JPH1113305A - 鉄骨ラーメン造の免震構法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】施工職種や施工手間を増加させることなく、鉄
骨ラーメン造の免震構法を実現する。 【解決手段】鉄骨ラーメン造の躯体Ａを構成する柱１の
直下に免震装置Ｂを配置し、この免震装置を地面に配置
した鉄筋コンクリート梁Ｃに支持すると共に柱１の下端
部を浮き梁Ｄで連結する。浮き梁Ｄの断面二次モーメン
トを躯体を構成する２階の床梁２の断面二次モーメント
の0.8 倍〜2.5 倍の範囲に設定し、好ましくは両梁Ｄ，
２の高さと幅を等しくし、更に好ましくは、同一の断面
形状とする。鉄骨ラーメン造をプレハブ建築物の躯体と
することで、製造コスト、製造工程の面で有利であり、
浮き梁Ｄを鉄筋工やセメント工によることなく構成する
ことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨ラーメン造の
躯体を持った建築物の免震構法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】建物に於ける免震の原理は、建物の固有
周期を長くして地震による地面の揺れを建物に伝えない
ようにするものである。具体的には、建物と地面との間
に免震装置を介在させると共に建物の固有周期を長くす
るための方策が考慮されている。

【０００３】鉄骨ラーメン造の建物の免震構造の例とし
て例えば、図６（ａ）に示すように、建物を構成する柱
51の直下に免震装置52を配置して地面53上に設置すると
共に該柱51の下端側を鉄骨コンクリート製やプレキャス
トコンクリート製或いは鉄筋コンクリート製の浮き梁54
によって接続した構造や、同図（ｂ）に示すように、柱
51の下に鉄骨コンクリートやプレキャストコンクリート
或いは鉄筋コンクリートからなる剛強な底盤55を設け、
柱51の設置位置に拘束されることなく地面53上に設置し
た免震装置52によって底盤55を支持した構造等が知られ
ている。

【０００４】上記各免震構造では、建物の固有周期は免
震装置52の上部に設置された構造物の重量にも依存し、
該構造物の重量が大きくなるほど前記周期が長くなると
いう性質を有する。このため、免震構造の建物では、各
柱51の下端部を相互に接続する鉄骨コンクリート製やプ
レキャストコンクリート製或いは鉄筋コンクリート製の
浮き梁54や底盤55によって重量をかせぐようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記免震構造の建物で
は、重量の増加を目的として鉄骨コンクリート製やプレ
キャストコンクリート製或いは鉄筋コンクリート製の浮
き梁を用いるため、鉄骨ラーメン造であるにも関わらず
浮き梁のみが上階の梁と異なる構造となり、施工手間が
かかるという問題，施工職種が増えるという問題，材料
調達が複雑になるという問題が生じている。

【０００６】更に、詳細部の納まりも他の階と異なるた
め、外装材や内装材を他の階と別仕様にせざるを得ず、
これらについても上記と同様の問題が生じている。

【０００７】特に、図６（ｂ）の構造では、各柱に作用
する荷重を底盤を介して免振装置に伝達するため、同図
（ａ）の構造と比較して底盤の強度を高くすることが必
要となり、この底盤が上階の梁とは全く異なる構造とな
って、施工手間がかかるという問題，施工職種が増える
という問題，材料調達が複雑になるという問題が生じ
る。

【０００８】本発明の目的は、免震装置の上部構造を全
て鉄骨ラーメン造とすることによって上記問題を解決す
ることが出来る鉄骨ラーメン造の免震構法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係る鉄骨ラーメン造の免震構法は、鉄骨ラー
メン造の免震構法であって、個々の柱の直下に地面に配
置した鉄筋コンクリート梁に支持された免震装置が設け
られており、且つ各柱の下端部間が鉄骨梁で連結されて
いることを特徴とするものである。

【００１０】上記鉄骨ラーメン造の免震構法では、鉄骨
ラーメン造の柱の直下に免震装置を設けると共に該免震
装置を地面に配置した鉄筋コンクリート梁によって支持
し、更に、各柱の下端部間を鉄骨梁で連結したので、免
震装置の上部構造を鉄骨造に統一することが出来、施工
職種が増加することがない。

【００１１】特に、免震の原理は、建物の固有周期を地
震による地面の揺れの固有周期よりも大きくすると共に
その差を大きくすることで、地震による地面の揺れが建
物に伝わらないようにするものである。従って、地面に
鉄筋コンクリート梁を配置することによって地面の剛性
を向上させることで、地震時の地面の固有周期は鉄筋コ
ンクリート梁のない状態に於ける固有周期と比較して短
くなり、建物の重量を大きくしなくとも、免震効果を発
揮することが出来る。

【００１２】上記免震構法に於いて、各柱の下端部間を
連結する鉄骨梁の断面二次モーメントが２階床梁の断面
二次モーメントの0.8 倍以上2.5 倍以下の範囲にあるこ
とが好ましく、更に、前記各柱の下端部間を連結する鉄
骨梁の下面から上面までの高さ及び幅が２階床梁の高さ
及び幅と等しいことが好ましい。特に、前記各柱の下端
部間を連結する鉄骨梁の断面形状が２階床梁の断面形状
と同一であることが望ましい。

【００１３】各柱の下端部間を連結する鉄骨梁（以下
「浮き梁」という）を上記の如く構成することによって
上階の梁の構造と略同様或いは同一とし、これにより、
浮き梁を施工する際の手間を増加させることがない。

【００１４】上記鉄骨ラーメン造がプレハブ建築物の躯
体であることが好ましい。このように、プレハブ建築物
の躯体を、個々の柱の直下に地面に配置した鉄筋コンク
リート梁に支持された免震装置を設けると共に各柱の下
端部間を鉄骨梁で連結した鉄骨ラーメン造とすることに
よって、プレハブ建築物を施工職種や施工手間を増加さ
せることなく、免震構造とすることが出来る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、上記鉄骨ラーメン造の免震
構法の好ましい実施形態について図を用いて説明する。
図１は本発明に係る鉄骨ラーメン造の構成を説明する斜
視図、図２は鉄骨ラーメン造の柱の下端部分の構成を説
明する図、図３は図２の平面図、図４は鉄筋コンクリー
ト梁の例を説明する断面図である。

【００１６】本実施例に係る鉄骨ラーメン造の免震構造
は、鉄骨ラーメン造の躯体Ａを構成する各柱１の直下に
地面に配置された鉄筋コンクリート梁Ｃに支持された免
震装置Ｂを設けると共に、各柱１の下端部を鉄骨製の浮
き梁Ｄで連結して構成されるものである。このように、
地面に鉄筋コンクリート梁Ｃを配置することで地面の剛
性を高め、これにより、地震による地面の固有周期が短
くなる。このため、鉄筋コンクリート梁Ｃの上部に免震
装置Ｂを介して支持された躯体Ａの重量を大幅に増加さ
せなくとも、地面の固有周期との差を大きくして大きな
免震効果を得ることが可能である。

【００１７】躯体Ａは、所定の位置に配置された複数の
柱１と各階に対応して配置された梁２とを有し、これら
の柱１と梁２を剛的に接続して構成されている。躯体Ａ
は鉄骨ラーメン造であれば良く、構造を特に限定するも
のではない。また柱１及び梁２の形状も特に限定するも
のではない。

【００１８】しかし、躯体Ａを「量産された架構体パー
ツを用いてシステム化された工法により組み上げられ
た」所謂プレパブ建築物の躯体として構成することによ
って、浮き梁Ｄを含めて部材品種及び施工職種を増加さ
せることなく、即ち、大幅なコスト増をきたすことなく
建物の免震化をはかることが可能となる。このため、本
実施例では躯体Ａをプレハブ建築物の躯体として構成し
ている。

【００１９】躯体Ａに於いて、柱１は予め設計段階で設
定されたサイズを持った角形鋼管を用いて構成されてお
り、梁２も同様に予め設計段階で設定されたサイズを持
ったＨ形鋼を用いて構成されている。

【００２０】免震装置Ｂは、従来より仕様されている積
層ゴムタイプや、図５（ａ）に示す滑り摩擦タイプ、或
いは同図（ｂ）に示す転がり摩擦タイプのものを選択し
て利用することが可能である。しかし、上部構造が軽量
であっても該構造体の固有周期を長くすることが可能な
形式の免震装置を用いることが好ましい。このような免
震装置としては、初期剛性と二次剛性を有し、降伏剪断
力係数を下げるように構成したものがある。

【００２１】鉄筋コンクリート梁Ｃは地面に配置されて
おり、所定位置に設置された基礎３を一体的に連結して
高い剛性を発揮し得るように構成されている。この鉄筋
コンクリート梁Ｃとしては、現場で鉄筋を配筋してコン
クリートを打設して構成した所謂鉄筋コンクリート梁で
あって良く、また予め製造された所謂プレキャストコン
クリート梁であっても良い。

【００２２】鉄筋コンクリート梁Ｃは、梁としての機能
を有するものであれば良く、断面形状を限定するもので
はない。即ち、図２に示すように、ベタ基礎３として構
成されたものであっても良く、また図４に示すように、
隣設して設置されたフーチング３を鉄筋コンクリート梁
Ｃによって連結した連続フーチングであっても良い。

【００２３】上記の如く、地面に配置された鉄筋コンク
リート梁Ｃと一体的に構成したベタ基礎３を構成し、或
いは隣設するフーチング３を地面と同レベルに配置され
た鉄筋コンクリート梁Ｃによって連結して一体化して連
続フーチング３を構成することで、これらの基礎部は高
い剛性を発揮し、地震による地面の揺れの固有周期を短
くすることが可能である。

【００２４】浮き梁Ｄは隣設する躯体Ａの柱１の下端部
を連結して一体化するものであり、鉄骨梁として構成さ
れている。このため、躯体Ａの梁２と略同様の工程で工
場段階で製造することが可能であり、施工職種が増加す
ることがなく且つ工程を複雑化することなく製造するこ
とが可能である。

【００２５】浮き梁Ｄには１階部分の荷重が分布荷重と
して作用する。即ち、浮き梁Ｄは力学的にＨ形鋼からな
る２階の床梁２と略同様の曲げ荷重を受けることとな
る。このため、浮き梁Ｄの断面形状は、断面二次モーメ
ントが２階の床梁２の断面二次モーメントの0.8 倍〜2.
5 倍の範囲の値となるように設定されている。特に、浮
き梁Ｄの断面二次モーメントが２階の床梁２の断面二次
モーメントの0.8 倍よりも小さい場合、この浮き梁Ｄは
強度的な問題が生じることがあり、また2.5 倍よりも大
きい場合、浮き梁Ｄは強度的な面で過品質となり材料費
が無駄になる。

【００２６】また浮き梁Ｄは高さ寸法と幅寸法が２階の
床梁２の高さ寸法と幅寸法と等しいことが好ましい。浮
き梁Ｄを前記寸法とすることで、該梁Ｄの納まりを２階
の床梁２と略同様にすることが可能であり、内装材や外
装材の仕様、或いは施工方法を略同一にすることが可能
となる。前記寸法条件及び断面二次モーメントの条件を
考慮したとき、浮き梁Ｄは床梁２と肉厚の異なるＨ形
鋼、或いは角鋼管を用いることが可能である。

【００２７】しかし、材料の調達や在庫の問題を考慮し
たとき、浮き梁Ｄは他の梁、特に２階の床梁２と同一断
面であることが望ましい。このように、浮き梁Ｄを２階
の床梁２と同一と材料としても、作用する荷重が同等で
あれば強度的な問題が生じることがない。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
鉄骨ラーメン造の免震構法では、鉄骨ラーメン造の躯体
を構成する柱の直下に免震装置を設け、この免震装置を
地面に配置した鉄筋コンクリート梁によって支持し、更
に、各柱の下端部間を鉄骨梁で連結したので、免震装置
の上部構造を鉄骨造に統一することが出来る。このた
め、鉄筋工やセメント工が不要であり、施工職種を増加
させることなく且つ施工手間がかからない。更に、鉄骨
造に統一されるため、材料の調達を単純化することが出
来る。

【００２９】特に、地面に鉄筋コンクリート梁を配置す
ることによって地面の剛性を向上させることが出来、こ
れにより、地震時の地面の固有周期は鉄筋コンクリート
梁のない状態に於ける固有周期と比較して短くなり、建
物の重量を大きくしなくとも、免震効果を発揮すること
が出来る。

【００３０】また各柱の下端部間を連結する鉄骨梁の断
面二次モーメントが２階床梁の断面二次モーメントの0.
8 倍以上2.5 倍以下の範囲に設定し、特に、前記鉄骨梁
の高さ寸法及び幅寸法を２階の床梁の高さ寸法及び幅寸
法と等しくし、更に、鉄骨梁の断面形状を２階の床梁の
断面形状と同一とすることによって、該鉄骨梁の詳細部
の納まりが２階と同一となり、施工職種が増加すること
がなく、且つ施工手間がかからず、内装材や外装材も上
階と同一となり、材料調達を単純化することが可能とな
り、コストを削減すると共に工期の短縮化をはかること
が出来る。

【００３１】また鉄骨ラーメン造をプレハブ建築物の躯
体とすることによって、プレハブ建築物を施工職種や施
工手間を増加させることなく、免震構造を実現すること
が出来る。即ち、プレハブ建築は部品を出来るだけ共通
化することにより、量産化を行ってコストの削減を実現
するものである。従って、鉄骨梁を２階の床梁と同じも
のにすることによって、材料調達の単純化をはかってコ
ストを削減した免震構法を実現することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鉄骨ラーメン造の構成を説明する
斜視図である。

【図２】鉄骨ラーメン造の柱の下端部分の構成を説明す
る図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】鉄筋コンクリート梁の例を説明する断面図であ
る。

【図５】免震装置の例を示す図である。

【図６】従来の免震構造を説明する図である。

【符号の説明】

Ａ 躯体 Ｂ 免震装置 Ｃ 鉄筋コンクリート梁 Ｄ 浮き梁 １ 柱 ２ 梁，床梁 ３ ベタ基礎，フーチング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨ラーメン造の免震構法であって、個
   々の柱の直下に地面に配置した鉄筋コンクリート梁に支
   持された免震装置が設けられており、且つ各柱の下端部
   間が鉄骨梁で連結されていることを特徴とする鉄骨ラー
   メン造の免震構法。
2. 【請求項２】 前記各柱の下端部間を連結する鉄骨梁の
   断面二次モーメントが２階床梁の断面二次モーメントの
   0.8 倍以上2.5 倍以下の範囲にあることを特徴とする請
   求項１に記載した鉄骨ラーメン造の免震構法。
3. 【請求項３】 前記各柱の下端部間を連結する鉄骨梁の
   下面から上面までの高さ及び幅が２階床梁の高さ及び幅
   と等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載した鉄
   骨ラーメン造の免震構法。
4. 【請求項４】 前記各柱の下端部間を連結する鉄骨梁の
   断面形状が２階床梁の断面形状と同一であることを特徴
   とする請求項１乃至３の何れかに記載した鉄骨ラーメン
   造の免震構法。
5. 【請求項５】 鉄骨ラーメン造がプレハブ建築物の躯体
   であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載
   した鉄骨ラーメン造の免震構法。