に係る制震構造物の第１の実施の形態を説明するための部分平面図である。
【図３】本発明に係る制震構造物の第１の実施の形態を説明するためのブレースの平面図である。
【図４】本発明に係る制震構造物の第１の実施の形態を説明するためのブレースの断面図である。
【図５】本発明に係る制震構造物の第２の実施の形態を説明するための断面図である。
【図６】本発明に係る制震構造物の第２の実施の形態を説明するための部分平面図である。
【図７】本発明に係る制震構造物の第２の実施の形態を説明するための接合部材の斜視図である。
【符号の説明】
１、１００構造物（制震構造物）
２、１０１柱
３、１０２梁
４、１０３架構フレーム
５、１０４スラブ
６、１１５接合部材
６ａ、１０６ａ柱接合面
８、１０７シアコネクタ
９、１１１第１のガセットプレート
１１、１１０鉄骨梁部材
１４、１１３第２のガセットプレート
１８、１１４ブレース
ａ軸心延長線
Ａ入隅部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration control structure in which braces are arranged in a frame made of columns and beams.
[0002]
[Prior art]
In recent years, reinforced concrete structures with inferior deformation performance have been achieved by incorporating seismic dampers and other braces into a frame formed of columns and beams of reinforced concrete structures to reduce the response displacement of reinforced concrete structures during earthquakes. A structure has been proposed that reduces damage. Generally, braces are incorporated into a steel structure frame and are joined to a steel joint (gusset plate). Therefore, conventionally, when a brace is incorporated into a reinforced concrete structure frame, there are a method of making the frame into which the brace is incorporated a steel reinforced concrete structure and a method of making the beam forming the frame into which the brace is incorporated into a steel structure or a steel reinforced concrete structure. Proposed.
[0003]
In the former conventional method, a column steel frame is provided in a column that forms a frame in which braces are incorporated, a beam steel frame is provided in a beam that forms a frame in which braces are incorporated, and the braces are joined to the column steel and the beam steel frames. This is a method of welding a gusset plate. According to this method, a steel structure frame is formed by column steel beams and beam steel frames, and gusset plates are suspended from the center lower part of the beam steel frame that forms the upper side of the frame, and gusset plates are provided at both lower corners of the frame. Are provided respectively. As a result, a brace extending obliquely in the frame can be incorporated (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
The latter conventional method is a method in which a beam steel frame in which both ends are sufficiently inserted in a column is provided in a beam forming a frame into which the brace is incorporated, and a gusset plate in which the brace is joined to the beam steel frame is welded. According to this method, a gusset plate is suspended from the lower surface of the central portion of the beam steel frame installed upward, and the gusset plates are erected on the upper surfaces of both ends constructed downward, and braces are placed on these gusset plates. Can be joined.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-213201 A (page 3-5, FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former conventional method described above, there is a problem that the work of assembling the column steel frame and the beam steel frame is necessary when forming the frame, which causes a construction period extension and increases the construction cost. In addition, because column steel and beam steel are inserted into the panel zone that is the joint between the column and beam, the column steel interferes with the beam main bar, the beam steel interferes with the column main bar and the hoop, and the gusset plate Interferes with beam main bars, hoop bars, and stirrup bars perpendicular to each other. Therefore, it is necessary to form rebar holes in the column steel, beam steel and gusset plates, and the positions of the rebar holes need to be based on the plan. There is a problem that work is time-consuming.
[0007]
Moreover, in the latter conventional method described above, since the beam steel frame is inserted into the panel zone, the beam steel frame interferes with the column main bars and the hoop bars, and the gusset plate interferes with the orthogonal beam main bars, the hoop bars and the stirrup bars. To do. Therefore, it is necessary to form reinforcing bar holes in the beam steel frame and the gusset plate, and there is a problem that it takes time to arrange the steel frame material in the beam. In addition, since the beam steel frame is sufficiently inserted into the column, the beam steel frame cannot be arranged in two directions orthogonal to one column, and the brace cannot be arranged in a frame in two directions with respect to one column. There is a problem. Also, if the gusset plate is shifted inward so that the gusset plate does not interfere with the hoop, the extension line of the brace axis is greatly displaced from the intersection of the column and the beam, so the column has a large eccentric bending moment. There is a problem that arises.
[0008]
In the present invention, the above-described conventional problems are considered, and the construction is performed by incorporating the brace into the frame without placing the steel frame in the joint (panel zone) between the column and the beam. An object of the present invention is to provide a seismic control structure that can be easily performed and cost-reduced, and further that braces can be arranged on a frame in two directions with respect to one pillar. It is another object of the present invention to provide a vibration control structure capable of resisting an axial force acting on a beam by forming a beam between columns by a steel beam member. It is another object of the present invention to provide a vibration control structure that can prevent a large eccentric bending moment from being generated in a column, reduce the cross-sectional dimension of the column, reduce the amount of reinforcing bars, and reduce the cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 includes a plurality of reinforced concrete columns erected at intervals, a plurality of beams erected between the adjacent columns in the vertical direction, and the adjacent columns. And an obliquely extending brace arranged in a frame formed by the beams facing vertically Ramen structure In the vibration control structure, the beam is formed by a steel beam member disposed between the adjacent columns, and both ends of the steel beam member protrude upward or downward from the steel beam member. Each of the joining members is joined, and the joining members are joined to opposing side surfaces of the adjacent columns, and first ends joined to both ends of the steel beam member across the joining member and the steel beam member, respectively. A gusset plate is provided, and a second gusset plate protrudes from at least one of the lower surface and the upper surface of the central portion of the steel beam member, and is interposed between the first gusset plate and the second gusset plate. The braces are respectively interposed, and the steel beam member and the two braces arranged below the steel beam member are arranged in a K shape.
[0010]
Due to such a feature, when the brace is incorporated in the frame, the steel beam member is not inserted into the panel zone which is a joint between the column and the beam. Further, since the steel beam member and the brace are arranged in a K shape, the horizontal force at the joint portion between the column and the joint member is canceled by the balance of the force. Since the beam is formed of a steel beam member, the axial force acting on the beam is countered by the steel beam member by arranging the steel beam member and the brace in a K shape.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, in the vibration damping structure according to the first aspect, the first gusset plate is disposed above the steel beam member, and the second gusset plate is a central portion of the steel beam member. The brace is arranged so that an axial extension line of the brace passes through a corner of the joint member and a slab formed above the beam. .
[0012]
With this feature, the brace axis extension line is arranged to pass near the intersection of the column axis and the beam axis, and the gauge position that is the intersection of the beam axis and the brace axis is It is located near the intersection of the beam axis and the column axis, and the amount of eccentricity, which is the difference between the intersection and the gauge position, becomes small.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the vibration damping structure according to the first or second aspect, a shear connector is attached to a column joining surface on the column side of the joining member, and the shear connector is fixed in the column. It is characterized by having.
[0014]
With such a feature, the shearing force in the vertical direction acting on the joint between the column and the joining member is counteracted by the shear connector.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the first and second embodiments of the vibration control structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure 1 having a ramen structure. As shown in FIG. 1, the ramen structure of the structure 1 has a plurality of (two in FIG. 1) pillars 2 made of reinforced concrete and a plurality ( 1 and two beams 3 in FIG. A rectangular frame 4 is formed by two adjacent pillars 2 and beams 3 which are vertically opposed to each other, and a reinforced concrete slab 5 is formed above the beams 3.
[0017]
FIG. 2 is a plan view of the pillar 2. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, joining members 6 made of H-section steel are vertically arranged on opposite side surfaces of adjacent columns 2. The joining member 6 is disposed so as to penetrate the beam 3 in the vertical direction, and the upper and lower ends of the joining member 6 are arranged at the end portions of the joining member 6 disposed above and below via a splice plate 7 to which high-strength bolts are joined. Each is jointed. The joining member 6 is arranged in such a direction that the flange surface is parallel to the side surface of the column 2, and a plurality of shear connectors made of headed studs are provided on the flange surface (column joining surface 6 a) of the joining member 6 in contact with the side surface of the column 2. 8 protrudes horizontally. The plurality of shear connectors 8 are arranged at equal intervals in two rows in the axial direction of the joining member 6, and the plurality of shear connectors 8 are respectively fixed in the pillar 2.
[0018]
A first gusset plate 9 extending in the vertical direction is welded at a right angle to the flange surface (gusset plate bonding surface 6b) of the bonding member 6 on the opposite side of the column bonding surface 6a. The first gusset plate 9 is disposed above the beam 3, and oblique rib plates 10 extending obliquely are welded to the first gusset plate 9 at right angles. The oblique rib plates 10 are provided on both surfaces of the first gusset plate 9 and extend obliquely upward from the intersection of the slab 5 and the gusset plate joining surface 6b.
[0019]
A steel beam member 11 made of H-shaped steel forming the beam 3 is arranged at the lower end of the first gusset plate 9, and the lower end of the first gusset plate 9 is welded to the upper surfaces of both ends of the steel beam member 11. Has been. The steel beam member 11 is disposed horizontally between the adjacent columns 2 and is disposed between the two opposing end members 11a stretched from the joining member 6 and the tip of the opposing end member 11a. It is comprised from the center member 11b. The tip of the end member 11a and both ends of the central member 11b are integrally joined via a splice plate 12 to be joined with high-strength bolts. The column end of the end member 11a of the steel beam member 11 is slightly in the panel zone 13 where the column 2 and the beam 3 are joined (within the covering thickness of a hoop line (not shown) arranged in the panel zone 13). It is inserted. A plurality of studs 30 that are fixed in the slab 5 are disposed on the upper surface of the steel beam member 11.
[0020]
A rectangular second gusset plate 14 with both lower corners cut off is suspended from the central portion of the central member 11 b of the steel beam member 11. Diagonal rib plates 15 extending obliquely from both lower corners of the second gusset plate 14 toward the axial center point of the central member 11b are welded at right angles to both ends of the second gusset plate 14, respectively. . The oblique rib plates 15 are provided on both surfaces of the second gusset plate 14, respectively. In addition, vertical rib plates 16 extending in the vertical direction are welded at right angles to the center of the second gusset plate 14, and the vertical rib plates 16 are provided on both surfaces of the second gusset plate 14, respectively. ing. Moreover, the vertical rib plate 17 extended coaxially with the vertical rib plate 16 provided in the 2nd gusset plate 14 is welded to the web both surfaces of the center part of the center member 11b at right angle, respectively.
[0021]
On the other hand, in the frame 4, two braces 18 made of vibration control dampers are diagonally arranged in a C shape. The brace 18 is interposed between the first gusset plate 9 and the second gusset plate 14, and the brace 18 and the steel beam member 11 are arranged in a K shape around the second gusset plate 14. Further, the brace 18 is arranged in such a direction that the axial extension line a of the brace 18 passes through the corner A between the gusset plate joining surface 6 b of the joining member 6 and the upper surface of the slab 5.
[0022]
FIG. 3 is a plan view showing the brace 18, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the brace 18. As shown in FIGS. 3 and 4, the brace 18 includes a core material 19 and a cylindrical stiffening body 20 provided so as to surround the core material 19. The core material 19 is made of a low yield point steel, and the yield stress level is less than that of a normal steel frame. The core member 19 has a shape in which the central portion 19a is narrower than both end portions 19b, and rib plates 21 extending in the axial direction are welded at right angles to both end portions 19b of the core member 19.
[0023]
The stiffening body 20 is formed by joining flanges 22a of two channel steels 22 with a cover plate (steel plate) 23 and a threaded bolt 24 to form a closed space 25 having a rectangular shape in cross section. The channel steel 22 and the threaded bolt 24 are formed of a steel material having a higher yield stress level than the core material 19. A rib plate 26 extending in a direction perpendicular to the axial direction is welded to the middle portion of the two channel steels 22 at intervals in the center and on both sides thereof, and the rib plates are arranged at intervals. The rib plates 27 extending in the axial direction are welded between the two.
[0024]
A central portion 19a of the core material 19 is inserted into the closed space 25, and a rubber packing (pressing material) 28 is formed in a plate shape between the stiffening body 20 and the central portion 19a of the core material 19. The core material 19 is disposed so as to be in contact with both surfaces. The rubber packing 28 has a length dimension substantially the same as the length dimension of the stiffening body 20, and the core material 19 is evenly pressed from the stiffening body 20 side through the rubber packing 28. Yes.
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 3, both end portions 19 b of the core material 19 are respectively joined by high-strength bolts to the first gusset plate 9 or the second gusset plate 14 via a splice plate 29. The rib plates 21 provided at both end portions 19b of 19 extend in an oblique direction provided in the oblique rib plate 10 provided in the first gusset plate 9 or in the oblique direction provided in the second gusset plate 14. High-strength bolts are joined to the oblique rib plate 15 via the splice plate 29.
[0026]
Next, the construction method of the damping structure which consists of an above-described structure is demonstrated.
[0027]
As shown in FIGS. 1 and 2, first, the end member 11 a of the steel beam member 11 is welded at a right angle to an intermediate portion of the joining member 6 in advance at the factory, and one flange surface (column joining) of the joining member 6 is performed. A plurality of shear connectors 8 are welded to the surface 6a). The first gusset plate 9 is welded to the corner of the other flange surface (the gusset plate joint surface 6b) and the upper surface of the end member 11a, and the first gusset plate 9 is an oblique rib plate extending obliquely. 10 is welded. A plurality of studs 30 are welded to the upper surface of the end member 11a at equal intervals.
[0028]
Further, the second gusset plate 14 is welded to the lower surface of the central member 11 b of the steel beam member 11. The oblique rib plates 15 extending obliquely on both surfaces of both end portions of the second gusset plate 14 are welded respectively, and the vertical rib plates 16 extending vertically are formed on both surfaces of the central portion of the second gusset plate 14. Weld each. Further, a vertical rib plate 17 extending coaxially with the vertical rib plate 16 welded to the second gusset plate 14 is welded to both surfaces of the central portion of the central member 11b, and a plurality of upper surfaces of the central member 11b are welded. The studs 30 are welded at equal intervals.
[0029]
Next, the reinforcing bars of the column 2 are arranged, and a columnar frame (not shown) for forming the column 2 is built. At this time, the joining member 6 is installed on the side of the pillar 2 together with a columnar frame (not shown), and the lower end of the joining member 6 is placed on the upper end of the joining member 6 disposed below via the splice plate 7. The joining member 6 on the upper floor where only the web is joined is made self-supporting. The joining member 6 is disposed so that the shear connector 8 enters a columnar frame (not shown) and the column joining surface 6 a is in contact with the side surface of the column 2. Then, concrete is placed in a columnar frame (not shown), and the column 2 is formed integrally with the joining member 6.
[0030]
Next, the central member 11b of the steel beam member 11 is interposed between the end members 11a of the opposing steel beam members 11, and both ends of the central member 11b are joined to the tips of the end members 11a, respectively. The front end of the end member 11a and the both ends of the central member 11b that are abutted are sandwiched between the upper flange, the lower flange, and the web from both sides by two splice plates 12, and the front end of the splice plate 12 and the end member 11a The two ends of the central member 11b are integrally joined to each other with a high-strength bolt.
[0031]
Next, as shown in FIGS. 1 and 3, braces 18 are respectively disposed between the first gusset plate 9 and the second gusset plate 14, and the steel beam member 11 and the brace 18 are connected to the second gusset. The plate 14 is arranged in a K shape around the center. One end of the brace 18 directed to the first gusset plate 9 side is joined to the first gusset plate 9 via a splice plate 29. The end portion 19b of the core material 19 and the first gusset plate 9 are sandwiched by two splice plates 29, and the splice plate 29, the end portion 19b of the core material 19 and the first gusset plate 9 are integrated. Two-surface friction welding with high strength bolts. Further, the rib plate 21 provided at the end 19b of the core member 19 and the oblique rib plate 10 provided on the first gusset plate 9 are sandwiched between the two splice plates 29, and the splice plate 29 and the ribs are sandwiched. The plate 21 and the oblique rib plate 10 are integrally frictionally joined to each other with a high-strength bolt.
[0032]
The other end of the brace 18 directed to the second gusset plate 14 side is joined to the second gusset plate 18 via a splice plate 29. The end portion 19b of the core material 19 and the second gusset plate 14 which are abutted are sandwiched between two splice plates 29, and the splice plate 29, the end portion 19b of the core material 19 and the second gusset plate 14 are integrated. Two-surface friction welding with high strength bolts. Further, the rib plate 21 provided at the end portion 19b of the core member 19 and the oblique rib plate 15 provided on the second gusset plate 14 are sandwiched between the two splice plates 29, and the splice plate 29 and the ribs are sandwiched. The plate 21 and the oblique rib plate 15 are integrally frictionally joined to each other with a high-strength bolt.
[0033]
According to the vibration control structure having the above-described configuration, the steel beam member 11 is not inserted into the panel zone 13 of the column 2 and the beam 3 when the brace 18 is incorporated into the frame 4. This eliminates the need for drilling the steel beam member 11 and the like, and prevents the steel beam member 11 from interfering with the reinforcing bar to obstruct the column arrangement, so that the construction can be easily performed. The joining member 6 and the first and second gusset plates 9 and 14 can be manufactured at low cost because there is no complicated processing such as drilling or welding. Further, since the brace 18 is arranged without inserting the steel beam member 11 inside the panel zone 13, it is possible to arrange the braces 18 in two directions with respect to one column 2.
[0034]
Further, since the steel beam member 11 and the brace 18 are arranged in a K shape, the horizontal force at the joint between the column 2 and the joint member 6 is canceled out by the balance of the force. Accordingly, it is not necessary to attach an anchor or the like that resists the horizontal force to the joining member 6, and the joining member 6 can be integrally joined to the side surface of the column 2 by resisting the shearing force in the vertical direction.
[0035]
Further, since the beam 3 is formed by the steel beam member 11, there is no beam main streak or scallop that interferes with the joining member 6 and the first and second gusset plates 9, 14. Thereby, the trouble of drilling holes in the joining member 6 and the first and second gusset plates 9 and 14 can be omitted. Further, since the beam 3 is formed by the steel beam member 11, the axial force acting on the beam 3 is countered by the steel beam member 11 by arranging the steel beam member 11 and the brace 18 in a K shape. . Thereby, the proof stress of the beam 3 can be ensured.
[0036]
Further, since the brace 18 is arranged so that the axial extension line a of the brace 18 passes through the corner A between the gusset plate joining surface 6b of the joining member 6 and the upper surface of the slab 5, the axis of the beam 3 is arranged. The gauge position B, which is the intersection of c and the axis extension line a of the brace 18, is located in the vicinity of the intersection C of the axis c of the beam 3 and the axis b of the column 2, and this intersection C and the gauge position B The amount of eccentricity, which is the difference between the two, becomes small. The eccentric bending moment acting on the column 2 is a value obtained by multiplying the amount of eccentricity by the vertical shearing force acting on the portion where the column 2 and the brace 18 are joined. Therefore, the amount of eccentricity when the projecting length of the first gusset plate 9 to which the brace 18 is joined is minimized is reduced, and the eccentric bending moment acting on the column 2 is sufficiently larger than the proof strength of the column 2. The structure can be made small, and there is no problem even if the eccentric bending moment is ignored.
[0037]
Further, since a shear connector 8 is attached to the column joining surface 6 a of the joining member 6 and the shear connector 8 is fixed in the pillar 2, a vertical shift acting on a joining portion between the pillar 2 and the joining member 6 is achieved. The shearing force is countered by the shear connector 8. Thereby, the joining member 6 can be firmly joined to the column 2.
[0038]
Moreover, since the steel beam member 11 and the brace 18 are arrange | positioned in K shape, the part in which the brace 18 is not arrange | positioned can be utilized effectively for opening, accommodation, etc. In addition, since the braces 18 in each frame are arranged at the same position, the positions of openings and storage on each floor can be made the same, and the same plan can be made on each floor.
[0039]
Further, since the brace 18 is made of a vibration damper, when the core material 19 yields a predetermined strength after yielding, the load of the brace 18 does not increase and the load reaches a peak. As a result, the joining member 6, the first gusset plate 9, the second gusset plate 14 and the like need only be able to withstand the load when the head is capped, and the cost can be reduced by using economical members. be able to.
[0040]
The first gusset plate 9 and the second gusset plate 14 are provided with oblique rib plates 10 and 15 at right angles, and the rib plates 21 are provided at right angles at both ends 19b of the core 19 of the brace 18. Therefore, out-of-plane buckling of the first gusset plate 9, the second gusset plate 14, and the core member 19 is prevented, and the first gusset plate 9 and the brace 18 are joined together and the second The joint between the gusset plate 14 and the brace 18 is a cross joint. As a result, the oblique rib plates 10 and 15 and the rib plate 21 perform both the joining function and the stiffening function, and the number of members can be reduced as compared with the case where they are provided separately.
[0041]
In addition, a shear connector 8, an end member 11 a of a steel beam member 11, a first gusset plate 9, and an oblique rib plate 10 are welded to the joining member 6 in advance at the factory, and an oblique rib is attached to the second gusset plate 14 in advance. Since the plate 15 and the vertical rib plate 16 are respectively welded, there is no work work such as welding in the field, and it is possible to perform the work by a normal worker even if it is not a person with special skills (such as a welding worker) In addition, the construction period can be shortened and the construction accuracy can be improved. Moreover, since the joining member 6 and the 2nd gusset plate 14 are each carried in the field and attached by the field matching, it can respond easily to a construction error.
[0042]
Further, since the brace 18 is joined to the first gusset plate 9 and the second gusset plate 14 by high-strength bolts, it is possible to easily cope with the length error of the brace 18. In addition, each member (joining member 6, first gusset plate 9, second gusset plate 14 and the like) has no special fit and has a simple configuration, so that construction management can be facilitated. Further, since the weight of each member is relatively small, transportation and lifting can be easily performed.
[0043]
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a reinforced concrete structure 100 having a rigid frame structure. As shown in FIG. 5, the frame structure of the structure 100 is formed by a plurality of reinforced concrete columns 101 and a plurality of (two in FIG. 1) beams 102 installed at intervals in the vertical direction. Yes. A rectangular frame 103 is formed by two adjacent pillars 101 and beams 102 which are vertically opposed to each other, and a reinforced concrete slab 104 is formed above the beams 102.
[0044]
FIG. 6 is a plan view of the pillar 101. As shown in FIGS. 5 and 6, embedded plates 106 made of rectangular steel plates that vertically penetrate the side portions of the panel zone 105 are arranged on the opposing side surfaces of the adjacent columns 101. The embedded plate 106 is embedded in the column 101 and is disposed in parallel to the side surface of the column 101. The surface of the embedded plate 106 on the column 101 side (column joint surface 106 a) is located in the column 101, and the surface of the embedded plate 106 on the opposite side of the column joint surface 106 a (steel-added column joint surface 106 b) It is located flush with the side.
[0045]
FIG. 7 is a perspective view of the embedded plate 106. As shown in FIGS. 5, 6, and 7, a plurality of shear connectors 107 made of studs with heads are horizontally provided on the column joining surface 106 a of the embedded plate 106. The plurality of shear connectors 107 are arranged at equal intervals in three rows in the vertical direction, and the plurality of shear connectors 107 are respectively fixed in the pillars 101.
[0046]
A first shear plate 108a and a second shear plate 108b made of a rectangular steel plate extending in the vertical direction are welded at right angles to the steel framed column joint surface 106b of the embedded plate 106, respectively. The first shear plate 108a is disposed on the side of the panel zone 105, and the second shear plate 108b is disposed above the first shear plate 108a with a gap therebetween.
[0047]
On the side of the embedding plate 106, a steel frame pillar 109 made of T-shaped steel extending in the vertical direction is arranged. The flange 109a of the steel frame post 109 is disposed in parallel with the embedded plate 106, and the web 109b of the steel frame post 109 overlaps the first shear plate 108a and the second shear plate 108b, respectively. The web of the steel-supported column 109 and the first shear plate 108a and the second shear plate 108b are friction-joined on one surface with high-strength bolts.
[0048]
A steel beam member 110 made of H-section steel forming the beam 102 is interposed between the adjacent steel frame columns 109. Both ends of the steel beam member 110 are joined to the lower end of the steel frame pillar 109, and both ends of the steel beam member 110 are in contact with the gusset plate joining surface 106 b of the embedded plate 106. The upper flanges 110a at both ends of the steel beam member 110 are disposed between the first shear plate 108a and the second shear plate 108b, and the lower flanges 110b at both ends of the steel beam member 110 are below the first shear plate 108a. Is arranged.
[0049]
A first gusset plate 111 made of a rectangular steel plate that extends in the vertical direction and protrudes above the slab 104 is disposed at the corner between the steel frame pillar 109 and the steel beam member 110. The lower end portion of the first gusset plate 111 is welded to the upper flange 110a of the steel beam member 110, and the side portion is welded to the outer surface (gusset plate joining surface 109c) of the flange 109a of the steel frame post 109. Diagonal rib plates 112 extending obliquely upward from the corners of the slab 104 and the steel pillar 109 are welded to both surfaces of the first gusset plate 111, respectively.
[0050]
A second gusset plate 113 is suspended from the central portion of the steel beam member 110, and a brace 114 is interposed between the first gusset plate 111 and the second gusset plate 113. Further, the above-mentioned embedded plate 106, the first and second shear plates 108a and 108b, and the steel-attached pillar 109 form the joining member 115 that is joined to the pillar 101 and the first gusset plate 111. Has been.
[0051]
According to the vibration control structure having the above-described configuration, the embedded plate 106 arranged on the side surface of the column 101 and the steel-added column 109 to which the first gusset plate 111 and the steel beam member 110 are joined are high-strength bolts. Since they are joined, when a columnar frame (not shown) is built, a relatively lightweight embedded plate 106 may be disposed on the side surface of the column 101, and the work becomes easy.
[0052]
Further, since the embedded plate 106 is embedded in the column 101, the horizontal compressive force of the concrete of the column 101 in contact with the embedded plate 106 acts on the column 101 at the position of the embedded plate 106 due to the reaction force of the brace 114. Countered by bending moments. Further, since the embedded plate 106 and the column 101 are in contact with each other, a frictional resistance due to a compressive force is generated on the surface where both are in contact, and the vertical shearing force generated between the embedded plate 106 and the column 101 is reduced. It is countered. As a result, the number of shear connectors 107 can be reduced, and the cost can be reduced.
[0053]
As mentioned above, although embodiment of the damping structure which concerns on this invention was described, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. For example, in the first and second embodiments described above, the first gusset plates 9 and 111 are arranged above the steel beam members 11 and 114, and the second gusset plates 14 and 113 are the steel beam members 11. Although the two braces 18 and 114 are arranged in the shape of a letter H on the lower surface of the central portion, the present invention arranges the first gusset plate below the steel beam member, and the second The gusset plate may be provided on the upper surface of the central portion of the steel beam member, and the two braces may be arranged in a V shape.
[0054]
Further, in the above-described embodiment, the steel material-based damping damper is used for the braces 18 and 114, but the present invention may use a viscous damper. A viscous damper uses the viscous resistance of a viscous elastic body or oil damper as a damper. Further, in the above-described embodiment, the studs with heads are used for the shear connectors 8 and 107, but in the present invention, a T head bar, a flat steel, an angle steel, a reinforcing bar, and a plate nut may be used. Good.
[0055]
In the first embodiment described above, the lower end of the joining member 6 is joined to the upper end of the joining member 6 positioned below with a high strength bolt, and the upper end is joined to the lower end of the joining member 6 located above with a high strength bolt joining. However, according to the present invention, the joining of the upper and lower joining members 6 can be omitted on the condition that a separate self-supporting means is provided when the joining member 6 is temporarily installed. In this case, the length of the joining member 6 can be shortened on condition that the shearing force of the joining portion between the joining member 6 and the column 2 can be countered. Thereby, the weight of the joining member 6 can be reduced, the material cost of the joining member 6 can be reduced, and the construction can be facilitated.
[0056]
In the first embodiment described above, the first gusset plate 9 and the second gusset plate 14 are placed between the first gusset plate 9 and the second gusset plate 14 after the first gusset plate 9 and the second gusset plate 14 are installed on the frame 4. However, in the present invention, the first gusset plate 9, the second gusset plate 14, and the brace 18 may be joined in advance and the integrated one may be installed on the frame 4. . Furthermore, since steel material etc. are not arrange | positioned in the pillar 2, a rebar rod may be formed by assembling the column rebar first, and this rebar rod may be dropped in the field. As a result, the construction period can be shortened.
[0057]
In the first and second embodiments described above, the pillars 2 and 101 are each a case-installed housing. However, in the present invention, the joining member 6 or the embedded plate 106 is integrated with the pillars 2 and 101 in advance. It is good also as a pillar of the PC member made into. In the second embodiment described above, the first and second shear plates 108a and 108b and the web 109b of the steel frame post 109 overlap each other and are frictionally bonded on one surface. The first and second shear plates 108a and 108b and the web 109b of the steel frame post 109 may be brought into contact with each other to be frictionally bonded to each other via a splice plate.
[0058]
【The invention's effect】
According to the damping structure according to claim 1 described above, when the brace is incorporated in the frame, the steel beam member is not inserted into the joint portion between the column and the beam. The work of opening and the like is eliminated, and the steel beam members are prevented from interfering with the reinforcing bars to obstruct the column arrangement, so that the construction can be easily performed, and the joining members and the first and second gusset plates are There is no complicated processing such as drilling or welding, and each can be manufactured at low cost. In addition, since the braces are arranged without inserting the steel beam members inside the joints between the columns and the beams, it is possible to arrange the braces in two directions with respect to one column.
[0059]
In addition, since the steel beam member and brace are arranged in a K shape, the horizontal force at the joint between the column and the joining member is canceled out due to the balance of force, and an anchor that counters the horizontal force is attached to the joining member. It is not necessary to do so, and the joining member can be integrally joined to the side surface of the column by resisting the shearing force in the vertical direction. In addition, since the beam is formed of a steel beam member, there is no beam main bar or slap or the like that interferes with the joining member or the first and second gusset plates. The trouble of doing can be omitted. In addition, since the beam is formed of a steel beam member, the axial force acting on the beam is countered by the steel beam member because the steel beam member and the brace are arranged in a K shape, thereby ensuring the strength of the beam. be able to.
[0060]
According to the vibration control structure of claim 2, the brace is arranged so that the axial extension line of the brace passes through the corner between the gusset plate joining surface of the joining member and the upper surface of the slab. The gauge position that is the intersection of the beam axis and the brace axis extension is located near the intersection of the beam axis and the column axis, and is the eccentricity that is the difference between this intersection and the gauge position. The amount is reduced, the projection length of the first gusset plate to which the brace is joined is minimized, and the eccentric bending moment acting on the column can be made sufficiently smaller than the proof strength of the column. Even if the bending moment is neglected, a structure can be obtained without any problem.
[0061]
According to the vibration control structure of claim 3, since the shear connector is attached to the column joint surface of the joining member, and the shear connector is fixed in the pillar, the joint between the pillar and the joining member is provided. The acting vertical shear force acting is countered by the shear connector, and the joining member can be firmly joined to the column.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of a vibration control structure according to the present invention.
FIG. 2 is a partial plan view for explaining the first embodiment of the vibration control structure according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a brace for explaining the first embodiment of the vibration control structure according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a brace for explaining a first embodiment of the vibration control structure according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of the vibration control structure according to the present invention.
FIG. 6 is a partial plan view for explaining a second embodiment of the vibration control structure according to the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of a joining member for explaining a second embodiment of the vibration control structure according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,100 structure (damping structure)
2, 101 pillars
3, 102 beams
4, 103 frame
5,104 Slab
6,115 Joining member
6a, 106a Column junction surface
8, 107 Shear connector
9, 111 First gusset plate
11, 110 Steel beam members
14, 113 Second gusset plate
18, 114 braces
a Axial extension line
A corner

Claims

A plurality of reinforced concrete columns standing upright apart, a plurality of beams erected vertically between the adjacent columns, and the beams facing the adjacent columns vertically In the damping structure of the ramen structure provided with a diagonally extending brace arranged in the frame frame to be formed,
The beam is formed by a steel beam member disposed between the adjacent columns, and joining members that protrude upward or downward from the steel beam member are respectively joined to both ends of the steel beam member. The joining member is joined to the opposing side surfaces of the adjacent columns, and first gusset plates joined to the joining member and the steel beam member are provided at both ends of the steel beam member, A second gusset plate protrudes from at least one of the lower surface or the upper surface of the central portion of the steel beam member, and the braces are interposed between the first gusset plate and the second gusset plate, respectively. The steel beam member and the two braces arranged below the steel beam member are arranged in a K shape.

In the damping structure according to claim 1,
The first gusset plate is disposed above the steel beam member, the second gusset plate is suspended from the lower surface of the central portion of the steel beam member, and the brace has an axial extension line of the brace. A vibration control structure, wherein the vibration control structure is disposed so as to pass through a corner of the joining member and a slab formed above the beam.

In the vibration control structure according to claim 1 or 2,
A vibration control structure, wherein a shear connector is attached to a pillar joint surface of the joint member on the pillar side, and the shear connector is fixed in the pillar.