JP7261377B2 - Seismic isolation structure - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 平成30年7月28日 株式会社鋼構造出版発行 鉄構技術 第31巻通巻363号、1~2頁にて公開
本発明は、免震構造物に関する。 The present invention relates to a seismic isolation structure.
スタンド部を覆う屋根架構が積層ゴム支承で支持されたアリーナやスタジアム等の免震構造物が知られている(例えば、非特許文献1、及び特許文献1,2参照)。 A seismic isolation structure such as an arena or a stadium is known in which a roof structure covering a stand portion is supported by laminated rubber bearings (see, for example, Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 and 2).
ところで、アリーナやスタジアム等の屋根架構は、大型であるため、重量が大きくなり易い。そのため、屋根架構を支持する支柱部の断面積が大きくなる可能性がある。 By the way, roof structures of arenas, stadiums, and the like are large in size and thus tend to be heavy. Therefore, there is a possibility that the cross-sectional area of the struts that support the roof frame will increase.
この対策として、支柱部だけでなく、スタンド部に積層ゴム支承を介して屋根架構を支持させることが考えられる。 As a countermeasure against this, it is conceivable to support the roof structure not only by the struts but also by the stands via laminated rubber bearings.
しかしながら、スタンド部に積層ゴム支承を介して屋根架構を支持させると、地震時に、屋根架構からスタンド部に水平力が伝達される。そのため、スタンド部の設計では、地震時に屋根架構から伝達される水平力を考慮しなければならず、スタンド部の設計が煩雑になる可能性がある。 However, if the stand section supports the roof frame via the laminated rubber bearing, horizontal force is transmitted from the roof frame to the stand section during an earthquake. Therefore, when designing the stand, it is necessary to take into account the horizontal force transmitted from the roof structure during an earthquake, which may complicate the design of the stand.
本発明は、上記の事実を考慮し、地震時に屋根架構からスタンド部に伝達される水平力を低減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above facts, it is an object of the present invention to reduce the horizontal force transmitted from the roof structure to the stand during an earthquake.
請求項1に記載の免震構造物は、外周に配置される複数の支柱部と、複数の前記支柱部の上部にそれぞれ設けられる複数の積層ゴム支承と、隣り合う前記支柱部の間に配置されるスタンド部と、前記スタンド部の上部に設けられる滑り支承と、前記積層ゴム支承を介して前記支柱部に支持されるとともに、前記滑り支承を介して前記スタンド部に支持される屋根架構と、を備える。 The seismic isolation structure according to claim 1 is arranged between a plurality of struts arranged on the outer periphery, a plurality of laminated rubber bearings respectively provided on top of the plurality of struts, and the adjacent struts. a slide bearing provided on the upper part of the stand; and a roof frame supported by the column via the laminated rubber bearing and supported by the stand via the slide bearing. , provided.
請求項1に係る免震構造物によれば、免震構造物の外周には、複数の支柱部が配置される。これらの支柱部の上部には、積層ゴム支承がそれぞれ設けられる。また、隣り合う支柱部の間には、スタンド部が配置される。このスタンド部の上部には、滑り支承が設けられる。 According to the seismic isolation structure of claim 1, a plurality of struts are arranged on the outer periphery of the seismic isolation structure. Laminated rubber bearings are provided on top of these struts, respectively. Also, a stand portion is arranged between the adjacent support portions. A slide bearing is provided in the upper part of this stand part.
ここで、屋根架構は、積層ゴム支承を介して支柱部に支持されるとともに、滑り支承を介してスタンド部に支持される。これにより、屋根架構が免震化される。したがって、屋根架構の耐震性能が向上する。 Here, the roof frame is supported by the pillars via laminated rubber bearings and supported by the stand via sliding bearings. This makes the roof structure seismically isolated. Therefore, the seismic performance of the roof frame is improved.
また、屋根架構の重量(鉛直荷重)は、複数の支柱部及びスタンド部によって支持される。したがって、本発明では、屋根荷重の重量を支柱部のみで支持する場合と比較して、支柱部の断面積を小さくすることができる。 Also, the weight (vertical load) of the roof frame is supported by a plurality of struts and stands. Therefore, in the present invention, the cross-sectional area of the struts can be reduced compared to the case where the weight of the roof load is supported only by the struts.
さらに、屋根架構は、前述したように、積層ゴム支承を介して支柱部に支持されるとともに、滑り支承を介してスタンド部に支持される。そのため、地震時に屋根架構に作用する水平力は、主として積層ゴム支承を介して支柱部に伝達され、スタンド部には基本的に伝達されない。したがって、地震時に屋根架構からスタンド部に伝達される水平力が低減されるため、スタンド部の設計が簡素化される。 Furthermore, as described above, the roof frame is supported by the struts via the laminated rubber bearings and supported by the stand via the sliding bearings. Therefore, the horizontal force acting on the roof frame during an earthquake is mainly transmitted to the column via the laminated rubber bearing, and is basically not transmitted to the stand. Therefore, the horizontal force transmitted from the roof frame to the stand during an earthquake is reduced, thereby simplifying the design of the stand.
請求項2に記載の免震構造物は、請求項1に記載の免震構造物において、前記支柱部は、鉄骨造とされる。 A seismic isolation structure according to claim 2 is the seismic isolation structure according to claim 1, in which the support columns are made of steel.
請求項2に係る免震構造物によれば、支柱部は、鉄骨造とされる。これにより、支柱部の建て方の工期を短縮することができる。 According to the seismic isolation structure according to claim 2, the column is made of steel. As a result, it is possible to shorten the construction period for erecting the pillars.
請求項3に記載の免震構造物は、請求項2に記載の免震構造物において、前記スタンド部は、コンクリート造とされ、前記支柱部と前記スタンド部とは、構造的に一体化される。
The base isolation structure according to
請求項3に係る免震構造物によれば、スタンド部は、コンクリート造とされる。一方、支柱部は、鉄骨造とされる。この支柱部とスタンド部とは、構造的に一体化される。これにより、例えば、スタンド部と支柱部との間に設けるエキスパンションジョイント等を省略することができる。また、スタンド部と支柱部との間の止水性等を容易に確保することができる。
According to the seismic isolation structure according to
請求項4に記載の免震構造物は、請求項1~請求項3の何れか1項に記載の免震構造物において、前記支柱部は、四隅に配置される。
The base isolation structure according to
請求項4に係る免震構造物によれば、支柱部は、免震構造物の四隅に配置される。ここで、複数の支柱部は、屋根架構の重量だけでなく、地震時に屋根架構に作用する水平力も負担するため、高剛性及び高耐力に設計される。このように高剛性及び高耐力の支柱部を免震構造物の四隅に配置することにより、複数の支柱部によって屋根架構を効率的に支持しつつ、免震構造物の偏心率を低減することができる。
According to the seismic isolation structure of
以上説明したように、本発明によれば、地震時に屋根架構からスタンド部に伝達される水平力を低減することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the horizontal force transmitted from the roof structure to the stand during an earthquake.
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る免震構造物について説明する。 Hereinafter, a seismic isolation structure according to one embodiment will be described with reference to the drawings.
(免震構造物)
図1には、本実施形態に係る免震構造物10が示されている。免震構造物10は、例えば、アリーナ、又はスタジアム等の大空間構造物(大空間建築物)とされる。この免震構造物10は、複数のコアフレーム部(コアフレーム部分)20と、複数のスタンド部(スタンド部分)30と、屋根架構40とを備えている。なお、コアフレーム部20は、支柱部の一例である。
(Seismic isolation structure)
FIG. 1 shows a
(コアフレーム部)
図2に示されるように、免震構造物10は、平面視にて矩形状に形成されている。この免震構造物10の四隅(角部)には、鉄骨造のコアフレーム部20がそれぞれ設けられている。これらのコアフレーム部20は、屋根架構40の重量(長期荷重)を支持するとともに、地震時に屋根架構40に作用する水平力(短期荷重)を負担する。
(core frame part)
As shown in FIG. 2, the
コアフレーム部20は、複数の架構22を組み合わせることにより、平面視にて三角形状に形成されている。各架構22は、隣り合う鉄骨柱24と、隣り合う鉄骨柱24に架設される鉄骨梁26とを有している。また、架構22には、図示しないブレース(耐震ブレース)が設けられている。これにより、コアフレーム部20の剛性及び耐力が高められている。なお、ブレースは、省略可能である。
The
(スタンド部)
隣り合うコアフレーム部20の間には、スタンド部30がそれぞれ設けられている。複数のスタンド部30は、複数のコアフレーム部20と共に、屋根架構40の重量を支持する。各スタンド部30は、鉄筋コンクリート造とされている。また、各スタンド部30は、隣り合うコアフレーム部20に渡って配置されている。さらに、各スタンド部30は、免震構造物10の中央スペース12を囲むように配置されている。中央スペース12には、例えば、競技場や舞台等が設けられる。
(Stand part)
Stand
スタンド部30は、複数の架構32を組み合わせることにより、平面視にて矩形状に形成されている。架構32は、隣り合うコンクリート柱34と、隣り合うコンクリート柱34に架設されるコンクリート梁36とを有している。また、スタンド部30は、免震構造物10の外周に向かって高くなる階段状に形成されている。
The
免震構造物10の外周において隣り合うコアフレーム部20及びスタンド部30の架構22,32は、構造的に連結された一体架構とされている。具体的には、架構22の鉄骨梁26が、架構32のコンクリート柱34の柱梁仕口部に接合(剛接合)されている。これらのスタンド部30及びコアフレーム部20の上には、中央スペース12を覆う屋根架構40(図1参照)が設けられている。
The
(屋根架構)
図1に示されるように、屋根架構40は、鉄骨造とされている。また、屋根架構40は、平面視にて矩形状に形成されている。この屋根架構40は、複数のトラス架構42を組み合わせることにより形成されている。トラス架構42は、上下方向に対向する上弦材42A及び下弦材42Bと、上弦材42Aと下弦材42Bとを連結する束材42C及び斜材42Dとを有している。
(roof frame)
As shown in FIG. 1, the
図3に示されるように、屋根架構40は、複数の積層ゴム支承60を介して各コアフレーム部20に支持されている。具体的には、免震構造物10の外周に配置された鉄骨柱24には、受け部62がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 3 , the
受け部62は、鉄骨柱24の上部から免震構造物10の内側へ延出している。また、受け部62の先端部は、斜材64によって支持されている。この受け部62上に、積層ゴム支承60がそれぞれ設置されている。
The receiving
積層ゴム支承60は、例えば、鉛プラグ入り積層ゴムや、天然ゴム系積層ゴムとされている。この積層ゴム支承60の下側フランジ部60Lは、図示しないボルト等によって受け部62に接合されている。
The
一方、積層ゴム支承60の上側フランジ部60Uの上には、屋根架構40の束材42Cが載置されている。束材42Cは、図示しないボルト等によって積層ゴム支承60の上側フランジ部60Uに接合されている。この積層ゴム支承60によって、屋根架構40がコアフレーム部20に対して水平方向に変位可能に支持されている。また、地震時に、屋根架構40に作用する水平力は、積層ゴム支承60を介してコアフレーム部20に伝達される。
On the other hand, on the
コアフレーム部20には、図示しない免震用ダンパーが設けられている。免震用ダンパーは、コアフレーム部20と屋根架構40とを連結している。これにより、地震時における屋根架構40の水平変位が減衰される。なお、免震用ダンパーは、省略可能である。
The
図4に示されるように、屋根架構40は、複数の滑り支承70を介してスタンド部30に支持されている。具体的には、免震構造物10の外周に配置されるコンクリート柱34には、受け部72がそれぞれ設けられている。
As shown in FIG. 4 , the
受け部72は、コンクリート柱34の上部から免震構造物10の内側へ延出している。また、受け部72は、リブ状壁部74によって下から支持されている。この受け部72上に、滑り支承70がそれぞれ設置されている。
The receiving
滑り支承70は、例えば、低摩擦弾性滑り支承とされる。この滑り支承70は、受け部72に固定される滑り板70Aと、屋根架構40の束材42Cの下端部に固定され、滑り板70A上にスライド可能に載置される滑り体70Bとを有している。この滑り支承70によって、屋根架構40がスタンド部30に対して水平方向に変位可能に支持されている。
The sliding
また、滑り支承70によって、屋根架構40とスタンド部30との水平方向の縁が切られている。これにより、地震時に屋根架構40に作用する水平力が、スタンド部30に伝達されず、複数の積層ゴム支承60を介してコアフレーム部20に伝達される。
Further, the
なお、スタンド部30には、風荷重によって屋根架構40に作用する引抜き力に抵抗する図示しない転がり支承が設けられている。転がり支承は、例えば、直動転がり支承等とされる。この転がり支承は、スタンド部30と屋根架構40とを連結している。なお、転がり支承は、必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。
Note that the
(作用)
次に、本実施形態の作用について説明する。
(action)
Next, the operation of this embodiment will be described.
図2に示されるように、免震構造物10の外周には、複数のコアフレーム部20が配置されている。これらのコアフレーム部20の上部には、積層ゴム支承60(図3参照)がそれぞれ設けられている。また、隣り合うコアフレーム部20の間には、スタンド部30が配置されている。スタンド部30の上部には、滑り支承70(図4参照)が設けられている。
As shown in FIG. 2 , a plurality of
ここで、屋根架構40は、積層ゴム支承60を介してコアフレーム部20に支持されるとともに、滑り支承70を介してスタンド部30に支持されている。これにより、屋根架構40が免震化される。したがって、屋根架構40の耐震性能が向上する。
Here, the
また、屋根架構40の重量は、複数のコアフレーム部20及びスタンド部30によって支持されている。したがって、本実施形態では、屋根架構40の重量をコアフレーム部20のみで支持する場合と比較して、コアフレーム部20の断面積を小さくすることができる。
Also, the weight of the
さらに、屋根架構40は、前述したように、積層ゴム支承60を介してコアフレーム部20に支持されるとともに、滑り支承70を介してスタンド部30に支持されている。そのため、地震時に屋根架構40に作用する水平力は、主として積層ゴム支承60を介してコアフレーム部20に伝達され、スタンド部30には基本的に伝達されない。したがって、地震時に屋根架構40からスタンド部30に伝達される水平力が低減されるため、スタンド部30の設計が簡素化される。
Further, as described above, the
しかも、コアフレーム部20は、免震構造物10の四隅に配置されている。ここで、複数のコアフレーム部20は、前述したように、屋根架構40の重量だけでなく、地震時に屋根架構40に作用する水平力も負担するため、高剛性及び高耐力に設計されている。このように高剛性及び高耐力のコアフレーム部20を免震構造物10の四隅に配置することにより、複数のコアフレーム部20によって屋根架構40を効率的に支持しつつ、免震構造物10の偏心率を低減することができる。
Moreover, the
また、コアフレーム部20は、鉄骨造とされている。これにより、本実施形態では、コアフレーム部20が鉄筋コンクリート造の場合と比較して、地震時に屋根架構40の水平力を負担するコアフレーム部20の変形性能が高められる。したがって、免震構造物10の耐震性能が向上する。
Further, the
さらに、本実施形態では、コアフレーム部20が鉄筋コンクリート造の場合と比較して、コアフレーム部20の建て方の工期を短縮することができる。
Furthermore, in this embodiment, the construction period for erecting the
一方、スタンド部30は、鉄筋コンクリート造とされている。これにより、本実施形態では、スタンド部30が鉄骨造の場合と比較して、スタンド部30の鉛直剛性が高められる。したがって、例えば、免震構造物10においてコンサートを行った際に、観客の飛び跳ね等によるスタンド部30の振動が低減される。この結果、免震構造物10の近隣施設等に伝播される振動が低減される。
On the other hand, the
また、スタンド部30とコアフレーム部20とは、構造的に一体化されている。これにより、例えば、スタンド部30とコアフレーム部20との間に設けるエキスパンションジョイント等を省略することができる。また、スタンド部30とコアフレーム部20との間の止水性等を容易に確保することができる。
Also, the
(変形例)
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
(Modification)
Next, a modification of the above embodiment will be described.
上記実施形態では、隣り合うコアフレーム部20及びスタンド部30の架構22,32が構造的に連結された一体架構とされている。しかし、コアフレーム部20及びスタンド部30の架構22,32は、構造的に一体に連結されなくても良い。この場合、例えば、コアフレーム部20及びスタンド部30の架構22,32を制振ダンパーによって連結し、地震エネルギーを吸収しても良い。
In the above embodiment, the
なお、隣り合うコアフレーム部20及びスタンド部30の架構22,32を構造的に一体に連結しない場合は、例えば、架構22,32がエキスパンションジョイント等によって適宜連結される。
When the
また、上記実施形態では、コアフレーム部20が免震構造物10の四隅に配置されている。しかし、コアフレーム部20は、免震構造物10の四隅以外の外周部に配置されても良い。この際、スタンド部30は、隣り合うコアフレーム部20の間に適宜配置される。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、免震構造物10が平面視にて矩形状に形成されている。しかし、免震構造物の形状は、平面視にて、三角形状以上の多角形状とされても良いし、平面視にて円形形状や楕円形状に形成されても良い。
In addition, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、支柱部の一例としてのコアフレーム部20が鉄骨造とされている。しかし、支柱部は、鉄筋コンクリート造や、鉄骨鉄筋コンクリート造等であっても良い。また、支柱部の形状や配置は、適宜変更可能である。
Further, in the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、スタンド部30が鉄筋コンクリート造とされている。しかし、スタンド部は、鉄骨鉄筋コンクリート造や鉄骨造とされても良い。また、スタンド部30の形状や配置は、適宜変更可能である。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施形態に係る免震構造物10は、アリーナやスタジアム等に限らず、種々の免震構造物に適用可能である。
Furthermore, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment, and one embodiment and various modifications may be used in combination as appropriate. It goes without saying that various aspects can be implemented without departing from the scope.
10 免震構造物
20 コアフレーム部(支柱部)
30 スタンド部
40 屋根架構
60 積層ゴム支承
70 滑り支承
10
30 stand
Claims (4)
複数の前記支柱部の上部にそれぞれ設けられる複数の積層ゴム支承と、
隣り合う前記支柱部の間に配置されるスタンド部と、
前記スタンド部の上部に設けられる滑り支承と、
前記積層ゴム支承を介して前記支柱部に支持されるとともに、前記滑り支承を介して前記スタンド部に支持される屋根架構と、
を備える免震構造物。 a plurality of struts arranged on the outer periphery;
a plurality of laminated rubber bearings respectively provided on the upper portions of the plurality of support columns;
a stand portion arranged between the adjacent strut portions;
a sliding bearing provided on the upper part of the stand;
a roof frame that is supported by the support via the laminated rubber bearing and supported by the stand via the sliding bearing;
Seismic isolation structure with
請求項1に記載の免震構造物。 The strut part is made of steel,
The seismic isolation structure according to claim 1.
前記支柱部と前記スタンド部とは、構造的に一体化される、
請求項2に記載の免震構造物。 The stand portion is made of concrete,
The strut portion and the stand portion are structurally integrated,
The seismic isolation structure according to claim 2.
請求項1~請求項3の何れか1項に記載の免震構造物。
The struts are arranged at four corners,
A seismic isolation structure according to any one of claims 1 to 3.
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