JP4280956B2

JP4280956B2 - 建築構造物の制震構造

Info

Publication number: JP4280956B2
Application number: JP2000023213A
Authority: JP
Inventors: 正人越路
Original assignee: Tokyo Tekko Co Ltd
Current assignee: Tokyo Tekko Co Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2020-01-31
Also published as: JP2001214637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄筋コンクリート造、鉄骨・鉄筋コンクリート造、鉄骨造の建築構造物の制震構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築構造物には地震等のエネルギー吸収能力の向上が要求されているが、従来の建築構造物は、地震時のエネルギーを柱及び梁の端部で吸収する構造であった。このため、地震後の梁又は柱の復旧には長期間を要し、費用も多額であった。しかし、これらの鉄筋以外のもので地震時のエネルギーを吸収する制震構造、例えば、油圧ダンパーや特殊な鋼構造があるが、設計や施工が複雑であり、特定の建物にしか使用されていない。又、材料コスト及び施工コストが大幅に増加するという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、その課題は、在来工法で施工し得る鉄筋コンクリート造、鉄骨・鉄筋コンクリート造、鉄骨造の建築構造物の耐震構造であって、前記構造物の地震時のエネルギー吸収能力を増大させ、かつ地震後の修復が容易で復旧に要する期間と費用を低減することができるものを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するため、本発明が採用する第１の手段は、上記建築構造物の梁の片側又は両側の端部の上下の一方又は双方にエネルギー吸収能力の高い低強度鉄筋を付設したことにある。この梁に付設した低強度鉄筋の一端部は柱内に定着した機械式継手に、他端部は梁面に定着した機械式継手にそれぞれ接続する。低強度鉄筋はねじ鉄筋とし、機械式継手はねじ鉄筋継手とすることが好ましい。柱内の機械式継手の定着方法としては、柱が鉄筋コンクリート造であれば、機械式継手をＵ形、Ｌ形ねじ鉄筋、定着金物付きねじ鉄筋等を使用して固定し、柱が鉄骨造であれば、柱に又は柱に溶接した指示鉄板に溶接固定する。梁面の機械式継手の定着方法としては、梁が鉄筋コンクリート造であれば支持鉄板をＵ形、Ｌ形ねじ鉄筋、定着金物付きねじ鉄筋等を使用して定着し、その支持鉄板に機械継手を溶接固定する。
【０００５】
第２の手段は、前記構造物の柱の最下端部と最上端部の一方又は双方にエネルギー吸収能力の高い低強度鉄筋を付設したことにある。この柱に付設した低強度鉄筋の一端部は、梁内に定着した機械式継手に、他端は柱面に定着した機械式継手にそれぞれ接続する。低強度鉄筋、機械式継手、定着方法は第１の手段のものと同じである。
【０００６】
第１及び第２の手段において、設計に応じて低強度鉄筋の直径、強度、付設箇所と、そこに付設する本数を決定する。
【０００７】
地震時のエネルギーに対し、前記構造物の梁は、第１の手段により、梁の主筋又は鉄骨が弾性変形域にある間に、梁の端部に付設した低強度鉄筋が降伏して地震時のエネルギーを吸収するから、主筋又は鉄骨は弾性変形のみにとどまり、降伏することはない。したがって、地震後の修復は梁面上の低強度鉄筋の交換だけであり、復旧に要する期間と費用はわずかである。この低強度鉄筋の付設は在来工法により施工することができるから、ダンパーを使用した制震構造の施工に比べると低コストである。
【０００８】
地震時のエネルギーに対し、前記コンクリート構造物の柱は、第２の手段により、柱内の主筋が弾性変形域にある間に、柱に付設した低強度鉄筋が降伏して地震によるエネルギーを吸収するから、主筋又は鉄骨は弾性変形のみにとどまり、降伏することはない。したがって、地震後の修復は柱面の低強度鉄筋の交換だけであり、復旧に要する期間と費用はわずかである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明の一実施例の制震構造を備えた鉄筋コンクリート造、又は鉄骨造建築構造物の一部を示す略図である。建築構造物１は、複数の垂直な柱２と、隣接する柱間に渡されて階を形成する複数の梁３とからなる。柱２と梁３は鉄筋コンクリート造又は鉄骨造である。各梁３の両端部の上下両面に低強度ねじ鉄筋４が梁３の長手方向に平行に１本以上付設されている。各柱２の最下段の端部である脚部の両側面にも低強度ねじ鉄筋５が垂直に１本以上付設されている。
【００１１】
図２は、低強度鉄筋４を付設した梁３の端部を示す断面図である。低強度ねじ鉄筋４は、梁３の内部を長手方向に延長する主筋２３に平行に配置される。
【００１２】
低強度ねじ鉄筋４の一端部は、柱２に片側端面が露出するように埋設されたねじ鉄筋継手６の片側にねじ込まれる。ねじ鉄筋継手６の反対側には、柱２に埋設される前に、一端部にＬ形、Ｕ形ねじ鉄筋又は定着金物７を固定したねじ鉄筋８の他端部がねじ込まれ、ナット９で固定されるから、埋設したねじ鉄筋継手６は柱２に強固に定着している。低強度ねじ鉄筋４の他端部は梁３の面上に配置されたねじ鉄筋継手１０に螺合して貫通し、その両側からナット１１により低強度ねじ鉄筋４はねじ鉄筋継手１０に締着する。図３に示すように、このねじ鉄筋継手１０は、アンカーボルト、Ｌ形ねじ鉄筋等の定着金物１３を介して梁３の面上に定着した支持鉄板１２に溶接固定される。
【００１３】
図４は、低強度ねじ鉄筋５を付設した柱２の脚部を示す断面図である。低強度ねじ鉄筋５は、柱２の内部を上下に延長する主筋２２に平行に配置される。
【００１４】
低強度ねじ鉄筋５の一端部は、梁３に片側端面が露出するように埋設したねじ鉄筋継手１４の片側にねじ込まれる。このねじ鉄筋継手１４は、図５に示すように、梁３に埋設する前に、一端部にＬ形、Ｕ形ねじ鉄筋又は定着金物１５を固定したねじ鉄筋１６の他端部をねじ込んでナット１７で固定したから、低強度ねじ鉄筋５の他端部をねじ鉄筋継手１８にねじ込んで貫通させ、ねじ鉄筋継手１８の両側からナット１９を締めて一体に締着する。このねじ鉄筋継手１８はアンカーボルト等の定着金物を介して柱２の側面に定着した支持鉄板２０に溶接される。
【００１５】
鉄骨造の柱と梁に定着したねじ鉄筋継手は図示していないが、鉄骨造の柱と梁についても鉄筋コンクリート造の柱と梁と同様に低強度ねじ鉄筋を付設することができる。低強度ねじ鉄筋の両側のねじ鉄筋継手は定着金物を介することなく、柱又は梁の鉄骨に直接又は溶接固定した支持鉄板に溶接して定着することができる。
【００１６】
次に、本発明の制震構造を備えた建築構造物の地震時の動作について説明する。
【００１７】
地震が発生すると、建物１は横揺れし、各梁３及び各柱２の脚部には応力が作用する。このとき、柱２と梁３の主筋２２、２３又は鉄骨が弾性変形域にある間に柱２の脚部と梁３の端部に付設した低強度ねじ鉄筋４、５が降伏して地震によるエネルギーを吸収するから、柱２と梁３の主筋２２、２３又は鉄骨は弾性変形のみにとどまり、降伏することはない。地震後の修復は、降伏した低強度ねじ鉄筋４、５の交換だけであるから、修復に要する期間と費用はわずかですむ。
【００１８】
低強度ねじ鉄筋の交換は、降伏した低強度ねじ鉄筋の前記他端側のねじ鉄筋継手１０、１８の両側のナット１１、１９を弛め、両端部のねじ鉄筋継手６、１０、１４、１８から抜ける方向に降伏した低強度ねじ鉄筋を回して抜き、ついで、新しい低強度ねじ鉄筋を前記他端側のねじ鉄筋継手１０、１８にねじ込んで貫通させ、ついで、先端を前記一端側のねじ鉄筋継手６、１４にねじ込むだけの作業であり、交換に要する費用と手間はわずかである。
【００１９】
上記実施例は、複数本の低強度ねじ鉄筋４を梁３の両端部の上下面に並設したが、並設する本数と配置場所は設計に応じて低強度ねじ鉄筋の直径と強度により、適宜設定する。例えば、低強度ねじ鉄筋を梁の片側の端部にだけ配置することも、梁の上下面の一方にだけ配置することも可能である。
【００２０】
又、実施例は柱２の最下段端部の脚部の両側に低強度ねじ鉄筋５を並設配置したが、必要であれば、柱の最上段端部両側にも低強度ねじ鉄筋を配置する。
【００２１】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明の制震構造は、地震時のエネルギーを吸収する低強度鉄筋を、柱又は梁もしくはその双方の端部に、機械式継手を介して交換可能に付設してなるから、在来工法によって施工することができるため、施工コストが節減されるでけでなく、地震後の修復に要する時間と費用も大幅に低減されるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の制震構造を備えた鉄筋コンクリート造又は鉄骨造建築構造物の一部を示す略図、
【図２】鉄筋コンクリート造の梁の端部の部分断面図、
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図、
【図４】鉄筋コンクリート造の柱の脚部の部分断面図、
【図５】図４のＶ−Ｖ線矢視図、
【符号の説明】
１：建物
２：柱
３：梁
４、５：低強度ねじ鉄筋
６：ねじ鉄筋継手
７：定着金物
８：ねじ鉄筋
９：ナット
１０：ねじ鉄筋継手
１１：ナット
１２：支持鉄板
１３：定着金物
１４：ねじ鉄筋継手
１５：定着金物
１６：ねじ鉄筋
１７：ナット
１８：ねじ鉄筋継手
１９：ナット
２０：支持鉄板
２１：定着金物
２２、２３：主筋

Claims

鉄筋コンクリート造の建築構造物（１）において、前記構造物の梁（３）の両端部の少なくとも一方の上面又は下面又は上下両面に低強度ねじ鉄筋（４）を前記梁の長手方向に平行に配置し、前記低強度ねじ鉄筋（４）の一端部は、前記構造物の柱（２）に片側端面が露出するように埋設されたねじ鉄筋継手（６）の片側にねじ込み、前記ねじ鉄筋継手（６）の反対側には、前記柱（２）に埋設される前に、一端部にＬ形、Ｕ形ねじ鉄筋又は定着金物（７）を固定したねじ鉄筋（８）の他端部をねじ込んでナット（９）で固定し、前記低強度ねじ鉄筋（４）の他端部は、前記梁（３）の面上に配置したねじ鉄筋継手（１０）に螺合して貫通し、前記ねじ鉄筋継手（１０）の両側のナット（１１）により前記低強度ねじ鉄筋（４）を前記ねじ鉄筋継手（１０）に締着し、前記ねじ鉄筋継手（１０）を定着金物（１３）を介して前記梁（３）の面上に定着した支持鉄板（１２）に溶接固定してなることを特徴とする建築構造物の制震構造。
前記構造物の柱（２）の最下端部と最上端部の少なくとも一方の両側面又は全側面に低強度ねじ鉄筋（５）を前記柱の長手方向に平行に配置し、前記低強度ねじ鉄筋（５）の一端部は、梁（３）に片側端面が露出するように埋設したねじ鉄筋継手（１４）の片側にねじ込み、前記ねじ鉄筋継手（１４）の反対側には、前記梁（３）に埋設する前に、一端部にＬ形、Ｕ形ねじ鉄筋又は定着金物（１５）を固定したねじ鉄筋（１６）の他端部をねじ込んでナット（１７）で固定し、前記低強度ねじ鉄筋（５）の他端部は、前記柱（２）の面上に配置したねじ鉄筋継手（１８）に螺合して貫通し、前記ねじ鉄筋継手（１８）の両側のナット（１９）により前記低強度ねじ鉄筋（５）を前記ねじ鉄筋継手（１８）に締着し、前記ねじ鉄筋継手（１８）を定着金物（２１）を介して前記柱（２）の面上に定着した支持鉄板（２０）に溶接固定してなることを特徴とする特徴とする請求項１記載の建築構造物の制震構造。
鉄筋コンクリート造の建築構造物（１）において、前記構造物の柱（２）の最下端部と最上端部の少なくとも一方の両側面又は全側面に低強度ねじ鉄筋（５）を前記柱の長手方向に平行に配置し、前記低強度ねじ鉄筋（５）の一端部は、梁（３）に片側端面が露出するように埋設したねじ鉄筋継手（１４）の片側にねじ込み、前記ねじ鉄筋継手（１４）の反対側には、前記梁（３）に埋設する前に、一端部にＬ形、Ｕ形ねじ鉄筋又は定着金物（１５）を固定したねじ鉄筋（１６）の他端部をねじ込んでナット（１７）で固定し、前記低強度ねじ鉄筋（５）の他端部は、前記柱（２）の面上に配置したねじ鉄筋継手（１８）に螺合して貫通し、前記ねじ鉄筋継手（１８）の両側のナット（１９）により前記低強度ねじ鉄筋（５）を前記ねじ鉄筋継手（１８）に締着し、前記ねじ鉄筋継手（１８）を定着金物（２１）を介して前記柱（２）の面上に定着した支持鉄板（２０）に溶接固定してなることを特徴とする建築構造物の制震構造。