(57)【要約】【課題】コア体を有効に活用することで外周構造体の負担を低減させることが可能な多層建物を提供する。【解決手段】内部に鉛直方向に延設されるコア壁２を有する高層建物１である。そして、外周に立設される外周構造体３とコア壁との間に架け渡される鉄骨梁４の両端が、コア壁と外周構造体に対してそれぞれピン接合部５Ａ，５Ｂによって連結される。ここで、コア壁は鉄筋コンクリートによって形成されている。【選択図】図１
2011122391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に鉛直方向に延設されるコア体を有する多層建物であって、
外周に立設される外周構造体と前記コア体との間に架け渡される梁材の両端が、前記コア体と前記外周構造体に対してそれぞれピン接合又はピンに相当する接合によって連結されることを特徴とする多層建物。
【請求項２】
前記コア体は鉄筋コンクリートによって形成されるとともに、前記梁材は鋼材によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の多層建物。
【請求項３】
前記コア体は、壁構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層建物。
【請求項４】
前記外周構造体は、柱と梁とによって形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層建物。
【請求項５】
前記コア体と前記外周構造体の対峙する位置から取付具がそれぞれに向けて突出され、前記取付具に前記梁材の端部を連結させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の中央にコア壁などのコア体を有する超高層ビルなどの多層建物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、超高層ビルなどの構造として、建物の中心に平面視ロ字形や平面視コ字形などになるコア壁を塔状に設け、建物の主構造としたセンターコア構造の高層建物が知られている（特許文献１、２など参照）。
【０００３】
この高層建物のコア壁は、通常、鉄筋コンクリートなどの剛性の高い材料によって形成されている。また、高層建物の外周には、鉄筋コンクリートや鉄骨等によって柱と梁が形成された外周構造体が設けられ、コア壁と外周構造体との間には、鉄骨梁や鉄筋コンクリート梁が架け渡される。
【０００４】
そして、特許文献１には、コア壁と外周構造体との間に架け渡される鉄骨梁のコア壁側の端部がピン接合又はすべり接合となり、外周構造体に対しては鉄骨梁の端部が剛接合された高層建物が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、コア壁と外周構造体との間に架け渡される鉄骨と鉄筋コンクリートとからなる複合梁の両端を剛接合させた高層建物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２７４９３９１号公報
【特許文献２】特開平６−３０６９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、コア壁と外周構造体との間に架け渡される梁材を、それぞれどのような接合構造で連結させるかによって、各構成部材における負担が変化し、建物全体の設計に大きく影響を及ぼすことになる。このため、梁材の端部をピン接合とするか、剛接合とするか又はすべり接合とするかは、建物全体の設計思想に沿って決定しなければならない。
【０００８】
他方、センターコア構造の高層建物では、剛性が非常に高いコア壁を構築するが、その高い剛性を充分に活かした設計がされているとは必ずしもいえず、外周構造体の耐力が必要以上に大きくなっている可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は、コア体を有効に活用することで外周構造体の負担を低減させることが可能な多層建物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の多層建物は、内部に鉛直方向に延設されるコア体を有する多層建物であって、外周に立設される外周構造体と前記コア体との間に架け渡される梁材の両端が、前記コア体と前記外周構造体に対してそれぞれピン接合又はピンに相当する接合によって連結されることを特徴とする。
【００１１】
ここで、前記コア体は鉄筋コンクリートによって形成されるとともに、前記梁材は鋼材によって形成される構造とすることができる。また、前記コア体は、壁構造であるのが好ましい。さらに、前記外周構造体は、柱と梁とによって形成される構造とすることができる。
【００１２】
また、前記コア体と前記外周構造体の対峙する位置から取付具がそれぞれに向けて突出され、前記取付具に前記梁材の端部を連結させる構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成された本発明の多層建物は、外周構造体とコア体との間に架け渡される梁材の両端が、ピン接合又はピンに相当する接合によって外周構造体とコア体にそれぞれ連結されている。
【００１４】
そして、強風や地震などの水平力が作用した際の外周構造体の負担は、従来の梁材の両端を剛接合させるセンターコア構造に比べて低減され、代わりにコア体の負担が増加する構造となっている。
【００１５】
このため、外周構造体を従来に比べて経済的な構造にすることができる。例えば、外周構造体を形成する柱の間隔を広くとって、開放感のある多層建物を構築することができる。
【００１６】
また、ピン接合にする場合は剛接合に比べて梁材や取付具を簡単に加工できるうえに、施工誤差に対する許容量が大きいため、現場での施工性に優れ、工期の短縮を図ることができる。
【００１７】
さらに、前記コア体を鉄筋コンクリートによって形成し、梁材を鋼材によって形成することで、揺れ難さと重量とのバランスがとれた多層建物とすることができる。
【００１８】
また、鋼製の梁材は、軽量で引張りに強い材料であるため大スパンに適しており、コア体と外周構造体との間に大空間を形成することができる。さらに、鋼製の梁材であれば、端部の加工及び現場での接合を容易におこなうことができる。
【００１９】
また、コア体が壁構造であれば、剛性が高く、必要となる耐震性能の大半をコア体によって満たすことができる。さらに、柱と梁とによって外周構造体を形成することで、外部に向けた開放性の高い多層建物とすることができる。
【００２０】
また、コア体と外周構造体のそれぞれから取付具を突出させておくことで、梁材の端部を現場で容易に連結させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の高層建物の主構造を示した模式図である。
【図２】コア壁と外周構造体との間に鉄骨梁が架け渡された構成を説明する斜視図である。
【図３】コア壁と外周構造体との間に架け渡される鉄骨梁周辺の構成を説明する側面図である。
【図４】外周構造体を構築する工程を説明する斜視図である。
【図５】多層建物に水平力が作用したときに外周構造体を形成する外周柱とコア壁とに発生するせん断力を負担率で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の多層建物としての高層建物１の主構造を模式的に示した図である。
【００２３】
この高層建物１は、基礎部１１上に鉛直方向に塔状に延設されるコア体としてのコア壁２と、建物の外周となる位置に立設される外周構造体３と、コア壁２と外周構造体３との間に各階において架け渡される梁材としての鉄骨梁４，・・・とによって主構造が構成されている。
【００２４】
そして、鉄骨梁４の一方の端部は、コア壁２とピン接合部５Ａを介して連結される。また、鉄骨梁４の他方の端部は、外周構造体３とピン接合部５Ｂを介して連結される。
【００２５】
コア壁２は、図１，２に示すように、鉄筋コンクリートや鉄骨鉄筋コンクリート（以下、「鉄筋コンクリート」という。）によって高層建物１の中央に立設される。このコア壁２は、閉合断面となる平面視ロ字形、開放断面となる平面視コ字形などのいずれの形状であってもよい。
【００２６】
また、コア壁２は、高層建物１に必要とされる剛性及び耐力の大部分を確保するための主構造部である。このコア壁２は、鉄筋コンクリートによって構築されることで剛性が高くなり、強風時や地震時に発生する揺れが低減される。
【００２７】
一方、外周構造体３は、図２に示すように周方向に間隔を置いて立設される柱としての複数の外周柱３１，・・・と、それらの外周柱３１，・・・間に架け渡される梁としての外周梁３２，・・・とによって形成される。
【００２８】
この外周柱３１は、図４に示すように、例えばプレキャストコンクリートによって工場などで予め成形しておくことができる。そして、この外周柱３１の上端面からは、本体内部に配筋された主鉄筋３１ａ，・・・の上部を上方に向けて突出させておく。
【００２９】
また、図４に示すように、外周柱３１に載置する交差部３４と、その交差部３４を挟んで両側に突出される外周梁３２，３２と、コア壁２方向に延出されるブラケット部３３とをプレキャストコンクリートによって一体に成形する。
【００３０】
この交差部３４には、外周柱３１から突出された主鉄筋３１ａ，・・・を挿通させる挿通孔３４ａ，・・・が主鉄筋３１ａ，・・・の位置に合わせて形成されている。
【００３１】
また、外周梁３２，３２にも鉄筋３２ａ，・・・の一部が露出されており、隣接させる他の部材との継手に利用される。さらに、外周梁３２，３２の軸方向に略直交する方向に交差部３４から短い梁状のブラケット部３３が突出される。
【００３２】
このブラケット部３３は、外周構造体３に鉄骨梁４を取り付けるためのピン接合部５Ｂを設けるために形成される。すなわち、図３に示すように、ブラケット部３３のコア壁２側の端面にはピン接合部５Ｂが設けられる。
【００３３】
このピン接合部５Ｂは、例えば一部がブラケット部３３に埋設される取付具としての取付鋼板５１Ｂと、取付鋼板５１Ｂに鉄骨梁４を接合させるボルト５２とによって主に構成される。
【００３４】
ここで、鉄骨梁４は、例えば板状のウェブ４１と、その上縁及び下縁にウェブ４１に略直交するように形成されるフランジ４２，４２とによって、断面視略Ｉ形又はＨ形に鋼材によって形成されている。
【００３５】
そこで、鉄骨梁４のウェブ４１の側面に取付鋼板５１Ｂの突出された露出面を沿わせ、取付鋼板５１Ｂとウェブ４１とをボルト５２によって接合する。このボルト５２を介した接合が、ピン接合又はピンに相当する接合になる。
【００３６】
ここで、ピン接合とは、回転が許容されて回転モーメントがほとんど伝達されない接合をいう。また、ピンに相当する接合とは、剛接合にした場合に比べて発生する回転モーメントが非常に小さくなる接合をいう。
【００３７】
一方、鉄骨梁４のコア壁２側のピン接合部５Ａは、例えば一部がコア壁２に埋設される取付具としての取付鋼板５１Ａと、取付鋼板５１Ａに鉄骨梁４を接合させるボルト５２とによって主に構成される。
【００３８】
また、鉄骨梁４の上側のフランジ４２の上面には複数のジベル６１，・・・が突出されており、鉄骨梁４とブラケット部３３の上面に打設されるコンクリートによって床スラブ６が形成される。
【００３９】
以上において説明したピン接合部５Ａ，５Ｂは、複数のボルト５２，５２を使って取付鋼板５１Ａ，５１Ｂと鉄骨梁４とをそれぞれ接合しているうえに、鉄骨梁４に固定される床スラブ６がブラケット部３３上にまで延設されている。このため、ピン接合部５Ａ，５Ｂを介してコア壁２と外周構造体３との間に架け渡された鉄骨梁４の両端は、回転モーメントがまったく伝達されない理論上のピン接合となっているとはいえない。しかしながら、剛接合に比べて発生する回転モーメントが低減される構造となっているため、このピン接合部５Ａ，５Ｂは、少なくともピンに相当する接合といえる。
【００４０】
次に、本実施の形態の高層建物１の作用について説明する。
【００４１】
このように構成された本実施の形態の高層建物１は、外周構造体３とコア壁２との間に架け渡される鉄骨梁４の両端が、ピン接合又はピンに相当する接合によって外周構造体３とコア壁２にそれぞれに連結されている。
【００４２】
ここで、図５は、いずれもセンターコア壁構造の２７階建ての高層ビルの計算モデルに対して、地震荷重を水平力として作用させた際の各階の各部材のせん断力の負担率を示した図である。
【００４３】
ここで、塗りつぶしの凡例は、コア壁２と外周柱３１との間に架け渡される鉄骨梁４の両端がピン接合に設定された本発明の計算モデルの結果を示している。また、白抜きの凡例は、コア壁２と外周柱３１との間に架け渡される鉄骨梁４の両端が剛接合に設定された従来のセンターコア壁構造の計算モデルの結果を示している。
【００４４】
この図５によれば、外周柱３１のせん断力の負担率は、剛接合された場合の方が大きくなっている。これに対して、コア壁２のせん断力の負担率は、ピン接合された場合の方が大きくなっている。
【００４５】
すなわち、地震荷重などの水平力が作用すると、外周構造体３の負担は、従来の梁材の両端を剛接合させるセンターコア構造に比べてピン接合させた場合の方が低減され、代わりにピン接合させた場合の方がコア壁２の負担が増加することになる。
【００４６】
このため、外周構造体３の断面を従来に比べて低減させた経済的な構造にすることができる。例えば、外周構造体３の断面が低減できるので、外周柱３１，・・・の間隔を広くとることが可能になり、開放感のある高層建物１を構築することができる。
【００４７】
また、ピン接合部５Ａ，５Ｂにする場合は、剛接合に比べて鉄骨梁４の端部や取付鋼板５１Ａ，５１Ｂを簡単に加工できる。さらに、取付鋼板５１Ａ，５１Ｂ間の距離に多少の施工誤差が生じたとしても、鉄骨梁４への取付位置の調整がしやすいので、現場での施工性に優れ、短期間で取り付け作業をおこなうことができる。
【００４８】
さらに、コア壁２及び外周構造体３を鉄筋コンクリートによって形成し、梁材を鉄骨梁４にすることで、すべてを鉄筋コンクリートで形成する場合に比べて軽量化できるうえに、すべてを鉄骨で形成する場合に比べて地震時などに発生する揺れを低減することができる。すなわち、揺れ難さと重量とのバランスがとれた高層建物１にすることができる。
【００４９】
また、鉄骨梁４は、軽量で引張りに強い材料であるため大スパン（例えば１２ｍ以上）に適しており、コア壁２と外周構造体３との間に大空間を形成することができる。さらに、鉄骨梁４であれば、端部を所望する形態に容易に加工することができる。
【００５０】
また、コア壁２と外周構造体３のそれぞれから取付鋼板５１Ａ，５１Ｂを突出させておき、現場での接合がボルト５２を締め付ける作業であれば容易におこなうことができる。
【００５１】
また、コア壁２のように鉄筋コンクリート製の壁構造であれば、剛性が高く、必要となる耐震性能の大半をコア壁２によって満たすことができる。さらに、外周柱３１と外周梁３２とによって外周構造体３を形成することで、外部に向けた開放性の高い高層建物１とすることができる。
【００５２】
また、外周構造体３に外周柱３１や外周梁３２などのプレキャストコンクリート部材を使用することで、安定した高品質の外周構造体３を迅速に構築することができる。
【００５３】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５４】
例えば、前記実施の形態では、多層建物として高層建物１について説明したが、これに限定されるものではなく、工場、店舗、研究施設などのために建設される低層の多層建物にも本発明を適用することができる。
【００５５】
また、前記実施の形態では、鉄骨梁４の両端に設けるピン接合部５Ａ，５Ｂがピンに相当する接合である構成について説明したが、これに限定されるものではなく、回転自在なピン構造など理論上のピン接合により近い接合にすることができる。
【００５６】
さらに、前記実施の形態では、取付鋼板５１Ａ，５１Ｂの一部をコア壁２やブラケット部３３に埋設させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鋼板の端部にフック状鉄筋などの定着部を設けてコア壁２やブラケット部３３にその定着部を埋設させる構成であってもよい。
【００５７】
また、前記実施の形態では、コア壁２に取付鋼板５１Ａを埋設させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、コア体を構成する柱部がある場合は、その柱部に取付鋼板５１Ａを埋設させる構成であってもよい。
【００５８】
さらに、前記実施の形態では、外周構造体３をプレキャストコンクリートによって構築する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鉄骨、鉄筋コンクリート又は鉄骨鉄筋コンクリートなどで外周構造体を構築してもよい。
【００５９】
また、前記実施の形態では、外周構造体３が外周柱３１と外周梁３２とによって形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、外周構造体が構造壁を備えた構成であってもよい。さらに、前記実施の形態では、ブラケット部３３を設けて取付鋼板５１Ｂを取り付けたが、これに限定されるものではなく、外周柱３１の側面などから直接、取付具を突出させてもよい。
【００６０】
また、前記実施の形態では、梁材として鉄骨梁４を使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鋼材と鉄筋コンクリートとの複合構造の梁などを使用することもできる。
【符号の説明】
【００６１】
１              高層建物（多層建物）
２              コア壁（コア体）
３              外周構造体
３１            外周柱（柱）
３２            外周梁（梁）
４              鉄骨梁（梁材）
５Ａ，５Ｂ      ピン接合部（ピン接合又はピンに相当する接合）
５１Ａ，５１Ｂ  取付鋼板（取付具）
５２            ボルト
【図１】
2011122391.tif 000003
【図２】
2011122391.tif 000004
【図３】
2011122391.tif 000005
【図４】
2011122391.tif 000006
【図５】
2011122391.tif 000007