(57)【要約】【課題】アスペクト比が大きな建物に対しても、柱に引張力に対する耐性が低いゴム等の目地材を用いた目地を設けることにより、当該柱の水平剛性を低減させて当該建物の固有周期を長期化させることができる制震構造を提供する。【解決手段】柱３０に、柱３０よりも剛性が低い目地材２を介在させるとともに、目地材２を貫通して引張力伝達部材１を定着させた制震構造において、目地材２の上部側および下部側の柱３０ａ、３０ｂの断面内に、引張力伝達部材１の水平方向への可動領域３を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱に、当該柱よりも剛性が低い目地材を介在させるとともに、当該目地材を貫通して引張力伝達部材を定着させた制震構造において、
上記目地材の上部側および下部側の柱の断面内に、上記引張力伝達部材の水平方向への可動領域を設けたことを特徴とする制震構造。
【請求項２】
上記可動領域は、上記引張力伝達部材の周囲に設けられた空隙および／または弾性体によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制震構造。
【請求項３】
上記引張力伝達部材は、金属製の棒状部材またはＰＣストランドであることを特徴とする請求項１または２に記載の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柱の一部に水平剛性の低いゴム等を介在させた目地を形成することにより、建物の剛性を低減させて固有周期を長周期化させた制震構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地震に対して建物の安全性を確保するために、基礎部分や中間階の柱等に積層ゴムを用いた免震装置を介装することにより、当該建物の固有周期を長周期化させて加速度応答を低減させる免震構造が実用に供されている。
【０００３】
上記免震構造にあっては、地震発生時に、建物の応答加速度を低減させて地盤から建物に伝播しようとする振動を緩和させることにより、躯体の健全性を維持することができるとともに、家具の転倒等を防止することができる反面で、上記免震装置における応答振幅が大きくなるため、上記免震装置を間に挟んで上下階にわたって設けられる設備配管等に、上下階の相対変位に追従可能なフレキシブルな構造を採用する必要がある。
【０００４】
また、上記免震装置を設置するための免震ピット等の空間を確保する必要があるために、総じて建設コストが嵩むという問題点もある。
そこで、本出願人は、先に下記特許文献１において、図７に示すように、鉄筋コンクリート等からなる柱３０の一部に、コンクリートよりも剛性が低く、かつ許容せん断変形量が大きいゴム等の材料からなる目地３１が介在された建築物を提案した。
【０００５】
上記建築物によれば、ゴム等の材料からなる目地３１によって柱の水平剛性が低減するため、建築物の固有周期を長期化させることができるとともに、地震時に建築物に加わる動的荷重が低減される一方、層間変位は階高の１／５０未満あるいは１／１００未満に抑制されるために、家具の転倒等を抑制することができ、しかも設備配管や階段等の変形を許容するための特別な構造も不要になるという効果が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５６９６２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、アスペクト比が大きな建築物においては、地震時に、柱に引張力が作用するため、引張力に対する耐性が低いゴム等の目地材を単独で用いることができず、上記構成を適用することが難しいという問題点がある。
【０００８】
このため、引張力を伝達する鉄筋を、上記目地３１を貫通させて上下の柱にわたって通る方法も考えられるものの、地震時に目地３１に生じる大きな水平方向の変位によって、上記鉄筋が損傷する可能性があるために、その改良が要請されていた。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、アスペクト比が大きな建物に対しても、柱に引張力に対する耐性が低いゴム等の目地材料を用いた目地を設けることにより、当該柱の水平剛性を低減させて当該建物の固有周期を長期化させることができる制震構造を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、柱に、当該柱よりも剛性が低い目地材を介在させるとともに、当該目地材を貫通して引張力伝達部材を定着させた制震構造において、上記目地材の上部側および下部側の柱の断面内に、上記引張力伝達部材の水平方向への可動領域を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記可動領域は、上記引張力伝達部材の周囲に設けられた空隙および／または弾性体によって構成されていることを特徴とするものであり、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記引張力伝達部材は、金属製の棒状部材またはＰＣストランドであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜３のいずれかに記載の発明によれば、柱に、当該柱よりも剛性が低い目地材を介在させているために、柱の水平剛性を低減させて、建物の固有周期を長期化させることにより、地震発生時における建物の応答加速度を低減させことができる。
【００１３】
加えて、目地を間に挟んだ上下部側の柱間に、目地を貫通する引張力伝達部材を定着させているために、上記柱に引張力が作用した際に上記引張力伝達部材によって上記引張力を伝達することができる。この結果、アスペクト比の大きな建物においても、上記目地材としてゴム等の引張力に対する耐性が弱い材料を用いることができる。
【００１４】
ところで、上記目地材の厚さ寸法を１００ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下にすることにより、地震発生時における層間変位を階高の１／５０未満あるいは１／１００未満に抑制することができるが、例えば上記階高が４ｍであるとすると、上記上下部側の柱間における相対的な水平変位が４０ｍｍ程度になる。このため、単に目地材を貫通させて金属製の棒状部材を配筋した場合には、意図通りに剛性を低減できないおそれ、並びに上記鉄筋および周囲の柱部を損傷するおそれがある。
【００１５】
この点、本発明によれば、目地材の上部側および下部側の柱の断面内に、上記引張力伝達部材の水平方向への可動領域を設けているために、地震時に上下部側の柱間に生じる水平方向の相対変位に対して、水平変形能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る制震構造の一実施形態を示す要部を断面視した正面図である。
【図２】図１の地震時における挙動を示す正面図である。
【図３】従来の目地による制震構造を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて、本発明に係る制震構造の一実施形態について説明する。
本実施形態の制震構造は、図３に示した柱３０に形成された目地３１に、図１および図２に示す芯鉄筋（引張力伝達部材）１を介在させたものである。
この芯鉄筋１は、目地３１に介装された目地材２を貫通するようにして、上部側の柱３０ａと下部側の柱３０ｂ間にわたって配筋されたもので、各々の柱３０に対して複数本（図の縦断に表れる箇所においては３本）設けられている。
【００１８】
そして、芯鉄筋１の周囲に、円筒状の空隙（可動領域）３が目地３１の上部側および下部側の所定長さ範囲に形成されている。これにより、芯鉄筋１の上部側の柱３０ａにおける固定端（上部固定端）４は、目地材２よりも上方位置となり、かつ下部側の柱３０ｂにおける固定端（下部固定端）５は、目地材２よりも下方位置になっている。この結果、芯鉄筋１は、上下部の固定端４、５間において、水平方向に変形可能に設けられている。
【００１９】
したがって、上記構成からなる制震構造によれば、柱３０に、この柱３０よりも剛性が低い目地材２を介在させた目地３１を形成しているために、柱２０の水平剛性を低減させて、建物の固有周期を長期化させることにより、地震発生時における建物の応答加速度を低減させことができる。
【００２０】
しかも、目地３１を間に挟んだ上下部側の柱３０ａ、３０ｂ間に、目地材２を貫通する芯鉄筋１を配筋しているために、地震時に柱３０に引張力あるいは圧縮力が作用した際には、芯鉄筋１によって上記引張力あるいは圧縮力を伝達することができる。この結果、アスペクト比の大きな建物においても、目地材２としてゴム等の引張力に対する耐性が弱い材料を用いることができる。
【００２１】
さらに、この制震構造にあっては、芯鉄筋１の周囲に円筒状の空隙３を形成することにより、上部側の柱３０ａにおける固定端４を目地材２よりも所定長さ上方位置とし、かつ下部側の柱３０ｂにおける固定端５を目地材２よりも所定長さ下方位置としている。
【００２２】
これにより、芯鉄筋１は、上下の固定端４、５間において水平方向に変形可能に設けられているために、図２に示すように、地震時に上下部側の柱３０ａ、３０ｂ間に水平方向の相対変位が生じた際にも、空隙３内における芯鉄筋１がせん断力に抗して変形することにより追従することができる。このように、上記空隙３によって上記目地３１における水平変形能力を向上させることができるために、芯鉄筋１および周囲の柱部が損傷を受けることがない。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、芯鉄筋１を、上下部の固定端４、５間において水平方向に変形可能に設けるために、芯鉄筋１の周囲に円筒状の空隙３を形成した場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、空隙３を直方体状、円錐状あるいは円錐台状としてもよく、また上記実施形態と同様にして芯鉄筋１の上部側の柱３０ａにおける固定端４を目地材２よりも上方位置とし、かつ下部側の柱３０ｂにおける固定端５を目地材２よりも下方位置にするとともに、これら固定端４、５間に位置する芯鉄筋１の外周に、弾性体を巻回しても同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
また、上記芯鉄筋１に代えて、ＰＣ鋼棒や鋼撚り線等の他の金属製の棒状部材やＰＣストランド等の引張力および圧縮力ならびにせん断力を伝達する各種の素材を用いることもできる。
【符号の説明】
【００２５】
１  芯鉄筋（引張力伝達部材）
２  目地材
３  空隙（可動領域）
４  上部固定端
５  下部固定端
３０  柱
３０ａ  上部側の柱
３０ｂ  下部側の柱
３１  目地
【図１】
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【図２】
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【図３】
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