(57)【要約】【課題】本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制するとともに、快適な居住環境を確保しうる集合住宅建物の制震構造を提供する。【解決手段】集合住宅建物１は、平面視でｘ方向に、長辺を均等分割するように外周ラーメン架構２及び内部ラーメン架構５を備え、平面視でｙ方向に、隣り合う外周柱３と内部柱６との離間間隔Ｌ３と比較して、隣り合う内部柱６の離間間隔Ｌ４を短く形成し、これに境界梁ダンパー８を架け渡す。住戸ゾーンは、外周ラーメン架構２と内部ラーメン架構５とに囲まれた領域のみに配置し、内部ラーメン架構５に囲まれた領域には共用ゾーンのみを配置する。内部ラーメン架構５に囲まれた領域に配置される床スラブは、内部梁７に支持される構成とし、境界梁ダンパー８とは絶縁する。外周梁４には逆梁、内部梁７には扁平梁、内部柱６と外周柱３に架け渡される梁にも扁平梁を用いている。【選択図】　図１
2004084385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視でｘ方向が長辺、ｙ方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造であって、
外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とｘ方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、
ｙ方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がｙ方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
【請求項２】
請求項１に記載の集合住宅建物の制震構造において、
ｙ方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、ｘ方向から見て１スパンおきに位置する内部柱に設けられることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の集合住宅建物の制震構造において、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の集合住宅建物の制震構造において、
前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の集合住宅建物の制震構造において、
前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、
前記内部梁に、扁平梁が用いられることを特徴とする集合住宅建物の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制することの可能な集合住宅建物の制震構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高層ないし超高層の集合住宅建物１６は、一般にアスペクト比が大きく形成されるため、地震時における水平応力や変形が大きくなりやすい。これらに対応することを目的に、図７に示すように、ｘ方向が長辺、ｙ方向が短辺に成形された平面視形状を有するとともに、外周柱１７と外周梁１８よりなる外周ラーメン架構１９、内部柱２０と内部梁２１よりなる内部ラーメン架構２２を備える集合住宅建物１６では、ｘ方向だけでなくｙ方向から見ても、隣り合う外周柱１７と内部柱２０、及び内部柱２０どうしの離間距離Ｌ１が同一となるように均等分割とし、これらのラーメン架構により、地震等が発生した際のｘ方向及びｙ方向の水平耐力を確保している
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような構成の集合住宅建物１６では、一般に外周ラーメン架構１９に沿う外側の領域に住戸ゾーン２３、平面視で中央部近傍の領域に共用ゾーン２４が設けられる場合が多いが、隣り合う外周柱１７と内部柱２０、及び内部柱２０どうしの離間距離Ｌ１が同一となるよう均等分割とすると、隣り合う外周柱１７と内部柱２０の領域を広く確保できないため、内部柱２０を住戸ゾーン２３に収めた状態で計画する場合が多く、住戸ゾーン２３内の設計計画の自由度を阻害していた。
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は、合理的に高層ないし超高層の集合住宅建物の振動を抑制するとともに、快適な居住環境を確保しうる高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造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】
請求項１記載の集合住宅建物の制震構造は、平面視でｘ方向が長辺、ｙ方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物であって、外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とｘ方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、ｙ方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がｙ方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載の集合住宅建物の制震構造は、ｙ方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、ｘ方向から見て１スパンおきに位置する内部柱に設けられることを特徴としている。
【０００７】
請求項３記載の集合住宅建物の制震構造は、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の集合住宅建物の制震構造は、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることを特徴としている。
【０００９】
請求項５記載の集合住宅建物の制震構造は、前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、前記内部梁に、扁平梁が用いられることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の集合住宅建物の制震構造を図１から図６に示す。本発明は、平面視でｘ方向が長辺、ｙ方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物において、建築物の内方に配される内部柱について、ｙ方向に隣り合う内部柱の離間間隔を小さくとり、境界梁ダンパーを配置することにより、地震時の水平力や変形を抑制するとともに、内部柱と外部柱に囲まれる領域にのみ住戸ゾーンを配置することにより、住戸ゾーンを無柱空間とし、これらの設計自由度を向上させるものである。
【００１１】
図１に示すように、高層ないし超高層の集合住宅建物１は、外周ラーメン架構２と内部ラーメン架構５とを備えている。該集合住宅建物１の外形を構成する外周ラーメン架構２は、複数の外周柱３と外周梁４とにより構成される鉄筋コンクリート造のラーメン架構よりなり、その平面形状は、ｘ方向に長辺、ｙ方向に短辺を備える長方形を構成している。
該外周ラーメン架構２の内方には、内部ラーメン架構５が形成されている。該内部ラーメン架構５は、複数の内部柱６とｘ方向に隣り合う内部柱６間を架け渡す内部梁７とにより構成される鉄筋コンクリート造のラーメン架構よりなり、ｘ方向から見て隣り合う内部柱６の離間間隔Ｌ２は、隣り合う前記外周柱３の離間間隔Ｌ２と同様で、集合住宅建物１におけるｘ方向の長辺を均等分割するように配置されている。
一方で、ｙ方向から外周柱３及び内部柱６の離間間隔を見ると、集合住宅建物１におけるｙ方向の短辺を、均等分割するように配置されておらず、隣り合う外周柱３と内部柱６との離間間隔Ｌ３と比較して、隣り合う内部柱６の離間間隔Ｌ４が短く形成されている。このように、離間間隔Ｌ４が短く形成されているｙ方向に隣り合う内部柱２０間には、境界梁ダンパー８が配置されている。
【００１２】
図２に示すように、該境界梁ダンパー８は、Ｈ形鋼９と、該Ｈ形鋼９と内部柱２０との取り合い部を覆う鉄筋コンクリート１１により構成される。前記Ｈ形鋼９は、高張力鋼等の強度の高い部材よりなり、両端部に対をなす高剛性部９ａが形成され、これらに挟まれる位置に極軟鋼パネル１０が取り付けられる。該極軟鋼パネル１０の取り付けは、まずＨ形鋼９の所望位置におけるウェブをくりぬいて開口部を設け、この開口部のウェブ側の両側面に上下フランジと略同一の巾とウェブの高さを有するリブプレート１０ａを対をなして配設する。この後、リブプレート１０ａと上下フランジとにより囲まれた開口部に、極軟鋼パネル１０をその面がウェブ面と一致するように配置してはめ込み、溶接等の緊結手段により剛となるように結合し、一体化するものである。
なお、該極軟鋼パネル１０は、Ｈ形鋼９の高剛性部９ａよりも降伏点の低い鋼材であれば極軟鋼にこだわるものではなく、軟鋼や一般鋼等によるパネルを用いても良い。
【００１３】
また、前記鉄筋コンクリート１１は、前記Ｈ形鋼９の高剛性部９ａを根巻きして、前記境界梁ダンパー８と内部柱２０とを剛となるよう結合している。このとき、前記Ｈ形鋼９は、ｙ方向に隣り合う前記内部柱２０のスパンよりも十分長い部材長を有しており、Ｈ形鋼９の両端部に形成された高剛性部９ａの一部も内部柱６に収められることとなる。
【００１４】
上述する構造の境界梁ダンパー８は、前記Ｈ形鋼９の両端部に形成された高剛性部９ａの一部が内部柱６の内部に収められるとともに、前記Ｈ形鋼９の高剛性部９ａが鉄筋コンクリート１１により覆われることで、内部柱６との取り会い部が根巻きされていることから、境界梁ダンパー８と内部柱６との取り会い部には、ＳＲＣ造（鉄骨鉄筋コンクリート構造）が形成される。これにより、境界梁ダンパー８における端部の曲げ耐力、及びせん断耐力が大きくなるため、前記極軟鋼パネル１０より構成されるダンパー機能の容量を大きくできるものである。
【００１５】
したがって、集合住宅建物１の制震構造は、平面視でｘ方向に、長辺を均等分割するように配置された外周ラーメン架構２及び内部ラーメン架構５を備え、平面視でｙ方向に、隣り合う内部柱６間に該境界梁ダンパー８を備えることとなる。これにより、地震等が発生した際に、ｘ方向に水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構２及び内部ラーメン架構５が、水平方向の変形を抑制する。一方、ｙ方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパー８に地震力が集中し、前記Ｈ形鋼９の中間部に配された極軟鋼パネル１０が効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するものである。
なお、境界梁ダンパー８は、ｙ方向に隣り合う内部柱６すべてに設ける必要はなく、ｘ方向から見て１スパンおきに位置する内部柱６に架け渡す構成としても良い。
【００１６】
ところで、図３に示すように、このような構成の集合住宅建物１のレイアウトは、ｙ方向から見て隣り合う内部柱６と外周柱３間の離間間隔Ｌ３を所望の広さに確保することが可能となるため、住戸ゾーン１２を外周ラーメン架構２と内部ラーメン架構５とに囲まれた領域のみに配置し、内部ラーメン架構５に囲まれた領域には共用廊下等の共用ゾーン１３のみを配置している。これにより、住戸ゾーン１２の内方には、内部柱６が存在することなく、自由度の高い空間が形成されているとともに、ｙ方向に隣り合う内部柱６に架け渡された境界梁ダンパー８は、共用ゾーン１３のみに配置される構成となる。
また、図２に示すように、前記共用ゾーン１３となる内部ラーメン架構５に囲まれた領域に配置される床スラブ１４は、前記内部梁７に支持される構成とし、前記境界梁ダンパー８の降伏部位である極軟鋼パネル１０を備えるＨ形鋼９とは絶縁されている。さらに、前記外周梁４には、逆梁を適用するとともに、内部梁７には梁成を押さえた扁平梁、加えて、内部柱６と外周柱３に架け渡される梁１５にも同様に扁平梁を用いている。
【００１７】
なお、集合住宅建物１の平面視形状は必ずしも長方形にこだわるものではなく、ｘ方向の長辺、ｙ方向に短辺を有するものであればいずれでも良い。また、境界梁ダンパー８についても、その形状は本実施の形態にこだわるものではなく、制震ダンパーとして機能するものであればいずれを用いても良い。このように、本実施の形態は、あくまでも一つの例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、本実施の形態に限定されずに如何なる形態をも採用しうることは言うまでもない。
【００１８】
上述する構成によれば、図４に示すように、高層ないし超高層の集合住宅建物１の制震構造は、平面視でｘ方向に長辺を均等分割するように外周ラーメン架構２及び内部ラーメン架構５を配置するとともに、平面視でｙ方向に隣り合う内部柱６間の離間距離を、隣り合う外周柱３と内部柱６の離間距離と比較して短く取り、これらを連結するように境界梁ダンパー８を備えることから、地震等が発生した際に、ｘ方向に水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構２及び内部ラーメン架構５が、水平方向の変形を抑制する。一方、ｙ方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパー８に地震力が集中し、前記Ｈ形鋼９の中間部に配された極軟鋼パネル１０が効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するため、転倒モーメントを押さえることができるため、集合住宅建物１全体をより安定させることが可能となる。
【００１９】
これは、図５に示すように、集合住宅建物１に境界梁ダンパー８を適用する場合を、適用しない場合と比較すると、地震時の水平変位が２０％程度低減していることからも、集合住宅建物１全体をより安定している様子がわかる。また、図６に示すように、集合住宅建物１に用いた境界梁ダンパー８のせん断変形とせん断力の関係において、大変形時にも安定したエネルギー吸収能力を有していることからも確認できる。
【００２０】
このような前記集合住宅建物１に適用する境界梁ダンパー８を、ｙ方向から見て隣り合う内部柱６間すべてに設けるのではなく、ｘ方向から見て１スパンおきに位置する内部柱６に設けることにより、内部ラーメン架構５に囲まれた領域内において部分的に無梁空間を形成することができるため、配管設備等を効率的に収納することが可能となる。
【００２１】
前記住戸ゾーン１２が外周ラーメン架構２と内部ラーメン架構５とに囲まれた領域のみに配置されており、内部ラーメン架構５に囲まれた領域には共用廊下等の共用ゾーン１３のみが配置されることから、内部柱６の配置位置に影響されることなく住戸ゾーン１２の建築計画を自由に行うことが可能になるとともに、地震等により境界梁ダンパー８が破壊された際にも、これらが共用ゾーン１３に位置することにより、交換や修復等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
【００２２】
また、前記共用ゾーン１３に配置される床スラブ１４は、前記内部ラーメン架構５の内部梁７に支持される構成とし、前記境界梁ダンパー８の降伏部位である極軟鋼パネル１０を備えるＨ形鋼９とは絶縁しておくことから、前記境界梁ダンパー８は床スラブ１４と不連続となり、地震等が発生した際に、前記境界梁ダンパー８の極軟鋼パネル１０をスムーズに変形しやすく、また変形により境界梁ダンパー８の上端面に段差が生じた際にも、床スラブ１４にひび割れ等の損傷を生じるような影響を与えないものである。
【００２３】
前記外周梁４には、逆梁を適用するとともに、内部梁７には扁平梁、加えて、内部柱６と外周柱３に架け渡される梁１５にも扁平梁を用いることから、住戸ゾーン１２に梁型のでないフラットな構成となるため、間仕切りの変更が容易になる等、住戸ゾーン１２のプランニングをより効果的に行うことが可能となるものである。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の集合住宅建物の制震構造によれば、平面視でｘ方向が長辺、ｙ方向が短辺に成形される高層ないし超高層の集合住宅建物の制震構造であって、外周柱と外周梁より構成される外周ラーメン架構と、前記外周ラーメン架構の内方で内部柱とｘ方向に配される内部梁より構成される内部ラーメン架構とを有し、ｙ方向に隣り合う前記内部柱が、その離間間隔がｙ方向に隣り合う前記外周柱と内部柱と比較して短く形成されるとともに、制震機能を組み込んだ境界梁ダンパーが架け渡されることから、地震等が発生した際に、ｘ方向の水平力が作用すると、バランスよく均等に配置されている外周ラーメン架構及び内部ラーメン架構が、水平方向の変形を抑制する。一方、ｙ方向に水平力が作用すると、前記境界梁ダンパーに地震力が集中し、前記Ｈ形鋼の中間部に配された極軟鋼パネルが効果的に降伏して、地震エネルギーを吸収するため、転倒モーメントを押さえることができ、集合住宅建物全体をより安定させることが可能となる。
【００２５】
請求項２記載の集合住宅建物の制震構造によれば、ｙ方向に隣り合う前記内部柱に架け渡される前記境界梁ダンパーが、ｘ方向から見て１スパンおきに位置する内部柱に設けられることから、内部ラーメン架構に囲まれた領域内において部分的に無梁空間を形成することができるため、配管設備等を効率的に収納することが可能となる。
【００２６】
請求項３記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に、共用ゾーンが設けられることから、内部柱の配置位置に影響されることなく住戸ゾーンの建築計画を自由に行うことが可能になるとともに、地震等により境界梁ダンパーが破壊された際にも、これらが共用ゾーンに位置することにより、交換や修復等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になる。
【００２７】
請求項４記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記内部ラーメン架構に囲まれる領域に配される床スラブが、前記内部梁に支持されることから、前記境界梁ダンパーの降伏部位と床スラブとは不連続となり、地震等が発生した際に、前記境界梁ダンパーの降伏部位をスムーズに変形しやすく、また変形により境界梁ダンパーの上端面に段差が生じた際にも、床スラブにひび割れ等の損傷を生じるような影響を与えないものである。
【００２８】
請求項５記載の集合住宅建物の制震構造によれば、前記外周梁に、逆梁が用いられるとともに、前記内部梁に、扁平梁が用いられることから、住戸ゾーンに梁型のでないフラットな構成となるため、間仕切りの変更が容易になる等、住戸ゾーンのプランニングをより効果的に行うことが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の集合住宅建物の平面を示す図である。
【図２】本発明の集合住宅建物の境界梁の詳細を示す図である。
【図３】本発明の集合住宅建物のレイアウトを示す図である。
【図４】本発明の集合住宅建物の断面を示す図である。
【図５】本発明の境界梁ダンパーのせん断力とせん断変形の関係を示す図である。
【図６】本発明の境界梁ダンパーの階層毎の水平変位を示す図である。
【図７】従来の集合住宅建物の平面を示す図である。
【符号の説明】
１　集合住宅建物
２　外周ラーメン架構
３　外周柱
４　外周梁
５　内部ラーメン架構
６　内部柱
７　内部梁
８　境界梁ダンパー
９　Ｈ形鋼
９ａ　端部部材
１０　極軟鋼パネル
１０ａ　リブプレート
１１　鉄筋コンクリート
１２　住戸ゾーン
１３　共用ゾーン
１４　床スラブ
１５　梁
１６　集合住宅建物
１７　外周柱
１８　外周梁
１９　外周ラーメン架構
２０　内部柱
２１　内部梁
２２　内部ラーメン架構
２３　住戸ゾーン
２４　共用ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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