JPH0988182A - 吹き抜けを有する建物の捻れ変形防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 吹き抜け部がある建物において、大きな水平
外力が加っても捻れ変形が生じないようにする。 【解決手段】 平面上において建物中心から偏って吹き
抜け３０が設けられる建物２０において、該吹き抜けが
形成される階の梁２４は、その全部もしくはその一部の
両端を上下方向のモーメントを逃がす様にピン結合で柱
２２に連結する。両端がピン結合された梁２４ａは軸組
の水平剛性には寄与しなくなるから、当該階の床のない
吹き抜け３０部分の軸組の水平剛性と床スラブの有る他
の部分の軸組の水平剛性とを可及的に近づけることがで
き、よって水平外力を受けた際の変位が吹き抜けの軸組
部分と床が有る軸組部分とで可及的に均等化されて、捻
れ変形が起こり難くなり、もって吹き抜け部周辺の柱や
梁の鉄骨量を多くする必要が無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面上において建
物の中心から偏って吹き抜けが設けられる建物に水平力
が作用した場合に、当該建物に捻れ変形が生じることを
可及的に防止できる様にした吹き抜けを有する建物の捻
れ変形防止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、図６に示すように鉄骨軸組構造
の建物２における柱４と梁６とは、その仕口部８におい
て鉄骨端部のウェブ同士及び上下のフランジ同士を相互
にプレート１０，１２を介して多数の締め付けボルト１
４で締結したり、あるいは溶接したりして、当該接続部
を剛に結合させており、平面上において建物の中心から
偏心した箇所に部分的に床スラブの無い吹き抜けを設け
た鉄骨軸組構造の建物にあっても、柱と梁とはそれらの
仕口部において、上記の様に剛に結合させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様に柱と梁とを剛に結合した鉄骨軸組構造の建物に、図
４の立面図及び図５の平面図に示すように、その平面上
の中心から偏心した箇所に吹き抜けを設けると、水平力
がかかった場合には、図４（ａ）に示すように床スラブ
のある軸組においては各階の柱４に各階の梁６の抵抗モ
ーメントＭが作用するため、柱の層剪断抵抗力が大きく
なり、その結果水平変位δ1 はあまり大きくならない
が、同図（ｂ）に示すように吹き抜け１６部の軸組にお
いては梁が無く水平変位δ2 が大きくなる。

【０００４】このように床スラブの無い吹き抜け１６部
の軸組は床スラブのある他の部分の軸組に比して、その
梁６部材が少ない分だけ水平力に対する剛性が小さくな
るから、地震時などにおいて大きな水平外力が加わる
と、図５の平面図に示すように床のある部分の軸組の水
平変位δ1 と床のない吹き抜け１６部の軸組の水平変位
δ2 とには差が生じることになる。従って、特に同図の
ように吹き抜け１６部が建物の中心Ｃから偏心してその
一方側の片隅の一画に設けられていると、その変位の差
によって建物２には捻れ変形が生じて回転振動が作用し
てしまい、予期せぬ部位に大きな損傷を招く惧れがあっ
た。

【０００５】これ故、この回転振動を抑制するために
は、振られやすい吹き抜け１６部周辺の柱や梁部材を他
の床スラブの有る部分よりも大きくして、それら両部分
の軸組の水平剛性を合わせる必要があり、吹き抜け１６
部周辺の柱や梁部材はその鉄骨量を多くせざるを得ない
といった問題があった。

【０００６】本発明はこの様な事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、平面上において建物の中心から
偏った位置に吹き抜けを設ける場合でも、吹き抜け部周
辺の鉄骨量を多くすることなく建物の捻れ変形を可及的
に抑制することができる、吹き抜けを有する建物の捻れ
変形防止構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では吹き抜けを有する建物の捻れ変形防止
構造を次の様に構成する。

【０００８】請求項１に係わる発明では、平面上におい
て建物の中心から偏って吹き抜けが設けられる建物にお
いて、該吹き抜けが形成される階の梁は、その全部もし
くはその一部の両端を上下方向のモーメントを逃がす様
にピン結合で柱に連結する。

【０００９】このように、吹き抜けが形成される階に配
設される梁において、その両端の柱との仕口部の接合構
造をピン結合にすると、梁の剛性は水平剛性には寄与し
なくなるから、当該階の床のない吹き抜け部分の軸組の
水平剛性と床の有る他の部分の軸組の水平剛性とを可及
的に近づけることができ、よって水平外力を受けた際の
変位が吹き抜けの軸組部分と床が有る軸組部分とで可及
的に均等化されて、捻れ変形が起こり難くなり、もって
吹き抜け部周辺の柱や梁の鉄骨量を多くする必要が無く
なる。

【００１０】また、請求項２に係わる発明では 前記梁
がＨ形もしくはＩ形の断面を有する鋼材からなるもので
あって、前記ピン結合される柱と梁との連結部の上下両
面には、カバープレートを取り付けない様にすること
で、上下方向のモーメントを逃がし易くして、床の有る
部分の水平剛性をより低くする。

【００１１】請求項３に係わる発明では、前記ピン結合
で連結する範囲は、前記建物の中心を基準として、吹き
抜けの形成範囲に対して点対称な範囲内とすることによ
り、建物の中心を通る任意の軸線を境にしてその左右両
側の水平剛性がほぼ均等なものとなるから、あらゆる方
向からの水平入力に対して建物の変位を左右で可及的に
等しくし得、よって捻れ振動の発生を可及的に抑制し得
るばかりか、点対称な範囲の外に剛結合させた梁を残し
ている分だけ、全ての梁をピン結合させる場合に比して
建物の耐力が強くなる。

【００１２】請求項４に係わる発明では、前記ピン結合
される梁の上部床には、ピン結合の軸線方向に沿わせて
亀裂を誘発させるための目地を形成することにより、亀
裂の発生箇所を特定しておき、無秩序に亀裂が発生する
のを防止する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる吹き抜け
を有する建物の捻れ変形防止構造の好適な実施形態の一
例を添付図面に基づき詳述する。

【００１４】図１は本発明に関わる捻れ変形防止構造が
採用された、吹き抜けを有する建物の軸組を概略的に示
す立面図であって、同図（ａ）は次図の図２中のIa−Ia
線矢視断面を示し、同図（ｂ）はIb−Ib線矢視断面であ
る。また、図２は上記軸組の平面図、図３は図１中のＡ
部を詳細に示す図である。これらの図１〜３において、
２２は柱、２４はＨ形もしくはＩ形の断面を有する鋼材
からなる梁、２６は並設される梁２４，２４の中間部同
士を繋ぐ小梁である。図１，２に示すように、この建物
２０には平面上でその中心Ｃから一方に偏った片隅の一
画に、２階及び３階部分に部分的に床を設けていない吹
き抜け３０部が形成されている。

【００１５】そして、この吹き抜け３０部が形成される
２階及び３階の梁２４はその全部あるいはその一部の両
端が柱２２との仕口部２８において、上下方向のモーメ
ントを逃がすようにピン結合で連結されている。ここで
図示例においては、当該ピン結合される梁２４ａは平面
上の建物の中心Ｃを基準にして、吹き抜け３０部の形成
範囲に対して点対称となる範囲内に配置されたものだけ
がその対象とされていて、他の部位に配置された梁２４
は従来と同様に剛に連結されている。なお、図１，図２
中においてはピン結合部は符号２５を付して○印で示し
ており、該当する梁２４ａは十の字状に配置された４本
となっている。

【００１６】図３は上記ピン結合部２５の詳細を示して
おり、同図に示すようにピン結合される梁２４ａはその
両端部が柱２２との仕口部２８においてその双方の鉄骨
のウェブ同士がプレート３２を介して締め付けボルト３
４で締結結合される様になっているが、その締め付けボ
ルト３４の本数は４本程度と少なくされ、かつこのボル
ト３４とボルト挿通孔（図示せず）とのクリアランスは
若干大きめにされて、地震などにより過大な上下方向の
曲げモーメントが作用したときには、当該ピン結合部２
５の回動を許容して、梁２４ａに生ずる曲げモーメント
力を逃がす様にしている。また、この効果を充分発揮さ
せるために、当該ピン結合部２５においては双方の鉄骨
同士の上下のフランジにはカバープレートを設けないよ
うにしている。さらに、ピン結合される梁２４ａに対し
て渡設される４本の小梁２６の両端も同様にピン結合さ
せている。

【００１７】また、ピン結合される梁２４ａの上部に設
けられる床スラブ３６には、梁２４ａ及び小梁２６がピ
ン結合部２５で回動して屈曲するときに当該床スラブ３
６に生じる亀裂が、特定の部位に沿って誘発されて無秩
序に広がらないようにするために、各ピン結合部２５に
対応してその軸線方向に沿って直線状に亀裂誘発目地３
８を形成している。

【００１８】従って、以上の如き構造を備えた建物で
は、地震時等において過大な水平力を受けたような場合
には、ピン結合されている梁２４ａ及び小梁２６は当該
ピン結合部２５で上下方向に屈曲し、上下方向のモーメ
ントを逃がす様になる。つまり、当該ピン結合された梁
２４ａ及び小梁２６は、これらを含む軸組部分の水平剛
性に対してはほとんど寄与しなくなる。

【００１９】このため、図１（ａ），（ｂ）に示すよう
に、当該ピン結合される梁２４ａを含んだ軸組部分の水
平剛性は、床スラブ及び梁の無い吹き抜け３０部分の軸
組の水平剛性に可及的に近づいて、変位δ1 とδ2 とが
可及的に等しくなり、これ故図２に示すように建物２０
の平面上の中心Ｃを基準にして、吹き抜け３０が形成さ
れている範囲に対して点対称となる範囲内に配置される
梁２４ａの両端をピン結合させている本図示例では、建
物２０の中心Ｃを通る任意の軸線を境にしてその左右両
側の当該軸線方向の水平剛性を比較すると、両水平剛性
はほぼ均等なものとなり、故にどのような方向からの水
平入力に対しても建物２０の当該入力軸線方向の変位は
左右で可及的に等しくなり、捻れ変形が起こり難くな
る。よって捻れ振動の発生も可及的に抑制できる様にな
る。

【００２０】従って、建物２０の中心Ｃから偏心した位
置に吹き抜け３０を設ける様な場合にも、従来のよう
に、吹き抜け３０の周辺部分の柱や梁の鉄骨量を多くす
る必要がない。なお、吹き抜け３０を形成する階の梁２
４の全てをピン結合にしても良く、この場合でも上記の
作用効果は得られる。しかしながら、吹き抜け３０部の
形成範囲に対して点対称な範囲の外に配置される梁２４
は従来同様に剛結合させている本図示例にあっては、当
該剛結合部を残している分だけ、建物２０の耐力を強く
できるという効果がさらに得られる。

【００２１】また、ピン結合された梁２４ａの上部に設
けられる床スラブ３６には、その梁２４ａ及び小梁２６
のピン結合部２５の軸線方向に沿って直線的に亀裂誘発
目地３８を形成しているから、地震時等に過大な外力に
よって当該ピン結合部２５で梁２４ａ及び小梁２６が屈
曲した場合に、床スラブ３４に生じる亀裂を当該目地３
８に沿わせて特定部位に発生させることができ、見苦し
さを軽減できる様になると共に、爾後の修復作業を手際
よく効率的に行えるようになる。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本出願に
係わる発明の吹き抜けを有する建物の捻れ変形防止構造
によれば、次のような優れた効果を発揮する。

【００２３】請求項１に係わる発明では、平面上におい
て建物の中心から偏って吹き抜けが設けられる建物にお
いて、該吹き抜けが形成される階の梁は、その全部もし
くはその一部の両端を上下方向のモーメントを逃がす様
にピン結合で柱に連結するので、これらのピン結合され
た梁の剛性は水平剛性には寄与しなくなるから、当該階
の床の有る部分の軸組の水平剛性と床の無い吹き抜け部
分の軸組の水平剛性とを近づけることができ、よって水
平外力を受けた際の変位が、吹き抜け部の軸組部分と他
の床が有る軸組部分とで可及的に均等化され、捻れ変形
が起こり難くなる。このため、吹き抜け部周辺の柱や梁
の鉄骨量を多くしなくても、捻れ振動の発生を可及的に
抑制できる様になる。

【００２４】本出願の請求項２に係わる発明では、前記
梁がＨ形もしくはＩ形の断面を有する鋼材からなるもの
であって、前記ピン結合される柱と梁との連結部の上下
両面には、カバープレートを取り付けない様にすること
で、上下方向のモーメントをより逃がし易くして、床の
有る部分の軸組の水平剛性の低減を図ることができる。

【００２５】請求項３に係わる発明では、前記ピン結合
で連結する範囲は、前記建物の中心を基準として、吹き
抜けの形成範囲に対して点対称な範囲内とすることによ
り、建物の中心を通る任意の軸線を境にしてその左右両
側の水平剛性をほぼ均等なものとしてしているから、あ
らゆる方向からの水平入力に対して建物の変位を左右で
可及的に等しくでき、よって捻れ振動の発生を可及的に
抑制できる様になるばかりか、点対称な範囲の外に剛結
合させた梁を残している分だけ、さらに建物の耐力を強
くすることができる。

【００２６】請求項４に関わる発明では、前記ピン結合
される梁の上部床に、ピン接合部の軸線方向に沿って亀
裂を誘発させる目地を形成するので、亀裂の発生箇所を
特定することができ、無秩序に亀裂が発生するのを防止
して、後の復旧作業の効率化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる捻れ変形防止構造が採用され
た、吹き抜けを有する建物の軸組を概略的に示す立面図
で、同図（ａ）は図２中のIa−Ia線矢視断面を示し、同
図（ｂ）はIb−Ib線矢視断面を示す。

【図２】図１に示す軸組の平面図である。

【図３】図１中のＡ部を詳細に示す図である。

【図４】従来の吹き抜けを有する建物の軸組を概略的に
示す立面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】従来の剛結合による柱と梁との結合構造を示す
図である。

【符号の説明】

２０ 建物 ２２ 柱 ２４ 梁 ２４ａ （ピン結合された）梁 ２６ 小梁 ２８ 仕口部 ３０ 吹き抜け ３２ プレート ３４ ボルト ３６ 床スラブ ３８ （亀裂誘発用）目地

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面上において建物の中心から偏って吹
   き抜けが設けられる建物において、該吹き抜けが形成さ
   れる階の梁は、その全部もしくはその一部の両端を上下
   方向のモーメントを逃がす様にピン結合で柱に連結する
   ことを特徴とする吹き抜けを有する建物の捻れ変形防止
   構造。
2. 【請求項２】 前記梁がＨ形もしくはＩ形の断面を有す
   る鋼材からなるものであって、前記ピン結合される柱と
   梁との連結部の上下両面には、カバープレートを取り付
   けないことを特徴とする請求項１に記載の吹き抜けを有
   する建物の捻れ変形防止構造。
3. 【請求項３】 前記ピン結合で連結する梁は、前記建物
   の中心を基準として、吹き抜けの形成範囲に対して点対
   称な範囲内に配置されたものであることを特徴とする請
   求項１または２に記載の吹き抜けを有する建物の捻れ変
   形防止構造。
4. 【請求項４】 前記ピン結合される梁の上部床には、ピ
   ン結合の軸線方向に沿わせて亀裂を誘発させるための目
   地を形成することを特徴とする請求項１〜３に記載の吹
   き抜けを有する建物の捻れ変形防止構造。