(57)【要約】【課題】建物の耐震性能の向上を図ることが可能で、かつ、経済的な設計が可能な複合建物を提案する。【解決手段】低中層構造体２と、低中層構造体２と緩衝しない程度に隙間を設けて並設されているとともに、低中層構造体の上方に鉛直方向に延びる空間を有する高層構造体３と、低中層構造体の上面または上部側面と高層構造体との間に、免震装置４が設けられている複合建物１であって、免震装置４は、低中層構造体２の柱２１の上面と、高層構造体３の柱３４の下面との間に設けられている。【選択図】図１
2019078166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低中層構造体と、
前記低中層構造体の上側の空間を含んで当該低中層構造体に近接して構築させた高層構造体と、から成る複合建物であって、
前記低中層構造体の上面と当該上面に対向する前記高層構造体の下面との間に免震装置を設け、
前記低中層構造体は前記高層構造体の鉛直荷重を支持するとともに、
前記低中層構造体と前記高層構造体は、前記低中層構造体の上部以外の全側面にわたって縁切りされていることを特徴とする複合建物。
【請求項２】
低中層構造体と、
前記低中層構造体の上側の空間を含んで当該低中層構造体に近接して構築させた高層構造体と、から成る複合建物であって、
前記低中層構造体の上面と当該上面に対向する前記高層構造体の下面との間に免震装置を設け、
前記低中層構造体は前記高層構造体の鉛直荷重を支持するとともに、
前記低中層構造体の剛性は、前記高層構造体の剛性よりも高いことを特徴とする複合建物。
【請求項３】
前記低中層構造体と、前記高層構造体の対向面間にダンパーが設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の複合建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低中層建物と高層建物を上下に近接配置させた複合建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地震荷重に対して建物の安全性能を高めて、人命を保護するための建物の形式としては、地震時に柱や梁の一部が降伏して地震エネルギーを吸収する耐震構造と、免震装置の上に建物を構築し、建物の固有周期を長くすることで建物に地震エネルギーを伝わりにくくする免震構造と、構造体である柱や梁より先に制震部材を降伏させることで、地震エネルギーを吸収させる制震構造がある。
例えば、耐震構造の場合、特別な装置を用いる必要がないため数多くの建物に採用されているが、大地震時においては、建物の一部にひび割れや破壊が起きることを予め許容した構造形式であり、修復や建て替えが必要であった。
また、免震建物は、免震装置によって建物に作用する地震エネルギーを集中的に吸収させることで、免震装置の上部側に設ける建物の柱梁架構については、地震時に一部が降伏して、地震荷重に抵抗することを前提とするものではなく、細径の柱や梁が実現可能であった（特許文献１）。
上記に述べた耐震構造や免震構造の場合、予め設定した地震荷重レベルまでは、柱梁架構に発生するひび割れや一部破壊、または免震装置の上部側建物の最大水平移動量などが想定され、設計されているため、地震の揺れが治まった後において、修復や復元が可能であった。
また、制震構造は、当該階と上下階との間に制震部材（ダンパー、壁、ブレース）を配置し、建物内部に侵入した地震エネルギーを柱梁架構より先に制震部材を降伏させて吸収させるものであり、柔構造である超高層建物では層間変形量が大きいために制震部材が有効であり、数多く採用されてきた。特に、高層建物の場合、上の層と下の層との間にダンパーを設けて、ダンパーの変形により地震等のエネルギーを吸収させる層間ダンパー型の制震構造が採用される場合がある。しかし、比較的短スパンの柱梁架構を備えた中低層建物の場合、固有周期が短く、層間変形量が小さいために、制震部材により地震エネルギーを効率的に吸収させることは困難であり、制震構造が採用されることは数少なかった。
しかしながら、特許文献２の中低層建物では、建物の下層階に制震装置を取り入れた制震構面を設けるとともに、建物の下層階の柱梁接合部の固定度を低くすることで、柔構造の建物構造を実現し、上下階の間に生じる層間変形量を増幅させて、その層間変形量を制震部材で吸収させる制震構造が開示されている。
また、特許文献１の建物では、下層階部分の水平剛性を低くし、かつ少ない柱本数で、上層階の鉛直荷重を負担させる必要があり、ＲＣ造柱は高強度化させて細径で、さらに長柱化される傾向である。また、下層階の柱は、高強度ＲＣ造柱として長柱化されることで、大地震が発生した際には脆性破壊する惧れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５９２２８８号公報
【特許文献２】特開平１１−２２３０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、２０１１年に東日本大震災を引き起こした東北地方太平洋沖地震のような想定外の大地震に対して、耐震構造、または免震構造、或いは制震構造など、其々１種類のせん断抵抗機構により建物の安全性能を向上させようとすると、柱梁架構を形成するための鉄筋や鉄骨、或いはコンクリート等の使用材料、または免震装置や制震装置などは、高性能で非汎用製品となり、さらに大型化するため、建設費用が高額になるとともに、装置等の設置スペースも大規模となるなど建物を設計する上で制約等が多いなど、問題があった。
上記のような課題点を踏まえて、本発明は、大地震であっても、建物に地震荷重や地震エネルギーを伝達しにくくする免震装置と、建物に作用した地震エネルギーを効率的に吸収させるための制震部材（ダンパー）による複数のせん断抵抗手段を備えた、構造安全性能に優れた複合建物を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、建物の構造安全性能を高めるための複合建物として、建物構造を低中層構造体と当該低中層構造体に並設させた高層構造体とに分離し、低中層構造体の上部に、積層ゴム支承とダンパーを有する免震装置を設置して高層構造体を支持させることで、高層構造体の鉛直荷重を低中層構造体で負担させつつ、低中層構造体のせん断耐力を増大させるとともに、高層構造体における複数階に亘った相対水平変形量をダンパーの入力変位量として与えて高い減衰効果を得ることで、効率良く地震エネルギーが吸収できることに着眼し、構造安全性能に優れた複合建物を発明した。
前記課題を解決するために、本発明の複合建物は、低中層構造体の上面と当該上面に対向する高層構造体の下面との間に免震装置を設けており、低中層構造体と高層構造体との鉛直方向および水平方向の間隔は近接し、地震時に両構造体が変形しても衝突しない程度確保されていることを特徴とする。
両構造体の鉛直方向の間隔は、低中層構造体の上面に免震装置を設置する際に、施工効率を低下させることなく設置可能なだけ空間が確保される必要がある。例えば、施工性等を踏まえると、両構造体の距離は約２ｍ以上離れていることが好ましい。
また、両構造体が干渉せず、衝突しない程度の水平方向の間隔とは、低中層構造体の高さに対して、大地震時でも両構造体が衝突しない限界値とする安全限界の層間変形角と、割増安全率を乗じた長さ程度とする。例えば、低中層構造体が階高３．６ｍで、２０階建ての場合、建物高さは７２ｍとなり、安全限界の層間変形角を１/１００とし、割増安全率を１．２とした場合、隙間は約０．９ｍとなる。低中層構造体と高層構造体と水平方向の間隔は、空間として確保しておく場合、または、各階の床スラブ面に鋼板等を敷設して隙間を塞ぐ場合があるが、どちらの場合であっても、地震時には各構造体同士が衝突しないように所定の間隔を確保しておく必要がある。
本願発明の複合建物は、低中層構造体の上面と高層構造体の下面との間に、免震装置の積層ゴム支承（支承機構）とダンパー（減衰機構）を設けることが好ましい。
前記免震装置は、積層ゴム支承または弾性すべり支承であり、前記低中層構造体の梁の上面または柱の上面と、前記高層構造体の柱の下面との間に設けられている。低中層構造体は、積層ゴム支承を介して、高層構造体の鉛直荷重を負担することができる。
なお、ダンパ−は、低中層構造体の各階にダンパーを設けるのではなく、少なくとも低中層構造体の上面または低中層構造体の上部側面で、高層構造体との対向面間に設置してもよい。本明細書では、免震装置の積層ゴム支承（支承機構）と同一フロアにて、積層ゴム支承に近接して配置されるダンパーを、免震装置を構成するダンパー（減衰機構）とし、積層ゴム支承とは異なるフロアに配置されるダンパーを、制震部材としてのダンパーと定義した。
前記低中層構造体と前記高層構造体は、前記低中層構造体の上部以外の全側面にわたって縁切りされているとともに、前記低中層構造体の上部側面と、前記高層構造体の側面との間にダンパーが設けられていることが好ましい。本明細書において、「低中層構造体の上部側面」とは、低中層構造体の頂部から最上段の梁の架設高さ位置または、上から２段目の梁の架設高さ位置付近までとする。また、免震装置は、低中層構造体の上面に設けてもよいし、高層構造体の側面と隣接する上部側面に設けてもよい。
さらに、前記低中層構造物の少なくとも一部は壁構造であり、かつ、前記高層構造物の下層部分の少なくとも一部がラーメン架構構造であって、前記低中層建物の建物剛性は、前記高層建物の下層部分の構造体剛性より高剛性であることが好ましい。
【０００６】
本発明の複合建物によれば、低中層構造体と高層構造体とが低中層構造体の上部に設置した免震装置を介して接続されていることで、以下のような効果を得ることができる。
（１）建物を低中層構造体と高層構造体とに分離し、この低中層構造体の上部に免震装置を配置して高層構造体と接合させることで、低中層構造体で鉛直荷重を支持しつつ、低中層構造体および高層構造体の其々の建物に作用する地震荷重を低減させて、建物の安全性能を高めることができる。
（２）建物に入力される地震エネルギ−は、低中層構造体と高層構造体との間の相対水平変位量を免震装置で吸収させることで、建物の損傷や破壊を防止することができる。よって、低中層構造体や高層構造体の柱梁架構の小断面化が可能となる。
（３）低中層構造体を高剛性にし、高層構造体を低剛性にするとともに、低中層構造体と高層構造体との剛性の差を大きくすれば、双方の構造体の固有周期の差を大きくすることができ、ダンパーによる地震エネルギーの吸収能力を向上させることができる。また、低中層構造体は、高層構造体に比べて、建物剛性が高剛性であるために固有周期は短くなり、固有周期の長い高層構造体との間では固有周期の違いによって相対水平変位量が増幅するので、数少ないダンパー（減衰機構）で構造安全性能を高めることができる。
（４）低中層部構造体には、高層構造体の鉛直荷重が加わることで、地震時の水平荷重に抵抗するせん断耐力を増大させることができる。よって、建物の柱梁架構体の小断面化が実現できるため、経済設計が可能となる。
（５）建物は、ある特定階に免震装置を配置して、免震装置の下方側建物と上方側建物とに力学的に完全分離すると、想定を上回る地震荷重が作用した際には、上方側建物の水平移動が免震装置のクリアランスを上回り、壁面に衝突し、建物に甚大な被害が発生することになる。よって、建物に、複数のせん断抵抗機構として免震装置と制震部材を設けることで、大地震に対しても、構造安全性を確保することができる。高層構造体の下層階部分を、低中層構造体に接して設けることで、高層構造体を支持する下層階部分のアスペクト比（縦横比）は大きくなり、低剛性の上方に高層構造体が形成されることになり、柔構造建物を実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の複合建物によれば、建物に作用する地震エネルギーは、免震装置の支承機構によって低減させるとともに、建物内部に入力された地震エネルギーは、免震装置の減衰機構または制震部材としてのダンパーによって吸収させることで建物の構造安全性を向上させることが出来る。
また、建物を形成する柱梁架構体の小断面化を行い、経済的な設計を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る複合建物を模式的に示す立面図、（ｂ）は他の形態に係る複合建物の立面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は図１に示す複合建物の他の形態の示す立面図である。
【図３】低中層構造体と高層構造体とに分割された複合建物を模擬した立体振動解析モデルの模式図である。
【図４】積層ゴム支承の水平剛性をパラメータとした振動解析による最大層間変形角の応答結果である。
【図５】低中層構造体の縁切り高さ範囲をパラメータとした振動解析による低中層構造体の下部面位置での曲げモーメントの応答結果である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、建物本体を、高剛性の低中層構造体と低剛性の高層構造体に分離し、低中層構造体の上部にダンパーを設置して、双方の架構体の剛性差によって、低中層構造体と高層構造体との固有周期の差を大きくすることができ、粘弾性ダンパーにより地震エネルギーを吸収させる免震装置を備えた複合建物である。
本実施形態の複合建物１は、図１の（ａ）に示すように、低中層構造体２と、当該低中層構造体に並設させた高層構造体３と、低中層構造体の上面または上部側面に設ける免震装置４とで構成させる。
免震装置を構成するダンパーは、低中層構造体２の上面に限らず、図１の（ｂ）に示すように低中層構造体の最上段の梁または上面から２段目の梁の架設高さ位置付近の側面に設置してもよい。例えば、ダンパーを低中層構造体２の上部側面に集約して設けることで、複数階に跨った相対水平変形量を、ダンパーの入力変位量として扱うことができる。
本実施形態の複合建物１は、図１の（ａ）に示すように、高剛性の低中層構造体２と低剛性の高層構造体３とに分離することで、建物剛性の差により、低中層構造体２と高層構造体３との固有周期の差を大きくしている。そのため、粘弾性ダンパー４２による地震エネルギーの吸収能力を向上させることができ、その結果、少ない粘弾性ダンパー数により大きな制震効果を得ることができる。
また、高層構造体３の上層部分３２の軸力の一部を、積層ゴム支承を介して低中層構造体２により支持しているため、建物に作用する地震荷重を低減させることができるとともに、高層構造体３の下層部分３１の各部材（柱梁架構）の小断面化（経済設計）を図ることができる。
また、固有周期の短い高剛性躯体である低中層構造体２を複合建物１の下部（低中層階部分）に配置し、固有周期の長い低剛性躯体である高層構造体３の上層部分３２を複合建物１の上部に配置しているため、低中層構造体２の上面と高層構造体３の上層部分３２の下面との間に介設された免震装置により、各階ごとの層間変位量ではなく、複数階に亘った大きな相対水平変位量を取り込むことができる。その結果、建物の安全性能を高めることができる。
低中層構造体２は、上端部が免震装置４を介して高層構造体３に接続されているため、地面（基礎）から片持ち形式で支持されている場合に比べて固定度が高く、合理的に設計をすることができる。また、想定を超える過大な入力に対し、高層構造体３の下層部分３１の崩壊機構（構造物に塑性ヒンジが形成されて、その構造物が不安定な状態になる機構）形成後も、高剛性の低中層構造体２と免震装置４（積層ゴム支承４１）により鉛直荷重を保持することができる。
本実施形態の低中層構造体２は、図１の（ａ）に示すように、地盤（基礎）に立設されており、中央部に形成された柱２１と、柱２１の左右の側面から延設された壁（構造壁）
２２とを備えて構成されている。
低中層構造体２は、主要架構が壁構造であって、壁２２は柱２１の右側面または左側面のみから延設されていることが好ましい。
低中層構造体２は、複合建物１の低中層階部分（複合建物１の下部分）の中央部（複合建物１の内側部分）に形成された、鉄筋コンクリート造の躯体である。すなわち、低中層構造体２は、複合建物１の低中層階部分において、複数階にわたって形成された連層構造である。
低中層構造体２は、高さおよび平面配置が限定されるものではなく、複合建物１の外周部側に設けられていてもよい。図２の（ａ）に示すように、高剛性の低中層構造体を外周部に設けて、高層構造体を建物内部側に配置した場合、あらゆる方向から建物に地震力が繰り返して作用する場合であっても、高層構造体の下層階柱が建物内部側に配置されていることで、下層階柱に加わる圧縮軸力と引張力の繰り返し変動幅を低減させることができる。
低中層構造体２の用途は限定されるものではなく、例えば、低中層構造体は、複合建物１のセンターコアの少なくとも一部、複合建物１の外壁の一部、または、居住空間の一部として形成して、駐車場や住居、或いは、災害時の避難建物として利用可能である。
【００１０】
高層構造体３は、図１に示すように、複合建物１の低中層階部分において低中層構造体２に並設された下層部分３１と、低中層構造体２および下層部分３１の上方に形成された上層部分３２とを備えている。高層構造体３は、低中層構造体２の上方（上層部分３２）に、鉛直方向に延びる空間（居室階、機械室、非難階）を有している。
よって、高層構造体は、採光、眺望を確保することが容易であり、住居や商業施設等に利用される場合が多い。
本実施形態の高層構造体３は、柱３３または柱３４と梁３５とを組み合わせることにより形成されたラーメン架構構造である。なお、本実施形態では、高層構造体３の建物剛性（水平剛性）を低中層構造体２の建物剛性よりも低剛性とするが、高層構造体３は、少なくとも下層部分３１の構造体剛性が、低中層構造体２の建物剛性よりも低剛性であればよい。
柱３３は、高層構造体３の全高にわたって配設されたいわゆる連続柱である。すなわち、本実施形態では、低中層構造体２の側方に設けられた柱３３が、複合建物１の全高（基礎から頂部）にわたって配設された連続柱により構成されている。一方、低中層構造体２の上方に設けられた柱３４は複合建物１の上層階部分の全高（複合建物１の高さ方向中央部から頂部）にわたって配設された連続柱により構成されている。
高層構造体３の下層部分３１は、低中層構造体２の周囲に形成されているとともに、低中層構造体２との間に隙間５を有している。すなわち、高層構造体３は、低中層構造体２と全高にわたって（隣接する全構面を鉛直方向にわたって）縁切りされている。
低中層構造体２と高層構造体３との縁切りの範囲は限定されないが、複合建物１の高さに対して４０〜７０％とするのが望ましい。
高層構造体３の上層部分３２は、下層部分３１により支持されている。また、上層部分３２は、低中層構造体２との間に隙間５を有しており、免震装置４を介して低中層構造体２により支持されている。
【００１１】
免震装置４は、図１に示すように積層ゴム支承４１と粘弾性ダンパー４２とを備えて構成されている。
積層ゴム支承４１は、低中層構造体２の柱２１の上端面と、高層構造体３（上層部分３２）の中央の柱３４の下端面との間に介設されていて、高層構造体３の柱３４からの鉛直荷重を低中層構造体２の柱２１に伝達する支承機構を有している。
積層ゴム支承４１や粘弾性ダンパー４２は、高層構造体の全ての柱直下に設ける必要はなく、一部の柱直下のみに設置させてもよい。
本実施形態では、積層ゴム支承４１として、高層構造体３の下層部分３１の建物剛性の２０％以下の剛性を備えたものとする（式１参照）。本明細書では、等価せん断剛性を、設計用地震荷重による各層の層せん断力を層間変位で除した剛性として定義した。
【００１２】
【数１】
2019078166.tif 000003
【００１３】
積層ゴム支承４１は、上部コンクリートと、下部コンクリートと、上部コンクリートと下部コンクリートとの間に介設されたゴム支承本体とを備えている。
上部コンクリートは、ゴム支承本体と柱２１との間に介設される鉄筋コンクリート部材であって、高層構造体３の柱３４の下面に形成する。上部コンクリートには、ゴム支承本体を固定するためのベースプレートを固定する。なお、上部コンクリートは、高層構造体３の梁３５の下面に形成してもよい。
下部コンクリートは、ゴム支承本体と低中層構造体２の柱２１との間に介設される鉄筋コンクリート部材であって、柱２１の上面に形成する。下部コンクリートには、ゴム支承本体を固定するためのベースプレートを固定する。なお、下部コンクリートは、低中層構造体２の壁２２の上面や梁の上面等に形成してもよい。
免震装置を構成する支承機構は、鉛直荷重を支持しつつ、地震時等に水平荷重が作用した際には水平方向に変形して水平荷重を吸収するとともに、建物に地震荷重が入らないようにするものである。
本実施形態では、図１に示すように低中層構造体の上面に、復元力を有する積層ゴム支承４１を採用したが、弾性すべり支承や、剛すべり支承、転がり支承であってもよい。
また、減衰機構として、建物に入った地震力等を吸収して揺れを抑えるためにダンパ−４２を配置した。
本実施形態では、図１に示すように低中層構造体の上面、または上部側面に粘弾性ダンパー４２を設置し、複数階に亘る高層構造体に生じる水平変形量を、低中層構造体と高層構造体との相対水平変形量として作用させて、地震エネルギーを吸収させた。
粘弾性ダンパー４２の一端は、低層構造体２の上面、または上部側面にアンカーボルトを介して固定されていて、粘弾性ダンパー４２の他端は、高層構造体３の柱３４の下面、または梁側面や壁側面に固定されているのが望ましい。梁側面や壁側面に設置されるダンパーは、積層ゴム支承とは異なる建物フロアーに、独立して設置させるもので制震部材である。
本実施形態では、ダンパーとして、ゴム製の粘弾性体を備えた粘弾性ダンパーを採用したが、オイルダンパーや粘性ダンパー等の流体系ダンパーであってもよい。
【００１４】
複合建物１では、低中層構造体２と高層構造体３を連結する積層ゴム支承４１の水平剛性は、高層構造体３の下層部分３１（低剛性部分）の建物剛性の２０％以下とすることが好ましい。
低中層構造体２の上部に設けられた積層ゴム支承４１が所定の水平剛性を有して、高層構造体３を支持していることで、地震時に水平荷重が高層構造体３に加わった場合であっても、建物のある特定階のみに水平変形が増加して、建物が損傷、破壊するのを抑止させることができる。
また、低中層構造体２と高層構造体３との隣接する構面間での鉛直方向の縁切り高さ範囲は、複合建物１の建物高さの４０〜７０％とする。低中層構造体２と高層構造体３との間に所定の縁切り高さを設定することで、低中層構造体２に高層構造体３の鉛直荷重が付加されて、低中層構造体２のせん断耐力及びひび割れ発生強度を増加させることができ、複合建物１の構造安全性能を向上させることができる。
【００１５】
以下、積層ゴム支承４１と高層構造体３の下層部分３１との構造剛性比の適正な範囲について行った検証解析の結果について説明する。
本検証は、図３に示す低中層構造体２と高層構造体３に分割された地上４１階建ての複合建物を模擬した計算モデルを用いて、立体振動解析により行った。
本検証の各条件は、以下の通りである。
計算モデルでは、柱または梁の主架構部分については部材ごとに弾塑性モデルを設定し、各階の床は剛床弾性モデルとした。また、免震装置は、積層ゴム支承４１を１軸バネモデルでモデル化し、ダンパー４２は速度型または粘性型の非線形弾性モデルとした。
解析では、積層ゴム支承４１の水平剛性、低中層構造体２と高層構造体３との間の縁切り範囲、および入力地震波をパラメータとして、建物の各階ごとの最大層間変形角と、低中層構造体２の最下層部での曲げひびわれモーメントの応答結果について、比較検討した。
積層ゴム支承４１の水平剛性は、高層構造体３の下層部分の構造体剛性に対して、１５％（積層ゴム支承：建物＝１５：１００）、３０％Ａ（積層ゴム支承：建物＝３０：１００）、３０％Ｂ（建物剛性を低減した。積層ゴム支承：建物＝１５：５０）を設定した。
低中層構造体２と高層構造体３との構面間における鉛直方向の縁切り高さ範囲は、複合建物１の建物高さに対して、１２％〜８８％まで一定間隔を持って縁切り高さ範囲を設定した。
入力地震波には、建物が５００年に１回程度遭遇する可能性がある巨大な地震を想定して、代表的な観測地震波（ＥＬ Ｃｅｎｔｒｏ波、八戸波）、及び（財）日本建築センターで設定された模擬地震波（ＢＣＪ波）を用いた。
【００１６】
図４に、積層ゴム支承の水平剛性をパラメータとした立体振動解析による地上４１階建て建物の階数ごとの最大層間変形角の応答結果を示す。
図４中の最大層間変形角は、複数の入力地震波による各応答結果の最大値であり、積層ゴム支承の水平剛性比を１５％、３０％Ａ、３０％Ｂとした場合の応答結果を示す。
図４中横軸にとった層間変形角は、建物が地震荷重を受けた際に生じる水平変形量を、建物の当該階ごとの相対水平変形量として着目して、上下階の相対水平変形量（層間変形）を階高で割った値である。また、最大層間変形角は、時々刻々変化する層間変形角について絶対値をとった最大値であり、建物の構造安全性を評価する上で重要な指標である。鉄筋コンクリート造や鉄骨造の建物では、大地震時でも構造体が損傷しない限界値として、最大層間変形角が１/１００程度以下となるように、柱や梁などの主要架構が設計されることが多い。
応答結果によると、積層ゴム支承の水平剛性比が１５％の解析ケース（◆印）では、最大層間変形角は３階付近と２２階付近では大きいが、其々１/１２５以下に収まっている。また、水平剛性比が３０％Ａの解析ケース（■印）では、最大層間変形角は２６階付近で最も大きくなり、最大層間変形角は１/１００を上回った応答結果が得られた。
そこで、水平剛性比が１５％〜３０％の間での最大層間変形角について、其々の応答結果から内挿すると、水平剛性比が２０％程度では１/１００以下に収まることが推定できる。
よって、積層ゴム支承の水平剛性比を高層構造体の下層部分との構造体剛性に対して、２０％以下に設定すると、最大層間変形角が局所的に増加するのを抑止できることを確認した。
【００１７】
次に、低中層構造体２と高層構造体３との間の縁切り高さの適正な範囲について行った検証解析の結果について説明する。
図５に、低中層構造体２の鉛直方向の縁切り高さ範囲をパラメータとした立体振動解析による低中層構造体２の下部面位置での曲げひびわれモーメントと曲げモーメントとの比について応答結果を示す。
本検証は、図４に示す積層ゴム支承４１の水平剛性を変化させた場合の振動解析の同様、数種類の入力地震波を用いて複数の解析ケースについて振動解析を行った。
【００１８】
図５中の曲げモーメント比は、数種類の入力地震波による各応答結果の最大値であり、低中層構造体の鉛直方向の縁切り高さ範囲を複合建物の建物高さに対して、１２％〜８８％まで変化させた場合の応答結果を示す。
横軸の縁切り高さ範囲は、数字が大きくなるほど、低中層構造体２の高さと、高層構造体３との間の鉛直方向の縁切り高さ範囲、及び高層構造体３の高さが、其々等しくなる方に増加することになる。
具体的には、縁切り高さ範囲が高くなると、低中層構造体２の高さも高くなる。その結果、低中層構造体２の上方に位置する高層構造体３の高さ部分は低くなり、低中層構造体２が負担する高層構造体３の鉛直荷重が小さくなる。
したがって、縁切り高さ範囲が高い場合、低中層構造体２が負担する鉛直荷重は小さくなり、低中層構造体２の下部面位置では、圧縮応力度に比例する曲げひびわれモーメントも小さくなり、ひびわれが発生しやすくなる。特に、縁切り高さ範囲が複合建物１の高さの約７０％を超えると、低中層構造体２の下部面位置では、Ｍ/Ｍｃｒが１００％以上となりびわれが発生することが応答解析値から推定される。よって、有効な縁切り高さ範囲の上限は、複合建物１の高さの７０％程度となる。
また、縁切り高さ範囲を低くして、低中層構造体２が負担する鉛直荷重を大きくした場合には、低中層構造体２の下部面位置での圧縮応力度は大きくなり、ひびわれ発生時の曲げひびわれモーメントは大きくなってひびわれが発生しづらいことが解析結果から推定される。
特に、縁切り高さ範囲を低くして約４０％を下回った場合、Ｍ/Ｍｃｒは５０％以下となりひびわれの発生を抑止できることが応答解析値から推定される。
よって、縁切り高さ範囲を低くすることで、高層構造体３の鉛直荷重の大部分を低中層構造体２に負担させる場合は、低中層構造体２においては、せん断耐力とともにひびわれ発生強度については増加させることはできるが、高層構造体３の下層部分の柱については、負担させる鉛直荷重が小さく、柱断面が軸力で決定されることはなく、経済的な柱断面の設計が困難となる。
有効な縁切り高さ範囲の下限値としては、低中層構造体２の高さはＭ/Ｍｃｒが５０％以下となる複合建物１の高さが４０％程度で、高層構造体３の下層部でも鉛直荷重の相当量を負担させることが好ましい。
よって、縁切り高さ範囲は、複合建物の高さの４０〜７０％程度が合理的と推定される。
【００１９】
また、本実施形態の複合建物１によれば、低中層構造体２と高層構造体３の間に隙間を設けることで、以下のような効果も得られる。
（１）複合建物１を低中層構造体２と高層構造体３を分離し、双方構造体との間に隙間を設けることで、隙間部分に通路が設置可能である。また、隙間部分は風の通り道となると共に、火災が発生した際には、延焼抑止部分となる。
（２）建物構造を低中層構造体２と高層構造体３に分離することで、各々の構造体を独立して建築することができる。また、建物を部分的に利用しながら、建物のリニューアル工事を実施することができる。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、制震構造を設置する建物１は、複層階構造であればよく、建物１の使用目的、規模、形状等は限定されるものではない。
また、前記実施形態では、複合建物１の中央部（複合建物１を平面視したときの中央部）に低中層構造体２を配置する場合について説明したが、低中層構造体２の配置はこれに限定されない。例えば、図２の（ａ）に示すように、複合建物１の左右の側部に低中層構造体２を配置してもよい。この場合には、左右の低中層構造体２の間に高層構造体３の下層部分３１を配設する。また、低中層構造体２は、図２の（ｂ）に示すように、複合建物１の前面側または後面側のみに配設してもよい
また、図２の（ｃ）に示すように、高層構造体３に免震装置４（積層ゴム支承４１）に鉛直力を負担させるための斜め柱３６を設けてもよい。
また、図２の（ｄ）に示すように、高層構造体３の下層部分３１について、低中層構造体２の上方（下層部分中央部３１ａ）と側方（下層部分側部３１ｂ）とを分離してもよい。このとき、下層部分中央部３１ａは、下層部分側部３１ｂよりも建物剛性を高くしてもよい。
また、低中層構造体２は、必ずしも全高にわたって高層構造体３と縁切りされている必要はない。例えば、図２の（ｅ）に示すように、低中層構造体２の下部では高層構造体３と接合し、上部において高層構造体３との間に隙間を設けて縁切りしてもよい。
また、高層構造体３に構造壁（耐震壁）を設けてもよい。
【符号の説明】
【００２１】
１    複合建物
２    低中層構造体
２１  柱
２２  壁
３    高層構造体
３１  下層部分
３２  上層部分
３３，３４  柱
３５  梁
３６  斜め柱
４    免震装置
４１  積層ゴム支承
４２  粘弾性ダンパー（ダンパー）
５    隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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