JP5431202B2 - 床構造、構造物 - Google Patents

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本発明は、床構造、及びこの床構造を備えた構造物に関する。
特許文献1には、第1の構造体と第2の構造体とを連結する境界梁が記載されており、この境界梁の上面には、全長にわたって梁覆い部材が設けられている。また、この梁覆い部材は、境界梁の梁巾と同一の巾を有する平板と、この平板の下面と境界梁の上面との間に設けられた脚部と、を備えている。
そして、境界梁の側方に配置された床スラブは、梁覆い部材と同じ水平高さとなるように配置されている。さらに、床スラブは、境界梁との間に約20mm程度のスペースを設けた状態で配置されており、床スラブと境界梁とは完全に絶縁状態を保つように配置されている。
このように、床スラブと境界梁とを絶縁状態とすることで、地震時に境界梁が変形しても床スラブの破損が抑制されるようになっている。
特開2003−90098号公報
しかし、従来技術の梁覆い部材では、第1構造体と第2構造体とが水平方向に相対変形しようしたときに、第1構造体が受けた水平方向の力を第2構造体に伝達することができないことが考えられる。
本発明の課題は、床スラブの破損を抑制した上で、第1構造体が受けた水平方向の力を第2構造体に伝達することで、第1構造体及び第2構造体が受けた力を互いに分配して、剛床仮定のもと、一体となって地震や風などの外力に抵抗することである。
本発明の請求項1に係る床構造は、第1構造体と第2構造体との間に設けられた境界梁と、折り筋と平行な端部が前記第1構造体及び前記第2構造体に接合され、前記境界梁の上部又は境界梁の側部に配置された波形鋼板と、前記波形鋼板に載置された床スラブと、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、波形鋼板の板折り筋と平行な端部が第1構造体及び第2構造体に接合されている。このため、第1構造体と第2構造体とが鉛直方向に相対変形しようとすると、波形鋼板は面外剛性が弱い特徴を有しているため、波形鋼板は境界梁の変形に追従して変形する。
さらに、波形鋼板は、第1構造体と第2構造体とが水平方向に相対変形しようとすると、面内変形に対しては波形鋼板がせん断変形して抵抗できる。このため、波形鋼板は、第1構造体又は第2構造体が受けた水平方向の力を第2構造体又は第1構造体に伝達する。
また、床スラブは、波形鋼板に載置されている。つまり、床スラブと波形鋼板とは縁が切られており、接合されていないため、地震時に境界梁が変形しても床スラブの破損が抑制されるようになっている。
このように、床スラブの破損を抑制した上で、第1構造体又は第2構造体が受けた水平方向の力を第2構造体又は第1構造体に伝達することで第1構造体及び第2構造体が受けた力を互いに分配することができ、剛床仮定のもと、一体となって地震や風などの外力に抵抗することができる。
本発明の請求項2に係る床構造は、請求項1に記載において、前記波形鋼板は、前記境界梁の上部に載置されることを特徴とする。
上記構成によれば、波形鋼板は、境界梁の上部に載置されている。このため、波形鋼板を境界梁の側部に配置する場合と比較して、波形鋼板と境界梁との取り合いを簡略化にすることができる。
本発明の請求項3に係る床構造は、請求項1に記載において、前記波形鋼板は、前記境界梁の側部に配置され、前記波形鋼板の上面と前記境界梁の上面とが同一平面上に配置されることを特徴とする。
上記構成によれば、波形鋼板の上面と境界梁の上面とが同一平面上に配置されている。これにより、仕上げレベルを通すことができる。
本発明の請求項4に係る床造物は、請求項3に記載において、前記波形鋼板の折り筋と直交する端部は、前記境界梁の側部に接合されることを特徴とする。
上記構成によれば、波形鋼板の折り筋と直交する端部が境界梁の側部に接合されるため、下層階と上層階とを区画することができる。例えば、下層階から上ってきた煙が上層階へ浸入するのを抑制することができる。
本発明の請求項5に係る構造物は、請求項1〜4の何れか1項に記載の床構造を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、構造物は、請求項1〜4の何れか1項に記載の床構造を備えている。このため、床スラブの破損を抑制した上で、第1構造体又は第2構造体が受けた水平方向の力を第2構造体又は第1構造体に伝達することで第1構造体及び第2構造体が受けた力を互いに分配することができ、剛床仮定のもと、一体となって地震や風などの外力に抵抗することができる。
本発明によれば、床スラブの破損を抑制した上で、第1構造体が受けた水平方向の力を第2構造体に伝達することで、第1構造体及び第2構造体が受けた力を互いに分配して、剛床仮定のもと、一体となって地震や風などの外力に抵抗することができる。
本発明の第1実施形態に係る床構造を示した側面図である。 (A)(B)本発明の第1実施形態に係る床構造を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る構造物を示し、水平方向に切断した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る構造物を示し、水平方向に切断した断面図である。 本発明の第1実施形態に係る床構造を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る床構造を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る床構造を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る床構造を示した斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る構造物を示した側面図である。 本発明の第1実施形態に係る構造物の変形例を示した側面図である。 本発明の第2実施形態に係る床構造を示した斜視図である。 本発明の第2実施形態に係る床構造を示した斜視図である。
本発明の第1実施形態に係る床構造及び構造物の一例について図1〜図9に従って説明する。
(全体構成)
図9に示されるように、構造物10は、鉄筋コンクリート造(以下RC造と言う)を主体とする構造建物であり、地盤(GL)に構築されたコンクリート基礎12(以下単に基礎12と言う)を備えている。そして、構造物10は、基礎12に対して剛接合された柱14と、柱14に剛接合された梁16とを含んで構成されている。なお、各図中に示す矢印UPの方向は、鉛直方向上方を示す。
詳細には、図3、図4に示されるように、構造物10は、水平方向に並んで配置される第1構造体18と第2構造体20とを備えており、第1構造体18及び第2構造体20の四隅には、外側に配置されるRC造の柱14Aと、第1構造体18又は第2構造体20に対向するように配置される鉄骨鉄筋コンクリート造(以下SRC造と言う)の柱14Bとが配置されている。
さらに、第1構造体18と第2構造体20とには、長大スパンのプレストレスコンクリート梁22が夫々設けられている。そして、夫々のプレストレスコンクリート梁22は、対向するように配置され、柱14Bに両端部が支持されて柱14B間に架設されている。これにより、構造物10内には、無柱空間が形成されるようになっている。
また、第1構造体18と第2構造体20との間であって、夫々のプレストレスコンクリート梁22を支持する柱14Bの間には、短スパンの境界梁26が設けられている。なお、境界梁26については詳細を後述する。
一方、プレストレスコンクリート梁22の反対側には、2本の梁16が、長手方向に並べられて配置されている。そして、この2本の梁16の一端は、四隅に配置された柱14Aに支持されており、対向する梁16の他端は、間隔を空けてSRC造の柱14Cに支持されている。つまり、柱14Cは、間隔を空けて2本配置されており、2本の柱14Cが、夫々2本の梁16の他端を支持するようになっている。
また、柱14Cとプレストレスコンクリート梁22との間には、一端が柱14Cに支持され、他端がプレストレスコンクリート梁22に支持される梁16が設けられている。さらに、2本の柱14Cの間には、短スパンの境界梁30が設けられている。
(要部構成)
次ぎに、第1構造体18と第2構造体20との間に配置された短スパンの境界梁26、及びこの境界梁26を含んで構成される床構造28について説明する。
図1に示されるように、向い合う柱14Bの側面から、断面矩形状のコンクリート製の支持部32が対向する柱14Bに向って突設しており、一対の支持部32の先端部は、予め定められた距離を空けて配置されている。
図8に示されるように、夫々の支持部32の四隅には、ボルト34の基端側が埋設されており、支持部32に埋設されたボルト34の先端側は、支持部32の端面32Aから突出して設けられている。
さらに、一対の支持部32の間には、ボルト34を用いて固定される境界梁26が設けられている。境界梁26は、H鋼を用いて形成されており、鉛直方向に延びるウエブ部26Aと、ウエブ部26Aの上下端部に接合されたフランジ部26Bと、ウエブ部26A及びフランジ部26Bの両端部に接合された板状の支持板26Cとを備えている。そして、支持板26Cは、支持部32の端面32Aに重なるようになっており、支持板26Cの四隅には、ボルト34の先端側が挿通する挿通孔38が形成されている。
この構成により、図7に示されるように、支持部32に基端側が埋設されたボルト34の先端側を支持板26Cに形成された挿通孔38に挿通させ、ナット40をボルト34に締め込むことで、境界梁26の支持板26Cが、支持部32に固定されるようになっている。
一方、図1、図6に示されるように、境界梁26の上部には、波形鋼板42が設けられている。そして、この波形鋼板42の折り筋と平行な端部が第1構造体18及び第2構造体20に接合されている。
詳細には、波形鋼板42の折り筋と平行な端部には、プレストレスコンクリート梁22の側面及び柱14Bの側面と重なる板状の固定板46が接合されており、固定板46には、複数個の貫通孔48が形成されている。
さらに、基端側がプレストレスコンクリート梁22の側面及び柱14Bの側面に埋設されるボルト50が設けられ、このボルト50の先端側は、固定板46に形成された貫通孔48に挿通されるようになっている。
この構成により、図5、図6に示されるように、プレストレスコンクリート梁22の側面及び柱14Bの側面に基端側が埋設されたボルト50の先端側を固定板46に形成された貫通孔48に挿通させ、ナット52をボルト50に締め込むことで、波形鋼板42が、プレストレスコンクリート梁22の側面及び柱14Bの側面に固定されるようになっている。
また、図1に示されるように、波形鋼板42の上側には、コンクリートパネル又は乾式パネルで形成された仕上げ材としての床スラブ56が載置されている。つまり、床スラブ56は、波形鋼板42に接合されていない状態(縁が切られている状態)で載せられている。
(作用・効果)
地震等の外力が、構造物10に負荷された場合には、第1構造体18と第2構造体20とは、鉛直方向及び水平方向に相対変形しようとする。
図2(A)で示す矢印のように、第1構造体18と第2構造体20とが、水平方向に変形をすると、境界梁26が変形する。同様に、境界梁26の上側に配置された波形鋼板42が変形する。ここで、波形鋼板42は面外剛性が弱い特徴を有しているため、波形鋼板42は境界梁26の変形に追従して変形する。なお、図2(B)には、上下動地震、地盤沈下などによって左右の柱14に鉛直方向の相対変位が生じた状態を示しており、本発明はこのような変形に対しても有効である。
これに対し、図3に示されるように、第1構造体18と第2構造体20とが、図3で示す矢印のように水平方向に相対変形すると、面内変形に対しては波形鋼板42がせん断変形して抵抗し、第1構造体18又は第2構造体20が受けた水平方向の力を第2構造体20又は第1構造体18に伝達する。
また、図2(A)に示されるように、床スラブ56は、波形鋼板42に接合されていない状態で載せられている(載置されている)ため、波形鋼板42が変形しても、波形鋼板42に追従して変形しない。
以上説明したように、第1構造体18又は第2構造体20が受けた水平方向の力を波形鋼板42が第2構造体20又は第1構造体18に伝達することで第1構造体18及び第2構造体20が受けた力を互いに分配することができ、剛床仮定のもと、一体となって地震や風などの外力に抵抗することができる。
また、床スラブ56を、波形鋼板42に接合されない状態で載せる(載置する)ことで、波形鋼板42が変形しても、床スラブ56は波形鋼板42に追従して変形しない。これにより、床スラブ56の破損を抑制することができる。
また、波形鋼板42は、境界梁26の上部に載置されているため、例えば上層階と下層階とを区画する場合に、波形鋼板42を境界梁26の側部に配置する場合と比較して、波形鋼板42と境界梁26との取り合いを簡略化にすることができる。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、特に言及しなかったが、波形鋼板42を床スラブ56の下側全部ではなく部分的に設けてもよい。
また、上記実施形態では、構造物10が第1構造体18と第2構造体20とを含む構成を例にてって説明したが、特にこれに限定されることなく、第1構造体と第2構造体とが別個の構造物であってもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、境界梁26が固定される外周壁に連層耐震壁80(図10参照)を用いて、積極的に境界梁26を変形させて地震エネルギー等を吸収してもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、境界梁26が固定される架構にラーメン架構を用いて、積極的に境界梁26を変形させて地震エネルギー等を吸収してもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、境界梁26に低降伏点鋼を用いて積極的に境界梁26を変形させて地震エネルギー等を吸収してもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、波板鋼板42を降伏させ地震エネルギーを吸収してもよいし、又は、波板鋼板42に低降伏点鋼を用いて地震エネルギーを吸収してもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、波形鋼板42と境界梁26との間に隙を設け、波形鋼板42の断面バラツキをこの隙で吸収してもよい。
また、上記実施形態では、特に言及しなかったが、境界梁30を含む床構造を、境界梁26を含む床構造28と同様の構成としてもよい。
また、上記実施形態では、構造物10を、RC造を主体として構築したが、特にRC造に限定されることなく、必要に応じて、鉄骨造(S造)や鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)としてもよい。
また、上記本実施例では長大スパンプレストレスコンクリート梁を用いた無柱空間を実現する構造形式を採用しているが、本構造形式に限定されない。すなわち、建物内部に柱を設けてラーメン構造を採用してもよいし、適宜耐震壁やブレースなどの耐震・制振要素を組み込んでもよい。また、短スパンの境界梁としては、実施例に示すとおり鋼製としてもよいし、当該鋼製梁の材質を低降伏点鋼としてもよい。さらに、短スパンの境界梁であれば、鉄筋コンクリート造・鉄骨鉄筋コンクリート造などいずれの構造形式を用いてもよい。
次ぎに、本発明の第2実施形態に係る床構造及び構造物の一例について図11、図12に従って説明する。なお、第1実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図11、図12に示されるように、本第2実施形態では、第1実施形態と違い、床構造58に設けられた波形鋼板60は、境界梁70の上部には配置されておらず、境界梁70の側部に配置されている。さらに、境界梁70のフランジ部72の幅寸法は、支持部32の幅寸法とほぼ同じくされている。
詳細には、波形鋼板60の折り筋と平行な端部には、プレストレスコンクリート梁22の側面と重なる板状の固定板62が接合されており、固定板62には、複数個の貫通孔64が形成されている。
さらに、基端側がプレストレスコンクリート梁22の側面に埋設されるボルト66が設けられ、このボルト66の先端側は、固定板62に形成された貫通孔64に挿通されるようになっている。
この構成により、プレストレスコンクリート梁22の側面に基端側が埋設されたボルト66の先端側を固定板62に形成された貫通孔64に挿通させる。そして、ナット68をボルト66に締め込むことで、波形鋼板60が、プレストレスコンクリート梁22の側面に固定されるようになっている。
さらに、この状態で、波形鋼板60の上面と境界梁70の上面とが同一平面上に配置されるようになっている。また、波形鋼板60の折り筋と直交する端部は、梁32及び境界梁70の側部に接合されている。ここで、波形鋼板60と梁32及び境界梁70とは、ボルト、アンカー筋、溶接、スタッドなどで接合してもよい。その際波形鋼板の小口(梁32と接する面)には適宜塞ぎプレートを付けてもよい。また、必要がなければ、波形鋼板と梁は接合しないことも可能である。
以上説明したように、波形鋼板60の上面と境界梁70の上面を同一平面上に配置することで、仕上げレベルを通すことができる。
また、波形鋼板60と梁32及び境界梁70とは、ボルト、アンカー筋、溶接、スタッドなどで接合されているため、下層階と上層階とを区画することができる。
また、下層階と上層階とを区画することで、下層階から上ってきた煙が上層階へ浸入するのを抑制することができる。
また、床スラブ56を、波形鋼板42に接合されない状態で載せる(載置する)ことで、床スラブ56を避難通路として使用する場合には、大地震後も避難通路としての床面の損傷を低減することができる。
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、境界梁70のフランジ部72の幅寸法は、支持部32の幅寸法とほぼ同じくされていたが、特に同じくされていなくてもよい。
10 構造物
18 第1構造体
20 第2構造体
26 境界梁
28 床構造
42 波形鋼板
56 床スラブ
58 床構造
60 波形鋼板
70 境界梁

Claims (5)

  1. 第1構造体と第2構造体との間に設けられた境界梁と、
    折り筋と平行な端部が前記第1構造体及び前記第2構造体に接合され、前記境界梁の上部又は境界梁の側部に配置された波形鋼板と、
    前記波形鋼板に載置された床スラブと、
    を備える床構造。
  2. 前記波形鋼板は、前記境界梁の上部に載置される請求項1に記載の床構造。
  3. 前記波形鋼板は、前記境界梁の側部に配置され、前記波形鋼板の上面と前記境界梁の上面とが同一平面上に配置される請求項1に記載の床構造。
  4. 前記波形鋼板の折り筋と直交する端部は、前記境界梁の側部に接合される請求項3に記載の床構造。
  5. 請求項1〜4の何れか1項に記載の床構造を備える構造物
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