JP6380830B2 - 鉄筋コンクリート躯体の制震構造 - Google Patents

Description

本発明は、建築物の骨格を構成する鉄筋コンクリート躯体の垂れ壁を利用した、鉄筋コンクリート躯体の制震構造に関する。

従来、建築物の骨格を構成する鉄筋コンクリート躯体は、組み込まれた型枠内に、コンクリートを打設することにより、梁、柱、壁、スラブなどが一体に結合された一体構造の剛体として構成される（後記非特許文献１参照）。

ところが、前記鉄筋コンクリート躯体は剛構造であることから、地震発生時の振動エネルギを吸収することが難しく、梁、柱、壁などの接続部に応力集中が発生して、躯体に亀裂、損傷などが生じる虞れがある。

そこで、前記躯体を柔構造とすべく、複数の壁の少なくとも一部を、梁から垂下する垂れ壁とし、その垂れ壁と梁および柱との間に緩衝間隙を設けたものが既に提案されているが、かかる提案では、地震発生時の振動エネルギを吸収するには不十分であるとう課題がある。

図書「図説 建築の型わく工事」 畑中 和穂著 理工学社発行 １９９０年発行

そこで、本発明は、垂れ壁を利用して、その垂れ壁と、躯体の梁間に設けた振動吸収手段により地震発生時の振動エネルギによる揺れ振動、特に横揺れ振動を効率よく吸収し得る鉄筋コンクリート躯体の制震構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、建築物の骨格を構成する鉄筋コンクリート躯体に設けられる制震構造であって、
前記鉄筋コンクリート躯体は、上、下部スラブをそれぞれ橋架結合して上下に間隔を存して水平方向に配設される上、下部梁と、前記上、下部梁間を横方向に間隔をあけて鉛直方向に延びて前記上、下部梁に一体に結合される複数の柱と、前記上、下部梁と相隣れる柱とで囲まれる方形状の空間を閉じる複数の壁とを備え、
前記複数の壁の少なくとも一部は、上部梁に一体に結合されて下方に垂下する垂れ壁とされ、この垂れ壁の下面と、これに対向する下部梁の上面との間に、コンクリート躯体の揺れ振動を抑制する振動吸収手段を設け、
前記振動吸収手段は、前記垂れ壁の下面に、その長手方向に沿って固定される上部取付板と、前記下部梁の上面に、その長手方向に沿って固定される下部取付板と、上部取付板と下部取付板との間に、垂れ壁の長手方向に間隔をあけて並列固定され、方形状に形成されて上下方向に延びる複数の制震板とよりなり、
前記上部および下部取付板には、その長手方向に間隔をあけてその幅方向に延びる複数の上部および下部取付孔がそれぞれ穿設され、各上部および下部取付孔は、その内端が行き止まりのかぎ状に形成され、その外端が、上部取付板および下部取付板の外側縁にそれぞれ開口され、垂れ壁の下面および下部梁の上面にそれぞれ固定される上、下部アンカーボルトに、上部および下部取付孔を通して、ナットをそれぞれ螺締し、
前記振動吸収手段は、垂れ壁と下部梁との間の緩衝空間内に収まるように、該緩衝空間に固定されることを特徴としている。

上記目的を達成するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１記載のものにおいて、 前記垂れ壁の両側面と、それに対向する柱との隙間に、発砲スチロールなどの弾性シール部材をそれぞれ介在させたことを特徴としている。

上記目的を達成するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１または２記載のものにおいて、前記制震板は、鉄板などの金属板により構成されることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、上、下部梁と、左、右柱とで囲まれる空間を閉じる壁の少なくとも一部を垂れ壁として、その垂れ壁と下部梁間に振動吸収手段を設けるという極めて簡単な構造により、地震発生時の振動エネルギを吸収して、コンクリート躯体の揺れ振動、特に横揺れ振動を有効に抑制することができる。

また、前記振動吸収手段は、垂れ壁の下面と、下部梁との間に容易に取り付けることができ、また、複数の制震板は、それらの撓曲により、揺れ振動、特に横揺れ振動を有効に吸収することができ、また垂れ壁と下部梁との間に簡単に装着することができ、また、振動吸収手段は、垂れ壁の壁厚内に納まるので、その後の内装材などの付帯設備の取付に支障を及ぼすことがなく、さらに外観上の体裁がよい。

請求項２記載の発明によれば、垂れ壁の両側縁と、それに対向する柱との隙間に、弾性シール部材をそれぞれ介在させたので、そのシール部材は、垂れ壁と柱間の空間を封緘することができ、また振動吸収手段と協働してコンクリート躯体の揺れ振動抑制効果を一層高めることができる。

請求項３記載の発明によれば、前記振動吸収手段は、鉄板などの金属板により簡単に製作することができる。

本発明制震構造を備えた鉄筋コンクリート躯体の一部の斜視図 図１の２−２線に沿う断面図 図２の３−３線に沿う拡大断面図 図３の４矢視仮想線囲い部分の拡大図 図４の５−５線に沿う断面図 図５の６−６線に沿う断面図 振動吸収手段の躯体への取付過程を示す斜視図

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

本発明制震構造は、主として中高層の鉄筋コンクリート躯体に実施される。

鉄筋コンクリート躯体は、通常のように、鉄筋を組み込んだ型枠内に、コンクリートを打設することにより施工される。

図１、２に示すように、中高層の鉄筋コンクリート躯体Ｓの各階層は、居住空間１を画成すべく上下に水平方向に格子状に配設される上部梁２および下部梁３と、上部梁２および下部梁３にそれぞれ橋架結合される上部（天井）スラブ４および下部（床）スラブ５と、居住空間１を横方向に間隔をあけて上下方向に延び上部梁２と下部梁３に一体に結合される複数の柱６、６…と、上、下部梁２、３と相対向する柱６、６とで囲まれる方形状の空間をそれぞれ閉鎖する複数の壁７、７…とを備える。

ところで、複数の壁７、７…のうち、その一部は、垂れ壁７ｓ、７ｓとされ、各垂れ壁７ｓの下面と、下部梁３の上面との間に形成される緩衝空間８に、本発明に係る振動吸収手段Ｃが設けられ、この振動吸収手段Ｃは、鉄板などの金属板により枠状に構成されている。

つぎに、図１、２に、図３〜７を併せ参照して振動吸収手段Ｃの構造について説明すると、これは、垂れ壁７ｓの下面と、下部梁３の上面との間に装着されており、垂れ壁７ｓの下面の略全長にわたって固定される上部取付板１０と、この上部取付板１０に対向して、下部梁３の上面に固定される下部取付板１１と、上、下部取付板１０、１１間に、それらの長手方向に間隔をあけて並列固定される複数の制震板１２…とより細長い枠状に構成されている。

図７に最も明瞭に示すように、上部取付板１０は、垂れ壁７ｓの下面の長手方向に略全長にわたって固定されるように、鉄板により細長く形成されており、その幅は垂れ壁７ｓの壁厚と略同じか、それよりも短く形成される。上部取付板１０には、その長手方向に間隔をあけてその幅方向にＬ状の複数の上部取付孔１４…が穿設される。各上部取付孔１４は、その外端が、上部取付板１０の外側縁に開口され、またその内端が行き止まりのかぎ状に形成されている。一方、同じく鉄板によりなる下部取付板１１にも上部取付孔１４…と同じ下部取付孔１５…が、上部取付板１０と同じ位置に設けられる。また前記複数の制震板１２…は方形状に形成されて、上下方向に延びており、それらの上下端が、上、下部取付板１０、１１にそれぞれ溶接などにより固定されている。

垂れ壁７ｓの下面と、下部梁３の上面には、上部取付孔１４と下部取付孔１５にそれぞれ対応して複数の上、下部アンカーボルト１６…、１７…が鉛直方向に同一軸線上にねじ込み固定されている。上部アンカーボルト１６…は、そのナット螺合部が、垂れ壁７ｓより下方に突出され、また、下部アンカーボルト１７…は、そのナット螺合部が、下部梁３より上方に突出されている。

垂れ壁７ｓと下部梁３間の緩衝空間８に、前記振動吸収手段Ｃを固定するには、その振動吸収手段Ｃを垂れ壁７ｓと下部梁３の一側方から、図７矢印で示すように、垂れ壁７ｓと下部梁３間の緩衝空間８に向けて移動させ、複数の上、下取付孔１４…、１５…を、複数の上、下部アンカーボルト１６…、１７…にそれぞれ差し込んだ後、その振動吸収手段Ｃをその長手方向に若干移動させ、上、下取付孔１４…、１５…のかぎ状内端１４ａ…、１５ａを、上、下部アンカーボルト１６…、１７…に係合して、それらのアンカーボルト１６…、１７…にそれぞれナット１８…を螺締する。

以上により、図３〜６に示すように、振動吸収手段Ｃを垂れ壁７ｓと、下部梁３との間の緩衝空間８に固定することができる。振動吸収手段Ｃは、緩衝空間８内に収まり、垂れ壁７ｓの壁厚、すなわちその内外面より外部に突出することがなく、その後のコンクリート躯体Ｓへの内装材などの付帯設備の取付に邪魔になることがない。

図３に示すように、垂れ壁７ｓと、その左右側面と対向する柱６、６との間に形成される隙間には、発砲スチロールなどの弾性シール部材２０、２０が隙間なく装填され、これらの弾性シール部材２０、２０は、ボルトなどの固着手段あるいは接着剤により、垂れ壁７ｓと柱６に固定される。

而して、地震発生時の地震エネルギは、鉄筋コンクリート躯体Ｓに、縦揺れ、横揺れなどの揺れ振動として作用するが、前記振動吸収手段Ｃは、その揺れ振動、特に横揺れ振動の制震に有効であって、図３に矢印ａで示す横揺れ振動は、複数の制震板１２…の撓曲変形により有効に吸収することができる。また、垂れ壁７ｓの両側の弾性シール部材２０、２０は、振動吸収手段Ｃと協働してその揺れ振動を一層確実に吸収することができる。

振動吸収手段Ｃは垂れ壁７ｓを利用して、その垂れ壁７ｓと下部梁３間に設けることができるので、構造が簡単で廉価に提供することができる。

また、振動吸収手段Ｃは垂れ壁７ｓの壁厚内に納まるので、コンクリート躯体Ｓへの内装材などの付帯設備の取付に支障を及ぼすことがない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はその実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。たとえば、垂れ壁の両側面と、それに対向する柱との間に窓孔を開口してもよい。この場合弾性シール部材は省略される。

２・・・・・・・・・・上部梁
３・・・・・・・・・・下部梁
４・・・・・・・・・・上部スラブ
５・・・・・・・・・・下部スラブ
６・・・・・・・・・・柱
７・・・・・・・・・・壁
７ｓ・・・・・・・・・垂れ壁
１０・・・・・・・・・・上部取付板
１１・・・・・・・・・・下部取付板
１２・・・・・・・・・・制震板
１４・・・・・・・・・・上部取付孔
１５・・・・・・・・・・下部取付孔
１８・・・・・・・・・・ナット
２０・・・・・・・・・・弾性シール部材
Ｓ・・・・・・・・・・コンクリート躯体
Ｃ・・・・・・・・・・振動吸収手段

Claims (3)

1. 建築物の骨格を構成する鉄筋コンクリート躯体（Ｓ）に設けられる制震構造であって、
   前記鉄筋コンクリート躯体（Ｓ）は、上、下部スラブ（４、５）をそれぞれ橋架結合して上下に間隔を存して水平方向に配設される上、下部梁（２、３）と、前記上、下部梁（２、３）間を横方向に間隔をあけて鉛直方向に延びて前記上、下部梁（２、３）に一体に結合される複数の柱（６）と、前記上、下部梁（２、３）と相隣れる柱（６）とで囲まれる方形状の空間を閉じる複数の壁（７）とを備え、
   前記複数の壁（７）の少なくとも一部は、上部梁（２）に一体に結合されて下方に垂下する垂れ壁（７ｓ）とされ、この垂れ壁（７ｓ）の下面と、これに対向する下部梁（３）の上面との間に、コンクリート躯体（Ｓ）の揺れ振動を抑制する振動吸収手段（Ｃ）を設け、
   前記振動吸収手段（Ｃ）は、前記垂れ壁（７ｓ）の下面に、その長手方向に沿って固定される上部取付板（１０）と、前記下部梁（３）の上面に、その長手方向に沿って固定される下部取付板（１１）と、上部取付板（１０）と下部取付板（１１）との間に、垂れ壁（７ｓ）の長手方向に間隔をあけて並列固定され、方形状に形成されて上下方向に延びる複数の制震板（１２）とよりなり、
   前記上部および下部取付板（１０、１１）には、その長手方向に間隔をあけてその幅方向に延びる複数の上部および下部取付孔（１４、１５）がそれぞれ穿設され、各上部および下部取付孔（１４、１５）は、その内端が行き止まりのかぎ状に形成され、その外端が、上部取付板および下部取付板（１０、１１）の外側縁にそれぞれ開口され、垂れ壁（７ｓ）の下面および下部梁（３）の上面にそれぞれ固定される上、下部アンカーボルト（１６、１７）に、上部および下部取付孔（１４、１５）に差し込んだのち、ナット（１８）をそれぞれ螺締し、
   前記振動吸収手段（Ｃ）は、垂れ壁（７ｓ）と下部梁（３）との間の緩衝空間（８）内に収まるように、該緩衝空間（８）に固定されることを特徴とする、鉄筋コンクリート躯体の制震構造。
2. 前記垂れ壁（７ｓ）の両側面と、それに対向する柱（６）との隙間に、発砲スチロールなどの弾性シール部材（２０）をそれぞれ介在させたことを特徴とする、前記請求項１に記載の鉄筋コンクリート躯体の制震構造。
3. 前記制震板（１２）は、鉄板などの金属板により構成されることを特徴とする、前記請求項１または２に記載の鉄筋コンクリート躯体の制震構造。

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