JP5032232B2 - Building - Google Patents
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本発明は建築物の改良に関し、特に複数の階を有し、低層階の水平剛性を上層階の水平剛性よりも小さくすると共に、当該低層階にダンパ装置を設けた建築物に関する。 The present invention relates to an improvement of a building, and more particularly to a building having a plurality of floors, in which the horizontal rigidity of a lower floor is made smaller than the horizontal rigidity of an upper floor, and a damper device is provided on the lower floor.
低層階の水平剛性が当該低層階に支持される上層階の水平剛性よりも小さい、所謂ソフトファストストーリ形式の建築物として以下のものが提案されている。
特許文献1には、高減衰骨組部の上階に配置され、複数階を有する高剛性骨組部を接合した制振骨組構造体であって、高減衰骨組部がエネルギ吸収装置を配設した骨組によって所定の複数階に構成され、高剛性骨組部が連層制振壁を配設した骨組によって構成され、高剛性骨組部の水平剛性を高減衰骨組部の水平剛性より大きくしたものが記載されている。
また、特許文献2には、複数の階を有する建築物において、低層階の水平剛性を当該低層階に支持される上層階の水平剛性よりも小さくし、かつ、当該低層階にハードニング型粘性ダンパを設けて振動エネルギを吸収させるようにした建築物が記載されている。
Patent Document 1 discloses a vibration control frame structure that is arranged on the upper floor of a high-damping frame part and joined with a high-rigidity frame part having a plurality of floors, and the high-damping frame part is provided with an energy absorbing device. It is composed of a predetermined multiple floors, and a high-rigidity frame part is composed of a frame with multi-layered damping walls, and the horizontal rigidity of the high-rigidity frame part is larger than the horizontal rigidity of the high-damping frame part. ing.
Further, in Patent Document 2, in a building having a plurality of floors, the horizontal rigidity of the lower floor is made smaller than the horizontal rigidity of the upper floor supported by the lower floor, and the hardening type viscosity is applied to the lower floor. A building in which a damper is provided to absorb vibration energy is described.
しかしながら、特許文献1及び特許文献2の発明は、低層階の水平剛性を上層階の水平剛性より小さくし、低層階で振動エネルギを吸収するというソフトファストストーリ型式建築物の基礎的な構成については開示されているが、実際にどのように低層階の水平剛性を上層階の水平剛性より小さくするか、あるいは振動エネルギを吸収するためのダンパをどのように配置するかについては具体的な開示がなく、このようなソフトファストストーリの建築物を高い効率で実現することができる技術が要望されている。また、上述した従来例は、一般的な建築物にソフトファストストーリ型式を適用するに止まっており、建築物として個性的な外観や低層階における機能的なフロア構成を実現することができる技術が要望されている。
そこで、本発明は、ソフトファストストーリを採用し高い制振性を備える建築物を効率よく構成する共に、ユニークな外観及び機能的な構成を実現できるようにすることを目的とする。
However, in the inventions of Patent Document 1 and Patent Document 2, the basic structure of the soft fast story type building in which the horizontal rigidity of the lower floor is made smaller than the horizontal rigidity of the upper floor and the vibration energy is absorbed in the lower floor. Although it is disclosed, there is a concrete disclosure on how to actually make the horizontal rigidity of the lower floor smaller than that of the upper floor, or how to arrange the damper for absorbing vibration energy. However, there is a demand for a technology that can realize such a soft fast story building with high efficiency. In addition, the conventional example described above is limited to the application of the soft fast story type to general buildings, and there is a technology that can realize a unique appearance as a building and a functional floor configuration on a lower floor. It is requested.
In view of the above, an object of the present invention is to efficiently construct a building having a high damping property by adopting a soft fast story and to realize a unique appearance and functional configuration.
請求項1の発明は、複数の階を備え、低層階の水平剛性を上層階の水平剛性よりも小さくすると共に、前記低層階にダンパ装置を設けた建築物において、前記建築物は少なくとも上層階から低層階に向け配置される少なくとも1面の垂直構面を備え、前記垂直構面のうち前記低層階をなす部分は、構造部材として地盤に立設された1本の垂直柱とこの垂直柱の先端から前記垂直構面内において斜め上方に伸び前記上層階をなす部分に接合された2本の斜柱とからなる略Y字型をなす支柱部材を備えて構成されており、前記ダンパ装置は、基部が前記垂直柱の地盤への立設部に連結され、前記垂直構面内において斜上方に向けて配置され前記上層階をなす部分の下端に連結され略V字型に配置された2本の棒状ダンパであることを特徴とする建築物である。
本発明では、低層部における水平剛性を上層階における水平剛性よりも小さくするため、垂直構面の低層階に略Y字型の支柱部材を配置した。また、建築物の振動をその圧縮、引っ張りの両方向で効率よく減衰するため、2本のブレース型ダンパ装置をV字型に配置した。また、建築物の外観をユニークなものとするため、建築物の外壁に略Y字状の支柱部材及びV字型に配置した2本のブレース型ダンパ装置を表出させることができる。
請求項2の発明は、請求項1記載の建築物において、前記垂直構面の上層階には、構造部材として、垂直構面を構成する柱及び梁を略X状に連結する斜め柱を備えることを特徴とする。
本発明では、上層階における水平剛性を効率よく高めるため、垂直構面の上層階に略X字状の斜め柱を配置した。また、建築物の外観をユニークなものとするため、建築物の外壁に略X字状の斜め柱を表出させることができる。
The invention of claim 1 includes a plurality of floors, wherein the horizontal rigidity of the lower floors is made smaller than the horizontal rigidity of the upper floors, and a damper device is provided on the lower floors. At least one vertical plane arranged toward the lower floor, and a portion of the vertical plane that forms the lower floor is a vertical column erected on the ground as a structural member and the vertical column The damper device comprises a substantially Y-shaped column member comprising two oblique columns extending obliquely upward from the tip of the vertical composition plane and joined to a portion forming the upper floor, The base portion is connected to the vertical column standing portion on the ground, and is arranged obliquely upward in the vertical composition plane, and is connected to the lower end of the upper floor portion and arranged in a substantially V shape. A building characterized by two rod-shaped dampers Thing is.
In the present invention, in order to make the horizontal rigidity in the lower layer portion smaller than the horizontal rigidity in the upper floor, a substantially Y-shaped support member is disposed on the lower floor of the vertical construction surface. In addition, in order to efficiently attenuate the vibration of the building in both the compression and tension directions, two brace-type damper devices were arranged in a V-shape. Moreover, in order to make the external appearance of a building unique, it is possible to expose two brace-type damper devices arranged in a substantially Y shape on the outer wall of the building and in a V shape.
According to a second aspect of the present invention, in the building according to the first aspect, the upper floor of the vertical composition plane is provided with a diagonal column that connects the columns and beams constituting the vertical composition plane in a substantially X shape as structural members. It is characterized by that.
In the present invention, in order to efficiently increase the horizontal rigidity in the upper floor, a substantially X-shaped oblique column is disposed on the upper floor of the vertical construction surface. Moreover, in order to make the external appearance of a building unique, a substantially X-shaped diagonal column can be exposed on the outer wall of the building.
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の建築物において、前記低層階の水平剛性は、上層階の水平剛性の0.8以下であることを特徴とする。この値0.8は、一般的な建物における建築基準法の規制(0.6以上)に合致するものとすると共に、下層部における剛性率をソフトファストストーリが実現できる程度に低下できる値である。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の建築物において、前記建築物の固有周期Tは、1秒以上、5秒以下であることを特徴とする。一般的な地震の周期と一致しないよう1秒以上にすると共に、振動周期が5秒を超えると居住性等に悪影響を与えるためこの値とした。
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の建築物において、前記建築物の等価減衰定数hは、0.03以上1.00以下であることを特徴とする。ここで、減衰定数は、建物が振動した場合における、部材の摩擦、材料内部の摩擦、地盤へのエネルギの散逸より振動を減衰させる程度を表す値である。通常の鉄骨構造では、0.02とされ、本発明では、この値をより大きい値とした。
The invention according to claim 3 is the building according to claim 1 or 2, wherein the horizontal rigidity of the lower floor is 0.8 or less of the horizontal rigidity of the upper floor. This value 0.8 is a value that can meet the regulations (0.6 or more) of the Building Standard Law for general buildings and can reduce the rigidity in the lower layer to such an extent that a soft fast story can be realized. .
Invention of Claim 4 is the building as described in any one of Claim 1 thru | or 3, The natural period T of the said building is 1 second or more and 5 seconds or less, It is characterized by the above-mentioned. This value was set to 1 second or more so as not to coincide with the general earthquake period, and if the vibration period exceeded 5 seconds, the habitability was adversely affected.
The invention according to claim 5 is the building according to any one of claims 1 to 4, wherein an equivalent attenuation constant h of the building is 0.03 or more and 1.00 or less. Here, the damping constant is a value representing the degree to which the vibration is attenuated by the friction of the member, the friction inside the material, and the dissipation of energy to the ground when the building vibrates. In a normal steel structure, the value is 0.02. In the present invention, this value is set to a larger value.
請求項6の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の建築物において、前記ダンパ装置は、建物全体の運動エネルギの30%以上を吸収することを特徴とする。30%未満であると建築物の振動エネルギがダンパ装置で素早く吸収できなくなる。建築物の振動を減衰させるため、ダンパ装置で建物全体の運動エネルギのうち30%以上を吸収するものとした。
請求項7の発明は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の建築物において、前記垂直構面の両端縁を構成する隅柱は、前記上層階部分にのみ配置されていることを特徴とする。建物の低層階の水平剛性を上層階の水平剛性より小さくするため、及び、建物の外観をユニークなものとし、低層階における機能的なフロア構成を実現するため、隅柱を上層階部分にのみ配置し、低層階には配置しないようにした。
請求項8の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の建築物において、対向する2つの垂直構面を備えることを特徴とする。
A sixth aspect of the present invention is the building according to any one of the first to fifth aspects, wherein the damper device absorbs 30% or more of the kinetic energy of the entire building. If it is less than 30%, the vibration energy of the building cannot be absorbed quickly by the damper device. In order to attenuate the vibration of the building, the damper device absorbs 30% or more of the kinetic energy of the entire building.
Invention of Claim 7 is the building as described in any one of Claims 1 thru | or 6. The corner pillar which comprises the both ends of the said vertical composition surface is arrange | positioned only in the said upper floor part. Features. In order to make the horizontal rigidity of the lower floor of the building smaller than the horizontal rigidity of the upper floor, and to make the appearance of the building unique and to realize a functional floor structure on the lower floor, the corner pillar is only on the upper floor Arranged not to be placed on lower floors.
The invention according to claim 8 is the building according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it has two opposing vertical construction surfaces.
本発明に係る建築物によれば、上層階から低層階に向け配置される少なくとも1面の垂直構面を備え、前記垂直構面のうち前記低層階をなす部分は、略Y字型をなす支柱部材を備えて構成されており、また、この低層階には2本のダンパ装置を備えるものとしているから、垂直構面のうち低層階を上層階より低い水平剛性を実現でき、低層階部分に振動による変形及び運動エネルギを集中させることができると共に、この運動エネルギを2本の棒状ダンパで確実に吸収することができる。このため、本発明によれば、ソフトファストストーリの建築物を効率的に実現することができるほか、建築物の垂直構面の低層階部分に略Y字型の支柱部材と略V型に配置された棒状ダンパとを表出することにより建物の外観をユニークなものとし、低層階における機能的なフロア構成を実現することができる。 The building according to the present invention includes at least one vertical plane arranged from the upper floor to the lower floor, and a portion of the vertical floor that forms the lower floor is substantially Y-shaped. Since the lower floor is equipped with two damper devices, it is possible to achieve lower horizontal rigidity in the lower floor than in the upper floor of the vertical construction plane. It is possible to concentrate deformation and kinetic energy due to vibration, and to absorb this kinetic energy with two rod-shaped dampers. Therefore, according to the present invention, a soft fast story building can be efficiently realized, and a substantially Y-shaped support member and a substantially V shape are arranged on the lower floor portion of the vertical construction surface of the building. By displaying the bar-shaped damper, the appearance of the building can be made unique and a functional floor structure on the lower floors can be realized.
以下、本発明を実施するための最良の形態例に係る建築物を図面に基づいて説明する。図1は実施の形態例に係る建築物の骨組構造を示す斜視図、図2は図1に示した建築物の低層階の骨組構造を示す拡大斜視図、図3は図1に示した建築物の骨組構造を示す図であり、(a)は垂直構面の立面図、(b)は直交構面の正面図である。
本例に係る建築物の鉄骨構造10は、多層階(本例では11階)をなすものとして構成されている。また、建築物において鉄骨構造10は、3階までの低層階10Lと、4階〜10階までの上層階10Hと、から形成され、低層階10Lの水平剛性は、上層階10Hの水平剛性よりも小さく構成されている。また、低層階10Lにはダンパ装置が配置されている。これにより建築物は、ソフトファストストーリを実現している。
Hereinafter, the building concerning the best example for carrying out the present invention is explained based on a drawing. 1 is a perspective view showing a framework structure of a building according to an embodiment, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a framework structure of a lower floor of the building shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a building shown in FIG. It is a figure which shows the framework structure of a thing, (a) is an elevation view of a vertical surface, (b) is a front view of an orthogonal surface.
The
以下、建築物の鉄骨構造10を詳細に説明する。本例では、鉄骨構造10は、地盤Bに構築された基礎躯体(図示していない)上に配置される。また鉄骨構造10は鋼鉄部材によって4つの垂直構面10A、10B、10C、10Dを構築している。4つの垂直構面10A、10B、10C、10Dは、図1中X−Z平面に配置され、アスペクト比が大きい第1垂直構面10A、10Bと、同Y−Z平面に配置され、前記第1垂直構面10A、10Bよりアスペクト比が小さい第2垂直構面10C、10Dとから構成されており、前記第1垂直構面10A、10Bは平行に配置され、第2垂直構面10C、10Dは、前記第1垂直構面10A、10Bと直交して配置されている。
鉄骨構造10は、地盤Bに配置された基礎躯体の上部をなす基礎枠体100と、各階の床部分をなす床枠体110、120、…、180、190、200と、屋上床部をなす屋上枠体210を備えている。基礎枠体100、床枠体110〜200、及び屋上枠体210は長方形形状に組み合わされ外側枠をなす4本の梁と、相対する2本の梁を連結する2本の連結部材とで梯子状に形成されている。これを2階の床枠体110についてみると、床枠体110は、図2に示すように4本の梁111と、対向する2本の梁111間に差し渡されて連結する2本の連結部材112で構成されている。
Hereinafter, the
The
また、鉄骨構造10は、4本の隅柱310と、各隅柱310の内側に配置された4本の通柱320を備えている。隅柱310は、鉄骨構造10の2階部分の床枠体120から屋上枠体210まで配置されている。また通柱320は、基礎枠体100から屋上枠体210まで通して配置されている。
また、鉄骨構造10は、対向する第1垂直構面10A、10Bの各低層階10L内に、略Y字型の支柱部材400を有する。支柱部材400は、基礎枠体100の第1垂直構面10A、10B面内の中央位置に立設され、2階の床枠体110まで垂直に伸びて地盤Bに立設される各1本の垂直柱410と、この垂直柱410の先端から第1垂直構面10A、10B内において夫々斜め上方に二股に分岐して伸び、上層階10Hをなす3階の130床枠体の両端に接合された2本の斜柱420とからなる。本例では、低層階10L内に、隅柱310を配置しない一方で、Y字状の支柱部材400を配置することにより、水平剛性を上層階10Hに比べて小さい値としている。
The
In addition, the
更に、鉄骨構造10は、第1垂直構面10A、10B面内の低層階10L内に、ダンパ装置として、2本のブレース型のダンパ500を備える。このダンパ500は、その下部が支柱部材400を構成する垂直柱410の地盤Bへの立設部に連結され、第1垂直構面10A、10B内において斜上方に向けて配置され2階の床枠体120の両端に連結される2本の油圧式の棒状ダンパとしている。
このダンパ500は、第1垂直構面10A、10Bの変形に対して、圧縮、引っ張り方向に振動、衝撃を吸収することができる。
鉄骨構造10の上層階10Hは、第1垂直構面10A、10Bにおいて、隅柱310、床枠体130及び床枠体170、更には隅柱310、床枠体170及び屋上枠体210を略X状に連結する筋交部材610からなる斜め柱600を備えている。斜め柱600は2組、即ち4階の床枠体130から8階の床枠体170にかけて1組設けられ、8階の床枠体170から屋上枠体210にかけて1組設けられている。
この斜め柱600は、端部を剛接合とし、軸力と曲げを負担することを目的として用いられる。
Furthermore, the
The
The
This
以上の構成により、第1垂直構面10A、10Bにおいて、低層階10Lの水平剛性を上層階の水平剛性よりも小さくできると共に、低層階にダンパ装置が配置されたことになる。そして、建築物の鉄骨構造10は、図1中X−Z平面中の矢印A方向には剛性が低く構成され振動やすくなり、この振動はダンパ500により減衰される。
また、第2垂直構面10C、10Dにおいて、2本の通柱320の間には、図3(b)に示すように、2階から9階まで筋交部材330が配置され、隅柱310の下端部と、通柱320及び2階の床枠体110の交点との間には筋交部材340が配置されている。
そして、第2垂直構面10C、10Dの1階部分については、2本の筋交部材350を略X字状に組み合わせて配置し、1階部分における水平剛性を確保している。
第2垂直構面10C、10Dでは、Y−Z面中の矢印B方向の剛性が高く振動しにくいため、第2垂直構面10C、10D内にはダンパ装置を配置していない。
With the above configuration, in the first
Further, in the second
And about the 1st floor part of 2nd
In the second
また、本例に係る鉄骨構造10は、以下の構成が特徴的である。即ち、鉄骨構造10を備える建築物において、前記低層階10Lの水平剛性は、上層階10Hの水平剛性の0.8以下である0.787となるようにしている。これは、一般的な建物における建築基準法の規制に合致させると共に、下層部における剛性率をソフトファストストーリが実現できる値として設定した。
また、本例では、鉄骨構造10を備える建築物の固有周期Tは、1秒以上、5秒以下である1.155秒とした。これは、地震周期の周期(1秒以下)と一致しないようにすると共に居住性等の観点から振動周期があまり長時間にならないように設定したものである。
更に、本例では、前記建築物の等価減衰hは、0.03以上1.00以下である0.04とした。本例では、通常の鉄骨構造の等価減衰値である0.02より大きい値とした。
そして、本例では、ダンパ500は、建築物全体の運動エネルギの30%以上である60%を吸収するようにした。このようにダンパ装置で建物全体の運動エネルギの多くの部分を吸収することにより、建築物の振動は迅速に減衰する。
The
In this example, the natural period T of the building including the
Further, in this example, the equivalent attenuation h of the building is 0.04 which is 0.03 or more and 1.00 or less. In this example, the value is larger than 0.02, which is an equivalent attenuation value of a normal steel structure.
And in this example, the
以上説明したように、基礎枠体100を上述のように構成したので、垂直構面のうち低層階を上層階より低い水平剛性を実現でき、低層階部分に振動による変形及び運動エネルギを集中させることができると共に、この運動エネルギをダンパで確実に吸収することができる。
また、本例に係る建築物は、その低層階部分に略Y字型の支柱部材を配置し、略V字型に配置されたダンパを表出することにより建物の外観をユニークなものとすることができる。また本例に係る建築物は、その低層階部分に隅柱を配置することなくY字型の支柱部材を配置するようにしたので、建築物の低層階部分の隅部に柱がない構造とすることができ、隅部に入り口や開放的なエントランス部を配置する等自由なフロア構成を採用することができる。
尚、上記例では、X−Y平面に配置される垂直構面のみに略Y字状の支柱部材及びダンパを配置したが、これらの部材は、全ての垂直構面に配置するようにしてもよい。即ち、上記例では、ソフトファストストーリの概念を、2つの垂直構面にだけ適用する例を説明したが、4つの垂直構面にソフトファストストーリの概念を適用することができる。
また、上記例では、建築物の階数を11階として1階から3階を低層階、4階から11階を上層階としたが、建築物の階数、低層階、及び、上層階の階数は適宜変更することができる。また、建物のアスペクト比等も適宜設定することができる。
As described above, since the
In addition, the building according to this example makes the appearance of the building unique by disposing a substantially Y-shaped support member on the lower floor portion and exposing a damper disposed in a substantially V-shape. be able to. Moreover, since the building which concerns on this example arrange | positioned the Y-shaped support | pillar member without arrange | positioning a corner pillar in the low-rise floor part, the structure which does not have a pillar in the corner of the low-rise floor part of a building and It is possible to adopt a free floor configuration such as arranging an entrance or an open entrance at the corner.
In the above example, the substantially Y-shaped support members and dampers are arranged only on the vertical composition plane arranged on the XY plane. However, these members may be arranged on all the vertical composition planes. Good. That is, in the above example, the example in which the concept of soft fast story is applied only to two vertical surfaces has been described, but the concept of soft fast story can be applied to four vertical surfaces.
In the above example, the number of floors of the building is eleventh floor, the first to third floors are the lower floors, and the fourth to eleventh floors are the upper floors. However, the number of floors of the building, the lower floors, and the upper floors are It can be changed as appropriate. In addition, the aspect ratio of the building can be set as appropriate.
10 鉄骨構造、10A、10B 第1垂直構面、10C、10D 第2垂直構面、10H 上層階、10L 低層階、100 基礎枠体、110…200 床枠体、111 梁、112 連結部材、210 屋上枠体、310 隅柱、320 通柱、330 筋交部材、340 筋交部材、400 支柱部材、410 垂直柱、420 斜柱、500 ダンパ、600 斜め柱、610 筋交部材、B 地盤 10 Steel structure, 10A, 10B First vertical plane, 10C, 10D Second vertical plane, 10H Upper floor, 10L Lower floor, 100 Base frame, 110 ... 200 Floor frame, 111 Beam, 112 Connecting member, 210 Roof frame, 310 corner pillar, 320 through pillar, 330 bracing member, 340 bracing member, 400 strut member, 410 vertical pillar, 420 oblique pillar, 500 damper, 600 oblique pillar, 610 bracing member, B ground
Claims (8)
前記建築物は少なくとも上層階から低層階に向けて配置される少なくとも1面の垂直構面を備え、
前記垂直構面のうち前記低層階をなす部分は、構造部材として地盤に立設された1本の垂直柱とこの垂直柱の先端から前記垂直構面内において斜め上方に伸び前記上層階をなす部分に接合された2本の斜柱とからなる略Y字型の支柱部材を備えて構成されており、
基部が前記垂直柱の地盤への立設部に連結され、前記垂直構面内において斜上方に向けて配置され前記上層階をなす部分の下端に上端部を連結され且つ略V字型に配置された2本のブレース型ダンパを更に備えることを特徴とする建築物。 In a building comprising a plurality of floors, the horizontal rigidity of the lower floor is smaller than the horizontal rigidity of the upper floor, and a damper device is provided on the lower floor,
The building comprises at least one vertical construction surface arranged from at least an upper floor toward a lower floor,
The portion constituting the lower floor of the vertical construction surface is one vertical pillar standing on the ground as a structural member and extends upward from the tip of the vertical pillar in the vertical construction surface to form the upper floor. It is configured with a substantially Y-shaped support member composed of two oblique columns joined to the part,
A base portion is connected to a vertical standing portion of the vertical column, and is arranged obliquely upward in the vertical composition plane, and an upper end portion is connected to a lower end of a portion forming the upper floor and arranged in a substantially V shape. The building is further provided with two brace-type dampers.
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