JP7049950B2 - 門型架構構造 - Google Patents

Description

本発明は、左架構部と右架構部が、地上での開口部を挟んで左右に配置され、その左右の架構部が、前記開口部の上方に配置される中央架構部により連結されて一体的に構築される門型架構構造に関する。

従来、左右の架構部と中央架構部により構築される門型架構構造において、左右の架構部と中央架構部にそれぞれ耐震壁を配設して門型とし、その門型に配設した耐震壁を主要構造要素とする門型架構構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、門型架構構造ではないが、１階を店舗などに適した大スパンの支持架構部とし、２階以上を短スパンの住戸階とする架構構造において、１階の支持架構部の直上に配置される梁構造部が、２階以上の住戸階の梁構造部よりも強固な断面性能を有する梁構造部、例えば、トラス構造体により構成され、そのトラス構造体が、２階以上の住戸階の柱よりも太くて丈夫な柱で支持される架構構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９－２７３２１４号公報 特開２００３－１９３６９８号公報（特に図２０参照）

しかし、上記特許文献１に記載の従来技術では、左右の架構部と中央架構部にそれぞれ主要構造要素となる耐震壁を配設するのが必要不可欠となり、門型架構構造の構築に要する施工費が高くなるばかりか構築の自由度が大幅に制限される。
また、上記特許文献２に記載の従来技術では、１階の支持架構部の直上に配置される梁構造部の全てが、２階以上の住戸階の梁構造部よりも高強度のトラス構造体により構成され、そのトラス構造体が、全て２階以上の住戸階の柱よりも丈夫な柱で支持されるので、丈夫で高価な柱が多数本必要となり、施工性の低下と施工費の高額化を招くことになる。

本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、施工性の向上と施工費の低コスト化を図りながら、左右の架構部を連結する中央架構部を確実に支持し得る門型架構構造の提供にある。

本発明の第１特徴構成は、左架構部と右架構部が、地上での開口部を挟んで左右に配置され、その左右の架構部が、前記開口部の上方に配置される中央架構部により連結されて一体的に構築される門型架構構造であって、前記開口部の直上に配置される中央梁構造部が、他の梁構造部よりも高強度に構成され、その高強度の中央梁構造部が、その両端を前記開口部に近接するＣＦＴ柱により支持され、前記他の梁構造部が、鉄骨柱により支持され、前記中央梁構造部が、前記開口部の直上の階とその階の上に隣接する階との２階層に亘るトラス構造体で構成され、前記開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブが、他の階の床スラブよりも高強度に構成される点にある。

本構成によれば、開口部の直上に配置される中央梁構造部、つまり、開口部の上方に配置の中央架構部を支持する中央梁構造部が、他の梁構造部よりも高強度に構成されるので、左右の架構部を連結するために開口部の上方に配置される中央架構部を確実に支持することができる。更に、その高強度の中央梁構造部は、その両端が開口部に近接する位置で鉄骨柱より高軸力のＣＦＴ柱により支持されるので、中央梁構造部の支持、言い換えると、中央梁構造部を含む中央架構部の支持は確実となる。
そして、その中央梁構造部以外の他の梁構造部は、ＣＦＴ柱より安価で施工性のよい鉄骨柱により支持されるので、全体として施工性の向上と施工費の低コスト化を図りながら、左右の架構部を連結する中央架構部を確実に支持することが可能となる。

また、本構成によれば、中央梁構造部が、開口部の直上の階とその階の上に隣接する階との２階層に亘るトラス構造体で構成されるので、中央梁構造部は、強度的に十分高いものとなり、開口部の上方に配置の中央架構部を確実に支持することができる。
そして、例えば、開口部の直上の階の梁とその上の隣接階の梁をそのまま利用してトラス構造体を構成することも可能で、その場合には、更なる施工性の向上と施工費の低コスト化を図ることができる。
更に、本構成によれば、開口部を備えた門型であるにもかかわらず、地震に強くて耐震性に優れた門型架構構造を構築することができる。
すなわち、左右の架構部と中央架構部からなる門型架構構造では、地震発生時に左右の架構部の間でねじれ挙動が生じ、開口部より上方の架構部の地震力が、左右の架構部にスムースに伝達されない可能性がある。そこで、開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブを他の階の床スラブよりも高強度に構成することにより、開口部より上方の架構部の地震力が、その高強度の床スラブを介して左右の架構部に確実に伝達されるようにし、その結果、耐震性に優れた門型架構構造を構築することが可能となる。

本発明の第２特徴構成は、前記中央梁構造部の両端のそれぞれが、前記開口部に隣接するＣＦＴ柱とそのＣＦＴ柱の外側に隣接するＣＦＴ柱により支持される点にある。

本構成によれば、中央梁構造部の両端のそれぞれが、開口部に隣接するＣＦＴ柱とそのＣＦＴ柱の外側に隣接するＣＦＴ柱により支持されるので、中央梁構造部とその上方の中央架構部の支持はより一層確実なものとなる。

本発明の第３特徴構成は、前記ＣＦＴ柱のそれぞれが、前記中央梁構造部を構成するトラス構造体の上弦材と下弦材とに連結接続される点にある。

本構成によれば、ＣＦＴ柱のそれぞれが、トラス構造体の上弦材と下弦材とに連結接続されるので、中央梁構造部を構成するトラス構造体とＣＦＴ柱との連結接続が強固になるばかりか、ＣＦＴ柱によるトラス構造体の補強効果も期待できる。
特にトラス構造体の両端を開口部に隣接するＣＦＴ柱とそのＣＦＴ柱の外側に隣接するＣＦＴ柱により支持する場合には、これらの効果が一層顕著となる。

本発明の第４特徴構成は、前記開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブの厚さが、他の階の床スラブの厚さよりも厚い点にある。

本構成によれば、開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブを他の階の床スラブよりも高強度にするに際し、床スラブの厚さを厚くして高強度にするので、床スラブの構築時、他の階の床スラブと一緒に同じコンクリートを打設して構築することが可能となり、施工性の向上を図ることができる。

本発明の第５特徴構成は、前記中央架構部おいて、全階に亘る通し柱の間に耐震用間柱が設けられる点にある。

本構成によれば、中央架構部おいて、全階に亘る通し柱の間に耐震用間柱が設けられるので、中央架構部における耐震性、更には門型架構構造全体の耐震性の向上を図ることができる。

門型架構構造の正面図 門型架構構造の要部の正面図

本発明による門型架構構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
門型架構構造は、図１および図２に示すように、左架構部２と右架構部３が、地上における開口部４を挟んで左右（桁行き方向）に配設され、その左架構部２と右架構部３が、開口部４の上方に配置される中央架構部１により互いに連結されて一体的に構築される。
中央架構部１、左架構部２、および、右架構部３は、それぞれ型鋼や鋼管などからなる鉄骨柱５や鉄骨製の梁構造部６などで構成される多層階に亘る構造体で、例えば、ホテルの客室やマンションの住戸などに供される。
左架構部２と右架構部３は、各架構部２、３の全階に亘る通し柱である鉄骨柱５を備え、それら鉄骨柱５がフーチング７を介して地中に埋設の基礎杭８の上に接続配置される。つまり、左右の架構部２、３は、主として通し柱である鉄骨柱５を介して基礎杭８により支持される。

それに対し、中央架構部１は、主として開口部４の直上に配置される中央梁構造部としてのトラス構造体９とそのトラス構造体９に連結接続されるＣＦＴ柱（コンクリート充填鋼管からなる柱）１０を介して基礎杭８により支持される。
トラス構造体９は、いわゆるメガトラス構造で、図２に拡大して示すように、開口部４の直上の階に梁として配置される鉄骨製の下弦材１２とその階の上に隣接する階に梁として配置される鉄骨製の上弦材１１を備え、それら上弦材１１と下弦材１２が、他の梁構造部６を構成する鉄骨よりも太くて丈夫な鉄骨で構成される。そして、それら上弦材１１と下弦材１２が、太くて丈夫な鉄骨製の斜材１３を介して連結接続され、このようなメガトラス構造からなるトラス構造体９が、開口部４の直上の階とその階の上に隣接する階との２階層に亘って配設される。

そのトラス構造体９は、左右両端部が左右の架構部２、３に１スパン分だけ入り込む状態に配設され、トラス構造体９の上弦材１１と下弦材１２の両端部には、他の梁構造部６を構成する鉄骨とほぼ同じ太さの鉄骨が連結接続される。つまり、開口部４の直上の階とその階の上に隣接する階の梁は、トラス構造体９の上弦材１１と下弦材１２に相当する部分が、他の梁構造部６の鉄骨よりも太くて丈夫な鉄骨で構成され、上弦材１１と下弦材１２以外の他の部分については他の梁構造部６とほぼ同じ鉄骨が使用される。
そのトラス構造体９の左側端部には、開口部４の左側に隣接するＣＦＴ柱１０とその外側に隣接するＣＦＴ柱１０が、また、トラス構造体９の右側端部には、開口部４の右側に隣接するＣＦＴ柱１０とその外側に隣接するＣＦＴ柱１０がそれぞれ連結接続され、それらＣＦＴ柱１０がフーチング７を介して地中に埋設の基礎杭８の上に接続配置される。
すなわち、開口部４の上方に配置される中央架構部１は、それ以外の他の梁構造部６よりも高強度に構成されるトラス構造体９と、他の梁構造部６を支持する鉄骨柱５より高軸力のＣＦＴ柱１０を介して基礎杭８により支持される。

各ＣＦＴ柱１０は、図２に示すように、トラス構造体９の少し上方にまで延出され、トラス構造体９の上弦材１１と下弦材１２にそれぞれ連結接続され、場合によっては、斜材１３にも連結接続される。それら各ＣＦＴ柱１０の上端には、他の柱と同じ鉄骨柱５が連結接続されて左右の架構部２、３の全階に亘る通し柱に構成され、中央架構部１には、他の柱と同じ鉄骨柱５が、中央架構部１の全階に亘る通し柱として配設されてトラス構造体９の上弦材１１と下弦材１２に連結接続される。
それによって、中央架構部１には、図１に示すように、ＣＦＴ柱１０とその上端に接続の鉄骨柱５からなる通し柱と、鉄骨柱５のみからなる通し柱が、互いに対をなす状態で左右に配設されることになり、それら左右の対をなす通し柱の間にそれぞれ耐震用間柱１４がフィーレンディール架構を構成するように配設される。

更に、開口部４の直上の階とその階の上に隣接する階、言い換えると、トラス構造体９の下弦材１２と上弦材１１が配設される階においては、図２に示すように、その床スラブ１５が、床の全面に亘って他の階の床スラブ１６よりも厚くて高強度に構成され、地震発生時、中央架構部１の地震力が、その高強度の床スラブ１５を介して左右の架構部２、３に確実に伝達されるように構成される。
そして、このような構成からなる中央架構部１、左架構部２、および、右架構部３が、梁間方向（図１および図２において紙面に直交する方向）に複数層に亘って配設されて門型架構構造が構築される。

〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、中央梁構造部が２階層に亘るメガトラス構造からなるトラス構造体９により構成された例を示したが、トラス構造体９の具体的な構成は、門型架構構造の規模や開口部４の大きさなどに応じて変更可能であり、大小さまざまな規模のトラス構造体９を採用することができる。更に、門型架構構造の規模によっては、トラス構造体９に代えて、例えば、他の梁構造部６を構成する鉄骨よりも太くて丈夫な鉄骨を使用して高強度の中央梁構造部を構成することも可能である。
なお、中央梁構造部としてトラス構造体９を採用する場合、必ずしもトラス構造体９の上弦材１１と下弦材１２にＣＦＴ柱１０を連結接続する必要はなく、例えば、ＣＦＴ柱１０をトラス構造体９の下弦材１２にのみ連結接続するなど、ＣＦＴ柱１０とトラス構造体９との連結接続に関しては適宜変更可能である。

（２）先の実施形態では、中央梁構造部としてのトラス構造体９の両端をそれぞれ開口部４に隣接するＣＦＴ柱１０とその外側に隣接するＣＦＴ柱１０、つまり、合計４本のＣＦＴ柱１０により支持した例を示したが、例えば、開口部４の左右に隣接する２本のＣＦＴ柱１０により支持するなど、ＣＦＴ柱１０の本数は中央架構部１の規模などに応じて適宜変更可能である。
また、開口部４の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブ１５を他の階の床スラブ１６よりも厚くし、それによって高強度に構成した例を示したが、例えば、高強度のコンクリートを使用して床スラブ１５の高強度化を図ることも可能である。
更に、耐震用間柱１４に関しては、中央架構部１の規模などに応じて省略することも可能である。

１ 中央架構部
２ 左架構部
３ 右架構部
４ 開口部
５ 鉄骨柱
６ 他の梁構造部
９ 中央梁構造部としてのトラス構造体
１０ ＣＦＴ柱
１１ トラス構造体の上弦材
１２ トラス構造体の下弦材
１４ 耐震用間柱
１５ 開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブ
１６ 他の階の床スラブ

Claims (5)

1. 左架構部と右架構部が、地上での開口部を挟んで左右に配置され、その左右の架構部が、前記開口部の上方に配置される中央架構部により連結されて一体的に構築される門型架構構造であって、
   前記開口部の直上に配置される中央梁構造部が、他の梁構造部よりも高強度に構成され、その高強度の中央梁構造部が、その両端を前記開口部に近接するＣＦＴ柱により支持され、前記他の梁構造部が、鉄骨柱により支持され、
   前記中央梁構造部が、前記開口部の直上の階とその階の上に隣接する階との２階層に亘るトラス構造体で構成され、
   前記開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブが、他の階の床スラブよりも高強度に構成される門型架構構造。
2. 前記中央梁構造部の両端のそれぞれが、前記開口部に隣接するＣＦＴ柱とそのＣＦＴ柱の外側に隣接するＣＦＴ柱により支持される請求項１に記載の門型架構構造。
3. 前記ＣＦＴ柱のそれぞれが、前記中央梁構造部を構成するトラス構造体の上弦材と下弦材とに連結接続される請求項１または２に記載の門型架構構造。
4. 前記開口部の直上の階とその階の上に隣接する階の床スラブの厚さが、他の階の床スラブの厚さよりも厚い請求項１～３のいずれか１項に記載の門型架構構造。
5. 前記中央架構部おいて、全階に亘る通し柱の間に耐震用間柱が設けられる請求項１～４のいずれか１項に記載の門型架構構造。

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