JP5106878B2 - Seismic isolation structure - Google Patents
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Description
本発明は、中間階に免震装置を備えた免震構造建築物に関する。 The present invention relates to a seismic isolation structure having a seismic isolation device on an intermediate floor.
従来より、滑り支承、転がり支承、積層ゴム支承等を用いて地震時の地盤の震動を緩和し、建築物に生じる応力や変形を抑えた免震構造を有する建築物においては、基礎構造と地上構造との間に免震ピットを備え、該免震ピットに免震装置を配するのが一般的であった。しかし、免震ピットの築造には多大なコストを要するとともに、施工期間が長期化することが多い。そのため、基礎構造と地上構造との間ではなく地上構造部の中間階に免震装置を設けた、いわゆる中間階免震構造が提案されている(特許文献1〜3)。 Conventionally, a building with a base-isolation structure that uses a sliding bearing, a rolling bearing, a laminated rubber bearing, etc. to reduce ground vibration during an earthquake and suppress stress and deformation generated in the building. Generally, a seismic isolation pit is provided between the structure and a seismic isolation device is arranged in the seismic isolation pit. However, the construction of a seismic isolation pit requires a great deal of cost and the construction period is often prolonged. Therefore, a so-called intermediate floor seismic isolation structure has been proposed in which a seismic isolation device is provided on the intermediate floor of the ground structure portion, not between the foundation structure and the ground structure (Patent Documents 1 to 3).
これら中間階免震構造の従来技術においては、免震装置を設けた階或いはその階層よりも下部の構造体(以下、「下部構造」という)の柱頭部に免震装置を設置し、該免震装置の上部に上部の構造体(以下、「上部構造」という)の柱を配置したり、或いは所定の階層における柱の中間部に免震装置を介在させたりしていた。換言すれば、下部構造の柱位置と上部構造の柱位置とを平面的に一致させその連結部に免震装置を配置していた。 In the prior art of these intermediate floor seismic isolation structures, the seismic isolation devices are installed on the column heads of the structures below the floors where the seismic isolation devices are installed or below the layers (hereinafter referred to as “lower structures”). A column of an upper structure (hereinafter referred to as “superstructure”) is arranged on the upper part of the seismic device, or a seismic isolation device is interposed in the middle of the column in a predetermined hierarchy. In other words, the column position of the lower structure and the column position of the upper structure are made to coincide planarly and the seismic isolation device is arranged at the connecting portion.
これにより中間階に免震装置を設置することによって免震ピットが不要となり、免震ピットの築造によるコストの増加と施工期間の長期化を抑制することが出来、免震装置の保守点検も行い易いというメリットもあった。 This eliminates the need for seismic isolation pits by installing seismic isolation devices on the intermediate floor, which can suppress the increase in cost and construction period due to the construction of seismic isolation pits, and also perform maintenance inspections of the seismic isolation devices. There was also a merit that it was easy.
上記のとおり、従来の中間階免震構造では、上部構造のスパンを下部構造のスパンに合わせることが必須となるが、この条件が下記のように問題となることがある。例えば、最下階を駐車場や店舗として使用して上層階を住居として使用する場合、駐車場や店舗は柱等の断面が大きくなったとしてもスパンを大きく設定したほうが車や商品の陳列棚の収容効率上好ましいのに対し、住居の場合は間仕切りの壁が比較的小さな間隔で配置されるので柱等の断面を小さく設定して壁位置に合わせて構造体を配置するのが経済的である。しかし、従来の中間階免震構造では下層階と上層階とで柱位置を必ず一致させなければならず、夫々の階層の用途に応じてスパンを設定し、収容効率や経済性を向上させることが困難であった。 As described above, in the conventional intermediate floor seismic isolation structure, it is essential to match the span of the upper structure with the span of the lower structure, but this condition may cause a problem as described below. For example, if the lowest floor is used as a parking lot or a store and the upper floor is used as a residence, the parking lot or store should have a larger span even if the cross section of a pillar or the like is larger. However, in the case of a residence, the partition walls are arranged at a relatively small interval, so it is economical to set the cross section of the pillars etc. to be small and arrange the structure according to the wall position. is there. However, in the conventional middle floor seismic isolation structure, the column positions must be matched between the lower floor and the upper floor, and the span should be set according to the use of each floor to improve the accommodation efficiency and economy. It was difficult.
また、下部構造の柱が柱脚を固定した片持ち状態となり、場合によっては上部構造の柱も柱頭部を固定した片持ち状態となり、柱に大きな曲げモーメントが作用するので、柱の断面を大きくせざるを得ないという問題もあった。 In addition, the column of the lower structure is cantilevered with the column base fixed, and in some cases, the column of the upper structure is also cantilevered with the column head fixed, and a large bending moment acts on the column. There was also a problem that it had to be done.
本発明は、上記従来技術の課題を解決し、耐震性能を維持しながらも、建築物の階層毎の用途区分に適したスパンが設定出来効率的、経済的な免震構造建築物、また大きな応力が柱に作用することがなく経済的な免震構造建築物を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and can maintain a seismic performance while setting a span suitable for the use classification for each level of the building. The object is to provide an economical seismic isolation structure without stress acting on the column.
上記課題を解決するための本発明に係る免震構造建築物の構成は、鉄筋コンクリート造の下部構造と鉄骨造の上部構造と該下部構造と上部構造との間に設けられた免震装置とからなり、前記下部構造の柱の上端部は略T字状断面の梁で連結され、前記下部構造の柱の上端面と梁の上端面とは高さが一致しており、前記上部構造の柱の直下に前記免震装置の荷重支持機能部が設けられ、前記下部構造のスパン数は前記上部構造のスパン数よりも少なく、前記上部構造の中間部の柱の直下には下部構造の柱が配置されないように構成された、ことを特徴とする。 The structure of the seismic isolation structure according to the present invention for solving the above-mentioned problems is composed of a reinforced concrete lower structure, a steel structure upper structure, and a seismic isolation device provided between the lower structure and the upper structure. becomes, the upper end of the pillar of the substructure are connected by a beam of a substantially T-shaped cross section, said and height to match the upper surface and the beam upper end face of the pillars of the lower structure, the pillar of the superstructure A load supporting function part of the seismic isolation device is provided immediately below the lower structure, and the number of spans of the lower structure is less than the number of spans of the upper structure. It is configured not to be arranged .
本発明に係る免震構造建築物の構成によれば、下部構造、上部構造夫々の用途に適した柱配置とすることが出来、合理的、経済的な免震構造建築物とすることが出来る。 According to the structure of the seismic isolation structure building according to the present invention, it is possible to obtain a pillar arrangement suitable for the use of each of the lower structure and the upper structure, and it can be a rational and economical seismic isolation structure building. .
また、免震装置を支持する梁の断面がT字状であるので、梁成を十分とることが出来、上部構造の荷重を支えるための剛性と強度を有する梁とすることが出来る。 Further, since the cross section of the beam supporting the seismic isolation device is T-shaped, the beam can be sufficiently formed, and the beam can have rigidity and strength for supporting the load of the superstructure.
図1〜図4において、建築物1は、鉄筋コンクリート造ラーメン構造の下部構造2と鉄骨造ラーメン構造の上部構造3とにより構成されている。建築物1の1階の用途は駐車場であり、建築物1の2階、3階の用途は住居である。
1-4, the building 1 is comprised by the
下部構造2は、断面正方形の柱2aと、該柱2aの下端を連結する断面長方形の基礎梁2bと、柱2aの上端を連結する断面略T字状の梁2cとからなるラーメン構造である。下部構造2の柱2aの上端面2a2と梁2cの上端面2c1とは同一のレベルに一致して設定されている。下部構造2は、図1に示すように、間口方向Xは1スパン、奥行方向Yは2スパンで構成されている。
The
建築物1の2階以上の部分となる上部構造3は柱3aと、該柱3aの下端部を連結する2階大梁3b1と、中間部を連結する3階大梁3b2と、上端部を連結するR階大梁3b3によって架構が構成されている。このように、上部構造3は同一構面において隣接する柱3aの下端部同士を2階大梁3b1、3階大梁3b2、R階大梁3b3等の各梁にて連結される。
The
また、外側の柱3aの外側に各階の2階大梁3b1、3階大梁3b2、R階大梁3b3の各梁レベルに合わせて片持ち梁3c1,3c2,3c3が取り付けられ、その先端部に鼻先梁となる外周部梁3d1,3d2,3d3が取り付けられている。2階からR階までの各階の床3fは各大梁3b1,3b2,3b3の間に架設された小梁3eの上フランジ面にALC(軽量気泡コンクリート)パネルを架け渡して構成されており、外壁3gはALCパネルを外周部梁3d1,3d2,3d3に対して公知の技術にて固定して構成されている。上部構造3は、図1に示すように、間口方向Xが2スパン、奥行方向Yが3スパンで構成されている。
In addition, cantilever beams 3c1, 3c2, 3c3 are attached to the outside of the outer pillar 3a according to each beam level of the second-floor large beam 3b1, the third-floor large beam 3b2, and the R-floor large beam 3b3 on each floor. The outer peripheral beams 3d1, 3d2, and 3d3 are attached. The
上部構造3の柱3aの下端部同士を2階大梁3b1で連結しているので、地震時に柱3aに作用する曲げモーメントは小さく、柱3aの断面寸法や肉厚を小さく抑えることが出来る。
Since the lower ends of the columns 3a of the
上部構造3の4隅に位置する出隅柱3a1は下部構造2の4隅に位置する出隅柱2a1と位置が一致するように配置されており、4隅以外の上部構造3の柱3aの位置は、下部構造2の柱2aの位置にはなく下部構造2の梁2cの上に位置している。
The protruding corner pillars 3a1 located at the four corners of the
下部構造2の上端部に断面形状が略T字状に形成される梁2cを設置し、該梁2cの上端面2c1と上部構造3との間に該上部構造3の荷重支持機能を有する免震装置4が設けられている。
A
免震装置4はその機能に応じて2種類が混在する。一つは震動を緩和しつつも上部構造3の荷重を支持する機能を有する支持機能部4a、もう一つは、上部構造3と下部構造2との相対的な変位を収束させ、元の位置に復元する機能を有する復元機能部4bである。
There are two types of
支持機能部4aは上部構造3の柱3aの直下に配置されている。従って、支持機能部4aは下部構造2の柱2aの上端面2a2に配置されるものと、梁2cの上端面2c1に配置されるものが混在している。
The support function part 4a is disposed immediately below the column 3a of the
免震装置4を支持する梁2cは断面形状が略T字状で、梁成が十分確保され、上部構造3の荷重を支えるための剛性と強度を有している。このような構成とすることで、梁2cの上部であれば任意の位置に免震装置4を設けることが可能となり、必要に応じて、下部構造2の柱2aとは無関係に上部構造3の柱3aを配置することが出来る。
The
支持機能部4aは、上部構造3の柱3aの下端面から突出した筒状部4a1の下端部に設けられた摺動子が下部構造2の梁2cの上端面2c1に設けられた受板2e上に滑動自在に載置され、これにより上部構造3の荷重を支持すると共に該上部構造3を滑らせることが出来る。
The support function part 4a includes a
下部構造2上の支持機能部4aが載置される部分である支持機能部載置面2dは平滑な金属板からなる受板2eが敷設され、支持機能部載置面2dの周辺には支持機能部4a或いは該支持機能部4aの接合部が破断した場合に該支持機能部4aと干渉し上部構造3が脱落するのを防止する突出部2fが下部構造2と一体的に設けられている。尚、上部構造3の変位を制限するストッパーを備えている場合には突出部2fは不要である。
The support function part placement surface 2d on which the support function part 4a on the
免震装置4を支持する梁2cの断面形状が略T字状で上端面2c1が幅広なので梁2c上であっても支持機能部載置面2d及び突出部2fを形成することが出来、上部構造3の十分な振幅代が確保されている。
Since the cross-sectional shape of the
復元機能部4bは積層ゴムからなる復元材4b1と、2階大梁3b1の下フランジに取り付けられる上部連結部4b2と、下部構造2の梁2cの上面に設けられる台座2gに取り付けられる下部連結部4b3とからなる。復元機能部4bは上部構造3の2階大梁3b1の下フランジと下部構造2の梁2cの上面の台座2gとの間に、平面的には4隅の出隅柱3a1の近傍に間口方向X、奥行方向Yとも左右対称にバランス良く配置され、ボルトにて固定されている。
The restoration function part 4b includes a restoration material 4b1 made of laminated rubber, an upper connection part 4b2 attached to the lower flange of the second-floor large beam 3b1, and a lower connection part 4b3 attached to the
復元機能部4bは上部構造3の荷重を支持するものではないので、上部構造3の2階大梁3b1の下フランジと下部構造2の梁2cとの間には通常時は応力が作用せず、地震時や強風時には上部構造3の震動により剪断力が作用して変形し、復元材4b1の弾性によってこの変形状態から回復することで上部構造3を元の位置に戻す機能を有する。
Since the restoring function portion 4b does not support the load of the
上部構造3は、下部構造2よりも間口・奥行共に大きく、下部構造2の全体を覆うように構成されている。従って、支持機能部載置面2dに対して特に水切り、カバー等を別途設ける必要がなく、免震装置4の設置に伴う手間とコストの増加を抑えることが出来る。
The
また、上部構造3は地盤面6よりも通常の建築物の一層分高い位置にあるため、地震力によって上部構造3が変位しても、下部構造2に隣接して地盤面6に設置される設備機器や下部構造2付近の地盤面6上の人や車に接触する虞がない。従って、建築物や建築物に付属する設備機器等の損壊を防止することが出来、また、居住者や来訪者の安全性を高めることが出来る。
In addition, since the
下部構造2の柱2aの上端部は梁2cによって連結され、片持ち状態で大きな応力が作用するような構成にはなっていないので、合理的な断面寸法とすることが出来る。
Since the upper end portion of the column 2a of the
上部構造3の下端部、即ち2階大梁3b1の下方には床3fを覆うように軒天井5が張られているが、支持機能部4aや復元機能部4bの保守点検を要する部分は露出しているので、容易にメンテナンスを行うことが出来る。2階床3f面に点検口を設けることで2方向からのメンテナンスも可能である。この場合、梁2cが幅広なので作業用の足場が充分に確保され安全にメンテナンス作業が行える。
The
上記の通り、免震装置4は下部構造2の柱2a及び梁2cの上部に設けられ、上部構造3の柱3aは免震装置4の上部に設置される。従って、上部構造3の柱3a架構は下部構造2の柱2aの位置によって制約を受けることがなく、用途と間取りに応じて自由に設計することが可能となる。同様に、下部構造2の柱2aも上部構造3の用途や間取りから配置された柱3aの位置に制限されることなく、下部構造2における最適な柱2aの配置を設計することが出来る。
As described above, the
尚、上記実施形態では支持機能部4aは上部構造3の柱3aの直下となっているが、柱3aの近傍であれば、必ずしも柱3aの直下でなくとも良い。
In the above embodiment, the support function unit 4a is directly below the column 3a of the
また、上記実施形態では、免震装置4をその機能に応じて2種類用意したが、支持機能部4aと、復元機能部4bとをまとめたタイプのものを用いても良い。
Moreover, in the said embodiment, although 2 types of
本発明の活用例として、中間階に免震装置を備えた免震構造建築物に適用することが出来る。 As an application example of the present invention, it can be applied to a base-isolated structure building having a base-isolation device on an intermediate floor.
1…建築物
2…下部構造
2a…柱
2a1…出隅柱
2a2…上端面
2b…基礎梁
2c…梁
2c1…上端面
2d…支持機能部載置面
2e…受板
2f…突出部
2g…台座
3…上部構造
3a…柱
3a1…出隅柱
3b1…2階大梁
3b2…3階大梁
3b3…R階大梁
3c1,3c2,3c3…片持ち梁
3d1,3d2,3d3…外周部梁
3e…小梁
3f…床
3g…外壁
4…免震装置
4a…支持機能部
4a1…筒状部
4b…復元機能部
4b1…復元材
4b2…上部連結部
4b3…下部連結部
5…軒天井
6…地盤面
1 ...
2a1 ... Out corner pillar
2a2:
2c1 ... upper end surface 2d ... support function
3a1… Out corner pillar
3b1 ... 2nd floor beam
3b2 ... 3rd floor Oyori
3b3 ... R-level beam
3c1, 3c2, 3c3 ... cantilever
3d1, 3d2, 3d3 ... outer
4a1 ... Cylindrical part 4b ... Restore function part
4b1 ... Restoration material
4b2… Upper connecting part
4b3 ... Lower connecting
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