JP7103575B2

JP7103575B2 - 免震構造

Info

Publication number: JP7103575B2
Application number: JP2018004517A
Authority: JP
Inventors: 崇宏待永; 忠史松本; 遼和多田; 翔真藤; 信行柳澤
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-01-15
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2038-01-15
Also published as: JP2019124029A

Description

本発明は、免震構造に関する。

下記特許文献１には、鉄筋コンクリート造の下層階の上部に免震装置を設け、免震装置の上部に鉄骨造の上層階を設けた建築物が開示されている。

特開２００３－３１３９５２号公報

免震装置を交換する際には上層階の鉄骨梁をジャッキアップする必要がある。しかし、上記特許文献１のように、上層階が鉄骨造の場合、鉄骨梁をジャッキアップした際、鉄骨梁が変形する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮して、免震装置を交換する際に鉄骨造の上部構造体が変形し難い免震構造を提供することを目的とする。

請求項１の免震構造は、下部構造体の上面に設置された免震装置と、前記免震装置の上部に固定され、前記免震装置の外側へ突出した鋼製プレートと、前記鋼製プレートの上部に固定され、上端面が鉄骨造の上部構造体における鉄骨梁の上端面より高い位置に形成されて、前記鉄骨梁と柱との仕口部が埋設されたコンクリート補強体と、を備えている。

請求項１の免震構造によると、鉄骨造の上部構造体における柱と梁との仕口部が、コンクリート補強体に埋設されている。これにより仕口部の剛性が向上する。このため、免震装置を取り替える際、コンクリート補強体をジャッキアップしても仕口部は変形し難い。

また、コンクリート補強体の下部には鋼製プレートが固定されている。これによりコンクリート補強体の両端部をジャッキアップした際、コンクリート補強体の下面に作用する引張力に鋼製プレートが抵抗する。このため、鋼製プレートが無い場合と比較して仕口部の変形抑制効果が高められている。

請求項２の免震構造は、前記鋼製プレート及び前記コンクリート補強体は、前記仕口部から前記鉄骨梁に沿って延設されている。

請求項２の免震構造によると、鋼製プレート及びコンクリート補強体が、仕口部から梁に沿って延設されている。このため、コンクリート補強体が梁を被覆する部分をジャッキアップしても仕口部が沈み込み変形し難い。梁を被覆する部分をジャッキアップすることで、仕口部を被覆する部分をジャッキアップする場合と比較して、作業スペースが広くなり免震装置を交換し易い。

請求項３の免震構造は、前記免震装置は前記下部構造体の柱頭に設置されている。

請求項３の免震構造では、免震装置は下部構造体の柱頭に設置されている。また、上部構造体の梁がコンクリート補強体で被覆されている。このため、柱頭部にジャッキを設置するスペースが確保できない場合でも、柱頭部の周囲に架台等を設置してジャッキを設置し、コンクリート補強体が梁を被覆する部分をジャッキアップすることができる。これにより免震装置を交換し易い。
請求項４の免震構造は、前記コンクリート補強体は、平面視で前記鉄骨梁に沿う十字形状とされている。

本発明に係る免震構造によると、免震装置を交換する際に鉄骨造の上部構造体が変形し難い。

本発明の実施形態に係る免震構造を示す立面図である。本発明の実施形態に係る免震構造を示す平面図である。本発明の実施形態に係る免震構造が適用された上部構造体をジャッキアップした状態を示す立面図である。（Ａ）は本発明の実施形態に係る免震構造において、コンクリート補強体を略Ｔ字形状に形成した変形例を示す平面図であり、（Ｂ）は略Ｌ字形状に形成した変形例を示す平面図であり、（Ｃ）は略正方形状に形成した変形例を示す平面図である。

（建物）
図１に示すように、本発明の実施形態に係る免震構造が適用される建物１０は、下部構造体１２の上部に、免震装置１４を介して上部構造体１６が配置された中間階免震構造の建物である。下部構造体１２は鉄筋コンクリート造の建物であり、下部構造体１２の最上階における柱１２Ａの柱頭部には、ベースプレート１２Ｂが図示しないアンカーボルトで固定され、ベースプレート１２Ｂには、免震装置１４の下フランジ１４Ｂが図示しないボルトで固定されている。

免震装置１４の上部には、鉄骨造の上部構造体１６が固定されている。上部構造体１６は、鉄骨柱１６Ａと鉄骨梁１６Ｂとを備えた柱梁架構で形成され、鉄骨柱１６Ａとしては角型鋼管が用いられ、鉄骨梁１６ＢとしてはＨ型鋼が用いられている。

（免震構造）
本発明の実施形態に係る免震構造では、免震装置１４の上フランジ１４Ａに、鋼製プレート２０が図示しないボルトを用いて固定されている。鋼製プレート２０は、免震装置１４の外側（図１に示すＸ方向）へ突出するように配置されている。鋼製プレート２０の上部には、コンクリート補強体３０（以下、補強体３０と称す）が配置されている。鋼製プレート２０の上面にはスタッド２２が溶接されている。このスタッド２２により補強体３０と鋼製プレート２０とが接合されている。

補強体３０には、上部構造体１６における鉄骨柱１６Ａと鉄骨梁１６Ｂとの仕口部１６Ｃが埋設されている。また、図２に示すように、補強体３０は平面視で略十字形状とされ、仕口部１６ＣからＸ方向、Ｙ方向の鉄骨梁１６Ｂに沿って延設されている。すなわち、鉄骨梁１６Ｂの端部と仕口部１６Ｃとが、補強体３０によって補強されている。補強体３０の内部には鉄筋が適宜配筋されている。

なお、以下の説明においては、Ｘ方向に沿う鉄骨梁１６Ｂの梁端部を梁端部１６ＢＸ、Ｙ方向に沿う鉄骨梁１６Ｂの梁端部を梁端部１６ＢＹと称す。また、補強体３０において梁端部１６ＢＸ、１６ＢＹが埋設された部分を、それぞれ延設部３０Ｘ、３０Ｙと称す。延設部３０Ｘ、３０Ｙは、図２において二点鎖線で囲まれる中央部３０ＣからそれぞれＸ方向、Ｙ方向に突出した部分を指す。

図１においては構成を分かり易くするために鉄骨梁１６Ｂが実線で示されているが、図１における立面視で鉄骨梁１６Ｂと補強体３０とが重なる部分では、鉄骨梁１６Ｂの全ての部分が補強体３０に埋設されている。

鋼製プレート２０は、平面視で長方形状とされ、補強体３０のＸ方向に沿う底面（中央部３０Ｃ及び２つの延設部３０Ｘの底面）の略全面を覆うように固定されている。すなわち、鋼製プレート２０は、Ｘ方向に沿う鉄骨梁１６Ｂに沿って延設され、梁端部１６ＢＸの下方に設置されている。

鋼製プレート２０のＸ方向に沿った長さ（長辺の長さ）は、柱１２ＡのＸ方向に沿った幅に、ジャッキＪ（図３参照）における上部アタッチメントの幅を２台分加えた長さ以上とする。これにより図３に示すように、柱１２Ａの横にジャッキＪを配置した状態で鋼製プレート２０と上部アタッチメントとを当接させ、補強体３０をジャッキアップさせることができる。本実施形態においては、鋼製プレート２０のＸ方向に沿った長さは、柱１２ＡにおけるＸ方向と直交する両側面から、それぞれ３００～４００ｍｍ程度外側へ突出した長さとされている。

なお、鉄骨梁１６Ｂの「梁端部」とは、図２における平面視において、少なくとも鋼製プレート２０と重なる部分を指す。

鋼製プレート２０のＹ方向に沿った長さ（短辺の長さ）は、免震装置１４における上フランジ１４Ａの直径に、少なくともＹ方向にそれぞれ５０ｍｍ程度の余長を加えた長さとしている。なお、この余長はへりあき寸法を考慮して定められる。へりあき寸法は、平面視で上フランジ１４Ａから補強体３０まで貫通する図示しないアンカーボルトに対する、補強体３０を形成するコンクリートの被り厚さ（アンカーボルトの外周から補強体３０のコンクリート端面までの長さ）である。

なお、補強体３０における中央部３０ＣのＸ方向及びＹ方向の幅は、少なくとも鋼製プレート２０のＹ方向に沿った長さ以上とされている。

（作用・効果）
本実施形態に係る免震構造によると、鉄骨造の上部構造体１６における鉄骨柱１６Ａと鉄骨梁１６Ｂとの仕口部１６Ｃが、コンクリートで形成された補強体３０に埋設されている。これにより、補強体３０を備えない場合と比較して仕口部１６Ｃの剛性が向上する。このため、免震装置１４を取り替える際、補強体３０をジャッキアップしても仕口部１６Ｃが変形し難い。なお、補強体３０をジャッキアップする際は、免震装置１４の上フランジ１４Ａと鋼製プレート２０とを固定するボルトを外し、互いに分離可能な状態にする。

また、本実施形態に係る免震構造では、補強体３０が、仕口部１６Ｃから鉄骨梁１６Ｂに沿って延設されている。このため、補強体３０をジャッキアップする際には、図３に示すように、補強体３０における延設部３０Ｘの下部にジャッキＪを配置してジャッキアップできる。これにより、補強体に仕口部１６Ｃのみが埋設されている場合と比較して、作業スペースが広くなり免震装置１４を交換し易い。

なお、免震装置１４の両側からジャッキＪを用いて延設部３０Ｘをジャッキアップすると、延設部３０ＸはジャッキＪから上向きの力Ｐを受ける。このため補強体３０の下面は略Ｘ方向に伸び変形しようとする。しかし、補強体３０には、一方の延設部３０Ｘから他方の延設部３０Ｘに亘って鋼製プレート２０が固定されている。さらに、鋼製プレート２０と補強体３０とはスタッド２２によって接合されている。したがってこの鋼製プレート２０が引張力に抵抗することで、補強体３０のひび割れを抑制できる。これにより、鉄骨柱１６Ａから受ける軸力による仕口部１６Ｃの沈み込み及び変形を抑制できる。

また、本実施形態において鋼製プレート２０は、平面視で長方形状とされ、補強体３０のＸ方向に沿う底面（中央部３０Ｃ及び２つの延設部３０Ｘの底面）のみに設置されている。このため、例えば補強体３０のＸ方向及びＹ方向の双方に沿うように十字形状に形成されている場合と比較して、材料の加工が容易であり、上部構造体１６を軽量化できる。

但し、本発明の実施形態はこれに限らず、鋼製プレートを十字形状に形成し、延設部３０Ｘ、３０Ｙの双方に固定してもよい。この場合、延設部３０Ｘだけでなく、延設部３０Ｙもジャッキアップできる。これにより、上部構造体１６における積載荷重の状態や、免震装置１４を取り替える際の方向等に合わせて、ジャッキアップする部分を適宜選択できる。

また、本実施形態において補強体３０は略十字形状に形成されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。たとえば図４（Ａ）に示す補強体４０のように、略Ｔ字形状としてもよい。すなわち、図２に示した補強体３０から、一方の延設部３０Ｙを省略してもよい。補強体４０は、例えば上部構造体１６の外壁に沿った仕口部に適用できる。

また、図４（Ｂ）に示す補強体５０のように、略Ｌ字形状としてもよい。すなわち、図２に示した補強体３０から、一方の延設部３０Ｙ及び一方の延設部３０Ｘを省略してもよい。補強体５０は、例えば建物の角部（出隅部）の仕口部に適用できる。この場合、補強体５０の下部には補強プレート２４が接合されるが、補強プレート２４は、補強体５０の中央部５０Ｃから一方の延設部５０Ｘに亘って接合される。このような場合においては、
ジャッキＪは、延設部５０Ｘの他、中央部５０Ｃにおいて免震装置１４に近接した部分に設置することができる。

またさらに、図４（Ｃ）に示す補強体６０のように、免震装置１４の周囲にジャッキＪを設置する場所を確保できれば、延出部を備えない略正方形や長方形に形成することもできる。この場合、補強プレート２６は、補強体６０の略全面に接合される。なお、図４（Ｂ）、（Ｃ）に２点鎖線で示されたジャッキＪは、ジャッキＪを設置可能な場所を示しているが、必ずしもこの場所にジャッキＪを設置しなくてもよい。

また、本実施形態において、免震装置１４は下部構造体１２の柱１２Ａの柱頭に設置されているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば下部構造体１２のフーチングの上面に設置してもよいし、下部構造体１２の最上階のスラブの上面に設置してもよい。このような場合は、例えば下部構造体１２の最上階を、天井高が低い免震層として形成する場合に適用できる。

さらに、本実施形態において下部構造体１２は建物としているが、例えば、下部構造体として基礎床版を適用してもよい。すなわち、本発明に係る補強構造は、基礎免震の建物に適用することもできる。また、本実施形態において、上部構造体１６における鉄骨柱１６Ａは角型鋼管とされているが、この角型鋼管にはコンクリートを充填してもよい。あるいは、Ｈ型鋼で形成してもよい。さらに、柱脚部をコンクリートに埋設してもよい。また、鉄骨梁１６Ｂは部分的にコンクリートに埋設してもよい。このように、本発明における「鉄骨造」とは、部分的に鉄骨コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造とされている場合を含む。

１２下部構造体
１４免震装置
１６上部構造体
１６Ａ鉄骨柱（柱）
１６Ｂ鉄骨梁（梁）
１６Ｃ仕口部
２０鋼製プレート
３０コンクリート補強体

Claims

下部構造体の上面に設置された免震装置と、
前記免震装置の上部に固定され、前記免震装置の外側へ突出した鋼製プレートと、
前記鋼製プレートの上部に固定され、上端面が鉄骨造の上部構造体における鉄骨梁の上端面より高い位置に形成されて、前記鉄骨梁と柱との仕口部が埋設されたコンクリート補強体と、
を備えた免震構造。
前記鋼製プレート及び前記コンクリート補強体は、前記仕口部から前記鉄骨梁に沿って延設されている、請求項１に記載の免震構造。
前記免震装置は前記下部構造体の柱頭に設置されている、請求項２に記載の免震構造。
前記コンクリート補強体は、平面視で前記鉄骨梁に沿う十字形状とされている、
請求項１～３の何れか１項に記載の免震構造。