(57)【要約】【課題】本発明は、高い制震性能を備えた低層もしくは中層に構成される構造物の制震構造を提供する。【解決手段】低層もしくは中層の構造物１は、３体の構造体２をＹ方向に並列配置されて、床スラブよりなる第１の連結部材６を介して連結されており、見かけ上、並列柱７と並列梁８とを備えるラーメン架構９が複数並列配置された構成を備えている。３体の構造体２各々には、柱４と梁５よりなる何れかの構面に第１の制震装置１０が設置されており、地震等が発生すると、制震装置１０が効果的に振動エネルギーを吸収して、構造物１全体の制震効果を高めるものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物が、直交するＸ方向及びＹ方向の両者共に柱と梁よりなる１スパンのラーメン架構を備える低層から高層の構造体を、並列となるように所定の離間間隔をもって複数連設するとともに、隣り合う構造体を第１の連結部材を介して連結することにより構成されており、
前記構造物には、柱と梁に囲まれる何れかの構面に、第１の制震装置が備えられることを特徴とする構造物の制震構造。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物の制震構造において、
前記構造体が、Ｘ方向もしくはＹ方向のいずれか一方向に、所定の離間間隔をもって、複数連設されることを特徴とする構造物の制震構造。
【請求項３】
請求項１または２に記載の構造物の制震構造において、
隣り合う前記構造体を連結する第１の連結部材には、床スラブが用いられており、
前記構造体に設置される床スラブと、連続して同一水平面を形成する高さ位置に設置されることを特徴とする構造物の制震構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の構造物の制震構造において、
隣り合う前記構造体が、第１の連結部材及び第２の連結部材の両者を介して連結されており、
該第２の連結部材が、外力の作用により変形することのない剛部材と、該剛部材の両端部各々に備えられているピン支承により構成され、
該剛部材が第１の連結部材を支持するように、第１の連結部材の下方に配置されて、両端部を前記構造体にピン支承を介して接合されることを特徴とする構造物の制震構造。
【請求項５】
請求項４に記載の構造物の制震構造において、
隣り合う前記構造体を連結には、第２の連結部材に代わり、第２の制震装置が用いられており、
前記第１の連結部材の下方に配置されて、両端部を前記構造体に剛接合されることを特徴とする構造物の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低層から高層に築造される構造物の制震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
市街地における狭隘敷地では、構造物の高さ制限が厳しい場合が多く、このような地域には低層もしくは中層の構造物を構築する必要がある。これら低層もしくは中層の構造物に高い耐震性能を付加することを考慮すると、梁断面を大きくとることが考えられるが、これに伴い構造物の階高は高くなり好適な措置とは言えない。
このような中、梁断面性能を維持しながら階高を小さくする架構構造として、特許文献１に示すような、一方向をフラットスラブ構造とし、直交する他方向を並列に配した対をなす梁と、対をなす梁各々が架け渡されている並列に配した対をなす柱、いわゆるダブルビームとツインコラムを備えたラーメン構造とする構成が考案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭６３−４９０２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方で、低層から高層の構造物に、制震性能を付加すべく制震装置を設けると、地震等が生じた際にも、固有周期が小さいために制震装置が効果的に機能しないといった課題を有している。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、高い制震性能を備えた低層から高層に構成される構造物の制震構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の構造物の制震構造は、構造物が、直交するＸ方向及びＹ方向の両者共に柱と梁よりなる１スパンのラーメン架構を備える低層から高層の構造体を、並列となるように所定の離間間隔をもって複数連設するとともに、隣り合う構造体を第１の連結部材を介して連結することにより構成されており、前記構造物には、柱と梁に囲まれる何れかの構面に、第１の制震装置が備えられることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の構造物の制震構造は、前記構造体が、Ｘ方向もしくはＹ方向のいずれか一方向に、所定の離間間隔をもって、複数連設されることを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の構造物の制震構造は、隣り合う前記構造体を連結する第１の連結部材には、床スラブが用いられており、前記構造体に設置される床スラブと、連続して同一水平面を形成する高さ位置に設置されることを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の構造物の制震構造は、隣り合う前記構造体が、第１の連結部材及び第２の連結部材の両者を介して連結されており、該第２の連結部材が、外力の作用により変形することのない剛部材と、該剛部材の両端部各々に備えられているピン支承により構成され、該剛部材が第１の連結部材を支持するように、第１の連結部材の下方に配置されて、両端部を前記構造体にピン支承を介して接合されることを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の構造物の制震構造は、隣り合う前記構造体を連結には、第２の連結部材に代わり、第２の制震装置が用いられており、前記第１の連結部材の下方に配置されて、両端部を前記構造体に剛接合されることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の構造物の制震構造は、構造物自身を、直交するＸ方向及びＹ方向の両者に１スパンのラーメン架構を有する地震時の変形が大きい構造体が複数並列配置される構成とし、該構造物のＸ方向もしくはＹ方向に制震装置を備える構成とすることにより、制震装置を効果的に機能させて、構造物全体の制震性能を向上させるものである。
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、低層から高層の構造物１は、３体の構造体２をＹ方向に所定の離間間隔をもって、並列配置することにより構成されている。該構造体２は、４本の柱４と、これらを連結する梁５を備えてなり、直交するＸ方向及びＹ方向の両者が、１スパンに形成されたラーメン架構より構成されるものである。該構造体２は、Ｘ方向もしくはＹ方向に多スパンのラーメン架構を備える構造体と比較して、地震等が発生した際の変形量が大きく、低層に構築された場合であっても固有周期が大きくなるといった性能を有することが一般に知られている。
【００１３】
該構造体２は、Ｙ方向に所定の離間間隔をもって３体が並列配置されており、隣り合う構造体２どうしが、高さ方向に所定の離間間隔をもって配置される複数の第１の連結部材６を介して連結されて、構造物１を構成している。該第１の連結部材６には、床スラブが用いられており、構造体２に設置されている床スラブ３と同一の部材よりなるものである。これら床スラブよりなる第１の連結部材６は、隣り合う構造体２各々の床スラブ３と連続して同一水平面を形成するように、すべての階層に設置されている。
このような構成により、複数の前記構造体２を並列配置した該構造物１は、見かけ上、対をなしてＹ方向に並列に近接配置される柱４よりなる並列柱７いわゆるツインコラムと、対をなしてＹ方向に並列に近接配置される梁５よりなる並列梁８いわゆるダブルビームとを備えるラーメン架構９が、Ｙ方向に複数並列配置された構成を有し、各階層には、３体の床スラブ３と床スラブよりなる２体の第１の連結部材６が連続した一連の空間が形成されることとなる。
【００１４】
ところで、並列配置された３体の構造体２のうち、両端部各々に配置され、構造物１のＸ方向の外周面を形成している構造体２の構面には、第１の制震装置１０が設置されている。また、並列配置された複数の構造体２のうち、中央に配置され、構造物１のＹ方向の外周面の一部を形成している構造体２の構面にも、Ｘ方向に設置されたものと同様の第１の制震装置１０が設置されている。
本実施の形態では、第１の制震装置１０として小振幅から大振幅の広い範囲における減衰力が期待でき、一般の構造物に用いられているブレースオイルダンパーを用いているが、必ずしもこれにこだわるものではなく、振動エネルギーを吸収できる第１の制震装置１０であれば、制震壁や制震装置を内蔵した間柱等、何れを用いてもよい。
【００１５】
これにより、構造物１には、Ｘ方向もしくはＹ方向の何れかに制震装置１０が設置されていることとなる。このような構成は、通常時において、並列柱７及び並列梁８により構成されるラーメン架構９を、Ｙ方向に複数並列配置された架構構造よりなる構造物１が、地震時には、各々に第１の制震装置１０を備えられている３体の構造体２が、床スラブよりなる第１の連結部材６を介して連結されている構造物１として機能することを考慮するものである。
つまり、地震等が発生すると、構造物１の架構構造は、構造体２はＸ方向及びＹ方向の両者に１スパンのラーメン架構を有するのみであるため固有周期が大きいことから、構造物１に設けられた前記第１の制震装置１０が効果的に機能して振動エネルギーを吸収し、構造物１全体としての制震効果を高めるものである。
【００１６】
なお、本実施の形態では、構造物１の構成を、３体の構造体２がＹ方向に所定の離間間隔をもって並列配置した構成としたが、構造物１は必ずしもこれにこだわるものではなく、構造体２が、Ｘ方向及びＹ方向の両者にそれぞれ１スパンのラーメン架構を有する構成であり、これら構造体２が隣接して並列に配置される構成であれば、構造体２の数量及び並列配置される方向は、何れを用いても良い。
また、前記構造体２に備えられる第１の制震装置１０について、本実施の形態では、構造物１の外周面を構成する構造体２の構面に、前記第１の制震装置１０を配置する構成を示したが、必ずしもこれにこだわるものではなく、構造物１における柱４と梁５よりなる構面の何れかに、第１の制震装置１０が備えられる構成であれば、構造体２の何れの構面に配される構成としても良い。
【００１７】
上述する構成によれば、低層もしくは中層の構造物１は、通常時において、並列柱７及び並列梁８により構成されるラーメン架構９をＹ方向に複数並列配置された架構構造を備える構成として機能することから、２本の梁８をＸ方向に並列配置した並列梁８は、１本の梁を配置した場合と比較して同様の剛性を保持しながら、その梁成を小さくすることができるため、居室の天井高を低くすることなく構造物１におけるより低い階高を実現することが可能となる。
【００１８】
また、構造物１は、複数の前記構造体２を床スラブよりなる第１の連結部材６を介して連結することにより構成され、該第１の連結部材６は、構造体２に備えられた床スラブ３と連続して同一水平面を形成する高さ位置に設置されることから、構造物１の内部には、構造体２に備えられた複数の床スラブ３と第１の連結部材６に用いられた床スラブが連続した一連の空間を形成することが可能となる。
【００１９】
一方で、低層から高層の構造物１は、地震時において、第１の制震装置１０が備えられているとともに、固有周期の大きい３体の構造体２が、第１の連結部材６を介して連結されている構成として機能することから、前記第１の制震装置１０により効果的に振動エネルギーを吸収されることにより、構造物１全体としての制震効果を高めることが可能となる。
【００２０】
上述する構成の構造物１の制震性能をより向上することを目的に、第２の実施の形態では、第１の連結部材６と合わせて、第２の連結部材１１もしくは第２の制震装置１２を設置した場合の例を示す。
【００２１】
（第２の実施の形態）
図２に示すように、低層もしくは中層の構造物１は、第１の実施の形態と同様の構成よりなり、３体の構造体２をＹ方向に並列配置し、向かい合う柱４どうしを第１の連結部材６により連結することにより構成されて、並列柱７いわゆるツインコラムと、並列梁８いわゆるダブルビームとを備えるラーメン架構９が、Ｙ方向に複数並列配置された構成を備えるものである。また、これら構造物１を構成する３体の構造体２には、各々に第１の実施の形態と同様な第１の制震装置１０が、前記柱４と梁５により囲まれる構面に設置されている。
【００２２】
このような構造物１は、並列配置された複数の構造体２の連結に、第１の連結部材６のみでなく、その下方に第２の連結部材１１が併設されている。該第２の連結部材１１は、外力が作用しても変形することのない鋼材よりなる剛部材１１ａと、該剛部材１１ａの両端部に設けられているピン支承１１ｂにより構成されており、本実施の形態では、剛部材１１ａにＨ形鋼を用いている。これら第２の連結部材１１は、Ｈ形鋼よりなる剛部材１１ａが、構造体２各々の各階に配された梁５と水平方向で略同一軸線上となる高さ位置に配されて、両端部に設けられている前記ピン支承１１ｂを介して、前記構造体２を構成する柱４の側面に固定されている。また、床スラブよりなる第１の連結部材６は、該剛部材１１ａの上フランジに支持されるように、剛部材１１ａの上方に配されており、構造体２各々の各階に配された床スラブ３と、連続して同一水平面を形成している。
【００２３】
このような構成の前記構造物１は、第１の実施の形態で示したように、地震等が発生すると、３体の前記構造体２が、固有周期が大きいことから、前記第１の制震装置１０が効果的に機能して振動エネルギーを吸収する。さらに、隣り合う構造体２には、これらを連結する第２の連結部材１１が配されていることから、隣り合う構造体２間の相対変形を低減させ、構造物１全体としての一体性をより一層高めるものである。
なお、前記第２の連結部材１１が、剛部材１１ａとピン支承１１ｂを備えていることから、隣り合う構造体２が変形した際にも、両者間のクリアランスを一定に維持したまま、構造体２と剛部材１１ａとの接合角度を自在に変形することにより、剛部材１１ａには面外方向の力が作用することはなく、常に変形せず平面を維持できることとなり、固有周期を大きく保つことが可能となるものである。
【００２４】
ところで、第２の連結部材１１は、必ずしも上述するものにこだわるものではなく、図３に示すように、第２の制震装置１２を用いても良い。本実施の形態では、該第２の制震装置１２に、ウェブ１２ｂに低降伏点鋼を用い、該ウェブ１２ｂの上面に位置する上フランジ材１２ａには普通鋼材を用いた鋼材ダンパーを用いている。これにより、地震等が発生し、隣り合う構造体２各々が異なる変形をした際にも、隣り合う構造体２間の相対変形を低減させるのと同時に、両者の変形の違いを利用して揺れを相殺し、構造物１全体としての制震性能を向上することができるものである。
【００２５】
なお、前記第２の制震装置１２に用いる鋼材ダンパーは、必ずしも上述する構成にこだわるものではなく、上フランジ材１２ａを含め全体を低降伏点鋼とした形鋼を用いても良い。このように、第１の連結部材６と併設して用いる第２の制震装置１２は、その形状及び材質にこだわるものではなく、制震性能を備えていれば、何れを用いても良い。
【００２６】
上述する構成によれば、隣り合う構造体２間の連結には、第１の連結部材６のみでなく、第２の連結部材１１もしくは第２の制震装置１２を第１の連結部材６の下方に配置する構成としたことから、地震等が発生した際にも、該構造体２各々に設けられた前記第１の制震装置１０が効果的に機能して振動エネルギーを吸収することに加えて、第２の連結部材１１が、隣り合う構造体２間の相対変形を低減させるのと同時に、両者の変形の違いを利用して揺れを相殺し、構造物１全体としての制震性能をより一層向上することが可能となる。
【００２７】
なお、第１の実施の形態と同様に、第２の実施の形態において、低層から高層の構造物１は、３体の構造体２をＹ方向に並列配置する構成としたが、必ずしもこれにこだわるものではなく、複数の構造体２を隣接して並列配置する構成であれば、その数量や配置位置は、これにこだわるものではない。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１及び２に記載の構造物の制震構造によれば、構造物が、直交するＸ方向及びＹ方向の両者共に柱と梁よりなる１スパンのラーメン架構を備える低層から高層の構造体を、並列となるように所定の離間間隔をもって複数連設するとともに、隣り合う構造体を第１の連結部材を介して連結することにより構成されており、前記構造物には、柱と梁に囲まれる何れかの構面に、第１の制震装置が備えられる。もしくは、前記構造体が、Ｘ方向もしくはＹ方向のいずれか一方向に、所定の離間間隔をもって、複数連設される。
これにより、地震時において、各々に制震装置を備えられているとともに、固有周期の大きい複数の構造体が、第１の連結部材を介して連結されている構成として機能するため、前記制震装置により効果的に振動エネルギーを吸収されることにより、構造物全体としての制震効果を高めることが可能となる。
【００２９】
また、通常時において、並列柱及び並列梁により構成されるラーメン架構を、Ｘ方向もしくはＹ方向のいずれか一方向に複数並列配置された架構構造を備える構成として機能するため、２本の梁をＸ方向もしくはＹ方向に並列配置した並列梁は、１本の梁を配置した場合と比較して同様の剛性を保持しながら、その梁成を小さくすることができ、居室の天井高を低くすることなく構造物におけるより低い階高を実現することが可能となる。
【００３０】
請求項３記載の構造物の制震構造によれば、隣り合う前記構造体を連結する第１の連結部材には、床スラブが用いられており、前記構造体に設置される床スラブと、連続して同一水平面を形成する高さ位置に設置されることから、構造物の架構構造は、複数の構造体を連結した構成であっても、構造物の内部を、これら複数の構造体各々の床スラブと、第１の連結部材に用いられた床スラブが連続した一連の空間として利用することが可能となる。
【００３１】
請求項４及び５に記載の構造物の制震構造は、隣り合う前記構造体が、第１の連結部材及び第２の連結部材の両者を介して連結されており、該第２の連結部材が、外力の作用により変形することのない剛部材と、該剛部材の両端部各々に備えられているピン支承により構成され、該剛部材が第１の連結部材を支持するように、第１の連結部材の下方に配置されて、両端部を前記構造体にピン支承を介して接合される。もしくは、隣り合う前記構造体を連結には、第２の連結部材に代わり、第２の制震装置が用いられており、前記第１の連結部材の下方に配置されて、両端部を前記構造体に剛接合される。
【００３２】
これにより、地震等が発生すると、複数の前記構造体は固有周期が大きいことから、前記制震装置が効果的に機能して振動エネルギーを吸収する。さらに、隣り合う構造体には、これらを連結するように第２の連結部材が配されている場合、隣り合う構造体間の相対変形を低減させるのと同時に、両者の変形の違いを利用して揺れを相殺し、構造物全体としての制震効果をより一層高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造物の制震構造の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明に係る構造物の制震構造の第２の実施の形態を示す図である。
【図３】本発明に係る構造物の制震構造の第２の実施の形態の他の事例を示す図である。
【符号の説明】
１  構造物
２  構造体
３  床スラブ
４  柱
５  梁
６  第１の連結部材
７  ダブルコラム
８  ダブルビーム
９  ラーメン架構
１０  第１の制震装置
１１  第２の連結部材
１１ａ  剛部材
１１ｂ  ピン支承
１２  第２の制震装置
１２ａ  上フランジ材
１２ｂ  ウェブ
【図１】
2004225347.tif 000003
【図２】
2004225347.tif 000004
【図３】
2004225347.tif 000005