JP7036367B2

JP7036367B2 - 建物

Info

Publication number: JP7036367B2
Application number: JP2017229528A
Authority: JP
Inventors: 隆志木原; 靖彦山下; 壮一郎九嶋; 正臣米津; 利行片瀬; 聡三田村
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2037-11-29
Also published as: JP2019100021A

Description

特許法第３０条第２項適用平成２９年５月３１日トヨタカローラ新大阪株式会社に引き渡し

本発明は、建物に関する。

下記特許文献１には、低剛性構造体と高剛性構造体とを制振ダンパーで連結した建物が記載されている。

特開２０１０－１８５２６０号公報

低剛性構造体と高剛性構造体とを備えた建物では、低剛性構造体の方が大きく揺れやすい。そこで上記特許文献１のように低剛性構造体と高剛性構造体との間に制振ダンパーを用いると、低剛性構造体の揺れを低減し易い。しかし、制振ダンパーを設置し、かつ低剛性構造体と高剛性構造体とが互いに干渉しないように、低剛性構造体と高剛性構造体との間には構造クリアランスを設ける必要がある。また、構造クリアランスを設けると設備配管が難しくなるなど、設計上の制約を受ける可能性がある。

本発明は上記事実を考慮して、高剛性構造体との間に構造クリアランスを設けずに低剛性構造体の揺れを低減することを目的とする。

請求項１の建物は、第一構造物と、前記第一構造物より低剛性である第二構造物と、を備え、前記第二構造物の柱より高剛性の前記第一構造物の柱に、前記第二構造物が連結されている。

請求項１の建物においては、第二構造物が第一構造物より低剛性である。このため、第二構造物は第一構造物より揺れやすい。ところが、第二構造物は第二構造物より高剛性の第一構造物の柱に連結されている。このため、揺れ難い第一構造物によって第二構造物の振動が抑制される。

また、第二構造物と第一構造物とは互いに連結されているため、第二構造物と第一構造物との間で配管や仕上げ材などを連続して敷設できる。このため、例えば第二構造物と第一構造物との間にクリアランスを設けて制振ダンパー等を設置する建物と比較して、設計上の制約を受け難い。

請求項２の建物は、前記第二構造物における前記柱との連結部分には水平ブレースが設けられている。

請求項２の建物においては、第二構造物における第一構造物の柱との連結部分には水平ブレースが設けられている。このため水平ブレースがない構成と比較して水平剛性が高く、水平方向の揺れに対して変形し難い。このため、第二構造物の振動抑制効果を高められる。

請求項３の建物は、前記第一構造物と前記第二構造物とは長手方向が互いに交差して配置され、前記第二構造物の長手方向の一方の端部が前記柱に連結されている。

請求項３の建物においては、第一構造物と第二構造物とが、長手方向が互いに交差して配置されているため、建物が偏心しやすい。一般的に、建物が偏心すると剛心から離れた建物の端部は揺れやすくなる。ところが請求項３の建物においては、第二構造物の長手方向の一方の端部において、第二構造物が第一構造物の柱に連結され、当該連結部分には水平ブレースが設けられている。このため、第二構造物の長手方向の他方の端部の振動が抑制される。
請求項４の建物は、前記第二構造物の梁は、前記第一構造物を形成する梁と異なる高さに配置され、かつ、前記第一構造物の柱に連結されている。

本発明に係る建物では、高剛性構造体との間に構造クリアランスを設けずに低剛性構造体の揺れを低減できる。

本発明の実施形態に係る建物の架構を示す平面図である。図１における２－２線断面図である。本発明の実施形態に係る建物において低剛性棟が高剛性棟に連結された状態を示す平面図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る建物において低剛性棟の長手方向に沿った軸線と高剛性棟の長手方向に沿った軸線とを平行に配置した変形例を示す平面図であり、（Ｂ）は低剛性棟の長手方向に沿った軸線と高剛性棟の長手方向に沿った軸線とを略直交するように配置した変形例を示す平面図であり、（Ｄ）は低剛性棟の長手方向に沿った軸線と高剛性棟の長手方向に沿った軸線とが略一致するように配置した変形例を示す平面図である。

図１には、本発明の実施形態に係る建物１０の架構が平面図で示されている。建物１０は、高剛性棟２０と低剛性棟３０とを備えており、高剛性棟２０と低剛性棟３０とは互いに連結されている。

高剛性棟２０は、本発明における第一構造物の一例であり、角型鋼管により形成された角柱２２と、角柱２２に剛接合されたＨ型鋼の大梁２４と、を備えた柱梁架構の構造物である。また、高剛性棟２０は長手方向が軸線ＣＬ２に沿うように配置されている。

なお、図１は建物１０の１階部分を示しており、角柱２２の上部に接合された大梁２４は破線で描かれている。後述する低剛性棟３０の大梁３４も同様である。また、建物１０における雑壁、開口部及びその他の平面プラン、設備機器類は、発明の構成を明確にするために図示を省略している。

低剛性棟３０は、本発明における第二構造物の一例であり、丸鋼管により形成された丸柱３２と、丸柱３２の頂部に剛接合されたＨ型鋼の大梁３４と、を備えた柱梁架構の構造物である。低剛性棟３０は、長手方向が軸線ＣＬ３に沿うように配置されており、この軸線ＣＬ３は、高剛性棟２０の軸線ＣＬ２と０°より大きく９０°より小さい角度で交差するように配置されている。

図２に示すように、高剛性棟２０は二階建てであり、大梁２４は一階と二階の間及び二階の天井（高剛性棟２０の屋根）部分において角柱２２に剛接合されている。高剛性棟２０の階高は一階部分が高さＨ１、二階部分が高さＨ２とされている。これに対して低剛性棟３０は一階建てであり、階高は高さＨ３とされている。この高さＨ３は、高さＨ１及び高さＨ２より大きい（Ｈ３＞Ｈ１かつＨ３＞Ｈ２）。

また、低剛性棟３０における丸柱３２の柱脚３２Ｄは、コンクリート製の基礎３０Ｂから立ち上がった立ち上がり部３０Ｃに埋設された根巻き式柱脚とされている。同様に高剛性棟２０における角柱２２の柱脚２２Ｄは、コンクリート製の基礎２０Ｂから立ち上がった立ち上がり部２０Ｃに埋設された根巻き式柱脚とされている。

なお、低剛性棟３０の丸柱３２は高剛性棟２０の角柱２２より管径が細く、角柱２２より細長比が大きい。これにより低剛性棟３０は高剛性棟２０と比較して水平方向の剛性が低い。

図３には図２における２－２線断面図が示されている。図３に示されるように、低剛性棟３０の長手方向に沿った大梁３４の間には小梁３６Ａが架け渡されている。また、互いに隣接する小梁３６Ａの間には繋ぎ梁３６Ｂが架け渡されている。この繋ぎ梁３６Ｂは、同一直線状に並ぶように配置されている。さらに、大梁３４、小梁３６Ａ、繋ぎ梁３６Ｂで形成される矩形状の水平構面Ｓには、対角線に沿って水平ブレース３８が架け渡されている。この水平ブレース３８は低剛性棟３０の全体に亘って敷設されている。

これらの大梁３４、小梁３６Ａ、繋ぎ梁３６Ｂ及び水平ブレース３８は、低剛性棟３０の屋根４０を形成している。屋根４０は、大梁３４、小梁３６Ａ、繋ぎ梁３６Ｂ及び水平ブレース３８の上側に図示しない屋根材や防水シートが葺かれ、下側に天井仕上げ材が敷設されることで、低剛性棟３０の内部空間を被覆している。

屋根４０は、高剛性棟２０に接合されている。具体的には、屋根４０の長手方向に沿った大梁３４が、高剛性棟２０の長手方向に沿った大梁２４と平面上で屈折し（屈折部３４Ａ）、屈折部３４Ａから大梁２４に沿って延設されている（連結部３４Ｂ）。この連結部３４Ｂは、低剛性棟３０の角柱２２Ｂに剛接合されている。また、角柱２２Ｂには屋根４０の小梁３６Ａが剛接合されている。さらに、屈折部３４Ａには丸柱３２Ａが剛接合されている。この丸柱３２Ａは、高剛性棟２０の大梁２４に剛接合されている。

すなわち、低剛性棟３０の屋根４０は、大梁３４及び小梁３６Ａによって高剛性棟２０の角柱２２Ｂに剛接合されている。また、低剛性棟３０と高剛性棟２０とが交差する部分（屈折部３４Ａ）においては、低剛性棟３０の屋根４０は、丸柱３２Ａを介して高剛性棟２０の大梁２４に剛接合されている。

なお、角柱２２Ｂは、角柱２２のうち、大梁３４が接合されたものを特に示している。同様に丸柱３２Ａは、丸柱３２のうち、大梁２４に接合されているものを特に示している。

（作用・効果）
本実施形態における建物１０においては、図２に示すように、低剛性棟３０の階高（高さＨ３）が高剛性棟２０の１階及び２階の階高（高さＨ１及び高さＨ２）より高い。さらに、低剛性棟３０の丸柱３２は高剛性棟２０の角柱２２より管径が細い。このため低剛性棟３０は高剛性棟２０と比較して開放性の高い空間にすることができる。

低剛性棟３０はこのような構成としたため、高剛性棟２０と比較して水平方向の剛性が低い。このため地震時には、低剛性棟３０は高剛性棟２０と比較して水平方向に揺れやすい。しかし低剛性棟３０の屋根４０は、図３に示されるように水平ブレース３８を備えて構成されているため水平剛性が高く、さらに屋根４０は高剛性棟２０に剛接合されている。すなわち、地震時に揺れ難い高剛性棟２０に、水平方向に変位し難い屋根４０が剛接合されている。このため地震時に建物１０に水平力が作用しても、低剛性棟３０の揺れが抑制される。

また、低剛性棟３０の屋根４０は、大梁３４及び小梁３６Ａを介して高剛性棟２０の角柱２２Ｂに剛接合され、さらに丸柱３２Ａを介して高剛性棟２０の大梁２４に剛接合されている。このため、大梁３４のみが高剛性棟２０の角柱２２Ｂに接合されている場合と比較して、接合強度が強く、低剛性棟３０の振動抑制効果が高められている。

また、低剛性棟３０と高剛性棟２０とが互いに連結されているため、低剛性棟３０から高剛性棟２０へ架け渡す設備配管が容易であり、低剛性棟３０と高剛性棟２０とを一体的に使用できる。さらに、低剛性棟３０と高剛性棟２０との間に構造クリアランス及びエキスパンションジョイントを用いなくてもよいため、低剛性棟３０と高剛性棟２０の連結部分の仕上げ材の敷設が容易である。

なお、本実施形態においては、低剛性棟３０の大梁３４が高剛性棟２０の角柱２２Ｂに剛接合されているほか、低剛性棟３０の小梁３６Ａが高剛性棟２０の角柱２２Ｂに剛接合され、さらに低剛性棟３０の丸柱３２Ａが高剛性棟２０の大梁２４に剛接合されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えばこれらの接合部分の全て又は一部を剛接合ではなく半剛接合としてもよい。すなわち、低剛性棟３０の水平剛性を補いたい度合いに応じて、接合強度を適宜変更できる。また、小梁３６Ａを高剛性棟２０の角柱２２Ｂに接合しない、若しくは丸柱３２Ａを高剛性棟２０の大梁２４に接合しない構成としてもよい。このようにしても、大梁３４が高剛性棟２０の角柱２２Ｂに接合されているため、低剛性棟３０の水平剛性を高めることができる。

また、本実施形態において水平ブレース３８は、低剛性棟３０（屋根４０）の全体に亘って敷設されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば高剛性棟２０との連結部分のみ（一例として、図３に領域ＳＡで示す範囲）のみに設けてもよい。これによっても屋根４０における高剛性棟２０との連結部分の水平剛性が向上するため、低剛性棟３０の揺れを抑制できる。

あるいは、屋根４０には水平ブレース３８を設けなくてもよい。水平ブレース３８を設けなくても、大梁３４同士、大梁３４と小梁３６Ａ、小梁３６Ａと繋ぎ梁３６Ｂがそれぞれ強固に剛接合されていれば、屋根４０は水平方向に変位しにくいため、低剛性棟３０の揺れを抑制できる。

また、本実施形態において低剛性棟３０は一階建てとされ、大梁３４、小梁３６Ａ、繋ぎ梁３６Ｂ及び水平ブレース３８が低剛性棟３０の屋根４０を形成しているものとしたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば低剛性棟３０を２階建てとして、大梁３４、小梁３６Ａ、繋ぎ梁３６Ｂ及び水平ブレース３８が低剛性棟３０のスラブを形成するものとしてもよい。このように、低剛性棟３０のスラブ（２階以上の床スラブ）を高剛性棟２０の角柱２２に連結することでも、低剛性棟３０の揺れを抑制できる。

また、本実施形態においては、低剛性棟３０の長手方向の軸線ＣＬ３が、高剛性棟２０の長手方向の軸線ＣＬ２と０°より大きく９０°より小さい角度で交差するように配置されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。

例えば図４（Ａ）に示すように、低剛性棟３０の長手方向の軸線ＣＬ３を、高剛性棟２０の長手方向の軸線ＣＬ２と略平行に配置してもよい。又は、図４（Ｂ）に示すように低剛性棟３０の長手方向の軸線ＣＬ３を、高剛性棟２０の長手方向の軸線ＣＬ２と略直交するように配置したり、図４（Ｃ）に示すように低剛性棟３０の長手方向の軸線ＣＬ３を、高剛性棟２０の長手方向の軸線ＣＬ２と略一致するように配置してもよい。

また、図４（Ａ）において低剛性棟３０は、長手方向に沿った大梁３４（連結部３４Ｂ）が高剛性棟２０の角柱２２Ｂに連結されている。一方、図４（Ｂ）、（Ｃ）において低剛性棟３０は、短手方向に沿った大梁３４（連結部３４Ｂ）が高剛性棟２０の角柱２２Ｂに連結されている。換言すると、図４（Ａ）において低剛性棟３０は、長手方向の側面が高剛性棟２０の角柱２２Ｂに連結され、図４（Ｂ）、（Ｃ）において低剛性棟３０は、長手方向の端面が高剛性棟２０の角柱２２Ｂに連結されている。

このように、本発明の実施形態においては、低剛性棟３０を高剛性棟２０の角柱２２Ｂに接合するものであれば、低剛性棟３０と高剛性棟２０の配置計画は任意である。低剛性棟３０と高剛性棟２０とをどのように配置しても、低剛性棟３０の揺れを抑制できる。

また、本実施形態においては、高剛性棟２０の柱を角柱２２で形成し、低剛性棟３０の柱を丸柱３２で形成したが、本発明の実施形態はこれに限らず、高剛性棟２０の柱を丸柱で形成し、低剛性棟３０の柱を角柱で形成してもよい。あるいは、高剛性棟２０の柱及び低剛性棟３０の柱の何れか又は双方をＨ型鋼などで形成してもよい。すなわち、低剛性棟３０の水平剛性が高剛性棟２０の水平剛性より小さければ、柱の構造形式はどのようなものを採用してもよい。このように、本発明の実施形態は様々な態様で実施することができる。

２０高剛性棟（第一構造物）
２２Ａ角柱（柱）
３０低剛性棟（第二構造物）
３８水平ブレース

Claims

第一構造物と、
前記第一構造物より低剛性である第二構造物と、を備え、
前記第二構造物の柱より高剛性の前記第一構造物の柱に、前記第二構造物が連結されている、
建物。
前記第二構造物における前記柱との連結部分には水平ブレースが設けられている、請求項１に記載の建物。
前記第一構造物と前記第二構造物とは長手方向が互いに交差して配置され、前記第二構造物の長手方向の一方の端部が前記柱に連結されている、請求項２に記載の建物。
前記第二構造物の梁は、前記第一構造物を形成する梁と異なる高さに配置され、かつ、前記第一構造物の柱に連結されている、請求項１～３の何れか１項に記載の建物。