(57)【要約】【課題】高層ないし超高層建物に適用する合理的な構造を実現する。【解決手段】外周部に設けられた外周チューブ架構１と、中心部に設けられたコアチューブ架構２とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においては鉄筋コンクリート造のコア柱１０とコア梁１１とによるラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォール９からなる。頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁１２が各層に設けられている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部に設けられた外周チューブ架構と、中心部に設けられたコアチューブ架構とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においてはコア柱とコア梁とによる鉄筋コンクリート造のラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォールからなることを特徴とする建物の構造。
【請求項２】
頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁が各層に架設されていることを特徴とする請求項１記載の建物の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高層ないし超高層の建物の構造、特に鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物に適用して好適な構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高層ないし超高層の集合住宅建物の構造としてたとえば特許文献１に示されるようにコアウォールを採用したものが提案されている。これは、建物の中心部を上下方向に貫くように高剛性の鉄筋コンクリート造のコアウォールを設けて、そのコアウォールにより建物全体の水平剛性を高めて構造安定性と耐震性を確保するというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２８０７２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで特許文献１に示される構造ではコアウォールを建物の低層部から最上層まで連続的に設けるのであるが、建物の最上層にコアウォールを設けてもそこでの地震力の負担は小さいのでさほど効果的ではないし、その割りにはコアウォールを最上層まで施工するに要するコンクリート量は多大であるので、その点で上記構造は必ずしも合理的ではないと考えられる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明はコアウォールによる構造的な特質を生かしながらより合理的な構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、外周部に設けられた外周チューブ架構と、中心部に設けられたコアチューブ架構とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においてはコア柱とコア梁とによる鉄筋コンクリート造のラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォールからなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の建物の構造において、頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁が各層に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図２は本発明を３６階建ての鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物に適用した場合の実施形態を示すものである。図２に示すようにこの建物は平面形状が長方形状をなし、その構造は外周チューブ架構１とコアチューブ架構２とを主架構とするいわゆるチューブ構造を基本とするものである。そして、この建物ではコアチューブ架構２の内側がコア部３とされてそこにエレベータや階段室等の共用部が集約配置され、コアチューブ架構２と外周チューブ架構１との間に確保される住戸ゾーン４には必要最少限の梁５が設けられているとともに各層の床は無梁のフラットスラブ６により構成され、その住戸ゾーン４は実質的に無梁無柱空間とされていてここに複数の住戸を適宜区画して設けることができるようになっている。
【０００９】
外周チューブ架構１は、この建物の外周部に比較的密に設けられた外周柱７と、それら外周梁７間の各層に架設された外周梁８とにより構成されたラーメン架構によるものであるが、コアチューブ架構２は頂部とそれ以外とでは異なる構造が採用されている。すなわち、この建物の頂部を除く低層部から高層部までの範囲（図示例のものでは３０階まで）においては、コアチューブ架構２は図２（ａ）に示すように鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォール９により構成されているが、頂部（３１階以上）においてはコアチューブ架構２は図２（ｂ）に示すように鉄筋コンクリート造のコア柱１０とコア梁１１とによるラーメン架構、つまりコアウォールを有していない純ラーメン架構により構成されている。
【００１０】
そして、低層部から高層に設けられているコアウォール９は全体として角筒状の形態で設けられてはいるが、要所に開口部が設けられることで周方向に分割されており、その分割部には制震ダンパーとして機能する短スパンの境界梁１２が設けられている。境界梁１２としては制震効果が得られるものであれば適宜の構造、形態のものが採用可能であるが、普通鋼あるいは低降伏点鋼による短スパンの鉄骨梁や鉄骨鉄筋コンクリート梁をそれ自体の塑性変形を利用してダンパーとして機能させるもの、境界梁１２を左右に分断してその間に各種のダンパーを組み込むもの、境界梁１２とコアウォール９との接合部にダンパー機能を持たせるもの等の採用が考えられる。
【００１１】
本発明の構造によれば、外周チューブ架構１とコアチューブ架構２とを主架構とするチューブ構造を基本とするので、優れた構造安定性と耐震性を確保できるし、外周チューブ架構１とコアチューブ架構２との間に実質的に無梁無柱の住戸ゾーン４を確保することが可能であるので万全なフリープラン対応が可能であり、超高層集合住宅建物の構造として極めて有効なものである。
【００１２】
特に本発明の構造では、コアチューブ架構２を頂部を除いて高剛性のコアウォール９により構成することで特許文献１に示されるような従来一般のコアウォールによる構造と同様に建物全体の水平剛性を充分に確保しつつ、地震力の負担が小さい頂部にまで高剛性のコアウォール９をそのまま設けるという過剰設計を廃して頂部のみはコア柱１０とコア梁１１のみによる純ラーメン架構を採用したので、建物全体の耐震性能を支障なくかつ過不足なく確保することができるばかりでなく、全層にわたってバランスの良い架構を実現できて構造的に合理的であり、しかも頂部までコアウォールを設ける場合に較べて所要コンクリート量や鉄筋量、型枠量も削減できるので施工の合理化と工費削減を図ることも可能である。
【００１３】
しかも、低層部から高層部に設けるコアウォール９にはその分割部に制震ダンパーとして機能する境界梁１２を設けたので、その境界梁１２により建物全体の地震時の振動が効率的に吸収、減衰されて優れた制震効果が得られる。
【００１４】
図３は本実施形態の建物の地震時の挙動を示すシミュレーション結果を示すものである。図３は層間変形角の分布を示す図であって、Ｘ方向（図２に示す平面図における左右方向）、Ｙ方向（同、上下方向）ともに全層で１／２００以下と良好な結果が得られている。また、図４は剛性率分布を示す図であって、最下層部および最上層を除いて両方向ともに０．８〜１．０の範囲に分布している。これらのデータから、コアチューブ架構２としてコアウォール９を基本としつつも頂部においてはコアウォール９を省略してコア柱１０とコア梁１１とによる純ラーメン架構とするという本実施形態の架構形式は、全層にわたって極めてバランスが良いものであることが検証された。
【００１５】
また、上記建物に対する施工に関しての試算によれば、頂部も含めて全層にわたって一律にコアウォール９を設ける場合に較べて、３１階以上のコアウォール９を省略した場合にはコンクリート量を１．６％程度削減できるという試算結果が得られ、それに伴う鉄筋量や型枠量の削減等を考慮すると充分な工費削減を期待することができる。
【００１６】
なお、上記実施形態は３６階建ての超高層集合住宅を対象としてその３０階までコアウォール９を設け、３１階以上は純ラーメン架構としたが、それはあくまで一例であって、本発明は様々な用途、規模、形態の建物に広く適用できるものであり、特にコアチューブ架構２をコアウォール９により構成する範囲とラーメン架構により構成する範囲は、建物の規模や形態に応じて最適に設定すれば良い。また、コアウォール９の形態も各階の平面プランに応じて適宜の設計変更が可能であるし、上記実施形態においてコアウォール９の分断部に設けた境界梁１２はその有無も含めて任意に設計すれば良い。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、外周部に設けられた外周チューブ架構と、中心部に設けられたコアチューブ架構とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においては鉄筋コンクリート造のラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォールからなるので、基本的にチューブ構造による優れた構造安定性と耐震性を確保できるとともに、実質的に無梁無柱の大空間を確保することが可能であるのでフリープラン対応が可能であり、超高層集合住宅建物の構造として極めて有効なものである。そして、特に本発明では、地震力の負担が小さい頂部においてはコアウォールを省略してラーメン架構を採用したことにより、建物全体の耐震性能を支障なくかつ過不足なく確保することができるばかりでなく、全層にわたってバランスの良い架構を実現できて構造的に合理的であるし、頂部までコアウォールを設ける従来一般の構造に較べて所要コンクリート量や鉄筋量、型枠量も削減できるので施工の合理化と工費削減を図ることも可能であり、鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物に適用して最適である。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の建物の構造において、頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁が各層に設けられているので、地震時の振動が境界梁により効率的に吸収、減衰されて優れた制震効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を超高層集合住宅建物に適用した場合の実施形態を示す断面図である。
【図２】同、平面図であって、（ａ）は頂部以外の基準階平面図、（ｂ）は頂部の基準階平面図である。
【図３】同、層間変形角分布を示す図である。
【図４】同、剛性率分布を示す図である。
【符号の説明】
１  外周チューブ架構
２  コアチューブ架構
３  コア部
４  住戸ゾーン
５  梁
６  フラットスラブ
７  外周柱
８  外周梁
９  コアウォール
１０  コア柱
１１  コア梁
１２  境界梁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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