JPH0813848A - 連層耐震壁の付帯柱脚部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 連層耐震壁を備えた鉄筋コンクリート造の中
高層建築物に、高い振動減衰性及び塑性変形能力を付与
し、地上架構の必要強度を低減すると共に、基礎構造の
引き抜き耐力も低減できる連層耐震壁の付帯柱脚部構造
を提供する。 【構成】 連層耐震壁の付帯柱脚部構造は、連層耐震壁
を備えた中高層建築物において、地上一階の連層耐震壁
付帯柱脚部に低降伏鋼材２を配してなる。ここで、前記
低降伏鋼材２は、連層耐震壁付帯柱の主筋６に固定した
低降伏鋼鋼管２としても良く、また、連層耐震壁付帯柱
の主筋２と絶縁し、基礎杭４に固定した、低降伏鋼Ｈ形
鋼または低降伏鋼Ｉ形鋼としても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連層耐震壁を備えた中
高層建築物の付帯柱脚部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の連層耐震壁を備えた鉄筋コンクリ
ート造の中高層建築物は、地震が発生して水平荷重が作
用した場合、ひび割れが発生し、比較的小さい変形で最
大の水平耐力に達し、その後、急激に大きく耐力が低下
する。かように、鉄筋コンクリート造の中高層建築物の
連層耐震壁は、高い靱性を持たせることが困難であり、
そのため大きな水平耐力を持たせ、強度で地震の水平荷
重に抵抗する強度型構造設計がなされている。

【０００３】この強度型構造設計において、連層耐震壁
を備えた鉄筋コンクリート造の建築物の構造特性係数Ｄ
ｓ（以下、本明細書中、単に「Ｄｓ」という。）は、建
設省告示によって、０.５程度に設定されている。ここ
で、Ｄｓとは、それぞれの建築物毎に期待できる振動減
衰性及び塑性変形能力に応じて定めることができる必要
保有耐力を低減する係数であって、このＤｓは構造物の
架構が靱性に富むほど、また減衰性が高いほど小さくで
きる値である。例えば、関東大震災級の地震時には、建
築物の弾性最大応答加速度はおおよそ1,000galとなり、
建築物の重量と同等の力（すなわち１Ｇを重量に乗じた
力）を必要な設計用水平荷重とする必要があるが、Ｄｓ
が０.５である場合には、この設計用水平荷重は０.５Ｇ
に重量を乗じたものに低減されるのである。

【０００４】したがって、架構の靱性を富ませて減衰性
を高める、すなわちＤｓを小さくすればするほど、架構
の必要強度を低下することができて、地上架構の鋼材量
も少なくなり材料コストや施工の手間を減らすことがで
きると共に、基礎も簡略にできるという利点がある。

【０００５】かような利点を享受するために、連層耐震
壁の壁横筋などの横補強筋や、付帯柱帯筋および壁つな
ぎ筋等の拘束筋を増加して、靱性を高める手法も提案さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、補強筋
や拘束筋を増加する手法によって、連層耐震壁の靱性を
高めようとすると、多量の補強筋や拘束筋が必要になる
にも拘らず、大幅にＤｓを低下させることはできないと
いう問題点がある。

【０００７】また、連層耐震壁を強度型構造設計によっ
て構築しようとすると、同様に鉄筋量が多くなり過ぎる
と共に、この連層耐震壁すなわち地上架構の強度に見合
うだけの引き抜き耐力が基礎にも要求され、基礎構造が
過大になって施工コストが増加するという問題点があ
る。

【０００８】本発明は前記問題点を解決せんとしたもの
であり、その目的は、連層耐震壁を備えた鉄筋コンクリ
ート造の中高層建築物に、高い振動減衰性及び塑性変形
能力を付与して、地上架構の必要強度を低減すると共
に、基礎構造の必要引き抜き耐力も低減できる連層耐震
壁の付帯柱脚部構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、連層耐震壁を備
えた中高層建築物において、地上一階の連層耐震壁付帯
柱脚部に低降伏鋼材を配してなる連層耐震壁の付帯柱脚
部構造にある。

【００１０】本発明において、地上一階脚部に配した前
記低降伏鋼材は、上端を連層耐震壁付帯柱の主筋に固定
し、下端を基礎杭に固定した低降伏鋼鋼管とすることも
できる。かように低降伏鋼材として低降伏鋼鋼管を使用
するため、上端と下端を固定するだけで良く、配筋作業
が容易である。また、低降伏鋼鋼管は、その内部にコン
クリートを内包した状態で配されるため、靱性を高くす
るのが困難であり、圧縮力が作用する時には、おおむね
弾性挙動を示し、引張力が作用する時のみ降伏し、靱性
に富む変形性状を示し、全体として崩壊を防止すること
ができる。

【００１１】また、本発明において、地上一階脚部に配
した前記低降伏鋼材は、下端を基礎杭に固定した、低降
伏鋼Ｈ形鋼または低降伏鋼Ｉ形鋼とすることもできる。

【００１２】なお、本発明は連層耐震壁を備える建築物
であれば、いかなる平面形状であっても適用可能であ
る。

【００１３】

【作用】本発明の連層耐震壁の付帯柱脚部構造では、連
層耐震壁を備えた中高層建築物において、地上一階の連
層耐震壁付帯柱脚部に低降伏鋼材を配しており、この低
降伏鋼材は、構造材として用いられている鋼材よりも降
伏点が低く、外力が加わると構造材よりも早期に降伏し
て塑性化するものである。

【００１４】したがって、地震が発生して地盤からの振
動が地上一階脚部の低降伏鋼材に伝わり、この振動によ
る水平荷重が所定値を越えた時点で、地上一階脚部は降
伏して塑性化する。この塑性化によって、水平荷重すな
わち振動エネルギーは消費して減衰し、地上一階脚部以
上の階層の架構には、前記所定値以上の水平荷重が作用
しない。

【００１５】

【実施例】図１は中高層建築物の平面図であり、Ｘ方向
に柱１と梁２０とからなるラーメン構造を、そしてＹ方
向に連層耐震壁３と連層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂとを備
える構造となっている。この連層耐震壁付帯柱１ａ，１
ｂに、本発明の連層耐震壁の付帯柱脚部構造を適用し、
以下、実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図２は図１の点線II−IIに沿った断面図、
図３は図２の点線III−IIIに沿った断面図、図４は図３
の斜視図である。本発明の連層耐震壁の付帯柱脚部構造
は、地上一階の連層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部に、
低降伏鋼材としての低降伏鋼鋼管２を配することに特徴
がある。

【００１７】ここで低降伏鋼鋼管２は、図５に示すよう
に、上端部２ｂと下端部２ｃとが管状部２ａに対してほ
ぼ直角に内側に曲がって形成されており、下端部２ｃは
上端部２ｂと同様と更にこの上下端部２ｂ，２ｃにはそ
れぞれ孔２ｄ，２ｅが形成されている。なお、下端部２
ｃは上端部２ｂと同様とせず、図２に示すように、下端
部２ｃが嵌入できる穴を有するベースプレート１４を用
いて、この穴に下端部２ｃを嵌入して設け、基礎部４と
定着することもできる。これらの内側に曲げた部分やベ
ースプレートは、普通強度鋼材とする。また、低降伏鋼
鋼管２は、連層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部が充分な
靱性を示す程度の長さにすれば良い。

【００１８】次いで、低降伏鋼鋼管２を使用した連層耐
震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部の形成手順を説明する。最
初に、低降伏鋼鋼管２を、基礎部４から突出している基
礎杭５の定着筋（図示せず）とラップさせて設置して定
着を確保すると共に、下端部２ｃの孔２ｅにアンカー筋
１０をそれぞれ通し、これらのアンカー筋１０にナット
１１を螺着して基礎部４に固定する。そして、上端部２
ｂには、ナット８が螺着された主筋６を、それぞれ孔２
ｄに通し、更にこれらの主筋６の下端にナット９を螺着
して固定する。なお、主筋６の周りには帯筋７を配す
る。かように配された、低降伏鋼鋼管２や帯筋７の周り
に形枠（図示せず）を形成した後、形枠の内部および外
周にコンクリート３０を打設する。コンクリート３０が
硬化した後、形枠を取り除いて連層耐震壁付帯柱１の脚
部の形成は終了する。以上のように連層耐震壁の付帯柱
脚部を形成することによって、Ｄｓは０.３以下にまで
低下することができる。

【００１９】次に、本発明の他の実施態様を、図６及び
図７を参照して説明する。

【００２０】図６及び図７において、連層耐震壁の付帯
柱脚部構造は、地上一階の連層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂ
の脚部に、低降伏鋼材としての低降伏鋼Ｈ形鋼１０を配
することに特徴がある。

【００２１】ここで低降伏鋼Ｈ形鋼１０は、図６に示す
ように、下端部に普通強度鋼のベースプレート１４が溶
接されており、このベースプレート１４にはアンカー筋
１２を挿入して基礎部４に固定するための孔（図示せ
ず）が形成されている。また、低降伏鋼Ｈ形鋼１０の上
端、下端の両フランジ外側とウェブ両側には、頭付きス
タッドが固定されている。なお、この低降伏鋼Ｈ形鋼１
０のスタッド部の長さは、引張力の定着に必要な長さと
する。また、ベースプレート１４は普通強度鋼材とす
る。

【００２２】次いで、低降伏鋼Ｈ形鋼１０を使用した連
層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部の形成手順を説明す
る。最初に、低降伏鋼Ｈ形鋼１０は、ベースプレート１
４の孔にアンカー筋１２を通し、このアンカー筋１２に
ナット１３を螺着して基礎部４との定着を取る。そし
て、主筋６を、地上一階床梁３に対抗する位置よりも上
方の低降伏鋼Ｈ形鋼１０の周りに配置すると共に、この
主筋６の周りに帯筋６を配置する。また、地上一階床梁
３に対抗する位置よりも下方の低降伏鋼Ｈ形鋼１０の周
りには、補助筋１５によって支持された帯筋７を配置す
る。ここで、補助筋１５は、帯筋７を支持するためだけ
のものであるので、帯筋７の内側４隅に一本ずつ配置す
るといったように、最低限度の本数とし、主筋６とは縁
を切って配置する。かように配された帯筋７のさらに外
周に形枠（図示せず）を形成し、この形枠の内部にコン
クリート３０を打設して、コンクリート３０が硬化した
形枠を除去して連層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部の形
成は終了する。以上のように連層耐震壁の付帯柱脚部を
形成することによって、Ｄｓは０.３以下にまで低下す
ることができる。

【００２３】次に、図２乃至図５に示した、本発明の実
施態様の作用について説明する。

【００２４】地震が発生して地盤からの振動が地上一階
付帯柱脚部１ａ，１ｂの低降伏鋼鋼管２に伝わり、この
振動により地上一階付帯柱脚部１ａ，１ｂに作用する水
平荷重が所定値つまり０.２５Ｇを越える前後に、地上
一階付帯柱脚部１ａもしくは１ｂは降伏して塑性化す
る。すなわち、図１において示すように、高層建築物に
水平荷重Ｐが作用すると、付帯柱脚部１ｂには引張応力
が生じ、付帯柱脚部１ａには圧縮応力が生じる。この水
平荷重Ｐが０.２５Ｇを越える前後に、付帯柱脚部１ｂ
の低降伏鋼鋼管２は上方に伸びるように塑性変形し、一
方、付帯柱脚部１ａの低降伏鋼鋼管２は、周囲のコンク
リート３０が圧縮力を負担するのでほぼ弾性にとどま
る。したがって、この付帯柱脚部１ｂの低降伏鋼鋼管２
の塑性変形によって、０.２５Ｇを越えるような水平荷
重Ｐは消費して、減衰されてしまうため、０.２５Ｇを
越えるような水平荷重Ｐは二階以上の階層に作用しな
い。また、引張応力が生じる付帯柱脚部１ｂの基礎部
４、特に基礎杭５にも０.２５Ｇを越えるような水平荷
重Ｐによる、引き抜き応力は作用しない。このため、付
帯柱脚部１ａ，１ｂ以上の階層つまり二階以上では、設
計用水平荷重として、０.２５Ｇに安全率１.２を乗じた
としても０.３Ｇ以上とすれば良く、二階以上の階層で
架構の必要強度を低下することができて、鋼材量も少な
くなり材料コストや施工の手間を減らすことができると
共に、基礎も簡略にできるという利点を享受できる。ま
た、付帯柱脚部では、降伏することの無い、非ヒンジ部
材となるためプレキャスト構造にしてもＤｓを割り増す
必要が無くなる。

【００２５】次に、図６乃至図７に示した、本発明の実
施態様の作用について説明する。

【００２６】上記の図２乃至図５に示した実施態様と同
様に、地震により地上一階付帯柱脚部１ａ，１ｂに作用
する水平荷重が０.２５Ｇを越える前後に、地上一階付
帯柱脚部１ａもしくは１ｂは降伏して塑性化する。すな
わち、図１において示すように、高層建築物に水平荷重
Ｐが作用すると、付帯柱脚部１ｂには引張応力が生じ、
付帯柱脚部１ａには圧縮応力が生じる。この水平荷重Ｐ
が０.２５Ｇを越える前後に、付帯柱脚部１ｂの低降伏
鋼Ｈ形鋼１０は上方に伸びるように塑性変形し、一方、
付帯柱脚部１ａの低降伏鋼Ｈ形鋼１０はコンクリートが
圧縮力を負担するので、ほぼ弾性にとまる。したがっ
て、上記の図２乃至図５に示した実施態様と同様な利点
を享受することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の連層耐震壁の付帯柱脚部構造
は、連層耐震壁を備えた鉄筋コンクリート造の中高層建
築物に、高い振動減衰性及び塑性変形能力を付与して、
地上架構の必要強度を低減すると共に、基礎構造の引き
抜き耐力も低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の連層耐震壁の付帯柱脚部構造を適用し
た高層建築物の平面図である。

【図２】図１の点線II−IIに沿った断面図である。

【図３】図２の点線III−IIIに沿った断面図である。

【図４】図３の斜視図である。

【図５】本発明の連層耐震壁の付帯柱脚部構造に使用す
る低降伏鋼鋼管の一部拡大断面図である。

【図６】図２乃至図５に示した以外の本発明の実施態様
の断面図である。

【図７】図６の点線VII−VIIに沿った断面図である。

【符号の説明】

１ 連層耐震壁付帯柱 ２ 低降伏鋼鋼管(低降伏鋼材) ４ 基礎杭 ６ 主筋 １０ 低降伏鋼鋼管(低降伏鋼材）

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【手続補正書】

【提出日】平成６年８月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本発明において、地上一階脚部に配した前
記低降伏鋼材は、上端を連層耐震壁付帯柱の主筋に固定
し、下端を基礎杭に固定した低降伏鋼鋼管とすることも
できる。かように低降伏鋼材として低降伏鋼鋼管を使用
するため、上端と下端を固定するだけで良く、配筋作業
が容易である。また、低降伏鋼鋼管は、その内部にコン
クリートを内包した状態で配されるため、圧縮力が作用
する時には、おおむね弾性挙動を示し、引張力が作用す
る時のみ降伏し、靱性に富む変形性状を示し、全体とし
て崩壊を防止することができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】次いで、低降伏鋼Ｈ形鋼１０を使用した連
層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部の形成手順を説明す
る。最初に、低降伏鋼Ｈ形鋼１０は、ベースプレート１
４の孔にアンカー筋１２を通し、このアンカー筋１２に
ナット１３を螺着して基礎部４との定着を取る。そし
て、主筋６を、地上一階床梁３に対抗する位置よりも上
方の低降伏鋼Ｈ形鋼１０の周りに配置すると共に、この
主筋６の周りに帯筋７を配置する。また、地上一階床梁
３に対抗する位置よりも下方の低降伏鋼Ｈ形鋼１０の周
りには、補助筋１５によって支持された帯筋７を配置す
る。ここで、補助筋１５は、帯筋７を支持するためだけ
のものであるので、帯筋７の内側４隅に一本ずつ配置す
るといったように、最低限度の本数とし、主筋６とは縁
を切って配置する。かように配された帯筋７のさらに外
周に形枠（図示せず）を形成し、この形枠の内部にコン
クリート３０を打設して、コンクリート３０が硬化した
形枠を除去して連層耐震壁付帯柱１ａ，１ｂの脚部の形
成は終了する。以上のように連層耐震壁の付帯柱脚部を
形成することによって、Ｄｓは０.３以下にまで低下す
ることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連層耐震壁を備えた中高層建築物におい
   て、 地上一階の連層耐震壁付帯柱脚部に低降伏鋼材を配して
   なる連層耐震壁の付帯柱脚部構造。
2. 【請求項２】前記低降伏鋼材が、上端を連層耐震壁付帯
   柱の主筋に固定し、下端を基礎杭に固定した低降伏鋼鋼
   管からなる請求項１の連層耐震壁の付帯柱脚部構造。
3. 【請求項３】 前記低降伏鋼材が、下端を基礎杭に固定
   した、低降伏鋼Ｈ形鋼または低降伏鋼Ｉ形鋼からなる請
   求項１の連層耐震壁の付帯柱脚部構造。