(57)【要約】【課題】柱の脚部に制震機能を付与することにより地震時における構造物の安全性を容易に確保することが可能となる柱脚部の制震構造を提供する。【解決手段】柱２の脚部を、基礎部分１に固定された案内支柱７に水平方向の変位が拘束された状態で上下方向に変位可能に設けるとともに、上記脚部と基礎部分１との間に、柱２に引張力が作用した際に、曲げ降伏またはせん断降伏して上記引張力を吸収するベースプレートダンパ３を介装したことを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱の脚部を、基礎部分に固定された案内支柱に水平方向の変位が拘束された状態で上下方向に変位可能に設けるとともに、上記脚部と上記基礎部分との間に、上記柱に引張力が作用した際に、曲げ降伏またはせん断降伏して上記引張力を吸収するベースプレートダンパを介装したことを特徴とする柱脚部の制震構造。
【請求項２】
上記柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成したことを特徴とする請求項１に記載の柱脚部の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱脚部とこれを支承する基礎部分との間に設けられて地震時に制振機能を発揮する柱脚部の制震構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鉄骨造の多数本の柱を有する構造物として、ベースプレート上に複数のラックを並列的に立設したラック状格納棚が知られている。ここで、上記ラックは、角型鋼管等によって構成された架構の柱間に、多段にわたって棚が設けられたもので、一般に上記ラック間には、格納物を上記棚に対して搬入・搬出するためのスタッカークレーン等の搬送装置が設けられている。
【０００３】
ところで、上記ラック状格納棚にあっては、収納効率を高めるべくラックの高層化を図る場合には、地震時における安全性を確保するために、当該ラックの耐震性を考慮する必要が生じる。
そこで、従来のラック状格納棚においては、ラックを構成する架構の適宜箇所にブレースを取り付けたり、あるいは隣接するラックの頂部同士を梁によって連結したり、さらにはラックの脚部をベースプレートに強固に緊結したりすることにより上記架構の剛性を高め、耐震性を向上させる対策が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、地震等の外力が作用した際の耐震性能は、ラックを構成するトラス構成部材が引張力に対して充分な耐力を有する場合には、圧縮を受けるブレース等の各種部材の強度によって決定されることになる。このため、上記従来のラック状格納棚にあっては、これを高層化させる場合には、柱や棚のみならず、特に上記部材に大きな断面を確保する必要が生じ、この結果全体の部材断面が大きくなって、鋼材量が増加し、資材コストや施工コストの高騰化を招くという問題点があった。
【０００５】
加えて、柱の脚部は、単にベースプレートに緊結されているのみであるため、格納棚全体の重量が増加すると、地震時における揺れの発生に伴って、当該脚部に極めて大きな引張力と圧縮力とが交互に作用することになり、この結果、上記脚部に過大な力が作用するという問題点があった。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、柱の脚部に制震機能を付与することにより地震時における構造物の安全性を容易に確保することが可能となる柱脚部の制震構造を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る柱脚部の制震構造は、柱の脚部を、基礎部分に固定された案内支柱に水平方向の変位が拘束された状態で上下方向に変位可能に設けるとともに、上記脚部と上記基礎部分との間に、上記柱に引張力が作用した際に、曲げ降伏またはせん断降伏して上記引張力を吸収するベースプレートダンパを介装したことを特徴とするものである。
【０００８】
ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１または２に記載の本発明に係る柱脚部の制震構造によれば、地震等により構造物に大きな揺れが発生し、上記構造物の柱脚部に、これを浮き上がらせる方向に引張力が作用すると、上記柱は、案内支柱に上下方向に変位可能に設けられているため、当該案内支柱に沿って上方に変位動する。すると、これらの間に介装されている上記ベースプレートダンパが曲げ降伏またはせん断降伏し、この結果上記ベースプレートダンパにおける履歴エネルギーによって上記引張力が吸収される。このため、地震時に上記柱に作用する引張力を低減して、制震機能を発揮することができるために、地震時における構造物の安全性を容易に確保することができる。
【００１０】
この際に、特に上記ベースプレートダンパとして、曲げ降伏によって引張力を吸収するものを使用すれば、板面を水平方向に沿わせて配置した高靭性パネル等の平板状部材を用いて、その一端部を基礎部分に固定するとともに他端部を上記脚部に固定することによって上記ベースプレートダンパを構成することができる。このため、せん断降伏を用いるベースプレートダンパと比較して、上記脚部の周囲に通行の妨げ等になるプレートが突出することが無いという利点がある。
【００１１】
さらに、本発明においては、柱の脚部を、基礎部分に固定された案内支柱に水平方向の変位を拘束するとともに上下方向に変位可能に設けているので、地震時等に構造物に揺れが生じた場合に、柱には上記案内支柱に沿った上下方向の変位のみが許容される。したがって、上記ベースプレートダンパを、柱の水平方向へのバランスを考慮して、周方向に複数均等に設ける必要がなく、１または複数のベースプレートダンパを当該柱の周囲に自由に設置することが可能になり、設計の自由度が増すという利点もある。
【００１２】
加えて、請求項２に記載の発明によれば、上記柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成しているので、両者が面接触することが無く、よって上記脚部の水平方向の変位を確実に拘束することができるとともに、両者間の摩擦抵抗が小さいために、引張力が作用した際の上下方向への応答変位を、円滑に行わせることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１および図２は、本発明に係る柱脚部の制震構造の第１実施形態を示すもので、図中符合１が、ベースプレート（基礎部分）１であり、符合２が上記ベースプレート１上に立設される格納棚等の構造物における鉄骨造の柱を示すものである。
この柱２は、角型鋼管からなるものであり、その脚部に、ベースプレートダンパ３が設けられている。このベースプレートダンパ３は、柱２の脚部の一側方において、ボルト４によってベースプレート１に固定された取付プレート５と、この取付プレート５と柱２との間に板面を水平方向に沿わせて配設された高靭性パネル等の曲げパネル６とを備えたもので、曲げパネル６の一側面が取付プレート５に接合されるとともに他側面が柱２に接合されている。
【００１４】
また、上記柱２の脚部は、ベースプレート１に水平方向の変位が拘束されるとともに上下方向に変位可能に設けられている。
すなわち、ベースプレート１上には、柱２の中央部に位置するように円管からなる案内支柱７の下端部が固定されている。そして、この案内支柱７に、柱２の脚部が上下方向に変位可能となるように挿入されている。ここで、案内支柱７の外径は、柱２の内接円の径とほぼ等しくなるように形成されており、これにより柱２は水平方向への変位が拘束されている。
【００１５】
以上の構成からなる柱脚部の制震構造によれば、地震等により構造物に大きな揺れが発生し、図２（ｂ）に示すように、上記構造物に揺れが生じて柱２に上方へ浮き上がる引張力が作用すると、柱２は、案内支柱７に上下方向に変位可能に設けられているため、案内支柱７に沿って上方に変位動する。すると、高靭性パネル等からなる曲げパネル６が曲げ降伏し、その際の履歴エネルギーによって上記引張力を吸収することができる。このため、地震時に上記柱２に作用する引張力を低減して、制震機能を発揮することができるために、地震時における構造物の安全性を容易に確保することができる。
この結果、上記柱脚部の制震構造にあっては、耐震上、上記構造物を構成する架構の鋼材量を低減することができ、よって容易に高層化に対応することができる。
【００１６】
また、柱２の脚部を、ベースプレート１に固定された案内支柱７に水平方向の変位を拘束するとともに上下方向に変位可能に設けているので、地震時等に構造物に揺れが生じた場合に、柱２には案内支柱７に沿った上下方向の変位のみが許容される。したがって、図１に点線で示すように、ベースプレートダンパ３を、柱２の水平方向へのバランスを考慮して、周方向の４箇所に均等に配置する必要がなく、１つのベースプレートダンパ３のみを柱２の周囲の適宜箇所に自由に設置することが可能になる。しかも、ベースプレートダンパ３の曲げパネル６は、板面を水平に沿わせた状態でベースプレート１上に載置されているために、上記脚部の周囲に通行の妨げ等になるプレートが突出することも無い。
【００１７】
加えて、柱２の脚部を角型鋼管によって構成し、かつ案内支柱７を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管によって形成しているので、両者が面接触することが無く、よって上記脚部の水平方向の変位を確実に拘束することができるとともに、両者間の摩擦抵抗が小さいために、引張力が作用した際の柱２の上下方向への応答変位を、円滑に行わせることができるといった効果も得られる。
【００１８】
（実施の形態２）
図３および図４は、本発明の第２実施形態を示すもので、図１および図２に示したものと同一構成部分については同一符合を付してその説明を簡略化する。
本実施形態の柱脚部の制震構造が上記第１の実施形態と異なる点は、柱２の脚部に、ベースプレートダンパ３に代えて、せん断降伏により柱２に作用する引張力を吸収するベースプレートダンパ１０を設けた点にある。
【００１９】
すなわち、この柱脚部の制震構造においては、ベースプレート１上にボルト１１によって方形板状の支承プレート１２が固定され、この支承プレート１２の中央部に、円管からなる上記案内支柱７の下端部が固定されている。そして、この案内支柱７に、角型鋼管からなる上記柱２の脚部が、水平方向の変位が拘束されるとともに上下方向に変位可能に設けられている。
【００２０】
そして、上記支柱プレート１２上であって、柱２から所定間隔をおいた位置に、平板状の支持プレート１３が立設されている。この支持プレート１３は、その板面を柱２の側面と対向させて配置されており、これら支持プレート１３と柱２との間にせん断パネル１４がその板面を垂直にして配置され、かつその一側面が上記支持プレート１３に接合されるとともに、他側面が上記柱２の側面に接合されている。そして、これら支持プレート１３およびせん断パネル１４によって、上記ベースプレートダンパ１０が構成されている。
【００２１】
したがって、上記構成からなる柱脚部の制震構造においては、図４（ｂ）に示すように、地震時に構造物に揺れが生じて、柱２に上方へ浮き上がる引張力が作用すると、当該柱２が案内支柱７に沿って上方に変位し、これに伴ってベースプレートダンパ１０のせん断パネル１４がせん断降伏することにより、その履歴エネルギーによって上記引張力が吸収されることになるため、第１の実施形態に示したものと同様の作用効果を得ることができる。
また、上記構成からなる柱脚部の制震構造によっても、図３に点線で示すように、ベースプレートダンパ１０を、柱２の水平方向へのバランスを考慮して、周方向の４箇所に均等に配置する必要がなく、１つのベースプレートダンパ１０のみを柱２の周囲の適宜箇所に自由に設置することが可能になる。
【００２２】
なお、本発明に係る柱脚部の制震構造は、必ずしも構造物の全ての柱に対して適用する必要はなく、特に構造物の外周側に位置する柱２の脚部に設けることにより、当該構造物に対して効果的な制震効果を発揮することが可能となる。この場合には、上記構造物において中柱となる中央部の柱の脚部については従来と同様にベースプレート１に緊結するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の本発明に係る柱脚部の制震構造によれば、地震等により構造物に大きな揺れが発生して当該構造物の柱脚部に上方への引張力が作用した際に、案内支柱に沿う柱の上方への変位動に伴ってベースプレートダンパが曲げ降伏またはせん断降伏し、その履歴エネルギーによって上記引張力を吸収することができるため、上記引張力を低減して、上記構造物に対する制震機能を発揮することができ、よって地震時における構造物の安全性を容易に確保することができる。
【００２４】
加えて、柱の脚部を、基礎部分に固定された案内支柱に水平方向の変位を拘束するとともに上下方向に変位可能に設けているので、地震時等に構造物に揺れが生じた場合に、柱には上記案内支柱に沿った上下方向の変位のみが許容される。この結果、上記ベースプレートダンパを、柱の水平方向へのバランスを考慮して、周方向に複数均等に設ける必要がなく、１または複数のベースプレートダンパを当該柱の周囲に自由に設置することが可能になるために、設計の自由度が増すという利点もある。
【００２５】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、上記柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成しているので、両者が面接触することが無く、よって上記脚部の水平方向の変位を確実に拘束することができるとともに、両者間の摩擦抵抗が小さいために、引張力が作用した際の上下方向への応答変位を、円滑に行わせることが可能になるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す横断面図である。
【図２】（ａ）は図１の平常時における状態を示す正面図、（ｂ）は同じく引張力が作用した際の変位を示す正面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す横断面図である。
【図４】（ａ）は図３の平常時における状態を示す正面図、（ｂ）は同じく引張力が作用した際の変位を示す正面図である。
【符号の説明】
１　ベースプレート（基礎部分）
２　柱
３、１０　ベースプレートダンパ
５　取付プレート
６　曲げパネル
７　案内支柱
１３　支持プレート
１４　せん断パネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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