(57)【要約】【課題】住居の間取り計画に柔軟に対処できるとともに耐震性も確保でき、しかも、用途が住居に限らず、その他、職、商、憩、医などの用途混合となる場合にも容易に対処できる。【解決手段】中間層に免震装置を配置してなる多層免震構造物である。中間層よりも上側の躯体を柱とフラットプレートとからなるフラットプレート構造とし、その部分を集合住宅等の居住用途として利用する。また、中間層より下側の躯体を柱と梁とスラブとからなるラーメン構造とし、その部分を業務施設や商業施設等の非居住用途として利用する。【選択図】　　図１
2004011330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間層に免震装置を配置してなる多層構造物において、
前記中間層よりも上側の躯体と、中間層よりも下側の躯体とで、それら躯体の基本構造を異ならせていることを特徴とする多層構造物。
【請求項２】
請求項１記載の多層構造物において、
前記中間層より上側の躯体を、柱とフラットプレートとからなるフラットプレート構造とし、前記中間層より下側の躯体を、柱と梁とスラブとからなるラーメン構造としていることを特徴とする多層構造物。
【請求項３】
請求項２記載の多層構造物において、
前記中間層より上側の躯体の前記柱の周囲のフラットプレートには、前記柱の周囲に、前記フラットプレートから曲げ応力、ねじり応力及び剪断応力を柱に伝達する梁型領域が設けられ、
該梁型領域の内部には、前記フラットプレートの他の部分に埋設される鉄筋よりも大径の鉄筋が、同フラットプレートの他の部分に埋設される鉄筋の密度よりも密に配設されていることを特徴とする多層構造物。
【請求項４】
請求項３記載の多層構造物において、
前記中間層は、それより上側の多層構造物の部分重量が多層構造物の全体重量に対し７０％以上となる位置に配置され、
前記中間層には、層剪断力係数で７％程度に相当する耐力のダンパーが設置されていることを特徴とする多層構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市居住型の集合住宅では、建て替えるのではなく、フリープランなどの計画特性を実現できることが求められており、さらに、住、職、商、憩、医などを施設や区域が一体に組み込まれた立体高密度型構造物であることが求められている。前項の要求に対しては、階高３ｍ前後、スパン６〜１０ｍの建物とするのが好適であり、後項の要求に対しては用途混合・構造形式混合の建物とするのが好適である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の集合住宅は、各階とも一方向の同じ位置に耐震壁が存在するラーメン構造または壁式構造としているものが多い。この種の集合住宅では、耐震壁があったり梁型が突出したりするため、ライフサイクルに応じて平面プランを変えて住み続けることに対応する、フリープランなどの間取り計画には制約となる場合が多い。
ところで、フラットプレート構造は、躯体が柱とフラットプレートで構成され、梁型がなく柱まわりにキャピタルもないことから、フリープランなどの間取り計画には対応しやすい構造形式である。しかしながら、水平力に対して柱まわりで脆性的破壊が生じやすく、地震が多いわが国では耐震性の確保が難しい構造である点において問題となりやすい。
【０００４】
上記事情に鑑みて、本発明は、住居の間取り計画に柔軟に対処できるとともに耐震性も確保でき、しかも、用途が住居に限らず、その他、職、商、憩、医などの用途混合となる場合にも容易に対処できる多層構造物を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の多層構造物は、中間層に免震装置を配置してなる多層構造物において、
前記中間層よりも上側の躯体と、中間層よりも下側の躯体とで、それら躯体の基本構造を異ならせていることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の多層構造物は、請求項１記載のものにおいて、前記中間層より上側の躯体を、柱とフラットプレートとからなるフラットプレート構造とし、前記下側の躯体を、柱と梁とスラブとからなるラーメン構造としていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の多層構造物は、請求項２記載のものにおいて、前記中間層より上側の躯体の前記柱の周囲のフラットプレートには、前記柱の周囲に、前記フラットプレートから曲げ応力、ねじり応力及び剪断応力を柱に伝達する梁型領域が設けられ、該梁型領域の内部には、前記フラットプレートの他の部分に埋設される鉄筋よりも大径の鉄筋が、同フラットプレートの他の部分に埋設される鉄筋の密度よりも密に配設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の多層構造物は、請求項３記載のものにおいて、前記中間層は、それより上側の多層構造物の部分重量が多層構造物の全体重量に対し７０％以上となる位置に配置され、前記中間層には、層剪断力係数で７％程度に相当する耐力のダンパーが設置されることを特徴としている。
【０００９】
本発明の多層構造物によれば、中間層に免震装置を配置しており、該中間層よりも上側部分と下側部分とでは、地震時の特性が異なる。
つまり、中間層よりも下側部分には地震時の水平力が直接作用するが、中間層よりも上側部分では地震時の水平力等がそのまま作用するのではなく、免震装置の働きにより、加速度等がある程度減じられた形で作用する。したがって中間層の上下の躯体では要求される強度も異なる。本発明では、このように中間層の上下の求められる強度に応じて躯体の基本構造を異ならせている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は住・職・商・憩・医など用途が複合した都市型居住建物の集合体の概要を示すものである。この都市型居住建物の集合体では、本発明に係る３棟の多層構造物１Ａ、１Ｂ、１Ｃが建てられている。それらのうち２つの多層構造物１Ａ、１Ｂは街路Ｒの一側に互いに所定の間隔をあけて隣接して建てられており、それら両多層構造物１Ａ、１Ｂの間には、例えばイベント会場等として利用されるオープンスペースＳが３階のフロアラインに沿って設けられている。また、残る他の多層構造物１Ｃは街路Ｒを挟んでそれら多層構造物１Ａ、１Ｂとは逆側に建てられている。
それら多層構造物１Ａ、１Ｂ、１Ｃの地下は、互いにつながっていて共通の地下駐車場３になっている。また、多層構造物１Ａ、１Ｂ、１Ｃはそれぞれ鉄筋コンクリート造の地上１２階建てである。
以下、これら多層構造物１Ａ、１Ｂ、１Ｃの躯体構造について説明するが、説明の便宜上、それらのうちの一つ多層構造物１Ａについてのみ説明し、他の多層構造物１Ｂ、１Ｃについては同一躯体構造であるのでその説明は省略する。
【００１１】
多層構造物１Ａは、１階、２階がそれぞれ商業施設４あるいは業務施設５等の非居住用途として利用され、３階以上は集合住宅等６の居住用途して利用される。また、図２（ｃ）に示すように、２階と３階との間には免震装置１１が介装され、免震装置１１が介装された中間層の上側と下側とでは躯体構造が異なっている。すなわち、免震装置１１が介装された中間層（３階の床下スペース）よりも下側である１階、２階の躯体は、柱と梁とスラブとを備えしかも必要に応じて所要箇所に耐震壁が設けられてなるラーメン構造とされ、３階以上の躯体は、柱とフラットプレートとからなるフラットプレート構造とされている。
【００１２】
多層構造物１Ａの商業施設４等の非居住用途として利用される１，２階は、図２（ａ）に示すように平面視Ｘ、Ｙ方向の長さがほぼ同程度の略正方形とされる一方、多層構造物１Ａの居住用途として利用される３階以上は、平面視Ｙ方向がＸ方向に比べて長い略長方形状とされている。これら１，２階並びに３階以上についての柱間の距離（スパン）は６〜８ｍ程度に設定されていて、特に、３階以上の居住用途して利用される部分は、躯体がフラットプレート構造とされていることと相俟って、フリープランなどの計画特性を実現しやすいようになっている。
【００１３】
また、前記免震装置１１が配置される個所である中間層よりも上側の多層構造物部分の重量は多層構造物１Ａの全体重量の７０％以上とされている。また、免震装置１１には、例えば、層剪断力係数で７％程度に相当する耐力のダンパーとして摩擦係数が０．１の滑り支承を６台設置され、高減衰積層ゴムが２台設置されている。
ちなみに、免震装置１１を、それより上側の部分重量が多層構造物の全体重量に対して７０％に満たない箇所、例えば、前記多層構造物１Ａで言えば４階以上に設ける場合には、フラットプレート構造となる部分の割合が構造物全体に対して減少する一方、ラーメン構造となる部分が増えてしまい、建物全体の重量が増すとともに、免震構造部分が減少し、構造物を免震構造とするメリットがあまり得られなくなる。また、免震装置１１に層剪断力係数で７％にはるかに満たない程度の耐力のダンパを設置する場合、あるいは、逆に、層剪断力係数で７％をはるかに超える程度の耐力のダンパを設置する場合、いずれも所望する減衰効果が得られにくくなる。
【００１４】
前記３階以上の躯体では、図３に示すように柱１２の周囲のフラットプレート１３に、該フラットプレート１３から曲げ応力、ねじり応力及び剪断応力を柱１２に伝達する梁型領域Ｚが設けられている。梁型領域Ｚは、柱１２の幅Ｗａ及び奥行きＷｂとそれぞれ同じ値をもってそれら柱１２の外表面からそれと直交するように外方へ所定長（１ｍ程度）延びる略十字状部分である。
この梁型領域Ｚは、他のフラットプレート１３と同じ厚さに設定され（例えば３００ｍｍ）、かつ、その内部には、フラットプレート１３の他の部分に埋設される鉄筋よりも大径の鉄筋１４が、同フラットプレート１３の他の部分に埋設される鉄筋の密度よりも密に配設されている。
【００１５】
その一例を挙げれば、フラットプレート１３の一般的部分の配筋は、柱列帯では端部に直径２２ｍｍの鉄筋を１５０ｍｍのピッチで配置するとともに、中央に直径２２ｍｍの鉄筋を３００ｍｍのピッチで配設する一方、柱間帯では、端部及び中央ともに直径１９ｍｍの鉄筋を３００ｍｍのピッチで配設している。これに対し、フラットプレート１３の梁型領域Ｚでは、直径２５ｍｍの鉄筋１４を１５０ｍｍのピッチで配設している。
このようにフラットプレート１３の梁型領域Ｚに径の大きい鉄筋１４を密に配置することにより、フラットプレート１３から曲げ応力、ねじり応力及び剪断応力を、キャピタル等を用いることなく柱１２に伝達することができる。例えば、この実施の形態の配筋では、ベースシャ係数が０．１５のＡｉ分布の設計地震力を伝達できる。
【００１６】
次に、上記構成の多層構造物の作用について説明する。
上記構成の多層構造物１Ａでは、中間層に免震装置１１を配置しており、該中間層よりも上側部分と下側部分とでは、地震時の特性が異なる。つまり、中間層よりも下側部分には地震時の水平力が直接作用するが、中間層よりも上側部分では地震時の水平力等がそのまま作用するのではなく、免震装置１１の働きにより、加速度等がある程度減じられた形で作用する。したがって中間層の上下の躯体では要求される強度も異なる。本発明では、このように中間層の上下の求められる強度に応じて躯体の基本構造を異ならせている。
つまり、中間層より上側である３階以上の躯体を、柱とフラットプレートとからなるフラットプレート構造とし、中間層より下側である１階、２階の躯体を、柱と梁とスラブとからなるラーメン構造としている。
【００１７】
このようにこの多層構造物１Ａでは、集合住宅等６の居住用途して利用される３階以上の部分をフラットプレート構造としており、フラットプレート構造は梁型がなく柱まわりにキャピタルもないことから、フリープランなどの間取り計画に対処しやすい。したがって、集合住宅６に住む居住者は、家族構成が変わる等状況の変化に応じて比較的自由に間取りを変えることができ、結果的に、「住み続けることができる」都市居住の提供を実現できる。
なお、フラットプレート構造の柱まわりで脆性的破壊が生じやすい点については、フラットプレート構造となる部分、つまり多層構造物１Ａの中間層より上側部分が免震装置１１で支持されていること、また、フラットプレートの柱の周囲に、フラットプレートの他の部分に埋設される鉄筋よりも大径の鉄筋１４を密に配設してなる梁型領域Ｚを設けていることにより、十分に対処できる。
【００１８】
図４は、上述した１，２階がラーメン構造、３階以上がフラットプレート構造とし、それらの間に免震装置１１を介装させた多層構造物と、全体を耐震ラーメン構造とした多層構造物との地震応答の比較を表したものである。なお、地震波は、建築センター波（レベル２）を用いた。
これらの図からもわかるように、免震装置１１が介装された中間層で絶縁に近い効果が得られ、また、図４（ｂ）に示すように、この実施の形態の多層構造物１Ａでは、フラットプレート構造の層剪断力係数が０．２２以下であり、弾性設計が可能であることがわかる。
また、図４（ａ）に示すように、この実施の形態の多層構造物１Ａでは、３階以上のフラットプーレト構造部分では、加速度応答が１／３程度に低減し、地震被災度が耐震ラーメン構造に比較して著しく低くなっていることがわかる。このことは、地震被災額を低減できるとともに住居の資産価値を高められることを意味する。
【００１９】
また、建物の免震構造のコストは案件ごとに異なるものの、一般的には部材断面の減少による効果がデバイスや免震ピット構築の費用と均衡すると言われている。
上述した多層構造物１Ａの検討結果によると、全階を耐震ラーメン構造にした場合に比較してコンクリートボリュームが減り、鉄筋量が５％程度低減したが免震デバイスの費用が加算され、結局、全体を耐震ラーメン構造としたものとほぼ同程度になった。しかしながら、図４（ａ）に示したように、地震の応答が小さいことは地震損傷が少ないことを意味し、建設工事費と地震損傷を復旧する費用を含む総費用で比較すると、２０パーセント程度少なくなり、かつ、躯体には被害がほとんど発生しないため、上述した多層構造物１Ａの方がはるかに有利であることがわかる。
【００２０】
以上において本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用することができる。
例えば、上記実施の形態においては、街路Ｒを挟んで片側に２棟、他側に１棟の合計３棟の多層構造物１Ａ、１Ｂ、１Ｃにそれぞれ本発明を適用した例を示したが、これに限られることなく、１棟単独の多層構造物でも、あるいは４棟以上の多層構造物郡のものでも本発明は適用可能である。
また、上記実施の形態においては、２階と３階の間に免震装置１１を配置しているが、これに限られることなく、他の高さ位置に免震装置１１を配置しても勿論かまわない。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に係る多層構造物では、免震装置が介装される中間層の上下の躯体では要求される強度も異なり、このように中間層の上下の求められる強度に応じて躯体の基本構造を異ならせるため、構造物全体をそれぞれ強度に応じた設計とすることができ、過剰設計を避けて、経済的かつ用途にあった構造物とすることができる。
請求項２に係る多層構造物では、中間層より上側の躯体をフラットプレート構造とし、中間層より下側の躯体をラーメン構造としているため、例えば、梁型がなく柱まわりにキャピタルもなく、フリープランなどの間取り計画に対応しやすい、中間層よりも上側を居住用途として利用した場合に「住み続けることができる」という都市住居を実現することができる。　また、フラットプレート構造は、梁型がないため、耐震ラーメン構造に比較して型枠が簡素化でき、その分工期の短縮並びに施工手間の削減が図れる。加えて、中間層よりも上側のフラットプレート構造とした躯体は、加速度応答が低減し、地震被災度が全階耐震ラーメン構造としたものに比べて低くなり、結果的に、地震被災額を低減できるとともに、中間層より上側を居住用途とした場合に、住居の資産価値を高めることができる。
請求項３に係る多層構造物では、柱の周囲の梁型領域のフラットプレート部分内に、他のフラットプレート部分に比べて径が大きい鉄筋を密に配置することにより、柱まわりにキャピタルがなくても安全に、フラットプレートから柱に曲げ・ねじり・剪断応力を伝達でき、構造物の健全性を高めることができる。
請求項４に係る多層構造物では、免震装置をその機能が発揮する最適位置に配置でき、しかも地震時に好適に振動を減衰させることができ、もって、耐震性に優れるとともに経済的にも有利な多層構造物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層構造物の実施の形態を示す概略側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態の詳細を示すもので、（ａ）は１，２階の平面図、（ｂ）は３階以上の平面図、（ｃ）は断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態のフラットプレート梁型領域の配筋図である。
【図４】本発明の一実施の形態の多層構造物の地震応答を従来のラーメン構造の多層構造物と比較した図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ　多層構造物
４　商業施設
５　業務施設
６　集合住宅
１１　免震装置
１２　柱
１３　フラットプレート
１４　鉄筋
Ｚ　梁型領域
【図１】
2004011330.tif 000003
【図２】
2004011330.tif 000004
【図３】
2004011330.tif 000005
【図４】
2004011330.tif 000006