JP6013028B2 - Outer shell structure - Google Patents

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Description

本発明は建物の構造に関わり、特に建物内に大空間を確保するために架構の大スパン化が可能な外殻構造に関する。   The present invention relates to a structure of a building, and more particularly, to an outer shell structure capable of extending a span of a frame in order to secure a large space in the building.

事務所ビルなどの建物ではレンタブル比など内部空間の高効率化が重要であることから、耐震要素を建物外周部に配置して内部には可及的に柱を設置しない構造として設計される場合がある。
この種の構造として、たとえば特許文献１に示される制振構造や特許文献２に示される制震構造が提案されている。 When building an office building or the like, it is important to increase the efficiency of the interior space, such as the rentable ratio. There is.
As this type of structure, for example, a damping structure shown in Patent Document 1 and a damping structure shown in Patent Document 2 have been proposed.

特許第４１２４７７７号公報Japanese Patent No. 4124777 特開２０１１−１９６１４６号公報JP 2011-196146 A

いずれにしても、内部空間を十分に高効率化するためには架構を大スパンとすることが有利であるが、梁を鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）とする場合はスパンを最大でも14m程度とすることが限界であって、それ以上の大スパン化は現実的ではない。
また、梁を鉄骨造（Ｓ造）とすればさらなる大スパン化は可能ではあるが、その場合は梁の撓みが問題になるので、その点を考慮するとＳ造の場合でも最大スパンはＲＣ造の場合と同等程度とすることが現実的である。 In any case, in order to make the internal space sufficiently efficient, it is advantageous to make the frame a large span, but if the beam is made of reinforced concrete (RC), the span should be about 14 m at the maximum. That is the limit, and a larger span is not practical.
In addition, if the beam is made of steel (S structure), it is possible to further increase the span. However, in that case, the bending of the beam becomes a problem. Therefore, even in the case of S structure, the maximum span is RC structure. It is realistic to make the same level as in the case of.

上記事情に鑑み、本発明はさらなる大スパン化を支障なく実現でき、しかも初期建設費を削減し得てローコストで構築することも可能である有効適切な外殻構造を提供することを目的としている。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an effective outer shell structure that can realize further increase in span without hindrance, and that can reduce the initial construction cost and can be constructed at low cost. .

請求項１記載の発明は、建物における外壁面の位置に配置した外周柱と、隣接配置した外周柱の間に架設した各階の外周梁と、建物内を横断して相対向する外壁面の位置に配置した外周柱の間に架設した各階の内部梁とを主体として構築された外殻構造であって、 前記外周柱を芯鉄骨の周囲に鉄筋コンクリートからなる壁状の被覆コンクリートを一体に形成してなる鉄骨鉄筋コンクリート造の壁柱とし、前記外周梁および前記内部梁をいずれも鉄骨造の鉄骨梁とし、前記内部梁の梁端と、前記外周柱における前記芯鉄骨と、が溶接部を介して接合され、前記外周柱における前記芯鉄骨をＨ形鋼により形成し、該芯鉄骨としてのＨ形鋼におけるフランジを該芯鉄骨が配置される外壁面の面内方向に沿わせて配置して、該芯鉄骨としてのＨ形鋼のフランジと前記内部梁とが溶接部を介して接合され、前記外周梁は、Ｈ形鋼からなり、該外周梁としてのＨ形鋼の梁端のウェブと、前記外周柱における前記芯鉄骨としてのＨ形鋼のウェブと、が非接合状態で配置され、前記外周梁としてのＨ形鋼の端部が前記外周柱における前記被覆コンクリートに定着され、前記外周梁が前記外周柱に対して剛接合されていることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is the position of the outer peripheral column arranged at the position of the outer wall surface in the building, the outer peripheral beam erected between the adjacent outer peripheral columns, and the outer wall surface facing each other across the building. An outer shell structure mainly composed of internal beams on each floor erected between the outer peripheral pillars arranged on the outer peripheral pillar, wherein the outer peripheral pillar is formed by integrally forming a wall-shaped covering concrete made of reinforced concrete around the core steel frame. a steel reinforced concrete wall column comprising Te, the outer periphery both of the beams and the internal beam and steel of steel beams, the beam end of the inner beams, and the core steel in the periphery columns, via a weld The core steel frame in the outer peripheral column is formed of H-shaped steel, and the flange of the H-shaped steel as the core steel frame is disposed along the in-plane direction of the outer wall surface on which the core steel frame is disposed, H-shaped steel as the core steel A flange and the inner beam are joined via a welded portion, the outer peripheral beam is made of H-shaped steel, a web at the end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam, and the core steel frame in the outer peripheral column An H-shaped steel web is arranged in a non-bonded state, an end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam is fixed to the covering concrete in the outer peripheral column, and the outer peripheral beam is rigidly connected to the outer peripheral column. It is characterized by being.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の外殻構造であって、該外周梁としてのＨ形鋼の梁端のウェブと、前記芯鉄骨としてのＨ形鋼のウェブと、が離間していることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の外殻構造であって、前記外周梁の端部は、前記芯鉄骨のウェブに設けた鋼板に載置されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the outer shell structure according to claim 1 , wherein the web of the beam end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam and the web of the H-shaped steel as the core steel frame are separated from each other. It is characterized by.
Invention of Claim 3 is the outer shell structure of Claim 1 or 2, Comprising: The edge part of the said outer periphery beam is mounted in the steel plate provided in the web of the said core steel frame, It is characterized by the above-mentioned. .

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外殻構造であって、前記外周柱における前記被覆コンクリートに、前記外周梁としてのＨ形鋼の端部に対する支圧耐力を増強するためのせん断補強筋および幅止め筋を、該外周梁としてのＨ形鋼の上下近傍位置にそれぞれ密に集約配筋してなることを特徴とする。 Invention of Claim 4 is the outer shell structure of any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: The supporting concrete with respect to the edge part of the H-section steel as said outer periphery beam is supported on the said covering concrete in the said outer periphery pillar. A shear reinforcement bar and a width stop bar for enhancing the compressive strength are densely arranged at positions near the top and bottom of the H-shaped steel as the outer peripheral beam.

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の外殻構造であって、前記外周柱における前記芯鉄骨としてのＨ形鋼のウェブどうしがボルトによって上下方向に連結され、それら一連のＨ形鋼と、前記外周柱における前記被覆コンクリートと、が一体に定着され、前記外周柱としての壁柱が形成されていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, a shell structure according to any one of claims 1 to 4, the web each other bolts of H-section steel as the core steel in the periphery columns Accordingly vertically coupled, with their series of H-shaped steel, and the coated concrete in the periphery columns, but is fixed integrally, wherein the pilasters as the peripheral pillars are formed.

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の外殻構造であって、前記外周柱としての壁柱の柱脚を基礎に対してピン接合してなることを特徴とする。 Invention of Claim 6 is the outer shell structure of any one of Claim 1 thru | or 5 , Comprising: The column base of the wall column as said outer periphery column is pin-joined with respect to a foundation. Features.

本発明の外殻構造は、外周柱をＳＲＣ造の壁柱とし、内部梁をＳ造の鉄骨梁として、その内部梁を外周梁に対して溶接して剛接合したので、内部梁が自ずと撓みにくいものとなり、したがって内部梁のスパンを大きくすることが可能であり、従来においては困難とされていた14m超の大スパンを支障なく実現することが可能である。   In the outer shell structure of the present invention, the outer column is an SRC wall column, the inner beam is an S-shaped steel beam, and the inner beam is welded to the outer beam to be rigidly joined. Therefore, the span of the internal beam can be increased, and a large span of more than 14 m, which has been considered difficult in the past, can be realized without hindrance.

また、本発明においては内部梁を外周柱における芯鉄骨に対して溶接により剛接合する必要はあるが、外周梁は外周柱における芯鉄骨に対して溶接する必要はなく、また外周柱における芯鉄骨どうしも溶接する必要はないので、全体として所要溶接長を削減でき、それによるコストダウンを図ることができる。   In the present invention, the inner beam needs to be rigidly joined to the core steel frame in the outer peripheral column by welding, but the outer peripheral beam does not need to be welded to the core steel frame in the outer peripheral column, and the core steel frame in the outer peripheral column. Since it is not necessary to weld each other, the required welding length can be reduced as a whole, and the cost can be reduced accordingly.

さらに、外周柱としてのＳＲＣ造の壁柱を基礎に対してピン接合とすることにより、耐震性能に優れた全崩壊型構造システムとすることが可能である。   Furthermore, by using an SRC wall column as an outer peripheral column as a pin connection to the foundation, it is possible to provide a fully collapsible structure system with excellent seismic performance.

本発明の外殻構造の実施形態を示すもので、全体概略構成を示す外観図である。The embodiment of the outer shell structure of the present invention is shown, and is an external view showing the overall schematic configuration. 同、外周柱と外周梁と内部梁との接合部を示す図であって、（ａ）は外観図、（ｂ）は被覆コンクリートの内部透視図、（ｃ）は側断面図である。It is a figure which shows the junction part of an outer periphery column, an outer periphery beam, and an internal beam, Comprising: (a) is an external view, (b) is an internal perspective view of covering concrete, (c) is a sectional side view. 同、接合部における応力伝達機構を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the stress transmission mechanism in a junction part. 同、接合部における配筋状況を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線視図、（ｃ）は（ａ）におけるｃ−ｃ線視図、（ｄ）は（ａ）におけるｄ−ｄ線視図である。It is a figure which shows the reinforcement arrangement | positioning condition in a junction part, Comprising: (a) is a side view, (b) is the bb line view in (a), (c) is the cc line view in (a). (D) is a dd line view in (a). 同、外周柱における芯鉄骨の接合部を示す図であって、（ａ）は正断面図、（ｂ）は側断面図である。It is a figure which shows the junction part of the core steel frame in an outer periphery pillar, Comprising: (a) is a front sectional view, (b) is a sectional side view. 同、具体的な設計例を示す図である。It is a figure which shows a specific design example similarly. 同、柱脚をピン構造とする場合の概念図であって、（ａ）は一般の鉄骨ラーメン構造による場合、（ｂ）は本発明構造による場合を示す図である。FIG. 5 is a conceptual diagram in the case where the column base has a pin structure, where (a) shows a case of a general steel frame ramen structure, and (b) shows a case of the structure of the present invention. 同、耐震性能を示す図であって、（ａ）は建物の平面図、（ｂ）はＸ方向およびＹ方向の層間変形角を示す図である。It is a figure which shows seismic performance similarly, Comprising: (a) is a top view of a building, (b) is a figure which shows the interlayer deformation angle of a X direction and a Y direction.

図１は本発明の実施形態である外殻構造の全体概略構成を示す外観図であり、図２はこの外殻構造における外周柱１と外周梁４と内部梁５との接合部（仕口部）の構造を示す図である。   FIG. 1 is an external view showing an overall schematic configuration of an outer shell structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a joint portion (joint) of an outer peripheral column 1, an outer beam 4 and an inner beam 5 in the outer shell structure. FIG.

図１に示すように、本実施形態の外殻構造は、建物における外壁面の位置に配置した外周柱１と、隣接配置した外周柱１の間に架設した各階の外周梁４と、建物内を横断して相対向する外壁面の位置に配置した外周柱１の間に架設した各階の内部梁５とを主体として構築したものである。
そして、本実施形態の外殻構造では、外周柱１を鉄骨鉄筋コンクリート造（ＳＲＣ造）の壁柱とし、外周梁４および内部梁５をいずれも鉄骨造（Ｓ造）の鉄骨梁として、特に内部梁５の梁端を外周柱１に対して剛接合したことを主眼とする。 As shown in FIG. 1, the outer shell structure of the present embodiment includes an outer peripheral column 1 arranged at a position of an outer wall surface in a building, an outer peripheral beam 4 constructed between adjacent outer peripheral columns 1, It is constructed mainly with the internal beam 5 on each floor constructed between the outer peripheral pillars 1 arranged at the positions of the opposing outer wall surfaces across the floor.
In the outer shell structure of the present embodiment, the outer peripheral column 1 is a steel reinforced concrete (SRC) wall column, and the outer peripheral beam 4 and the inner beam 5 are both steel (S) steel beams. The main point is that the beam end of the beam 5 is rigidly joined to the outer peripheral column 1.

具体的には、図２（ａ）,（ｂ）に示すように、本実施形態における外周柱１は断面形状が厚さ寸法に比べて幅寸法が数倍程度大きい壁柱の形態とされたもので、幅方向中心位置に配置した芯鉄骨２の周囲に鉄筋コンクリートからなる壁状の被覆コンクリート３が一体に形成されることで頑強なＳＲＣ造の外周柱１として機能するものである。
本実施形態では、その外周柱１における芯鉄骨２をＨ形鋼により形成して、（ｂ）に示すようにそのＨ形鋼におけるフランジ２ａを外周柱１の幅方向に沿わせて（つまり、フランジ２ａを外壁の面内方向に合致させ、ウェブ２ｂを壁厚方向に合致させた向きとして）配置している。 Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the outer peripheral column 1 in the present embodiment is in the form of a wall column whose cross-sectional shape is several times larger in width than the thickness. Thus, the wall-shaped covering concrete 3 made of reinforced concrete is integrally formed around the core steel frame 2 disposed at the center position in the width direction, thereby functioning as a strong SRC outer peripheral column 1.
In this embodiment, the core steel frame 2 in the outer peripheral column 1 is formed of H-shaped steel, and the flange 2a in the H-shaped steel is aligned along the width direction of the outer peripheral column 1 as shown in FIG. The flange 2a is arranged in the in-plane direction of the outer wall, and the web 2b is arranged in the direction of matching the wall thickness direction.

また、外周柱１に対して接合される鉄骨造の内部梁５もＨ形鋼により形成されているが、この内部梁５は通常のように外周柱１に対してピン接合されるのではなく、図２（ｂ）に示すように内部梁５としてのＨ形鋼の上下のフランジ５ａおよびウェブ５ｂの全てを外周柱１における芯鉄骨２としてのＨ形鋼のフランジ２ａに対して直接的に溶接して接合することにより、内部梁５の梁端を芯鉄骨２に対して（すなわち外周柱１に対して）剛接合している。
このように内部梁５の梁端を芯鉄骨２に対して直接的に溶接して剛接合することにより、通常のように内部梁５を外周柱１に対してピン接合とする場合に比べて内部梁５の撓みを1/5程度にまで低減でき、したがって撓みを考慮しても内部梁５のスパンを通常の限界値とされている14mを大きく超えるものとすることが可能となり、その結果、建物内に無柱の大空間を支障なく確保することが可能である。 Further, the steel-structured internal beam 5 joined to the outer peripheral column 1 is also formed of H-shaped steel, but this inner beam 5 is not pin-connected to the outer peripheral column 1 as usual. 2 (b), the upper and lower flanges 5a and the web 5b of the H-shaped steel as the internal beam 5 are all directly connected to the H-shaped steel flange 2a as the core steel frame 2 in the outer peripheral column 1. By welding and joining, the end of the internal beam 5 is rigidly joined to the core steel frame 2 (that is, to the outer peripheral column 1).
In this way, the beam end of the inner beam 5 is directly welded to the core steel frame 2 and rigidly joined, so that the inner beam 5 is pin-joined to the outer peripheral column 1 as usual. The bending of the inner beam 5 can be reduced to about 1/5, and therefore the span of the inner beam 5 can be greatly exceeded the normal limit value of 14 m even if the bending is taken into consideration. It is possible to secure a large space without pillars in the building without any trouble.

一方、外周柱１に対して接合される外周梁４も内部梁５と同様にＨ形鋼により形成されているが、この外周梁４は芯鉄骨２に対して溶接せず、図２（ｂ），（ｃ）に示しているように外周梁４としてのＨ形鋼のウェブ４ｂを外周柱１における芯鉄骨２としてのＨ形鋼のウェブ２ｂに対して構造的に直接接合することなく、芯鉄骨２に溶接した鋼板６に対して外周梁４の端部を載置して支持するのみとし、その状態で外周梁４としてのＨ形鋼の端部を外周柱１における被覆コンクリート３に定着している。
これにより、外周梁４を芯鉄骨２に対して溶接せずとも、また外周梁４としてのＨ形鋼のフランジ４ａは芯鉄骨２に対して直接的に接合せずとも、外周梁４を外周柱１に対して剛接合することができる。 On the other hand, the outer peripheral beam 4 joined to the outer peripheral column 1 is also formed of H-shaped steel like the inner beam 5, but the outer peripheral beam 4 is not welded to the core steel frame 2, and FIG. ) And (c), without structurally directly joining the H-shaped steel web 4b as the outer peripheral beam 4 to the H-shaped steel web 2b as the core steel frame 2 in the outer peripheral column 1, Only the end of the outer peripheral beam 4 is placed and supported on the steel plate 6 welded to the core steel frame 2, and the end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam 4 is applied to the covering concrete 3 in the outer peripheral column 1 in that state. It has become established.
As a result, the outer peripheral beam 4 is not welded to the core steel frame 2, and the H-shaped steel flange 4 a as the outer peripheral beam 4 is not directly bonded to the core steel frame 2. It can be rigidly connected to the column 1.

すなわち、このような接合構造では、図３に示すように、外周梁４の端部が被覆コンクリート３に埋め込まれることから、そこでは外周梁４と被覆コンクリート３との間で応力伝達機構が形成され、それらの間でせん断力Ｑと曲げモーメントＭの双方を支障なく伝達可能な剛接合が実現できる。
これにより、外周梁４としてのＨ形鋼を通常のように溶接せずとも外周柱１に対して剛接合することが可能となり、その結果、外周梁４を外周柱１に対して接合するための施工労務費を削減できるとともに、その際の鉄骨部材の加工費と材料費を削減することができ、工費削減に大きく寄与することができる。 That is, in such a joint structure, as shown in FIG. 3, the end portion of the outer peripheral beam 4 is embedded in the covering concrete 3, so that a stress transmission mechanism is formed between the outer peripheral beam 4 and the covering concrete 3 there. Thus, a rigid joint capable of transmitting both the shearing force Q and the bending moment M without any trouble between them can be realized.
As a result, the H-shaped steel as the outer circumferential beam 4 can be rigidly joined to the outer circumferential column 1 without welding as usual, and as a result, the outer circumferential beam 4 is joined to the outer circumferential column 1. The construction labor cost can be reduced, and the processing cost and material cost of the steel member at that time can be reduced, which can greatly contribute to the reduction of the construction cost.

なお、外周梁４を外周柱１に対して上記の構造により接合する場合、図３に示しているように外周梁４のフェイス位置では被覆コンクリート３の支圧応力が高くなるため、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、被覆コンクリート３には水平方向のせん断補強筋７と幅止め筋８を外周梁４としてのＨ形鋼の上下近傍位置に対して密に集約配筋してそこでの支圧耐力を増強することが好ましい。このような配筋を行っても、せん断補強筋７を外周梁４と並行に配筋すれば良いので、それが外周梁４や被覆コンクリート３における主筋と干渉することはなく、施工性が悪化することもない。   When the outer peripheral beam 4 is joined to the outer peripheral column 1 by the above structure, the bearing stress of the covering concrete 3 becomes higher at the face position of the outer peripheral beam 4 as shown in FIG. As shown in a) to (d), the covering concrete 3 is densely arranged with horizontal shear reinforcement bars 7 and width stopper bars 8 in the vicinity of the upper and lower positions of the H-shaped steel as the outer peripheral beam 4. It is preferable to increase the bearing strength. Even if such bar arrangement is performed, it is only necessary to arrange the shear reinforcing bar 7 in parallel with the outer peripheral beam 4, so that it does not interfere with the main bar in the outer peripheral beam 4 or the covering concrete 3, and the workability is deteriorated. I don't have to.

また、本実施形態においては、図５（ａ）,（ｂ）に示すように、外周柱１における芯鉄骨２としてのＨ形鋼は、それらのウェブ２ｂどうしを継手板９を介してボルト締結することによって上下方向に連結され、それら一連のＨ形鋼が外周柱１における被覆コンクリート３に一体に定着されることによって外周柱１としての壁柱の全体が形成されている。
このように芯鉄骨２のウェブ２ｂどうしをボルト締結することのみによっても、外周柱１としての応力伝達は芯鉄骨２から被覆コンクリート３に対して振り替えられるから、外周柱１としての構造的性能を支障なく確保することができる。
これにより、芯鉄骨２としてのＨ形鋼どうしを溶接せずとも、また芯鉄骨２としてのＨ形鋼のフランジ２ａどうしは直接的に接合せずとも、芯鉄骨２と被覆コンクリート３とを構造的に確実に一体化し得てＳＲＣ造の頑強な外周柱１を形成可能である。
その結果、芯鉄骨２どうしの接合に際してその施工労務費を削減できるとともに、壁厚方向にボルトの突出がなくなって外周柱１としての壁柱の壁厚を抑制可能であるから、被覆コンクリート３の施工の際の材料費と労務費を削減できるばかりでなく、スペース効率の点でも有利である。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, the H-shaped steel as the core steel frame 2 in the outer peripheral column 1 is bolted to the webs 2 b via the joint plate 9. As a result, the series of H-beams are integrally fixed to the covering concrete 3 in the outer peripheral column 1 to form the entire wall column as the outer peripheral column 1.
Since the stress transmission as the outer peripheral column 1 can be transferred from the core steel frame 2 to the coated concrete 3 only by bolting the webs 2b of the core steel frame 2 in this way, the structural performance as the outer peripheral column 1 can be improved. It can be secured without hindrance.
As a result, the core steel 2 and the coated concrete 3 can be structured without welding the H-shaped steels as the core steel frame 2 or directly joining the flanges 2a of the H-shaped steel as the core steel frame 2. Therefore, it is possible to form a robust outer peripheral column 1 made of SRC that can be integrated reliably.
As a result, the construction labor cost can be reduced when the core steel frames 2 are joined to each other, and since the protrusion of the bolt is eliminated in the wall thickness direction, the wall thickness of the wall column as the outer peripheral column 1 can be suppressed. Not only can material costs and labor costs during construction be reduced, it is also advantageous in terms of space efficiency.

以上のように、本実施形態の外殻構造は、外周柱１をＳＲＣ造の壁柱とし、内部梁５をＳ造の鉄骨梁として、その内部梁５の梁端を外周柱１における芯鉄骨２に対して直接的に溶接して剛接合したので、内部梁５が自ずと撓みにくいものとなり、したがって内部梁５のスパンを大きくすることが可能であり、従来においては困難とされていた14m超の大スパンを支障なく実現することが可能である。   As described above, in the outer shell structure of the present embodiment, the outer peripheral column 1 is an SRC wall column, the inner beam 5 is an S steel beam, and the beam end of the inner beam 5 is a core steel frame in the outer column 1. Since the inner beam 5 is naturally hard to bend because it is directly welded and rigidly bonded to the inner wall 2, it is possible to increase the span of the inner beam 5 and exceeds 14 m, which has been difficult in the past. It is possible to achieve a large span of no problem.

また、本発明においては、上記実施形態のように内部梁５は外周柱１における芯鉄骨２に対して溶接により剛接合する必要はあるが、外周梁４は芯鉄骨２に対して溶接する必要はないし、外周柱１における芯鉄骨２どうしも溶接する必要はないので、全体として所要溶接長を削減でき、それによるコストダウンを図ることができる。
そのことについて図６を参照して具体的に説明する。
図６に示す平面形状の建物を対象として、その構造を従来一般的な鉄骨造とした場合と、本発明の外殻構造とした場合とを比較してみる。建物の用途は事務所とし、規模は地上7階建て、建築面積は907m2、延べ床面積は6350m2とする。
従来一般的な鉄骨造による場合は、柱および梁を全て鉄骨造とし、柱梁接合部を全て溶接による接合とする。
本発明の外殻構造による場合は、上記実施形態のように外周柱１をＳＲＣ造の壁柱とし、内部梁５および外周梁４をＳ造の鉄骨梁とし、内部梁５としてのＨ形鋼はフランジ５ａおよびウェブ５ｂの全てを芯鉄骨２に対して溶接し、外周梁４としてのＨ形鋼は芯鉄骨２に対して溶接せず、芯鉄骨２どうしはウェブ２ｂのみをボルト締結する。
両者を比較すると、本発明の外殻構造では鋼材量と溶接量の削減により十分なコストダウンを図ることができるという試算結果が得られた。 In the present invention, the inner beam 5 needs to be rigidly joined to the core steel frame 2 in the outer peripheral column 1 by welding as in the above embodiment, but the outer beam 4 needs to be welded to the core steel frame 2. In addition, since it is not necessary to weld the core steel frames 2 in the outer peripheral column 1, the required welding length can be reduced as a whole, thereby reducing the cost.
This will be specifically described with reference to FIG.
A case where the structure of the planar shape shown in FIG. 6 is a conventional steel structure and the case of the outer shell structure of the present invention will be compared. The building of applications and office, scale the ground 7-storey, construction area of 907m 2, total floor area shall be 6350m 2.
In the case of the conventional general steel structure, all the columns and beams are steel structures, and all the column beam joints are joined by welding.
In the case of the outer shell structure of the present invention, as in the above embodiment, the outer column 1 is an SRC wall column, the inner beam 5 and the outer beam 4 are S steel beams, and the H-shaped steel as the inner beam 5 is used. All of the flange 5a and the web 5b are welded to the core steel frame 2, the H-shaped steel as the outer peripheral beam 4 is not welded to the core steel frame 2, and the core steel frames 2 are bolted only to the web 2b.
Comparing the two, a trial calculation result was obtained that the outer shell structure of the present invention can achieve a sufficient cost reduction by reducing the amount of steel and the amount of welding.

なお、本発明においては、外周柱１における芯鉄骨２や外周梁４、内部梁５は、上記実施形態のようにいずれもＨ形鋼により形成することが現実的であり好ましいが、本発明においては必ずしもＨ形鋼を用いることに限ることはなく、必要に応じて他の断面形状の鉄骨材を用いることでも良い。   In the present invention, it is practical and preferable that the core steel frame 2, the outer peripheral beam 4, and the inner beam 5 in the outer peripheral column 1 are all formed of H-shaped steel as in the above embodiment. Is not necessarily limited to the use of H-shaped steel, and steel frames with other cross-sectional shapes may be used as necessary.

さらに、本発明の外殻構造は、外周柱１の柱脚を基礎に対してピン接合することにより、特許文献１に示されるような制振構造と同様の構造システム、いわば全体崩壊型の構造システムとすることが可能であり、それにより特許文献１に示される制振構造よりもさらに優れた耐震性能を有するものとできる。   Furthermore, the outer shell structure of the present invention has a structure system similar to the vibration damping structure as shown in Patent Document 1, that is, a totally collapsed structure by pin-joining the column base of the outer peripheral column 1 to the foundation. Thus, the system can be made to have a further superior seismic performance than the vibration control structure disclosed in Patent Document 1.

そのことについて図７〜図８を参照して説明する。
特許文献１に示されるような全体崩壊型システムは、図７（ａ）に示すように一般的な鉄骨ラーメン構造の架構における鉄骨柱１０の柱脚をピン構造とすることによって、地震時に低層部に損傷を集中させて建物全体で効率良くエネルギーを吸収し、それにより建物全体として耐震性能を向上させるというものである。
そこで、本発明の外殻構造においても、図７（ｂ）に示すように、上記実施形態における外周柱１（ＳＲＣ造の壁柱）の柱脚を基礎に対してピン接合とすることにより、上記と同様の全体崩壊型構造システムとすることができ、それにより優れた耐震性能を向上させることが可能である。 This will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7 (a), the total collapse type system as shown in Patent Document 1 has a pin structure for the column base of the steel column 10 in a general steel frame frame structure, so that a low-rise part can be obtained during an earthquake. The energy is absorbed efficiently in the entire building by concentrating the damage on the building, thereby improving the seismic performance of the entire building.
Therefore, also in the outer shell structure of the present invention, as shown in FIG. 7B, by making the column base of the outer peripheral column 1 (SRC-made wall column) in the above embodiment pin-bonded to the foundation, It can be set as the whole collapse type structure system similar to the above, and it is possible to improve the excellent seismic performance.

しかも、本発明の外殻構造をそのような全体崩壊型構造システムに適用する場合には、外周柱１がＳＲＣ造の壁柱とされていることから、図７（ａ）に示すような通常の鉄骨柱１０による一般的な鉄骨ラーメン構造による場合に比べて遙かに高剛性であり、したがって通常の鉄骨ラーメン構造による場合に比べて低層部での損傷が分散し、図８に示すように各層でのエネルギー吸収が一様となって各層での層間変形角をさらに低減させることができる。   Moreover, when the outer shell structure of the present invention is applied to such an overall collapse type structural system, the outer peripheral column 1 is a wall column made of SRC. As shown in FIG. 8, the rigidity is much higher than that of the general steel frame structure by the steel column 10 of the steel column, and the damage at the lower layer is dispersed as compared with the case of the normal steel frame structure. Energy absorption in each layer becomes uniform, and the interlayer deformation angle in each layer can be further reduced.

図８は、（ａ）に示す平面形状の建物（図６に示したものと同様）を対象として、その建物を一般的な鉄骨ラーメン構造として図７（ａ）に示したように鉄骨柱１０の柱脚をピン構造とした場合と、上記実施形態の外殻構造としたうえで図７（ｂ）に示したようにその外周柱１としてのＳＲＣ造の壁柱をピン構造とした場合について、各層におけるＸ方向およびＹ方向の層間変形角を比較したものである。
その結果、（ｂ）に示されるように、本発明の外殻構造による全崩壊型構造システムでは、従来一般の鉄骨ラーメン構造による同種の構造システムに比べて、各層での層間変形角が低減することが確認できた。
以上のことから、本発明の外殻構造による上記のような全崩壊型構造システムは、従来一般的な全崩壊型構造システムに比較してさらに優れた耐震性能を有するものであり、しかも上述したように大スパン化が可能であるし、ローコストで構築可能であることから、極めて合理的かつ有効なシステムであるといえる。 FIG. 8 is a plan view of a building having a planar shape shown in FIG. 8A (similar to that shown in FIG. 6), and the steel column 10 as shown in FIG. The case where the column base is made into a pin structure and the case where the SRC wall pillar as the outer peripheral column 1 is made into a pin structure as shown in FIG. FIG. 3 compares the interlayer deformation angles in the X direction and Y direction in each layer.
As a result, as shown in (b), in the all-collapse structure system with the outer shell structure of the present invention, the interlayer deformation angle in each layer is reduced as compared with the same type of structure system with a conventional steel frame ramen structure. I was able to confirm.
From the above, the total collapse type structural system as described above by the outer shell structure of the present invention has a further superior seismic performance as compared with the conventional general total collapse type structural system. Therefore, it can be said that the system is extremely rational and effective because it can be constructed with a large span and can be constructed at a low cost.

１ 外周柱（壁柱）
２ 芯鉄骨（Ｈ形鋼）
２ａ フランジ
２ｂ ウェブ
３ 被覆コンクリート
４ 外周梁（Ｈ形鋼）
４ａ フランジ
４ｂ ウェブ
５ 内部梁（Ｈ形鋼）
５ａ フランジ
５ｂ ウェブ
６ 鋼板
７ せん断補強筋
８ 幅止め筋
９ 継手板 1 Peripheral pillar (wall pillar)
2 Core steel (H-shaped steel)
2a flange 2b web 3 coated concrete 4 outer peripheral beam (H-shaped steel)
4a Flange 4b Web 5 Internal beam (H-section steel)
5a Flange 5b Web 6 Steel plate 7 Shear reinforcement 8 Width stop 9 Joint plate

Claims (6)

建物における外壁面の位置に配置した外周柱と、隣接配置した外周柱の間に架設した各階の外周梁と、建物内を横断して相対向する外壁面の位置に配置した外周柱の間に架設した各階の内部梁とを主体として構築された外殻構造であって、
前記外周柱を芯鉄骨の周囲に鉄筋コンクリートからなる壁状の被覆コンクリートを一体に形成してなる鉄骨鉄筋コンクリート造の壁柱とし、
前記外周梁および前記内部梁をいずれも鉄骨造の鉄骨梁とし、
前記内部梁の梁端と、前記外周柱における前記芯鉄骨と、が溶接部を介して接合され、
前記外周柱における前記芯鉄骨をＨ形鋼により形成し、該芯鉄骨としてのＨ形鋼におけるフランジを該芯鉄骨が配置される外壁面の面内方向に沿わせて配置して、該芯鉄骨としてのＨ形鋼のフランジと前記内部梁とが溶接部を介して接合され、
前記外周梁は、Ｈ形鋼からなり、
該外周梁としてのＨ形鋼の梁端のウェブと、前記外周柱における前記芯鉄骨としてのＨ形鋼のウェブと、が非接合状態で配置され、前記外周梁としてのＨ形鋼の端部が前記外周柱における前記被覆コンクリートに定着され、前記外周梁が前記外周柱に対して剛接合されていることを特徴とする外殻構造。 Between the outer peripheral column placed at the position of the outer wall surface in the building, the outer peripheral beam of each floor erected between the adjacent outer peripheral columns, and the outer peripheral column arranged at the position of the opposing outer wall surface across the building It is an outer shell structure built mainly with the built-in internal beams of each floor,
The outer peripheral column is a steel reinforced concrete wall column formed by integrally forming a wall-shaped coated concrete made of reinforced concrete around a core steel frame,
Both the outer circumferential beam and the inner beam are steel-framed steel beams,
And beam end of the inner beams, and the core steel in the peripheral pillars are joined via a weld,
The core steel frame in the outer peripheral column is formed of an H-shaped steel, and a flange of the H-shaped steel as the core steel frame is disposed along the in-plane direction of the outer wall surface on which the core steel frame is disposed. The H-shaped steel flange and the internal beam are joined through a weld,
The outer circumferential beam is made of H-section steel,
The H-shaped steel beam end web as the outer peripheral beam and the H-shaped steel web as the core steel frame in the outer peripheral column are arranged in a non-bonded state, and the end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam Is fixed to the covering concrete in the outer peripheral column, and the outer peripheral beam is rigidly joined to the outer peripheral column . 請求項１記載の外殻構造であって、The outer shell structure according to claim 1,
該外周梁としてのＨ形鋼の梁端のウェブと、前記芯鉄骨としてのＨ形鋼のウェブと、が離間していることを特徴とする外殻構造。An outer shell structure characterized in that a web at a beam end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam and a web of the H-shaped steel as the core steel frame are separated from each other. 請求項１または２記載の外殻構造であって、The outer shell structure according to claim 1 or 2,
前記外周梁の端部は、前記芯鉄骨のウェブに設けた鋼板に載置されていることを特徴とする外殻構造。  The outer shell structure is characterized in that an end portion of the outer peripheral beam is placed on a steel plate provided on the core steel web. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外殻構造であって、
前記外周柱における前記被覆コンクリートに、前記外周梁としてのＨ形鋼の端部に対する支圧耐力を増強するためのせん断補強筋および幅止め筋を、該外周梁としてのＨ形鋼の上下近傍位置にそれぞれ密に集約配筋してなることを特徴とする外殻構造。 The outer shell structure according to any one of claims 1 to 3 ,
The covering concrete in the outer peripheral column is provided with a shear reinforcement bar and a width stop bar for enhancing bearing strength against the end of the H-shaped steel as the outer peripheral beam. The outer shell structure is characterized by dense and concentrated reinforcement. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の外殻構造であって、
前記外周柱における前記芯鉄骨としてのＨ形鋼のウェブどうしがボルトによって上下方向に連結され、
それら一連のＨ形鋼と、前記外周柱における前記被覆コンクリートと、が一体に定着され、前記外周柱としての壁柱が形成されていることを特徴とする外殻構造。 The outer shell structure according to any one of claims 1 to 4 ,
Web each other of H-section steel as the core steel in the peripheral column is connected to the bolt Thus in the vertical direction,
And their series of H-shaped steel, and the coated concrete in the periphery columns, but is fixed integrally shell structure, wherein the pilasters as the peripheral pillars are formed. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の外殻構造であって、
前記外周柱としての壁柱の柱脚を基礎に対してピン接合してなることを特徴とする外殻構造。 The outer shell structure according to any one of claims 1 to 5 ,
An outer shell structure formed by pin-joining a column base of a wall column as the outer peripheral column to a foundation.
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