JP6123184B2 - 隣接構造物の連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、隣接する２つの構造物が連結された隣接構造物の連結構造に関する。

隣接する２つの構造物が連結された連結構造として、例えば、地盤上に隣接させて構築された集合住宅などの建物をダンパーやエキスパンションジョイント等により連結する連結構造が知られている。このような隣接構造物の連結構造においては、隣接する２つの建物は、地震等により互いに異なる周期や変位にて振動するので、地震等による建物の揺れや変位を許容し、互いに影響しないように連結にはダンパーやエキスパンションジョイント等が用いられている。

近年、地震力が地盤から建物に入らないように、上部構造体と下部構造体との間に免震層が設けられた免震構造の建物が増えている。上記のような、隣接する２つの建物が各々免震構造をなしている場合には、免震層により振動が長周期化されることにより上部構造体の変位が大きくなり、各上部構造体が互いに異なる周期や変位にて大きく振動することにより上部構造体同士が干渉して互いに損傷を受けるおそれがあるという課題がある。

本発明はかかる従来の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、隣接する２つの免震構造物が地震等により大きく振動したとしても互いに干渉しない隣接構造物の連結構造を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の隣接構造物の連結構造は、上部構造体と下部構造体との間に免震層が介在され、互いの強軸が交差する２つの免震構造物の前記上部構造体の下端側同士と、前記上部構造体の上端側同士が、それぞれ剛性部材にて連結されており、
各々の前記剛性部材と各々の前記上部構造体とは、前記剛性部材が水平面上にて回動自在に連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造である。

また、本発明の隣接構造物の連結構造は、上部構造体と下部構造体との間に免震層が介在され、互いの強軸が交差する２つの免震構造物の前記上部構造体の下端側同士のみが、それぞれ剛性部材にて連結されており、
各々の前記剛性部材と各々の前記上部構造体とは、前記剛性部材が水平面上にて回動自在に連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造である。

また、本発明の隣接構造物の連結構造は、上部構造体と下部構造体との間に免震層が介在され、互いの強軸が交差する２つの免震構造物の前記上部構造体の下端側同士及び上端側同士のみが、それぞれ剛性部材にて連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造である。

かかる隣接構造物の連結構造であって、各々の前記剛性部材と各々の前記上部構造体とは、前記剛性部材が水平面上にて回動自在に連結されていることが望ましい。
このような隣接構造物の連結構造によれば、各剛性部材と各上部構造体とが水平面上にて回動自在に連結されているので、たとえ２つの上部構造体の振動モードが相違して変位する方向の違いからねじれが生じるような場合であっても、各剛性部材と各上部構造体との連結部分が回動して異なる方向への変位を許容するので上部構造体に生じるねじれを抑えることが可能である。

かかる隣接構造物の連結構造であって、前記２つの免震構造物はそれぞれ強軸方向に沿って耐震壁が設けられていることが望ましい。
このような隣接構造物の連結構造によれば、２つの免震構造物はそれぞれ強軸方向に沿って耐震壁が設けられているので、各々弱軸方向に変位する際には互いに他の上部構造体の耐震壁により支持しあうので、高い耐震性を備えるように２つの免震構造物を連結することが可能である。

本発明によれば、隣接する２つの免震構造物が地震等により大きく振動したとしても互いに干渉しない隣接構造物の連結構造を提供することが可能である。

隣接構造物の連結構造の一実施形態を示す概略図である。 ２棟のＲＣ構造集合住宅の構造及び配置を示す平面図である。 ２棟のＲＣ構造集合住宅における各上部構造体の下端側の連結部分を説明するための平断面図である。 ２棟のＲＣ構造集合住宅における各上部構造体の上端側の連結部分を説明するための平断面図である。 図５（ａ）は、連結された中央対向ＲＣ構造集合住宅の地震による層せん断力のシミュレーション結果を示すグラフであり、図５（ｂ）は、連結された端部対向ＲＣ構造集合住宅の地震による層せん断力のシミュレーション結果を示すグラフである。 図６（ａ）は、連結された中央対向ＲＣ構造集合住宅の地震による絶対変位のシミュレーション結果を示すグラフであり、図６（ｂ）は、連結された端部対向ＲＣ構造集合住宅の地震による絶対変位のシミュレーション結果を示すグラフである。

以下、本実施形態の隣接構造物の連結構造の一例について図を用いて詳細に説明する。

図１は、隣接構造物の連結構造の一実施形態を示す概略図である。
本実施形態の隣接構造物の連結構造は、例えば図１に示すような、隣接する２つの免震構造物としての２棟の１３階建てＲＣ構造集合住宅１０、２０を連結する連結構造である。

２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０はいずれも１階と２階との間に免震層１が介在された中間階免震構造をなしており、各ＲＣ構造集合住宅１０、２０の２階以上の部分でなる上部構造体１１、２１の柱１１ａ、２１ａと、１階以下の部分でなる下部構造体１２、２２の柱１２ａ、２２ａとの間に、積層ゴム支承３が介在されている。２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０は、いずれも単独で自立することが可能な建物である。

図２は、２棟のＲＣ構造集合住宅の構造及び配置を示す平面図である。
各々のＲＣ構造集合住宅１０、２０は、図２に示すように、上方から見たときの外形形状が長方形状をなしており、各々長手方向に沿って所定の間隔を隔てるとともに、長手方向と直交する方向に対向させて複数の柱１１ａ、２１ａが設けられている。また、長手方向と直交する方向に対向する２本の柱１１ａ、２１ａ間に連結させてそれぞれ耐震壁１３、２３が複数設けられている。このため、各ＲＣ構造集合住宅１０、２０は、設けられている耐震壁１３、２３に沿う方向が強軸方向となる。

２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０は、各々の強軸方向（長手方向と直交する方向）が互いに直交するように構成されており、一方のＲＣ構造集合住宅２０が他方のＲＣ構造集合住宅１０の、長手方向における中央近傍に配置されている。また、各ＲＣ構造集合住宅１０、２０には長手方向に沿って通路１４、２４が設けられており、一方のＲＣ構造集合住宅２０の通路２４と他方のＲＣ構造集合住宅１０の通路１４における長手方向におけるほぼ中央との間にエキスパンションジョイント５が互いの相対変位を吸収可能に設けられている。すなわち、２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０は、一方のＲＣ構造集合住宅２０の長手方向における一方の端部２０ａ側と、他方のＲＣ構造集合住宅１０の長手方向における中央近傍とが対向して平面視Ｔ字状をなすように配置されている。以下の説明では、２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０を区別して説明する場合には、端部２０ａが他方のＲＣ構造集合住宅１０と対向しているＲＣ構造集合住宅２０を端部対向ＲＣ構造集合住宅２０といい、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０と長手方向の中央近傍が対向しているＲＣ構造集合住宅１０を中央対向ＲＣ構造集合住宅１０という。

図３は、２棟のＲＣ構造集合住宅における各上部構造体の下端側の連結部分を説明するための平断面図である。

２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０の各上部構造体１１、２１は、下端側となる２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位同士が、図３に示すように、ＲＣ躯体６にて連結されている。中央対向ＲＣ構造集合住宅１０において、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０の２階床２１ｂと対向する位置に設けられ柱１１ａ及び柱１１ａ間に掛け渡されている梁をなすＨ型鋼材１１ｃと、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０において、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０の２階床１１ｂと対向する位置に設けられ柱２１ａ及び柱２１ａ間に掛け渡されている梁をなすＨ型鋼材２１ｃとは、それらの間にＨ型鋼材が掛け渡されて連結され、掛け渡されたＨ型鋼材６ａが埋設されるようにコンクリートが打設されて各上部構造体１１、２１の２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位同士がＲＣ躯体６にて連結されている。

図４は、２棟のＲＣ構造集合住宅における各上部構造体の上端側の連結部分を説明するための平断面図である。

また、２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０の各上部構造体１１、２１は、上端側となる屋上階（Ｒ階）１１ｄ、２１ｄの部位同士が、図４に示すように、複数の鉄骨ブレース３０にて連結されている。

鉄骨ブレース３０は、鋼製の円筒部材３１の両端に平板でなる羽子板３２が一体に設けられている。羽子板３２にはピン３３が貫通される貫通孔（不図示）が設けられている。また、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０において、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０の屋上階２１ｄと対向する位置に設けられ柱１１ａ間に掛け渡されている梁をなすＨ型鋼材１１ｅが埋設された躯体７と、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０において、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０の屋上階１１ｄと対向する位置に設けられ柱２１ａ間に掛け渡されている梁をなすＨ型鋼材２１ｅとには、それぞれ水平面を形成するガセットプレート１１ｆ、２１ｆが長手方向に沿って複数箇所に設けられている各ガセットプレート１１ｆ、２１ｆにもピン３３が貫通される貫通孔（不図示）が設けられている。そして、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０側のガセットプレート２１ｆ及び中央対向ＲＣ構造集合住宅１０側のガセットプレート１１ｆは、鉄骨ブレース３０の両端に設けられている羽子板３２が重ねられ、各ガセットプレート１１ｆ、２１ｆと各羽子板３２の貫通孔を上下方向に貫通するピン３３にて水平方向に回動自在に連結されている。

このように、２棟のＲＣ構造集合住宅１０、２０の各上部構造体１１、２１が、下端側となる２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位同士がＲＣ躯体６にて連結され、上端側となる屋上階（Ｒ階）１１ｄ、２１ｄの部位同士が複数の鉄骨ブレース３０にて連結されている構造物の地震による層せん断力と絶対変位のシミュレーション結果について説明する。

図５（ａ）は、連結された中央対向ＲＣ構造集合住宅の地震による層せん断力のシミュレーション結果を示すグラフであり、図５（ｂ）は、連結された端部対向ＲＣ構造集合住宅の地震による層せん断力のシミュレーション結果を示すグラフである。図６（ａ）は、連結された中央対向ＲＣ構造集合住宅の地震による絶対変位のシミュレーション結果を示すグラフであり、図６（ｂ）は、連結された端部対向ＲＣ構造集合住宅の地震による絶対変位のシミュレーション結果を示すグラフである。

図５（ａ）〜図６（ｂ）に示すシミュレーション結果は、隣接する２つの建物として、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０の平面視における外形形状の長手方向が２６．５ｍ、耐震壁１３に沿う方向が１２．７ｍで重量が７３４９０ｋＮであり、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０の平面視における外形形状の長手方向が３５．４ｍ、耐震壁２３に沿う方向が１１．５ｍで重量が８５４８６ｋＮである建物を対象としてシミュレーションした結果である。また、レベル２変形時における、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０の等価周期は４．６２秒であり、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０の等価周期は４．５５秒である。

そして、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０の強軸方向に、模擬地震動として告示波神戸ＥＷを入力したときの、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０及び端部対向ＲＣ構造集合住宅２０に作用する層せん断力と絶対変位を、２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０の上部構造体１１、２１において２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位のみを連結した場合、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位に加えて屋上階１１ｄ、２１ｄを連結した場合、各階床を連結した場合について比較している。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、各階床を連結した場合には、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位のみを連結した場合と比較すると、中央対向ＲＣ構造集合住宅１０側、すなわち強軸方向が地震動の入力方向と一致している建物（以下、強軸側建物という）側に主に層せん断力が作用し、端部対向ＲＣ構造集合住宅２０側、すなわち、弱軸方向が地震動の入力方向と一致している建物（以下、弱軸側建物という）側に作用する層せん断力が抑えられている。このとき、各階床を連結した場合には、強軸側建物１０において下階床側での層せん断力が２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位以外を連結しない場合より大幅に大きくなってしまうことが確認された。一方、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位に加えて屋上階１１ｄ、２１ｄを連結した場合には、弱軸側建物２０に作用する層せん断力を、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位のみを連結した場合よりも抑える効果が得られるとともに、強軸側建物１０の下階床側において層せん断力が大幅に大きくなってしまうことを防止できることが確認された。

図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、強軸側建物２０においては、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位のみを連結した場合と比較すると、各階床を連結した場合には、ほぼ変形を止めることができ、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位に加えて屋上階１１ｄ、２１ｄを連結した場合であっても、各階床を連結した場合とほぼ同様に変形を止めることができている。また、弱軸側建物２０においては、各階床を連結した場合及び２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位に加えて屋上階１１ｄ、２１ｄを連結した場合ともに変形を止めることができている。

本実施形態の隣接構造物の連結構造によれば、２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０の各上部構造体１１、２１の屋上階１１ｄ、２１ｄ側と２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位側とがそれぞれ剛性部材としての鉄骨ブレース３０及びＲＣ躯体６にて連結されているので２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０の２つの各上部構造体１１、２１は一体となる。そして、地震等が発生した場合には、免震層１上にて２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０が一体となって振動する。このため、免震層１により地震時の変位量が大きくなったとしても互いの振動により２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０の上部構造体１１、２１同士が干渉することはないので、地震により互いの変形及び変位により上部構造体１１、２１が互いに損傷を受けることを防止することが可能である。このとき、２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０は、互いの強軸が水平面上にて交差するように配置されているので、各上部構造体１１、２１は互いに相手の変形を抑えるように作用させることが可能である。

また、上部構造体１１、２１の屋上階１１ｄ、２１ｄ側を連結する鉄骨ブレース３０が水平面上に設けられているので、上部構造体１１、２１の屋上階１１ｄ、２１ｄ側にて水平方向における相対変位を抑えるべく鉄骨ブレース３０を効率良く作用させることが可能である。

また、上部構造体１１、２１の２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位側を連結するＲＣ躯体６が水平面上に設けられているので、上部構造体１１、２１の２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位側にて水平方向における相対変位を抑えるべくＲＣ躯体６を効率良く作用させることが可能である。

また、各鉄骨ブレース３０と各上部構造体１１、２１とが水平面上にて回動自在に連結されているので、たとえ２つの上部構造体１１、２１の振動モードが相違して変位の方向の違いからねじれが生じる場合であっても、各鉄骨ブレース３０と各上部構造体１１、２１との連結部が回動して異なる方向への変位を許容するので上部構造体１１、２１に生じるねじれを抑えることが可能である。

また、２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０はそれぞれ強軸方向に沿って耐震壁１３、２３が設けられているので、各々弱軸方向に変位する際には互いの耐震壁１３、２３により支持しあうので、高い耐震性を備えるように２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０を連結することが可能である。

上記実施形態においては、上部構造体１１、２１の屋上階１１ｄ、２１ｄ側にて鉄骨ブレース３０をピンにより回動自在に連結する例について説明したが、必ずしも回動しなくともよい。また、上記実施形態においては、上部構造体１１、２１の屋上階１１ｄ、２１ｄ側を鉄骨ブレース３０にて、２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位側をＲＣ躯体６にてそれぞれ連結した例について説明したが、屋上階１１ｄ、２１ｄ側及び２階床１１ｂ、２１ｂ以下の部位側のいずれもが、鉄骨ブレース３０等の鋼材やＲＣ躯体６にて連結されていてもよい。

また、上記実施形態の２つのＲＣ構造集合住宅１０、２０は、強軸方向が直交する例について説明したが、必ずしも直交していなくともよい。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

１ 免震層
３ 積層ゴム支承
６ ＲＣ躯体
６ａ Ｈ型鋼材
１０ 中央対向ＲＣ構造集合住宅（強軸側建物）
１１ 上部構造体
１１ｂ ２階床
１１ｄ 屋上階
１１ｆ ガセットプレート
１２ 下部構造体
１３ 耐震壁
２０ 端部対向ＲＣ構造集合住宅（弱軸側建物）
２１ｂ ２階床
２１ｄ 屋上階
２１ｆ ガセットプレート
２３ 耐震壁
３０ 鉄骨ブレース
３１ 円筒部材
３２ 羽子板
３３ ピン

Claims (5)

1. 上部構造体と下部構造体との間に免震層が介在され、互いの強軸が交差する２つの免震構造物の前記上部構造体の下端側同士と、前記上部構造体の上端側同士が、それぞれ剛性部材にて連結されており、
   各々の前記剛性部材と各々の前記上部構造体とは、前記剛性部材が水平面上にて回動自在に連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造。
2. 上部構造体と下部構造体との間に免震層が介在され、互いの強軸が交差する２つの免震構造物の前記上部構造体の下端側同士のみが、それぞれ剛性部材にて連結されており、
   各々の前記剛性部材と各々の前記上部構造体とは、前記剛性部材が水平面上にて回動自在に連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造。
3. 上部構造体と下部構造体との間に免震層が介在され、互いの強軸が交差する２つの免震構造物の前記上部構造体の下端側同士及び上端側同士のみが、それぞれ剛性部材にて連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造。
4. 請求項３に記載の隣接構造物の連結構造であって、
   各々の前記剛性部材と各々の前記上部構造体とは、前記剛性部材が水平面上にて回動自在に連結されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の隣接構造物の連結構造であって、
   前記２つの免震構造物はそれぞれ前記強軸方向に沿って耐震壁が設けられていることを特徴とする隣接構造物の連結構造。