JP4993597B2 - Tube type seismic frame - Google Patents
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Description
本発明は平面の形状が雁行形や板状等、長辺に対する短辺の比率が小さい高層建物においても、チューブ構造の特性を発揮させるチューブ型耐震架構に関するものである。 The present invention relates to a tube-type seismic frame that exhibits the characteristics of a tube structure even in a high-rise building with a small ratio of a short side to a long side such as a laminar shape or a plate shape.
チューブ構造は構造物の平面上の周辺部に多数の柱を配列させ、構造物全体として巨大な筒を形成することにより、地震時に筒に曲げ変形を生じさせ、全体曲げモーメント(転倒モーメント)を負担させる構造形式であり、空間内から耐震壁を不在にできる等の利点を有することから、高層建築に採用されることが多い(特許文献1〜5参照)。
In the tube structure, a large number of columns are arranged in the periphery on the plane of the structure, forming a huge cylinder as a whole structure, causing the cylinder to bend and deform in the event of an earthquake, resulting in an overall bending moment (falling moment). Since it is a structural form to bear and has the advantage that the earthquake-resistant wall can be absent from the space, it is often adopted for high-rise buildings (see
チューブ構造は単独で用いられる形式とコアと併用される形式に大別され、単独の場合にはチューブ構造を複数、重ねて配置する形式もある(特許文献1、4参照)。この外側のチューブの内側に更にチューブを重ねて配置する形式によれば、曲げモーメントを負担する筒が多くなる分、耐震性の向上と併せ、コアが不要になり、平面計画上の自由度が上がる利点がある。
The tube structure is roughly classified into a type used alone and a type used together with the core, and in the case of a single type, there is a type in which a plurality of tube structures are arranged in an overlapping manner (see
しかしながら、平面の形状が雁行形や板状の高層建物では、形状(幅)の制約から内側と外側の二つのチューブ間に十分な幅を確保することが難しくなるため、多重のチューブ構造を採用しにくい事情がある。例えば雁行形の平面を持つ構造物において、内側のチューブの一部がその外側のチューブと平行になるように二つのチューブ重ねて配置したときに、両チューブが互いに接近し易くなり、両チューブ間の平面計画が極端に制限されることがある。 However, in a high-rise building with a laminar or plate-like shape, it is difficult to ensure a sufficient width between the inner and outer tubes due to shape (width) restrictions, so a multiple tube structure is used. There are circumstances that are difficult to do. For example, in a structure with a laminar flat surface, when two tubes are stacked so that a part of the inner tube is parallel to the outer tube, both tubes are easy to approach each other. The plan of the floor may be extremely limited.
本発明は上記背景より、例えば平面の形状が雁行形や板状の高層建物においても、複数のチューブ架構を組み合わせた構造の利点を発揮させる形態のチューブ型耐震架構を提案するものである。 In view of the above background, the present invention proposes a tube-type seismic frame in a form that exhibits the advantages of a structure in which a plurality of tube frames are combined even in a high-rise building with a laminar or plate-like shape.
請求項1に記載の発明のチューブ型耐震架構は、複数の平面形が一部において互いに重ね合わせられた平面を有し、前記各平面形の外形線に沿って柱が配列し、この外形線に沿って配列した柱が前記平面形毎にチューブ架構を構成していることを構成要件とする。 The tube-type seismic frame according to the first aspect of the present invention has a plane in which a plurality of plane shapes are partially overlapped with each other, and columns are arranged along the outline lines of the respective plane shapes. It is a constituent requirement that the columns arranged along the lines form a tube frame for each of the planar shapes.
平面形は二つ以上、組み合わせられ、組み合わせによりできた形が耐震架構を含む構造物(建物)の平面(スラブ)を形成する。三つ以上の平面形が組み合わせられる場合にも、基本的には二つの平面形が重ね合わせられ、構造物の平面は複数の多角形その他の図形が一部で交差した形状をする。平面形は多角形であるか否かを問わず、円形等を含む。耐震架構は平面形毎に構成された二つ以上のチューブ架構から構成され、複数のチューブ架構が互いに重複しながら、組み合わせられた架構になる。 Two or more plane shapes are combined, and the shape formed by the combination forms the plane (slab) of the structure (building) including the earthquake-resistant frame. Even when three or more plane shapes are combined, two plane shapes are basically overlapped, and the plane of the structure has a shape in which a plurality of polygons and other figures partially intersect. The planar shape includes a circle or the like regardless of whether it is a polygon. The earthquake-resistant frame is composed of two or more tube frames configured for each planar shape, and a plurality of tube frames are combined while overlapping each other.
各チューブ架構は複数の平面形が交わる領域において重なり合い、この重複した領域を区画する二つのチューブ架構の一部はそれぞれのチューブ架構とは別の閉じた小型チューブ架構を構成する。小型チューブ架構の一部(一辺)は小型チューブ架構を包含する両平面形の内部でチューブ架構とは別の構面を構成するが、この小型チューブ架構の構面は各平面形の内部では他の構面に連続せず、平面形(チューブ架構)と小型チューブ架構との間の空間は分割されない。複数の平面形が重なり合う領域に形成される小型チューブ架構は構造物の平面全体の中では中心部、または中心部に沿った位置に配置される。 Each tube frame overlaps in an area where a plurality of planar shapes intersect, and a part of the two tube frames that define the overlapping area constitutes a closed small tube frame that is separate from each tube frame. A part (one side) of the small tube frame forms a plane that is separate from the tube frame inside the two planes that include the small tube frame. The space between the plane shape (tube frame) and the small tube frame is not divided. The small tube frame formed in a region where a plurality of planar shapes overlap is arranged at the center or a position along the center in the entire plane of the structure.
請求項1のチューブ型耐震架構は構造物の平面が二つの平面形からなる場合には、二つの平面形が重なった状態から、一方の平面形が他方の平面形に対し、スライドしてできる形になる。従ってチューブ架構が同心円(同心角)状に多重に配置された架構とは異なり、規模の小さいチューブ架構がそれより規模の大きいチューブ架構に完全に包囲される形にはならない。チューブ架構を構成する柱は各平面形の外形線上に配列するため、平面形が重複した領域を区画する線上にも配列する。この平面形が重複した領域の境界上に配列し、チューブ架構の一部を構成する柱が小型チューブ架構を構成するため、小型チューブ架構と平面形を区画するチューブ架構が同心円(同心角)状に組み合わせられることはない。
The tube-type seismic frame of
図1−(b)に示すように複数のチューブ架構が同心円(同心角)状に多重に配置された場合には、相対的に規模の大きい外側のチューブ架構の内側に規模の小さいチューブ架構が納まり、平面の短辺方向には、内側のチューブ架構が形成する空間Cの両外側に空間A、Bが形成される。空間Cの両外側に空間が形成されることは長辺方向も同様である。 When a plurality of tube frames are arranged in multiple concentric circles (concentric angles) as shown in FIG. 1- (b), a small-scale tube frame is placed inside a relatively large-scale outer tube frame. In the short side direction of the plane, spaces A and B are formed on both outer sides of the space C formed by the inner tube frame. The formation of spaces on both outer sides of the space C is the same in the long side direction.
内側のチューブ架構は短辺方向と長辺方向のいずれにも、外側のチューブ架構に対して任意の位置に配置されるが、外側のチューブ架構が形成する空間Oの幅oは一定であり、内側のチューブ架構が形成する空間Cの幅cも一定である。 The inner tube frame is arranged at an arbitrary position with respect to the outer tube frame in both the short side direction and the long side direction, but the width o of the space O formed by the outer tube frame is constant, The width c of the space C formed by the inner tube frame is also constant.
一方、空間Cの一方側に形成される空間Aの幅aと、他方側に形成される空間Bの幅bの和(a+b)は外側のチューブ架構に対する内側のチューブ架構の位置に関係なく一定であるから、空間Aの幅aを大きくすれば、必然的に空間Bの幅bが小さくなり、結果として空間Bにおける自由な平面計画が犠牲になることがある。このことは構造物の平面の形状が雁行形や板状の場合に直面し易い。また板状の場合には、内側のチューブ架構の短辺方向を向く構面の長さcが極端に短くなるため、その方向にはチューブ架構が耐震架構として機能しにくくなる。 On the other hand, the sum (a + b) of the width a of the space A formed on one side of the space C and the width b of the space B formed on the other side is constant regardless of the position of the inner tube frame relative to the outer tube frame. Therefore, if the width a of the space A is increased, the width b of the space B is inevitably reduced, and as a result, a free plane plan in the space B may be sacrificed. This is easily encountered when the planar shape of the structure is lame or plate-like. In the case of a plate shape, the length c of the construction surface facing the short side direction of the inner tube frame becomes extremely short, so that the tube frame does not function as an earthquake resistant frame in that direction.
空間Aと空間Bのいずれか一方の幅を大きくしたときに、他方の幅が小さくなることは、空間Oの幅oに対する空間Cの幅cで決まるため、規模の相違する二つのチューブ架構の間に形成される空間A、Bの平面形状と幅a、bは二つのチューブ架構の規模によって制約を受けることになる。 When the width of one of the space A and the space B is increased, the decrease in the width of the other is determined by the width c of the space C with respect to the width o of the space O. The planar shape and the widths a and b of the spaces A and B formed therebetween are restricted by the scale of the two tube frames.
これに対し、請求項1では図1−(a)に示すように小型チューブ架構を構成するいずれか一方のチューブ架構の内側(小型チューブ架構の内側)に空間Dが、その外側に空間E、Fが形成されるものの、外側の空間E、Fの内のいずれか一方の幅が他方の幅によって制約を受けることはない。
On the other hand, in
構造物の平面を短辺方向(x方向)と長辺方向(y方向)の水平2方向に分けたとき、図1−(a)の場合、二つのチューブ架構が重複してできる平面全体は短辺方向には小型チューブ架構が形成する空間Dとその両側の空間E、Fに3分割される。長辺方向にも同様である。 When the plane of the structure is divided into two horizontal directions, the short side direction (x direction) and the long side direction (y direction), in the case of FIG. 1- (a), the entire plane formed by overlapping two tube frames is In the short side direction, the space is divided into a space D formed by the small tube frame and spaces E and F on both sides thereof. The same applies to the long side direction.
図1−(a)と(b)を対比すれば、(a)における小型チューブ架構は(b)における内側のチューブ架構に相当するため、(a)における空間Eと空間Fはそれぞれ(b)における空間Aと空間Bに相当する。ここで、構造物の平面が短辺方向と長辺方向に3分割される点では(a)と(b)は共通する。しかしながら、(b)では前記のように外側のチューブ架構に対する内側のチューブ架構の相対的な位置によって空間Aの幅aと空間Bの幅bが同一にならず、一方が他方より大きくなることがある。 1- (a) and (b) are compared, the small tube frame in (a) corresponds to the inner tube frame in (b), so space E and space F in (a) are respectively (b) Corresponds to space A and space B in FIG. Here, (a) and (b) are common in that the plane of the structure is divided into three in the short side direction and the long side direction. However, in (b), as described above, the width a of the space A and the width b of the space B may not be the same depending on the relative position of the inner tube frame with respect to the outer tube frame, and one may be larger than the other. is there.
これに対し、図1−(a)の場合、小型チューブ架構は二つのチューブ架構の重複部分に形成され、二つのチューブ架構の大きさが同一であれば、小型チューブ架構の中心が必ず構造物の平面の中心に一致するため、空間Eの幅eと空間Fの幅fは小型チューブ架構の大きさ、すなわち空間Dの大きさ(幅d)に関係なく同一になり(e=f)、空間Eと空間Fのいずれか一方の幅が他方の幅より大きくなることも、小さくなることもない。 On the other hand, in the case of FIG. 1- (a), the small tube frame is formed in the overlapping portion of the two tube frames, and if the two tube frames have the same size, the center of the small tube frame is always the structure. Therefore, the width e of the space E and the width f of the space F are the same regardless of the size of the small tube frame, that is, the size (width d) of the space D (e = f), The width of one of the space E and the space F does not become larger or smaller than the width of the other.
従って小型チューブ架構が形成する空間Dが構造物の平面内でいずれかの側に偏ることがないため、空間Dの外側に形成される空間E、Fのいずれか一方がチューブ架構の規模によって制約を受けることはなく、これらの両空間E、Fの幅e、fを自由に調整し、自由な平面を計画することが可能である。 Therefore, since the space D formed by the small tube frame does not deviate to either side in the plane of the structure, one of the spaces E and F formed outside the space D is restricted by the scale of the tube frame. It is possible to freely adjust the widths e and f of both the spaces E and F and to plan a free plane.
また図1−(a)の場合、(b)における空間Cに相当する空間Dを形成する小型チューブ架構5は平面形1、2をなすチューブ架構3、4の一部であり、短辺方向にも長辺方向にもチューブ架構3、4の構面が耐震架構として機能するため、短辺方向に関し、小型チューブ架構5の耐震架構としての機能が(b)の場合のように敷地の平面形状(短辺方向の長さ)の制約を受けることによって低下することはない。
In the case of FIG. 1- (a), the
更に小型チューブ架構が形成する空間Dの平面形状は一方と他方のチューブ架構の平面形状によって決まるため、空間Dの外側の空間E、Fの各平面形状も小型チューブ架構を構成する二つのチューブ架構の平面形状によって自由に決められる。例えば両チューブ架構の平面形状が共に方形(四角形)状である場合には、小型チューブ架構が構成する空間Dの平面形状は方形状になり、その外側に形成される空間E、Fの平面形状は方形の一部が欠けたL形状になる。実際の構造物では図1−(a)に示す平面が複数つながることもある。なお、前記の通り、小型チューブ架構5はそれを包含する両平面形1、2の内部でチューブ架構3、4とは別のx方向とy方向の構面を構成するが、この2方向の構面は各平面形1、2の内部で他の構面に連続しないため、L形状の空間E、Fが細分化されることはない。
Further, since the planar shape of the space D formed by the small tube frame is determined by the planar shape of one and the other tube frame, the two planar structures of the spaces E and F outside the space D also constitute the small tube frame. Can be freely determined by the planar shape. For example, when the planar shapes of both the tube frames are both square (rectangular), the planar shape of the space D formed by the small tube frame is a rectangular shape, and the planar shapes of the spaces E and F formed on the outside thereof. Is L-shaped with a part of the square missing. In an actual structure, a plurality of planes shown in FIG. As described above, the
以上のように請求項1では小型チューブ架構が形成する空間Dの外側に形成される空間E、Fがチューブ架構の規模による影響を受けることがなく、両空間E、Fの自由な平面計画が可能であるため、平面の形状が雁行形や板状の高層建物においても、複数のチューブ架構を組み合わせることができ、複数のチューブ架構を組み合わせた構造の利点を発揮させることが可能になる。特に平面形が方形状であれば、二つの平面形を重ねた形から、一方の平面形をスライドさせた形にするだけで雁行形の平面を形成することができる。
As described above, in
図1−(b)のように二つのチューブ架構が同心円(同心角)状に二重に配置された場合、外側のチューブ架構の規模(平面積)は構造物の平面(床面積)によって決まり、内側のチューブ架構の規模(平面積)は外側のチューブ架構の規模より必ず小さい。また内側のチューブ架構と外側のチューブ架構との間に一定幅以上の空間(前記空間A、B)を確保するには、内側のチューブ架構の規模を外側のチューブ架構よりその空間分、小さくする必要がある。 When two tube frames are doubled in a concentric circle (concentric angle) shape as shown in Fig. 1- (b), the scale (planar area) of the outer tube frame is determined by the plane (floor area) of the structure. The scale (plane area) of the inner tube frame is always smaller than that of the outer tube frame. Further, in order to secure a space (the spaces A and B) having a certain width or more between the inner tube frame and the outer tube frame, the inner tube frame is made smaller in size than the outer tube frame. There is a need.
二つのチューブ架構から構成される耐震架構の剛性と耐力は規模の相違する二つのチューブ架構の剛性と耐力の和になるが、図1−(b)の場合、内側のチューブ架構の規模が外側のチューブ架構の規模より小さくなる分、二つの同一規模のチューブ架構が並存する場合より小さくなる。 The stiffness and proof strength of the seismic frame composed of two tube frames is the sum of the rigidity and proof strength of two tube frames of different scales. In the case of Fig. 1- (b), the scale of the inner tube frame is outside. Since the size of the tube frame is smaller than the size of the tube frame, the size is smaller than the case where two tube frames of the same scale coexist.
これに対し、請求項1におけるチューブ架構には内側と外側の区別がないため、二つのチューブ架構から耐震架構を構成する場合にも、両チューブ架構を同一規模にすることができる。図1−(b)に示す耐震架構の場合、二つのチューブ架構は互いに独立し、スラブのみで繋がれる構造であるが、(a)の場合には(請求項1では)、形態的には(b)における内側のチューブ架構に相当する小型チューブ架構が外側のチューブ架構にスラブに加え、梁と柱で連結された構造になるため、(a)の耐震架構は(b)の耐震架構より高い剛性と耐力を保有することになる。
On the other hand, since there is no distinction between the inner side and the outer side in the tube frame in
図1−(a)に示す構造物(耐震架構)の剛性と耐力が(b)に示す構造物(耐震架構)の剛性と耐力より向上することで、その向上分、想定される曲げモーメントに対してチューブ架構が余力を持つため、図5−(a)、(b)に示すようにいずれかの、または両チューブ架構におけるいずれかの柱6を省略すること、または隣接する柱6、6間の間隔を大きくすることが可能になる。結果として、柱6の配置位置の制約を緩和することが可能であり、窓や出入り口用の開口位置の制約を受けることなく、柱6を配置することができ、逆に開口を形成する上での自由度が増し、開口面積を増大させることも可能になる。
The rigidity and proof strength of the structure (seismic frame) shown in Fig. 1- (a) are improved from the rigidity and proof strength of the structure (seismic frame) shown in (b). On the other hand, since the tube frame has an extra capacity, as shown in FIGS. 5- (a) and (b), either or both of the
請求項1における複数の平面形の内、少なくともいずれかの平面形は図6−(a)、(b)に示すように複数の領域に区分されていることもある(請求項2)。平面形はその形状を分割する区画線によって複数の領域に区分される。平面形を分割する区画線はチューブ構造内では構面となる。一つの平面形が複数の領域に区分されることは、チューブ架構が平面上、複数の領域に区切られていることを言う。
Of the plurality of planar shapes in
請求項2のチューブ架構は平面形の外形線上に配列する柱とその柱をつなぐ梁に加え、外形線を横切る(分割する)区画線上に配列する柱とそれをつなぐ梁から構成される。平面形の外形線上に配列するチューブ架構の柱と梁は外周の一つの構面を構成し、外形線を横切る区画線上に配列する柱と梁は外周の構面とは別の内部の構面を構成する。
The tube frame of
請求項2では、平面形が複数の領域に区分されていることで、例えば二つの平面形が重なって組み合わせられたときに、その重複した領域に複数の小型チューブ架構が形成され、構造物の平面全体では多数の小型チューブ架構が組み合わせられた形になるため、構造物全体としての剛性と耐力が向上する。この結果、前記のように少なくともいずれかのチューブ架構を構成する柱を省略するか、柱間距離を大きく取ることの自由度が上がり、開口形成の自由度、または開口面積増大の効果が向上する。
In
請求項2ではまた、平面形が複数の領域に区分されるだけであるから、一つのチューブ架構が図1−(b)に示すような多重構造になることもないため、複数の平面形が組み合わせられる結果として多重構造の領域が形成されることはない。従って複数のチューブ架構の組み合わせによって形成されるいずれかの領域の幅が狭くなる事態は発生しない。
Further, in
チューブ架構を構成する柱には各層のスラブと梁が接続し、梁は平面の外形線に沿った位置と二つの平面形が重複した領域(小型チューブ架構が区画する領域)の境界に沿って配置される。スラブ上の空間が居住空間である場合には、二つの平面形が重複した領域の内側と外側ではスラブ上を自由に通行するための便宜から、境界に沿った梁をスラブの上面側に配置する(逆梁にする)ことが難しいため、この境界の梁はスラブの下面側に配置(順梁に)されることになる。スラブ上の空間が居住空間でない場合等、小型チューブ架構の内側の領域と外側の領域間での通行の便宜を確保する必要がない場合には、小型チューブ架構が区画する領域の境界に沿った梁は逆梁として形成されることもある。 The slabs and beams of each layer are connected to the pillars that make up the tube frame, and the beams are located along the boundary between the position along the outline of the plane and the area where the two planes overlap (the area where the small tube frame divides). Be placed. When the space on the slab is a living space, the beam along the boundary is placed on the upper surface side of the slab for the convenience of freely passing on the slab inside and outside the area where the two planes overlap. Since it is difficult to do (reverse beam), the beam at this boundary is arranged on the lower surface side of the slab (forward beam). When it is not necessary to ensure the convenience of traffic between the inner area and the outer area of the small tube frame, such as when the space on the slab is not a living space, the area along the boundary of the area where the small tube frame delimits The beam may be formed as a reverse beam.
一方、平面の外形線に沿った位置にはスラブ上を通行する上での制約がないため、梁をスラブの下面側に配置(順梁に)することも、上面側に配置(逆梁に)することも可能である。但し、梁をスラブの下面側に配置(順梁に)した場合において、図2−(b)に示すように平面(スラブ)の縁(外形線)に沿った位置に梁を配置した場合には、梁が屋内への採光のための開口面積を小さくし、採光量を犠牲にするため、高い位置からの採光を得る上では梁を平面の縁より内側に配置する方がよい。 On the other hand, since there is no restriction on the passage along the outline of the plane on the slab, placing the beam on the lower surface side of the slab (forward beam) can also be arranged on the upper surface side (on the reverse beam). ) Is also possible. However, when the beam is arranged on the lower surface side of the slab (forward beam), when the beam is arranged at a position along the edge (outline) of the plane (slab) as shown in FIG. Since the beam reduces the opening area for daylighting indoors and sacrifices the amount of light collected, it is better to place the beam inside the edge of the plane in order to obtain daylighting from a high position.
しかしながら、梁を平面の縁より内側に配置した場合、曲げモーメントに対するスラブの抵抗要素である梁とそれに接続する柱が平面の中心寄りに位置する結果、柱と、スラブが接続した梁からなる架構の曲げモーメントに対する剛性と抵抗力が多少低下する。このため、架構の剛性と曲げモーメントに対する抵抗力をより大きくする上では、図2−(a)に示すように梁を平面の縁に配置する方が有利である。 However, if the beam is placed inside the edge of the plane, the beam, which is a resistance element of the slab against bending moment, and the column connected to it are located closer to the center of the plane. Rigidity and resistance to bending moment are slightly reduced. For this reason, in order to increase the rigidity of the frame and the resistance to the bending moment, it is advantageous to arrange the beams at the edges of the plane as shown in FIG.
以上のことから、採光の面と曲げモーメントに対する抵抗の面からは、請求項3に記載のように、請求項1、もしくは請求項2における複数の平面形の内、二つの平面形が重複した領域を区画する外形線に沿って配列する柱に順梁が接続し、二つの平面形が重複した領域以外の領域を区画する外形線の内、前記順梁が接続した柱の列に連続して配列する柱以外の柱に逆梁が接続していることが合理的である。「順梁が接続した柱の列に連続して配列する柱以外の柱」は構造物の平面の最も外側にある外形線の内、前記重複した領域を区画する外形線の延長線上の区間を除く区間にある柱を指す。
From the above, from the surface of lighting and the surface of resistance to bending moment, as described in
請求項3では構造物の平面の外形線上に逆梁が形成されることで、図2−(a)に示すように屋外に面する開口部の高さとして、下階のスラブ天端から上階のスラブ下端までの最大限の距離を確保することができるため、開口部に収納されるハイサッシを高い位置に配置し、最大量の採光を得ることが可能である。
In
また平面の外形線上の梁が逆梁として形成されることで、順梁の場合に影響する屋内空間での天井高、及び屋内空間への採光量への影響がないため、順梁の場合より梁成を稼ぐことが可能であり、梁成の増大により外形線上の梁に地震力の多くを負担させることが可能になる。この結果、平面の外形線上の梁(逆梁)以外の梁、すなわち小型チューブ架構が形成する空間を区画する梁(請求項3における順梁)の地震力に対する負担を軽減することができるため、順梁の梁成を抑制することが可能であり、それに伴い、階高を抑制することが可能になる。 In addition, because the beam on the outline of the plane is formed as a reverse beam, there is no effect on the ceiling height in the indoor space, which affects the case of the forward beam, and the amount of light collected in the indoor space. It is possible to earn beam formation, and it becomes possible to bear much of the seismic force on the beam on the outline due to the increase in beam formation. As a result, it is possible to reduce the burden on the seismic force of beams other than the beam (reverse beam) on the outline of the plane, that is, the beam that defines the space formed by the small tube frame (forward beam in claim 3), It is possible to suppress the beam formation of the forward beam, and accordingly, the floor height can be suppressed.
請求項3の場合、二つの平面形が重複した領域以外の領域を区画する外形線の内、前記順梁が接続した(二つの平面形が重複した領域を区画する)柱の列に連続して配列する柱には、図3−(a)に示すように順梁が接続する場合と(b)に示すように逆梁が接続する場合がある。
In the case of
逆梁が接続する場合には、二つの平面形が重複した領域を区画する外形線に沿って配列する柱に接続した順梁と、その柱と同一線上に配列する柱に接続した逆梁がスラブを挟んで上下に分離するため、形式的には梁が不連続になるが、順梁と逆梁の突き合わせ部分に柱が配置されることで、梁の連続性は確保される。順梁と逆梁の双方の梁主筋は柱に定着される。この場合、柱の一方側に接続する梁(順梁の下端)と他方側に接続する梁(逆梁の上端)との間に段差が付くことで、梁成分、柱が短柱化し、柱のせん断耐力が低下することが想定されるが、短柱化の問題は階高を梁成分、大きくすることで回避される。 When reverse beams are connected, a forward beam connected to a column arranged along the outline line that divides the area where two planar shapes overlap is connected to a reverse beam connected to a column arranged on the same line as the column. The beams are discontinuously separated from each other with the slab in between. However, the continuity of the beams is ensured by placing columns at the abutting portions of the forward and reverse beams. The main bars of both forward and reverse beams are anchored to the column. In this case, there is a step between the beam connected to one side of the column (the lower end of the forward beam) and the beam connected to the other side (the upper end of the reverse beam), so that the beam component and column become shorter. However, the problem of shortening the column can be avoided by increasing the floor height of the beam component.
図3−(b)の場合、二つの平面形が重複した領域を区画する外形線とそれに連続する外形線上に順梁と逆梁が並存するが、二つの平面形が重複した領域以外の領域を区画する全外形線、すなわち複数の平面形を合わせた平面全体の外周に位置する外形線に沿って逆梁が連続し、閉じた形で配置されることになる。このため、平面の全周が図2−(a)に示す形態になり、平面の全周に沿い、開口部の高さとして最大限の距離を確保することができる。また平面の外形線上の梁(逆梁)の地震力に対する負担割合が大きくなるため、短柱化を回避するだけの階高の増加を必要とするものの、その場合にも重複した領域を区画する外形線に沿った梁(請求項3における順梁)の成の抑制により階高の増加分を抑制する効果がある。 In the case of FIG. 3- (b), a forward beam and a reverse beam coexist on the contour line that divides the region where the two planar shapes overlap and the contour line continuous therewith, but the region other than the region where the two planar shapes overlap. The reverse beams are continuous and arranged in a closed shape along the entire outline that divides the area, that is, the outline located on the outer periphery of the entire plane including a plurality of plane shapes. For this reason, the entire circumference of the plane is in the form shown in FIG. 2A, and the maximum distance can be secured as the height of the opening along the entire circumference of the plane. In addition, since the burden ratio to the seismic force of the beam on the outline of the plane (reverse beam) becomes large, it is necessary to increase the floor height to avoid shortening the column, but in that case also delimit the overlapping area There is an effect of suppressing an increase in the floor height by suppressing the formation of the beam (the forward beam in claim 3) along the outline.
これに対し、請求項4に記載のように、請求項3における複数の平面形の内、二つの平面形が重複した領域を区画する外形線に沿って配列する柱の列に連続して配列する柱(重複した領域を区画する外形線の延長線上の区間)に順梁が接続している場合には、図3−(a)に示すように平面形が重複した領域を区画する梁を同一形態のまま連続させることができる。
On the other hand, as described in claim 4, among the plurality of planar shapes in
この場合、二つの平面形が重複した領域を区画する外形線に沿った梁と、この外形線の延長線上に沿った梁が順梁のまま連続する。従って各領域における順梁の梁主筋を、スラブを挟むことなく連続させることができ、二つの平面形が重複した領域とそれ以外の領域間での梁の連続性が確保されるため、施工性がよい利点がある。 In this case, the beam along the contour line that divides the region where the two planar shapes overlap and the beam along the extension line of the contour line are continued as a forward beam. Therefore, the main beam of the forward beam in each region can be continued without sandwiching the slab, and the continuity of the beam between the region where the two planar shapes overlap and the other region is ensured. There are good advantages.
複数の平面形の外形線に沿って柱が配列し、この外形線に沿って配列した柱が前記平面形毎にチューブ架構を構成することで、二つの平面形が重なり合う領域に形成される小型チューブ架構内の空間が構造物の平面内でいずれかの側に偏ることのない耐震架構を構成することができる。このため、小型チューブ架構内の空間の外側に形成される空間のいずれか一方がチューブ架構の規模によって制約を受けることがなく、これら外側の空間の幅を自由に調整し、自由な平面を計画することができる。 A small column formed in a region where two planar shapes overlap each other by arranging the columns along the plurality of planar outlines, and the columns arranged along the outline form a tube frame for each planar shape. It is possible to construct an earthquake resistant frame in which the space in the tube frame is not biased to either side in the plane of the structure. For this reason, any one of the spaces formed outside the space inside the small tube frame is not restricted by the scale of the tube frame, and the width of these outside spaces can be freely adjusted to plan a free plane. can do.
この結果、平面の形状が雁行形や板状の高層建物においても、複数のチューブ架構を組み合わせることができ、複数のチューブ架構を組み合わせた構造の利点を発揮させることができる。 As a result, a plurality of tube frames can be combined even in a high-rise building having a laminar or plate shape in plan view, and the advantages of a structure combining a plurality of tube frames can be exhibited.
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1−(a)は複数の平面形1、2が一部において互いに重ね合わせられた平面を有し、前記各平面形1、2の外形線に沿って柱6が配列し、この外形線に沿って配列した柱6が前記平面形1、2毎にチューブ架構3、4を構成しているチューブ型耐震架構の平面図の例を示す。
1- (a) has a plane in which a plurality of
平面形1、2は図形としての平面形を指し、平面とは、この複数の平面形1、2が組み合わせられて形成される構造物の平面(スラブ7)を意味する。チューブ架構3、4は図4に示すように柱6とスラブ7、及び平面形1、2に沿って配置される柱6をつなぎ、スラブ7の上端側、もしくは下端側に接続する梁8〜10から構成される。
The plane shapes 1 and 2 indicate a plane shape as a figure, and the plane means a plane (slab 7) of a structure formed by combining the plurality of
各チューブ架構3、4は平面形1、2毎に構成され、二つの平面形1、2が重なり合う領域においてチューブ架構3、4も重なり合い、この重複した領域を区画するチューブ架構3、4の一部は見かけ上、そのチューブ架構3、4とは別の閉じた小型チューブ架構5を構成する。
Each of the tube frames 3 and 4 is configured for each of the plane shapes 1 and 2, and the tube frames 3 and 4 overlap in a region where the two
図1−(a)は同一形状で、同一大きさの二つの平面形1、2が完全に重なった状態から、一方の平面形1(2)が他方の平面形2(1)に対して平行移動した形となるように二つの平面1、2を組み合わせた平面を示す。
FIG. 1- (a) is the same shape, and from the state in which two
平行移動の方向は平面形1、2が方形である場合の外形線に平行な方向とその方向に傾斜した方向がある。二つの平面形1、2が重なった状態から、外形線に平行な方向に傾斜した方向に平行移動してできた形は雁行形になる。二つの平面1、2の形状と大きさは相違することもあり、組み合わせられたときの平面の形状は重なった状態から、回転しながら平行移動した形になることもある。
The direction of parallel movement includes a direction parallel to the outline when the
図1−(a)に示すように二つの平面形1、2が重ね合わせられたとき、平面は両平面形1、2が重複してできた領域の空間Dとその外側の領域の空間E、Fとに区分されるため、これらの全空間D、E、Fに一定の幅(d、e、f)が確保されるように平面形1、2が組み合わせされる。
As shown in FIG. 1- (a), when two
また各平面形1、2の頂点位置、及び二つの平面形1、2の交差位置には基本的に柱6が配置されるため、原則として各空間(D、E、F)の幅(d、e、f)が隣接する柱6、6間距離の例えば整数倍になるように平面形1、2が組み合わせられる。図1−(a)の例は空間E、Fに柱6、6間距離の2倍の幅を持たせた場合、図5の例は3倍の幅を持たせた場合であるが、空間E、Fの幅は必ずしも柱6、6間距離の整数倍である必要はなく、任意に設定される。
Since the
図1−(a)のX−X線の断面を図4に示す。ここに示すように二つの平面形1、2が重複してできた空間Dとその両側の空間E、Fとの間で自由な通行を可能にするには、平面(スラブ7)の天端のレベルが空間Dと空間E、Fとの間で連続する必要があるため、空間Dを区画する線(境界線)上に配置される梁8は原則的に順梁として形成(構築)される。空間Dと空間E、Fとの間でスラブ7の天端を連続させる必要がなければ、梁8を逆梁として形成することもある。
FIG. 4 shows a cross section taken along line XX in FIG. As shown here, in order to allow free passage between a space D formed by overlapping two
これに対し、平面(スラブ7)の外形を区画する線上に配置される梁9、10の内、空間Dを区画する線の延長線上にない梁9は屋内への最大の採光量を確保する上では、逆梁として形成(構築)される。平面(スラブ7)の外形を区画する線上に配置される梁9、10の内、空間Dを区画する線の延長線上に位置する梁10は順梁としても、逆梁としても形成される。
On the other hand, among the
図3−(a)は梁10を順梁として形成した場合を、(b)は逆梁として形成した場合を示す。(c)は前記空間Dを区画する線(小型チューブ架構5)上に配置される梁8、及び平面(スラブ7)の外形を区画する線上に配置される梁9、10を順梁として形成した場合、(d)は逆に全梁8〜10を逆梁として形成した場合を示す。図示しないが、梁8〜10の配置がスラブ7に関して(a)とは完全に逆の場合、すなわち梁8、10が逆梁で、梁9が順梁の場合と、(b)とは完全に逆の場合、すなわち梁8が逆梁で、梁9、10が順梁の場合もある。
3A shows a case where the
図3−(a)、(c)、(d)の場合、同一線上に位置する梁8、10が共に順梁として、または逆梁として形成されることで、梁8、10を同一断面のまま連続させることができるため、両梁8、10の連続部分の構造が単純化され、施工し易い利点がある。また小型チューブ架構5の隅角部に配置される柱6が短柱化されることがないため、階高を抑制できる利点もある。(b)の場合には二つの平面形1、2の全外形線上に位置する梁9、10が逆梁であることで、平面(スラブ7)の全周に沿い、開口部の高さとして最大限の距離が確保され、いずれの方向からも最大の採光量が確保される利点がある。
In the case of FIGS. 3A, 3C, and 3D, the
図5−(a)、(b)は図1−(a)に示す基本形に近い平面を持つ構造物における一般階の平面の例を示す。(a)、(b)はそれぞれ異なる構造物(棟)の平面図である。柱6は各平面形1、2の外形線上に、平面形1、2毎に複数本集合し、チューブとして機能し得る間隔を置いて配列する。図示するように平面形1、2が方形状等、多角形状の場合、柱6は基本的に各頂点位置と、二つの平面形1、2の交差位置に配置される。
FIGS. 5- (a) and (b) show examples of the plane of the general floor in a structure having a plane close to the basic shape shown in FIG. 1- (a). (A), (b) is a top view of a different structure (building), respectively. A plurality of
特に平面形1、2が方形(四角形)状の場合、平面形1、2を短辺方向(x方向)と長辺方向(y方向)の水平2方向に区分したとき、基本的にはx方向の直線上に配列する各柱6はy方向の同一直線上に位置し、y方向の直線上に配列する各柱6はx方向の同一直線上に位置する。すなわち、各柱6は基本的にx方向の直線とy方向の直線からなる方眼上に配列する。
In particular, when the
但し、チューブ架構3、4が外力に対して余力を持つような場合には、いずれかの柱6を省略、もしくは集約する、あるいは柱6、6間距離を大きくすることもある。図5では小型チューブ架構5を構成するチューブ架構3、4の柱6の内、一方のx方向に配列する一部の柱6を省略するか、または柱6、6間距離を対向するx方向の柱6、6間距離より大きくし、y方向に配列する柱6、6間距離を、平面の最も外側の外形線上に配列する柱6、6間距離より大きくしている。図5−(b)ではチューブ架構4を構成する柱6の内、一方のy方向に配列する柱6を省略するか、その近傍に位置する柱6に集約させている。
However, when the tube frames 3 and 4 have a surplus force with respect to the external force, one of the
また平面(スラブ7)の外形線上に位置する柱6の内、隅角部に位置する柱6をその近傍に位置する柱6に集約することができれば、必ずしも隅角部に柱6を配置する必要がないため、隅角部の柱6を省略することができる。例えば平面(スラブ7)の外形線を区画する梁9、10の一方が順梁で、他方が逆梁の場合(図3−(a))には、両梁9、10の連続性を確保する関係で、隅角部の柱6が必要となる。それに対し、梁9、10が共に順梁の場合((c))、または逆梁の場合((b)、(d))には、梁9、10を同一断面のまま接合することができるため、必ずしも柱6を必要としない。図5−(b)はチューブ架構3を構成する右下の隅角部の柱6を省略し、その部分の梁9をx方向とy方向に対して傾斜させた場合を示している。
Moreover, if the
図5−(a)、(b)において構造物の平面の最も外側の外形線上では、隣接する柱6、6間の距離をx方向とy方向のいずれも、基本的に3500mm、もしくは4500mm〜5500mm、またはいずれかに近い大きさにしている。4500mm〜5500mmの寸法は平面の外側の外形線上に配列する柱6、6間の距離より間隔を大きくした小型チューブ架構5を構成するx方向とy方向の柱6、6間距離に対応しているが、隣接する柱6、6間距離は任意に設定される。
5- (a) and (b), on the outermost outline of the plane of the structure, the distance between
図5−(a)、(b)は小型チューブ架構5の内側の空間を居住空間以外の用途(例えば立体駐車場等の非居住空間)として利用し、小型チューブ架構5の外側の空間を居住空間として利用した場合を示している。図5中、小型チューブ架構5の内側の実線は非居住空間と居住空間との境界を示し、この実線と小型チューブ架構5との間の空間を廊下として利用している。
5- (a) and (b) use the space inside the
小型チューブ架構5の内側の空間が非居住空間で、外側の空間との間の行き来がない場合には、小型チューブ架構5が区画する領域の境界線に沿って配置される梁8は順梁としても、逆梁としても形成可能であるが、図面では小型チューブ架構5の内側の空間と外側の空間との間で、廊下と居住空間との間での出入りのための行き来があることから、梁8を順梁として形成している。このように小型チューブ架構5上の梁8を順梁として形成することで、平面(スラブ7)の外形線に囲まれた空間(図1−(a)におけるD〜F)を一つの連続した大空間として活用することも可能である。
When the space inside the
図6−(a)、(b)は複数の平面形1、2の内、少なくともいずれかの平面形1(2)がその形状を分割する区画線によって複数の領域に区分されている構造物の平面の例を示す。(a)は両平面形1、2が長辺方向に二つの領域に区分されている場合、(b)は三つの領域に区分されている場合であるが、平面形1、2はその形状や大きさによっては短辺方向に区分されることもある。図6−(a)は二つの平面形1、2が同一形状で、同一大きさの場合、(b)は二つの平面形1、2の短辺方向の長さ(幅)が同一で、長辺方向の長さが相違する場合である。図6−(a)は特に区分位置を含めて同一の平面形1、2の一方を反転させ、他方に重ね合わせて平面(スラブ7)を形成した場合である。
6A and 6B show structures in which at least one of the plane shapes 1 and 2 is divided into a plurality of regions by dividing lines that divide the shape. An example of the plane is shown. (A) is a case where both
各平面形1、2は長辺方向の中間部位置を通り、短辺方向に配列する柱6とこの柱6をつなぐ梁8から構成される内部構面(前記区画線)によって長さ方向に区分される。各平面形1、2における内部構面の長辺方向に対する位置は任意であり、内部構面によって形成される複数の小型チューブ架構5が形成する空間の面積に応じて決められる。
Each of the
図6−(a)は各平面形1、2における内部構面が長辺方向に互いにずれ、重ね合わせられたときにもずれている場合を示す。(b)は平面形1、2が重ね合わせられたときに、各平面形1、2における内部構面が同一線上に配列するように内部構面の位置を設定した場合である。いずれの場合も、内部構面はチューブ架構3、4と共に小型チューブ架構5を構成する。いずれかの平面形1(2)の区画線は他の平面形2(1)と重ね合わせられたとき、その他の平面形2(1)の外形線、もしくはその区画線に重複、もしくは連続しない場合と、重複、もしくは連続する場合がある。
FIG. 6 (a) shows a case where the internal construction surfaces in the plane shapes 1 and 2 are shifted from each other in the long side direction and are also shifted when they are superimposed. (B) is a case where the positions of the internal composition surfaces are set so that the internal composition surfaces in the
図6−(a)では平面形1、2を区分する柱6を含め、平面形1、2の水平2方向に配列する柱6がx方向の直線とy方向の直線からなる方眼上に配列するようにし、(b)では平面形1、2を区分する柱6を除き、平面形1、2の水平2方向に配列する柱6がx方向の直線とy方向の直線からなる方眼上に配列するようにしている。図6の例では外側の外形線上で隣接する柱6、6間の距離を短辺方向には4100mm、またはそれに近い大きさ、長辺方向には4600mmまたはそれに近い大きさにしている。
In FIG. 6A, the
1………平面形、2………平面形
3………チューブ架構(平面形1を区画)、4………チューブ架構(平面形2を区画)
5………小型チューブ架構(平面形1と平面形2の重複した領域を区画)
6………柱
7………スラブ
8………梁(二つの平面形が重複した領域を区画する外形線に沿った梁)
9………梁(平面の外形を区画する線上に配置される梁)
10……梁(二つの平面形が重複した領域を区画する外形線の延長線に沿った梁)
1 ……… Plane type, 2 ………
5 ......... Small tube frame (
6 ………
9: Beams (beams placed on a line that defines the outline of the plane)
10 …… Beam (Beam along the extended line of the outline that defines the area where two planes overlap)
Claims (4)
A forward beam is connected to a column arranged continuously in a row of columns arranged along an outline line that defines an area where two plane shapes overlap among the plurality of plane shapes. Item 4. A tube-type earthquake-resistant frame.
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