JPH11107574A - 柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構 - Google Patents
柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構Info
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- JPH11107574A JPH11107574A JP26874897A JP26874897A JPH11107574A JP H11107574 A JPH11107574 A JP H11107574A JP 26874897 A JP26874897 A JP 26874897A JP 26874897 A JP26874897 A JP 26874897A JP H11107574 A JPH11107574 A JP H11107574A
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- force
- pressure bonding
- crimping
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した層せん断力を生じさせ、それによっ
て大きな履歴吸収エネルギーを生じさせ、建物等に入る
地震入力エネルギー等を吸収させる柱梁架構の面内滑り
圧着接合ヒンジ機構を提供する。 【解決手段】 柱梁架構を構成する柱と梁とを、その圧
着接合面が柱梁架構の崩壊構面と平行な向きに圧着接合
させ、前記の圧着接合面に摩擦抵抗面内せん断力を生じ
させる大きさの圧着力を付与する。
て大きな履歴吸収エネルギーを生じさせ、建物等に入る
地震入力エネルギー等を吸収させる柱梁架構の面内滑り
圧着接合ヒンジ機構を提供する。 【解決手段】 柱梁架構を構成する柱と梁とを、その圧
着接合面が柱梁架構の崩壊構面と平行な向きに圧着接合
させ、前記の圧着接合面に摩擦抵抗面内せん断力を生じ
させる大きさの圧着力を付与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、大きな水平変形
を繰り返し受ける柱梁架構の接合部に実施される免震な
いし制振の技術であって、安定した層せん断力を生じさ
せ、それによって大きな履歴吸収エネルギーを生じさ
せ、建物等に入る地震入力エネルギー等を吸収させる柱
梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構に関する。
を繰り返し受ける柱梁架構の接合部に実施される免震な
いし制振の技術であって、安定した層せん断力を生じさ
せ、それによって大きな履歴吸収エネルギーを生じさ
せ、建物等に入る地震入力エネルギー等を吸収させる柱
梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、柱梁架構を構成する柱１と梁２の
接合部は、図６と図７に例示したように、その圧着接合
面３が柱梁架構の崩壊構面（柱梁架構の面内方向）と直
角な向きに形成され、その接合ヒンジ４は梁２の端部の
崩壊によって生成する構成であった。接合ヒンジ４は、
梁２の主筋とコンクリートで形成される。
接合部は、図６と図７に例示したように、その圧着接合
面３が柱梁架構の崩壊構面（柱梁架構の面内方向）と直
角な向きに形成され、その接合ヒンジ４は梁２の端部の
崩壊によって生成する構成であった。接合ヒンジ４は、
梁２の主筋とコンクリートで形成される。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】従来の柱梁架構は、
上述したように圧着接合面３が柱梁架構の崩壊構面と直
角な向きに形成され、柱梁架構が大きな水平変形を受け
た場合は、図７に誇張した摸式図を示したように、梁２
の端部の崩壊によって接合ヒンジ４を生成する構成であ
った。即ち、同接合ヒンジ４を構成する梁主筋の伸び
と、コンクリートの亀裂の発生（引っ張り側）及び圧潰
（圧縮側）の形で接合ヒンジ４を生成し、接合ヒンジ４
を構成する梁主筋、コンクリート等の構造要素の機能劣
化を前提とする。その結果、接合ヒンジ４の発生後は柱
梁架構の応答層せん断力が低下し、履歴吸収エネルギー
が低下する。そして、設計入力エネルギー以上の地震エ
ネルギー等が柱梁架構に入ると、必ず柱梁架構の接合部
が崩壊することを前提とする接合ヒンジであるから、以
後柱梁架構の使用は不可能に近い。
上述したように圧着接合面３が柱梁架構の崩壊構面と直
角な向きに形成され、柱梁架構が大きな水平変形を受け
た場合は、図７に誇張した摸式図を示したように、梁２
の端部の崩壊によって接合ヒンジ４を生成する構成であ
った。即ち、同接合ヒンジ４を構成する梁主筋の伸び
と、コンクリートの亀裂の発生（引っ張り側）及び圧潰
（圧縮側）の形で接合ヒンジ４を生成し、接合ヒンジ４
を構成する梁主筋、コンクリート等の構造要素の機能劣
化を前提とする。その結果、接合ヒンジ４の発生後は柱
梁架構の応答層せん断力が低下し、履歴吸収エネルギー
が低下する。そして、設計入力エネルギー以上の地震エ
ネルギー等が柱梁架構に入ると、必ず柱梁架構の接合部
が崩壊することを前提とする接合ヒンジであるから、以
後柱梁架構の使用は不可能に近い。
【０００４】従って、本発明の目的は、弾塑性履歴によ
る減衰効果（履歴吸収エネルギー）が大きく、それだけ
建物等に入る地震入力エネルギー等を大きく吸収して免
震ないし制振の作用効果を発揮する、柱梁架構の面内滑
り圧着接合ヒンジ機構を提供することである。本発明の
次の目的は、大地震の後も、ジャッキ等で残留変形を復
元させることにより柱梁架構を構造躯体としては再生す
ることができる、柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機
構を提供することである。
る減衰効果（履歴吸収エネルギー）が大きく、それだけ
建物等に入る地震入力エネルギー等を大きく吸収して免
震ないし制振の作用効果を発揮する、柱梁架構の面内滑
り圧着接合ヒンジ機構を提供することである。本発明の
次の目的は、大地震の後も、ジャッキ等で残留変形を復
元させることにより柱梁架構を構造躯体としては再生す
ることができる、柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機
構を提供することである。
【０００５】本発明の更なる目的は、設計のコストダウ
ンと設計期間の短縮、施工のコストダウンと工期の短
縮、意匠設計の自由度の拡大等々を可能にする柱梁架構
の面内滑り圧着接合ヒンジ機構を提供することである。
ンと設計期間の短縮、施工のコストダウンと工期の短
縮、意匠設計の自由度の拡大等々を可能にする柱梁架構
の面内滑り圧着接合ヒンジ機構を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、請求項１に記載した発明に係る柱梁架
構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構は、柱梁架構を構成す
る柱と梁とが、その圧着接合面が柱梁架構の崩壊構面と
平行な向きに圧着接合され、前記の圧着接合面に摩擦抵
抗面内せん断力を生じさせる大きさの圧着力が付与され
ていることを特徴とする。
めの手段として、請求項１に記載した発明に係る柱梁架
構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構は、柱梁架構を構成す
る柱と梁とが、その圧着接合面が柱梁架構の崩壊構面と
平行な向きに圧着接合され、前記の圧着接合面に摩擦抵
抗面内せん断力を生じさせる大きさの圧着力が付与され
ていることを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の柱
と梁の圧着接合面に作用する設計梁せん断力に対して、
接合面の回転中心と圧着力の作用中心とを偏心させ、同
接合部の回転中心を図心と一致させたことを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した
柱と梁の圧着接合面の摩擦抵抗面内せん断力の摩擦力に
よる曲げモーメントと外部から作用する曲げモーメント
とを釣り合わせ、外部から作用する曲げモーメントが降
伏モーメント以上になったとき圧着接合面に滑りが発生
して塑性ヒンジが形成されることを特徴とする。
と梁の圧着接合面に作用する設計梁せん断力に対して、
接合面の回転中心と圧着力の作用中心とを偏心させ、同
接合部の回転中心を図心と一致させたことを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した
柱と梁の圧着接合面の摩擦抵抗面内せん断力の摩擦力に
よる曲げモーメントと外部から作用する曲げモーメント
とを釣り合わせ、外部から作用する曲げモーメントが降
伏モーメント以上になったとき圧着接合面に滑りが発生
して塑性ヒンジが形成されることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態及び実施例】請求項１に記載した発
明に係る柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構は、図
１〜図３に実施形態を例示したように、柱梁架構を構成
する柱１と梁２とは、その圧着接合面３が柱梁架構の崩
壊構面（面内方向）と平行な向きとなるように圧着接合
され、前記の圧着接合面３に所要の摩擦抵抗面内せん断
力を生じさせる大きさの圧着力が付与された構成を特徴
とする。要するに、柱１と梁２は、お互いの側面同士を
接合され、その接合面に垂直な圧着力を付与した圧着接
合面３に摩擦抵抗面内せん断力を生じさせる構成で実施
される。
明に係る柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構は、図
１〜図３に実施形態を例示したように、柱梁架構を構成
する柱１と梁２とは、その圧着接合面３が柱梁架構の崩
壊構面（面内方向）と平行な向きとなるように圧着接合
され、前記の圧着接合面３に所要の摩擦抵抗面内せん断
力を生じさせる大きさの圧着力が付与された構成を特徴
とする。要するに、柱１と梁２は、お互いの側面同士を
接合され、その接合面に垂直な圧着力を付与した圧着接
合面３に摩擦抵抗面内せん断力を生じさせる構成で実施
される。
【０００９】柱１と梁２の接合面（圧着接合面３）に所
望大きさの摩擦抵抗面内せん断力を生じさせる圧着力の
付与手段は、柱１と梁２が現場打ちコンクリート製であ
るかプレキャストコンクリート製であるかを問わず、当
業技術者に種々公知、周知の技術を臨機応変に採用し実
施することができる。例えばアースアンカーの設置又は
プレストレストコンクリートの実施に多用されるよう
に、柱１と梁２の圧着接合面３と垂直な方向に１本以上
複数本のシース付きＰＣ鋼より線を図１の１点鎖線５の
ように配置し、固定用及び緊張用の定着具を使用してそ
れぞれ定着処理を行うと共に、緊張側の定着具には緊張
用ジャッキを設置して所要大きさの引っ張り力をＰＣ鋼
より線へ導入して圧着接合を行う。
望大きさの摩擦抵抗面内せん断力を生じさせる圧着力の
付与手段は、柱１と梁２が現場打ちコンクリート製であ
るかプレキャストコンクリート製であるかを問わず、当
業技術者に種々公知、周知の技術を臨機応変に採用し実
施することができる。例えばアースアンカーの設置又は
プレストレストコンクリートの実施に多用されるよう
に、柱１と梁２の圧着接合面３と垂直な方向に１本以上
複数本のシース付きＰＣ鋼より線を図１の１点鎖線５の
ように配置し、固定用及び緊張用の定着具を使用してそ
れぞれ定着処理を行うと共に、緊張側の定着具には緊張
用ジャッキを設置して所要大きさの引っ張り力をＰＣ鋼
より線へ導入して圧着接合を行う。
【００１０】この場合、柱１と梁２の圧着接合面３に作
用する設計梁せん断力に対して、接合部の回転中心と圧
着力の作用中心とを偏心させ、同接合面の回転中心を図
心と一致させることが肝要である（請求項２記載の発
明）。即ち、接合面の回転中心と圧着力の作用中心とが
一致した構成（偏心量がゼロ）では、梁２に曲げモーメ
ントとせん断力とが同時に作用すると、力の釣り合いが
とれず、ヒンジの回転中心が図心からずれてしまう。逆
に言えば、接合部の回転中心と圧着力の作用中心とが適
量偏心していると、力の釣り合いが保たれ、ヒンジの回
転中心と図心とが一致して理想的な柱梁架構の面内滑り
圧着接合ヒンジ機構４を構成できるのである。因みに、
図心とは柱１及び梁２それぞれの中心であり、且つ図５
に示したように両者の中心線が交わる交点Ｐを指す。図
５において圧着力の作用中心はＮ点で示す。本発明は、
接合部の回転中心Ｐと圧着力の作用中心Ｎとの偏心量ｅ
をコントロールする手段として、前記したＰＣ鋼より線
などによる圧着力の付与位置を適正に偏心させることを
特徴とするものである。
用する設計梁せん断力に対して、接合部の回転中心と圧
着力の作用中心とを偏心させ、同接合面の回転中心を図
心と一致させることが肝要である（請求項２記載の発
明）。即ち、接合面の回転中心と圧着力の作用中心とが
一致した構成（偏心量がゼロ）では、梁２に曲げモーメ
ントとせん断力とが同時に作用すると、力の釣り合いが
とれず、ヒンジの回転中心が図心からずれてしまう。逆
に言えば、接合部の回転中心と圧着力の作用中心とが適
量偏心していると、力の釣り合いが保たれ、ヒンジの回
転中心と図心とが一致して理想的な柱梁架構の面内滑り
圧着接合ヒンジ機構４を構成できるのである。因みに、
図心とは柱１及び梁２それぞれの中心であり、且つ図５
に示したように両者の中心線が交わる交点Ｐを指す。図
５において圧着力の作用中心はＮ点で示す。本発明は、
接合部の回転中心Ｐと圧着力の作用中心Ｎとの偏心量ｅ
をコントロールする手段として、前記したＰＣ鋼より線
などによる圧着力の付与位置を適正に偏心させることを
特徴とするものである。
【００１１】上述した梁２と柱１の圧着接合面３の摩擦
抵抗面内せん断力の摩擦力による曲げモーメントと外部
から作用する曲げモーメントとを釣り合わせる結果、所
謂「中小地震時」には接合面の静止摩擦係数に対応する
摩擦力により面内回転滑りを起こさせないで、残留変形
を残さない弾性域変形で応答する。しかし、外部から作
用する曲げモーメントが降伏モーメント以上になったと
き圧着接合面３に滑りが発生して塑性ヒンジ（接合ヒン
ジ）４が形成され、地震時の入力エネルギーを吸収する
（請求項３記載の発明）。
抵抗面内せん断力の摩擦力による曲げモーメントと外部
から作用する曲げモーメントとを釣り合わせる結果、所
謂「中小地震時」には接合面の静止摩擦係数に対応する
摩擦力により面内回転滑りを起こさせないで、残留変形
を残さない弾性域変形で応答する。しかし、外部から作
用する曲げモーメントが降伏モーメント以上になったと
き圧着接合面３に滑りが発生して塑性ヒンジ（接合ヒン
ジ）４が形成され、地震時の入力エネルギーを吸収する
（請求項３記載の発明）。
【００１２】以下に、本発明に係る面内滑り圧着接合ヒ
ンジ機構の設計法及び設計例について説明する。 ［設計法］ （１）圧着力の算定について 圧着力は面内滑り圧着接合ヒンジ機構において、柱１と
梁２とを圧着する力である。柱・梁間に作用する曲げモ
−メントを漸増させた場合、前記の圧着力により圧着接
合面内に摩擦抵抗面内せん断力が生じ、この摩擦力によ
る曲げモーメントは、外部から作用している曲げモーメ
ントと釣り合っている。摩擦応力が限界値（圧着応力と
摩擦係数の積）に達した時、接合面に滑りが発生し、塑
性ヒンジ（本発明の面内滑り圧着接合ヒンジ機構）が形
成されることになる。
ンジ機構の設計法及び設計例について説明する。 ［設計法］ （１）圧着力の算定について 圧着力は面内滑り圧着接合ヒンジ機構において、柱１と
梁２とを圧着する力である。柱・梁間に作用する曲げモ
−メントを漸増させた場合、前記の圧着力により圧着接
合面内に摩擦抵抗面内せん断力が生じ、この摩擦力によ
る曲げモーメントは、外部から作用している曲げモーメ
ントと釣り合っている。摩擦応力が限界値（圧着応力と
摩擦係数の積）に達した時、接合面に滑りが発生し、塑
性ヒンジ（本発明の面内滑り圧着接合ヒンジ機構）が形
成されることになる。
【００１３】面内滑り圧着接合ヒンジの設計方針は、降
伏モ−メントＭy までは、圧着接合面３に滑りを生じさ
せず、部材も無傷である。それ以上の大きな曲げモーメ
ントが作用した時に塑性ヒンジが形成され、地震エネル
ギー等を吸収させようとするものである。よって、設計
者の意図した降伏モーメントＭy で確実に塑性ヒンジが
形成されるように正確な圧着力Ｎを定めなければならな
い。今、図４に示すような接合面３に対して、前記降伏
モーメントＭy と圧着力Ｎとの関係を求めてみる。
伏モ−メントＭy までは、圧着接合面３に滑りを生じさ
せず、部材も無傷である。それ以上の大きな曲げモーメ
ントが作用した時に塑性ヒンジが形成され、地震エネル
ギー等を吸収させようとするものである。よって、設計
者の意図した降伏モーメントＭy で確実に塑性ヒンジが
形成されるように正確な圧着力Ｎを定めなければならな
い。今、図４に示すような接合面３に対して、前記降伏
モーメントＭy と圧着力Ｎとの関係を求めてみる。
【００１４】図４と図５における記号の説明は以下のと
おりである。 Ｍy ： 降伏モーメント Ｎ ： 圧着力 μ ： 摩擦係数 Ａc ： 圧着面積 Ｒ1 ： 等価圧着面の内半径 Ｒ2 ： 等価圧着面の外半径 ｒ ： 接合面内の半径方向座標 θ ： 接合面内の円周方向座標 ｅ ： 接合面内の回転中心と圧着力作用中心との距
離 Ｉ ： 等価圧着面内において図心を通る鉛直軸に関
する断面２次モーメント モーメントの釣り合い式をたて、展開すると、次の［数
１］のようになる。
おりである。 Ｍy ： 降伏モーメント Ｎ ： 圧着力 μ ： 摩擦係数 Ａc ： 圧着面積 Ｒ1 ： 等価圧着面の内半径 Ｒ2 ： 等価圧着面の外半径 ｒ ： 接合面内の半径方向座標 θ ： 接合面内の円周方向座標 ｅ ： 接合面内の回転中心と圧着力作用中心との距
離 Ｉ ： 等価圧着面内において図心を通る鉛直軸に関
する断面２次モーメント モーメントの釣り合い式をたて、展開すると、次の［数
１］のようになる。
【００１５】
【数１】
【００１６】数１の式の右辺においては偏心距離ｅが消
え、圧着力Ｎは降伏モーメントＭyのみから求まること
がわかる。即ち、与えられた降伏モーメントＭy に対
し、次式［数２］を用いて圧着力Ｎを求めることができ
る。
え、圧着力Ｎは降伏モーメントＭyのみから求まること
がわかる。即ち、与えられた降伏モーメントＭy に対
し、次式［数２］を用いて圧着力Ｎを求めることができ
る。
【００１７】
【数２】
【００１８】（２）偏心距離の算定について 偏心距離ｅは、接合面の回転中心Ｐと圧着力の作用中心
Ｎとの距離である。仮に、接合面に曲げモーメントのみ
が作用し、梁せん断力がゼロの場合には、接合面の回転
中心と圧着力の作用中心を一致させてよい。一方、梁せ
ん断力がゼロでない場合には、回転中心を挟んだ接合面
の左右の領域において摩擦応力のアンバランスが生じる
ことにより、梁せん断力と釣り合う必要がある。そのた
めには、圧着力のアンバランスをもたらす偏心距離ｅが
必要となる。
Ｎとの距離である。仮に、接合面に曲げモーメントのみ
が作用し、梁せん断力がゼロの場合には、接合面の回転
中心と圧着力の作用中心を一致させてよい。一方、梁せ
ん断力がゼロでない場合には、回転中心を挟んだ接合面
の左右の領域において摩擦応力のアンバランスが生じる
ことにより、梁せん断力と釣り合う必要がある。そのた
めには、圧着力のアンバランスをもたらす偏心距離ｅが
必要となる。
【００１９】発明者の意図した梁せん断力ＱD の作用時
に、接合面の図心を中心として、確実に接合面を回転さ
せるためには、正確に偏心距離ｅを定めなければならな
い。図４に示す接合面に対し、前記のＱD とｅとの関係
を求めてみる。せん断力の釣り合い式を立て、展開する
と、次の［数３］のようになる。
に、接合面の図心を中心として、確実に接合面を回転さ
せるためには、正確に偏心距離ｅを定めなければならな
い。図４に示す接合面に対し、前記のＱD とｅとの関係
を求めてみる。せん断力の釣り合い式を立て、展開する
と、次の［数３］のようになる。
【００２０】
【数３】
【００２１】上記［数３］の右辺においては、圧着力Ｎ
と偏心距離ｅが残り、偏心距離ｅは設計用せん断力
ＱD 、及び圧着力Ｎから求まることがわかる。即ち、与
えられた梁せん断力ＱD 、及び圧着力Ｎに対し、次式
［数４］を用いて偏心量ｅを求めることができる。
と偏心距離ｅが残り、偏心距離ｅは設計用せん断力
ＱD 、及び圧着力Ｎから求まることがわかる。即ち、与
えられた梁せん断力ＱD 、及び圧着力Ｎに対し、次式
［数４］を用いて偏心量ｅを求めることができる。
【００２２】
【数４】
【００２３】（３）以上のまとめ 面内滑り圧着接合ヒンジ機構において、降伏モーメント
Ｍy 、梁せん断力ＱDの作用時に滑り挙動を開始させた
い場合は、偏心距離ｅを［数４］により求め、この位置
において接合面に圧着力を与える。圧着力Ｎの大きさは
次式の［数５］により求められる。
Ｍy 、梁せん断力ＱDの作用時に滑り挙動を開始させた
い場合は、偏心距離ｅを［数４］により求め、この位置
において接合面に圧着力を与える。圧着力Ｎの大きさは
次式の［数５］により求められる。
【００２４】
【数５】
【００２５】上式での記号の説明は、以下のとおりであ
る。 Ｍy ： 降伏モーメント ＱD ： 梁せん断力 Ｎ ： 圧着力 μ ： 摩擦係数 ＡC ： 圧着面積 Ｒ1 ： 等価圧着面の内半径 Ｒ2 ： 等価圧着面の外半径 ｅ ： 接合面の回転中心と圧着力作用中心との距離 Ｉ ： 等価圧着面内において図心を通る鉛直軸に関
する断面２次モーメント 次に、設計例を説明する。
る。 Ｍy ： 降伏モーメント ＱD ： 梁せん断力 Ｎ ： 圧着力 μ ： 摩擦係数 ＡC ： 圧着面積 Ｒ1 ： 等価圧着面の内半径 Ｒ2 ： 等価圧着面の外半径 ｅ ： 接合面の回転中心と圧着力作用中心との距離 Ｉ ： 等価圧着面内において図心を通る鉛直軸に関
する断面２次モーメント 次に、設計例を説明する。
【００２６】梁の曲げ降伏モーメントを３．９ｔｍと
し、梁の曲げ降伏時のせん断力が４．６tonfであると
き、上記した諸元は、以下のように算定される。 ・Ｒ2 ＝２８／√π＝１５．８ｃｍ（梁せい２８ｃｍに
対する等価面積半径） ・Ｒ1 ＝０．３Ｒ2 ＝４．７ｃｍ（外半径の３割とし
た） （Ｒ2 2−Ｒ1 2＝２２８ｃｍ2 ） （Ｒ2 3−Ｒ1 3＝３８４０ｃｍ3 ） （Ｒ2 4−Ｒ1 4＝６１８００ｃｍ4 ） ・ＡC ＝π（Ｒ2 2−Ｒ1 2）＝３．１４×２２８＝７１６
ｃｍ2 ・Ｉ ＝π（Ｒ2 4−Ｒ1 4）／４＝３．１４×６１８００
／４＝４８５００ｃｍ4 ・μ ＝１（コンクリート＋コンクリート；ＡＣＩ規
準） 圧着力Ｎは以下のように求められる。
し、梁の曲げ降伏時のせん断力が４．６tonfであると
き、上記した諸元は、以下のように算定される。 ・Ｒ2 ＝２８／√π＝１５．８ｃｍ（梁せい２８ｃｍに
対する等価面積半径） ・Ｒ1 ＝０．３Ｒ2 ＝４．７ｃｍ（外半径の３割とし
た） （Ｒ2 2−Ｒ1 2＝２２８ｃｍ2 ） （Ｒ2 3−Ｒ1 3＝３８４０ｃｍ3 ） （Ｒ2 4−Ｒ1 4＝６１８００ｃｍ4 ） ・ＡC ＝π（Ｒ2 2−Ｒ1 2）＝３．１４×２２８＝７１６
ｃｍ2 ・Ｉ ＝π（Ｒ2 4−Ｒ1 4）／４＝３．１４×６１８００
／４＝４８５００ｃｍ4 ・μ ＝１（コンクリート＋コンクリート；ＡＣＩ規
準） 圧着力Ｎは以下のように求められる。
【００２７】 Ｎ ＝３／（２π）・ＡC ／（Ｒ2 3−Ｒ1 3）・（１／μ）・ＭD ＝３／（２×３．１４）×７１６／３８４０×（１／１）×３９００００ ＝３４６００ｋｇｆ＝３４．６ｔｏｎｆ この時の平均プレストレスは以下のようになる。 Ｎ／ＡC ＝３４６００／７１６＝４８．３ｋｇｆ／ｃｍ
2 偏心距離ｅは以下のように求められる。 ｅ＝（３／π）・Ｉ／（Ｒ2 3−Ｒ1 3）・（１／μ）・ＱD ／Ｎ （３／３．１４）×４８５００／３８４０×（１／１）×４．６／３４．６ ＝１．６ｃｍ これによる縁応力の増分は以下のように求められる。
2 偏心距離ｅは以下のように求められる。 ｅ＝（３／π）・Ｉ／（Ｒ2 3−Ｒ1 3）・（１／μ）・ＱD ／Ｎ （３／３．１４）×４８５００／３８４０×（１／１）×４．６／３４．６ ＝１．６ｃｍ これによる縁応力の増分は以下のように求められる。
【００２８】（Ｎｅ／Ｉ）Ｒ2 ＝（３４６００×１．６
／４８５００）×１５．８＝１８．０ｋｇｆ／ｃｍ2以
上からコンクリートの許容圧縮応力度の検討をすると以
下のようになる。 Ｎ／ＡC ＋（Ｎｅ／Ｉ）Ｒ2 ＝４８．３＋１８．０＝６
６．３ｋｇｆ／ｃｍ2（＜０．３５ｆｃ’・・ＯＫ） 故に、通常の梁が降伏する程度まで通常の梁のプロポー
ションで実施可能と考えられる。
／４８５００）×１５．８＝１８．０ｋｇｆ／ｃｍ2以
上からコンクリートの許容圧縮応力度の検討をすると以
下のようになる。 Ｎ／ＡC ＋（Ｎｅ／Ｉ）Ｒ2 ＝４８．３＋１８．０＝６
６．３ｋｇｆ／ｃｍ2（＜０．３５ｆｃ’・・ＯＫ） 故に、通常の梁が降伏する程度まで通常の梁のプロポー
ションで実施可能と考えられる。
【００２９】
【本発明が奏する効果】本発明の面内滑り圧着接合ヒン
ジ機構によれば、地震エネルギー等の入力に対して、弾
塑性履歴による大きな減衰効果が奏される。完全弾塑性
性状の１層建物の正弦波地動に対する等価減衰定数は、
多治見宏氏の共振時の厳密解によれば、塑性率６におい
ても約１０％であり、本発明によれば、これが実現され
る可能性が高い。
ジ機構によれば、地震エネルギー等の入力に対して、弾
塑性履歴による大きな減衰効果が奏される。完全弾塑性
性状の１層建物の正弦波地動に対する等価減衰定数は、
多治見宏氏の共振時の厳密解によれば、塑性率６におい
ても約１０％であり、本発明によれば、これが実現され
る可能性が高い。
【００３０】現在のところ、地震時に要求されている構
造躯体の性能の目安は、設計限界変形１／１００、靭性
率３〜６以上といわれている。したがって、層間変形角
で３／１００〜６／１００まで水平方向の降伏耐力が保
持されればよいということになる。本発明に係る面内滑
り圧着接合ヒンジ機構を有する柱梁架構は、究極的には
層間変形角１００／１００まで一定の水平方向の降伏耐
力を保持する。もっとも、そうなっては、建物内外の人
間は圧死してしまうので、例えば、柱梁架構の崩壊現象
の定義として層間変形角が５０／１００を越える変形状
態と定義すれば、面内滑り圧着接合ヒンジ機構を有する
架構は、同一の降伏耐力に対して、 ５０／３＝１６．７ ５０／６＝８．３３ のように、およそ弾性エネルギーに対して８倍〜１７倍
の地震入力エネルギーを接合部の塑性変形によって吸収
できると考えられる。
造躯体の性能の目安は、設計限界変形１／１００、靭性
率３〜６以上といわれている。したがって、層間変形角
で３／１００〜６／１００まで水平方向の降伏耐力が保
持されればよいということになる。本発明に係る面内滑
り圧着接合ヒンジ機構を有する柱梁架構は、究極的には
層間変形角１００／１００まで一定の水平方向の降伏耐
力を保持する。もっとも、そうなっては、建物内外の人
間は圧死してしまうので、例えば、柱梁架構の崩壊現象
の定義として層間変形角が５０／１００を越える変形状
態と定義すれば、面内滑り圧着接合ヒンジ機構を有する
架構は、同一の降伏耐力に対して、 ５０／３＝１６．７ ５０／６＝８．３３ のように、およそ弾性エネルギーに対して８倍〜１７倍
の地震入力エネルギーを接合部の塑性変形によって吸収
できると考えられる。
【００３１】本発明が奏するその他の効果を列記すれ
ば、下記の通りである。閉鎖型高強度横拘束筋により、
材端部のコンクリートの圧縮限界ひずみを上げる必要が
無いので、この点ではコストダウンになる。通常のＰＣ
圧着接合と比較すると、ＰＳ導入による部材長の変化が
ないので、ＰＳ導入時の架構の不静定応力に関わる設計
検討が不要になり、この点では設計のコストダウンと設
計期間の短縮を図れる。
ば、下記の通りである。閉鎖型高強度横拘束筋により、
材端部のコンクリートの圧縮限界ひずみを上げる必要が
無いので、この点ではコストダウンになる。通常のＰＣ
圧着接合と比較すると、ＰＳ導入による部材長の変化が
ないので、ＰＳ導入時の架構の不静定応力に関わる設計
検討が不要になり、この点では設計のコストダウンと設
計期間の短縮を図れる。
【００３２】通常のＰＣ圧着接合と比較すると、ジョイ
ントモルタルが不要なので、ジョイントシースの接続工
程、モルタルの型枠建込工程、モルタル注入工程、モル
タルの養生期間、及び、型枠脱型工程が無くなり、すぐ
に圧着工程に移れるため、この点では施工のコストダウ
ンと工期短縮になる。偏心率が大きいプラン（例えば、
一方が壁、他方にラーメンというプラン）にも適応でき
るため、意匠設計の自由度が大きくなる。
ントモルタルが不要なので、ジョイントシースの接続工
程、モルタルの型枠建込工程、モルタル注入工程、モル
タルの養生期間、及び、型枠脱型工程が無くなり、すぐ
に圧着工程に移れるため、この点では施工のコストダウ
ンと工期短縮になる。偏心率が大きいプラン（例えば、
一方が壁、他方にラーメンというプラン）にも適応でき
るため、意匠設計の自由度が大きくなる。
【００３３】大地震の後も部材端のコンクリートは圧壊
しないので、ジャッキで残留変形を戻せば、構造躯体と
しては再生できる。従って、面内滑り圧着接合ヒンジを
有する架構は、地震の再現周期ごとにスクラップ＆ビル
ドが繰り返される建物と異なり、世紀単位のストックと
なりうる。
しないので、ジャッキで残留変形を戻せば、構造躯体と
しては再生できる。従って、面内滑り圧着接合ヒンジを
有する架構は、地震の再現周期ごとにスクラップ＆ビル
ドが繰り返される建物と異なり、世紀単位のストックと
なりうる。
【図１】本発明のヒンジ機構を採用した柱梁架構の平面
図である。
図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】柱梁架構の水平変形の状態を示した立面図であ
る。
る。
【図４】ヒンジ機構を説明する平面図である。
【図５】ヒンジ機構を説明する立面図である。
【図６】従来の柱梁架構を示した平面図である。
【図７】従来の柱梁架構の水平変形の状態を示した立面
図である。
図である。
１ 柱 ２ 梁 ３ 圧着接合面 Ｎ 圧着力 ４ ヒンジ Ｐ 回転中心 ｅ 偏心
Claims (3)
- 【請求項１】 柱梁架構を構成する柱と梁とが、その圧
着接合面を柱梁架構の崩壊構面と平行な向きに圧着接合
され、前記の圧着接合面に摩擦抵抗面内せん断力を生じ
させる大きさの圧着力が付与されていることを特徴とす
る、柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構。 - 【請求項２】 柱と梁の圧着接合面に作用する設計梁せ
ん断力に対して、接合面の回転中心と圧着力の作用中心
とを偏心させ、同接合部の回転中心を図心と一致させた
ことを特徴とする、請求項１に記載した柱梁架構の面内
滑り圧着接合ヒンジ機構。 - 【請求項３】 柱と梁の圧着接合面の摩擦抵抗面内せん
断力の摩擦力による曲げモーメントと外部から作用する
曲げモーメントとを釣り合わせ、外部から作用する曲げ
モーメントが降伏モーメント以上になったとき圧着接合
面に滑りが発生して塑性ヒンジが形成されることを特徴
とする、請求項１又は２に記載した柱梁架構の面内滑り
圧着接合ヒンジ機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874897A JPH11107574A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26874897A JPH11107574A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107574A true JPH11107574A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17462797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26874897A Pending JPH11107574A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 柱梁架構の面内滑り圧着接合ヒンジ機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11107574A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012026102A (ja) * | 2010-07-21 | 2012-02-09 | Taisei Corp | 偏心を有する柱梁架構および同架構で構成される建物 |
| JP2014055505A (ja) * | 2013-11-20 | 2014-03-27 | Taisei Corp | 偏心を有する柱梁架構および同架構で構成される建物 |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP26874897A patent/JPH11107574A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012026102A (ja) * | 2010-07-21 | 2012-02-09 | Taisei Corp | 偏心を有する柱梁架構および同架構で構成される建物 |
| JP2014055505A (ja) * | 2013-11-20 | 2014-03-27 | Taisei Corp | 偏心を有する柱梁架構および同架構で構成される建物 |
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