JPH09221829A - 鉄筋コンクリート構造物の制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のＲＣ構造物に対して著しい荷重増とな
らず、かつ施工を容易にかつ短期間に行なうことができ
るとともに、優れた耐震効果を得ることができるＲＣ構
造物の制振装置を得る。 【解決手段】 ＲＣ造の柱梁を有する構造物の上下階の
梁２、３間に、複数の鉄骨造部材５、８を互いに隙間Ｃ
を介して配設し、上部に配設された鉄骨造部材５の上端
部を上階の梁２に接合し、下部に配設された鉄骨造部材
８の下端部を下階の梁３に接合するとともに、上記鉄骨
造部材５、８間に、鋼棒６をその曲げ変形が阻害されな
いように介装した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に既存の鉄筋コ
ンクリート構造物に耐震補強に用いて好適な鉄筋コンク
リート構造物の制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば新築の鉄筋コンクリー
ト（以下、ＲＣと略称する。）造の柱梁からなる架構に
対する耐震補強として、現場打ちＲＣ壁またはＰＣ壁を
架構との間隙を介して配設するとともに、これらＲＣ壁
等と架構とを多数の鋼棒を介して連結することにより、
地震が発生した際に上記鋼棒の曲げによる弾性変形また
は塑性変形によって、架構に作用する振動エネルギーを
吸収するようにした構造が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、既存のＲＣ
造の構造物に対して耐震補強を施す場合には、同様にし
てＲＣ壁を増設して架構と一体化しようとすると、現場
打ちコンクリートとなるために、施工期間が長くなり、
その間建物を使用することができなくなるという不都合
があった。また、なによりも増設するＲＣ壁の重量が大
きいために、既存の建物に対して大幅な荷重増となり、
場合によっては基礎構造に対する荷重負担が過度に増加
して基礎構造の補強も必要となるという問題点があっ
た。

【０００４】このため、上記既存のＲＣ造の構造物に鉄
骨の筋違を介装する提案もなされている。しかしなが
ら、当該補強構造にあっては、ＲＣ壁を増設する場合に
比べて重量の増加が少なく、また工期も短くて済むとい
う利点はあるものの、圧縮力を受ける上記筋違は座屈し
易いという欠点があり、加えて当該筋違を支持する枠組
みを既存のＲＣ造の架構に強固に接合しなければならな
いために、接合部の構造が複雑であって、強度欠陥を無
くして施工精度を確保することが極めて困難であるとい
う問題点があった。本発明は、上記従来の耐震のための
補強構造が有する課題を有効に解決すべくなされたもの
で、既存のＲＣ構造物に対して著しい荷重増とならず、
かつ施工を容易にかつ短期間に行なうことができるとと
もに、優れた耐震効果を得ることができるＲＣ構造物の
制振装置を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るＲＣ構造物の制振装置は、ＲＣ造の柱梁を有する
構造物に取付けられる制振装置であって、上記構造物の
上下階の梁間に、複数の鉄骨造部材を互いに隙間を介し
て配設し、上部に配設された鉄骨造部材の上端部を上階
の梁に接合し、下部に配設された鉄骨造部材の下端部を
下階の梁に接合するとともに、上記鉄骨造部材間に、鋼
棒をその曲げ変形が阻害されないように介装してなるこ
とを特徴とするものである。

【０００６】ここで、請求項２に記載の発明は、上記鉄
骨造部材が、上下階の梁間に配設された一組のビームお
よびフレームであり、かつ上記鋼棒が、上記ビームおよ
びフレームに穿設された孔部に挿通されるとともに、少
なくともその一端部が上記ビームまたはフレームに固定
されていることを特徴とするものである。また、請求項
３に記載の発明は、上記請求項１または２に記載の鋼棒
が、軟鋼または極低降伏点鋼であることを特徴とするも
のであり、さらに請求項４に記載の発明は、上記鉄骨造
部材が、隣接する柱間において、上記梁方向に複数に分
割されていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項１ないし４のいずれかに記載のＲＣ
構造物の制振装置にあっては、地震時に、構造物に水平
力が作用して層間変位が生じた際に、複数の上記鉄骨造
部材間に介装された鋼棒が屈曲されて塑性変形すること
により、振動エネルギーが吸収されるため、優れた耐震
効果を得ることができる。また、施工に際しては、装置
全体を鉄骨造の部材で構成しているので、従来のＲＣ壁
を増設する場合と比較して、既存のＲＣ構造物に対する
荷重増がはるかに小さくなる。また、上記複数の鉄骨造
部材によって構成しているので、現場におけるコンクリ
ート打設や溶接が不要となり、よってこれらを予め工場
等で製作および組立てておくことにより、現場作業での
取付けが容易で、かつ短期間にその施工を行なうことが
可能となる。

【０００８】特に、請求項２に記載の発明のように、鉄
骨造部材としてビームおよびフレームを用い、これらに
穿設された孔部に鋼棒を挿通するようにすれば、上記孔
部を予め穿設しておくことにより、現場での施工が一層
容易となり、さらに、請求項３に記載の発明のように、
上記鋼棒として軟鋼または極低降伏点鋼（極軟鋼）を用
いれば、当該鋼棒の強度が低く、かつ塑性変形能力に優
れるために、多数回の横揺れに対しても破壊すること無
く安定した履歴エネルギー吸収を維持することができて
好適である。さらにまた、鉄骨造の部材を用いているの
で、請求項４に記載の発明のように、これを適宜長手方
向に分割すれば、個々の鉄骨造部材の重量やサイズを小
さくすることができ、この結果、建物内部や上階への搬
入および取付け作業が一層容易になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明に係るＲＣ
構造物の制振装置の一実施形態を示すものである。この
制振装置は、既存のＲＣ柱１および既存のＲＣ梁２、３
を有する構造物に取付けられたものであり、図中符号
５、５が上階のＲＣ梁２に沿って配設されたビーム（鉄
骨造部材）である。これらビーム５、５は、隣接するＲ
Ｃ柱１、１間において、上記ＲＣ梁２の延在方向に２分
割されたもので、それぞれ２本のＨ形鋼５ａ、５ｂが上
下フランジを当接させることにより構成されたものであ
る。ここで、上方のＨ形鋼５ａは、後施工アンカー４…
によって上階のＲＣ梁２に接合されている。また、Ｈ形
鋼５ａの下フランジおよびＨ形鋼５ｂの上下フランジに
は、上下方向に連通する孔部が長手方向に等間隔をおい
て複数箇所（図では、それぞれ１０箇所）に穿設されて
おり、これらの孔部に鋼棒６…が挿通されている。この
鋼棒６としては、軟鋼または極低降伏点鋼等の強度が低
く、かつ塑性変形能力に優れた材質の鋼材が使用されて
おり、その上端部には、ねじ部が形成されている。

【００１０】そして、上記鋼棒６の上端部において、Ｈ
形鋼５ａ、５ｂの各フランジ側からナット７、７が螺合
されて締め付けられることにより、上記Ｈ形鋼５ａ、５
ｂが一体化されて上記ＲＣ梁２に接合されたビーム５が
構成されるとともに、このビーム５に、上記鋼棒６…が
垂設されている。他方、上記各ビーム５の下方には、隙
間Ｃを介して鉄骨トラス（フレーム、鉄骨造部材）８が
配設されている。この鉄骨トラス８は、対向配置された
一対の水平材９、１０が垂直材１１、１１によって連結
一体化されるとともに、これら垂直材１１、１１間に斜
材１２、１２が配設されたもので、これら水平材９、１
０、垂直材１１および斜材１２としては、いずれもＨ形
鋼が用いられている。そして、上記鉄骨トラス８は、そ
の下部の水平材１０が後施工アンカー１３…によって下
階のＲＣ梁３に接合されている。

【００１１】他方、上部の水平材９は、２本のＨ形鋼９
ａ、９ｂが上下フランジを当接させることにより構成さ
れたもので、Ｈ形鋼９ａの上下フランジおよびＨ形鋼９
ｂの上フランジの上記鋼棒６と対応する位置には、それ
ぞれ上下方向に連通する孔部が長手方向に等間隔をおい
て穿設されており、これらの孔部に、上記鋼棒６…の下
部が挿通されている。これにより、上記鋼棒６は、上部
に配設されたビーム５に上端部が固定され、かつ上記ビ
ーム５および鉄骨トラス８間に、その曲げ変形が阻害さ
れないように介装されている。

【００１２】以上の構成からなるＲＣ構造物の制振装置
にあっては、地震時に、図２に示すように、上記ＲＣ構
造物に水平力が作用して層間変位が生じた際には、ビー
ム５と鉄骨トラス８との孔部に挿通された複数本の鋼棒
６点が屈曲されて塑性変形することにより、振動エネル
ギーを吸収することができ、この結果優れた耐震効果を
得ることができる。また、上記制振装置を施工する際に
は、装置全体をＨ形鋼によって構成しているので、従来
のＲＣ壁を増設する場合と比較して、既存のＲＣ構造物
に対する荷重増がはるかに小さくなる。また、現場にお
けるコンクリート打設や溶接が不要であり、しかも工場
等において、ビーム５を構成するＨ形鋼５ａ、５ｂの切
断および穴明け加工や、鉄骨トラス８の製作および組立
てを行なっておくことにより、現場作業での取付けが容
易になり、かつ短期間にその施工を行なうことができ
る。

【００１３】加えて、上記鋼棒６…として、軟鋼または
極低降伏点鋼（極軟鋼）等の強度が低く、かつ塑性変形
能力に優れた鋼材を用いているので、多数回の横揺れに
対しても破壊すること無く安定した履歴エネルギー吸収
を維持することができる。さらに、上記ビーム５および
鉄骨トラス８を、隣接するＲＣ柱１、１間において、上
記ＲＣ梁２、３の延在方向に２分割しているので、各ビ
ーム５および鉄骨トラス８の重量およびサイズを小さく
することができ、よって建物内部や上階への搬入および
取付け作業が極めて容易である。

【００１４】

【発明の他の実施の形態】図４は、本発明に係るＲＣ構
造物の制振装置の他の実施形態を示すもので、図１〜図
３に示したものと同一構成部分については、同一符号を
付してその説明を簡略化する。この制振装置は、ＲＣ柱
１、１間の上部にガラス窓２０を有するＲＣ構造物に適
用したもので、図１〜図３に示したものとは逆に、ビー
ム５を下階のＲＣ梁３に後施工アンカー４…によって接
合し、鉄骨トラス８をその水平材９、１０間に上記ガラ
ス窓２０が位置するようにして、上階のＲＣ梁２に後施
工アンカー１３…によって接合したものである。ここ
で、上記鋼棒６…は、その下端部がナット７、７によっ
てビーム５に固定されるとともに、当該ビーム５および
鉄骨トラス８に穿設された孔部に、曲げ変形が阻害され
ないように挿通されている。

【００１５】この形態の制振装置にあっても、図１〜図
３に示したものと同様の効果を得ることができる他、既
存のＲＣ柱１、１間にガラス窓２０があるＲＣ構造物に
おいても、当該ガラス窓２０を塞ぐことなく取付けるこ
とができるといった利点がある。なお、上記他の実施形
態においては、鉄骨トラス８として図１に示したものと
同様の水平材９、１０間に斜材１２を設けたものを取付
けているが、これに限るものではなく、当該鉄骨トラス
８として強度上許容される場合には、上記斜材１２を省
いた鉄骨フレーム（鉄骨造部材）を用いてもよく、これ
によれば一層ガラス窓２０からの景観を損うことなく、
当該制振装置を取付けることができて好適である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし４
のいずれかに記載のＲＣ構造物の制振装置にあっては、
地震時に、構造物に水平力が作用して層間変位が生じた
際に、上記鉄骨造部材間に介装された鋼棒が屈曲されて
塑性変形することにより、振動エネルギーが吸収される
ため、優れた耐震効果を得ることができるとともに、施
工に際しては、装置全体を鉄骨造の部材で構成している
ので、既存のＲＣ構造物に対する荷重増が小さくなり、
かつ予め工場等で製作および組立てておくことにより、
現場作業での取付けが容易で、かつ短期間にその施工を
行なうことが可能となる。

【００１７】また、請求項２に記載の発明によれば、孔
部に鋼棒を挿通することにより、現場での施工が一層容
易となり、さらに請求項３に記載の発明によれば、鋼棒
の強度が低く、かつ塑性変形能力に優れるために、多数
回の横揺れに対しても破壊すること無く安定した履歴エ
ネルギー吸収を維持することができ、請求項４に記載の
発明によれば、個々の鉄骨造部材の重量やサイズを小さ
くすることにより、建物内部や上階への搬入および取付
け作業が一層容易になるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＲＣ構造物の制振装置の一実施形
態を示す正面図である。

【図２】図１の構造物に層間変位が生じた際の状態を示
す要部の拡大図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線視断面図である。

【図４】本発明に係るＲＣ構造物の制振装置の他の実施
形態を示す正面図である。

【符号の説明】

１ 既存のＲＣ柱 ２、３ 既存のＲＣ梁 ５ ビーム（鉄骨造部材） ４、１３ 後施工アンカー ６ 鋼棒 ７ ナット ８ 鉄骨トラス（フレーム、鉄骨造部材） Ｃ 隙間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄筋コンクリート造の柱梁を有する構造
   物に取付けられる鉄筋コンクリート構造物の制振装置で
   あって、上記構造物の上下階の梁間に、複数の鉄骨造部
   材を互いに隙間を介して配設し、上部に配設された上記
   鉄骨造部材の上端部を上記上階の梁に接合し、下部に配
   設された上記鉄骨造部材の下端部を上記下階の梁に接合
   するとともに、上記鉄骨造部材間に、鋼棒をその曲げ変
   形が阻害されないように介装してなることを特徴とする
   鉄筋コンクリート構造物の制振装置。
2. 【請求項２】 上記鉄骨造部材は、上記上下階の梁間に
   配設された一組のビームおよびフレームであり、かつ上
   記鋼棒は、上記ビームおよびフレームに穿設された孔部
   に挿通されるとともに、少なくともその一端部が上記ビ
   ームまたはフレームに固定されていることを特徴とする
   請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の制振装置。
3. 【請求項３】 上記鋼棒は、軟鋼または極低降伏点鋼で
   あることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄筋コ
   ンクリート構造物の制振装置。
4. 【請求項４】 上記鉄骨造部材は、隣接する柱間におい
   て、上記梁方向に複数に分割されていることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれかに記載の鉄筋コンクリー
   ト構造物の制振装置。