(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱梁架構における上階の梁に垂設された鉄筋コンクリート製の上部ブラケットと、これに対向して下階の梁に立設された鉄筋コンクリート製の下部ブラケットと、これら上下部ブラケット間に設けられた鉄骨製Ｈ形断面部材とを備えてなる制振間柱において、
上記鉄骨製Ｈ形断面部材は、上記上部ブラケットまたは下部ブラケットとの間に間隙を介した不連続部が形成され、かつ上記不連続部の端部が、上部ブラケットまたは下部ブラケットに固定された拘束部材によって水平方向の移動が拘束されていることを特徴とする制振間柱。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下階の梁間に取付けられて、地震時等に柱梁架構に生じる揺れを抑制するための制振間柱に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、鉄筋コンクリート構造の制振技術として、柱梁架構内に制振間柱と呼ばれる間柱形状の制振部材を取付けるものが知られている。
図８は、従来のこの種の制振間柱１を示すもので、鉄筋コンクリート造の柱２および梁３、４からなる架構の上階の梁３に鉄筋コンクリート製の上部ブラケット５が垂設され、これに対向して下階の梁４に鉄筋コンクリート製の下部ブラケット６が立設されるとともに、これら上下部ブラケット５、６にＨ形鋼からなる鉄骨部材７の上下部７ａ、７ｂを埋設することにより連結したものである。
【０００３】
上記従来の制振間柱１によれば、上下部ブラケット５、６に上下部７ａ、７ｂが埋設されて水平方向の移動が拘束された鉄骨部材７の露出した中間部７ｃが、剪断パネルとして作用する。この結果、図９に示すように、大地震時に上記架構が変形した際に、上記中間部７ｃが他の部分よりも先に塑性変形することによりエネルギーを吸収して、柱２および梁３、４からなる架構に伝わる揺れを抑制することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記制振間柱１においては、図９に示すように、大地震時に鉄筋コンクリート造の柱２および梁３、４からなる架構に層間変形が生じた場合に、一般に柱２は強固に設計されているために、変形量は少なく、上記層間変形に応じて剛体的に傾くのみとなる。一方、制振間柱１は、上記架構の層間変形により鉄骨部材７の上記中間部７ｃが剪断変形して、クランク形に折れ曲がる。この際に、鉄骨部材７の上下部７ａ、７ｂは、上下部ブラケット５、６から抜け出そうとするために、制振間柱１には、引張軸力が作用する。次いで、揺れ戻しによって上記層間変形が減少し、制振間柱１におけるクランク形の変形が元に戻ろうとする際には、逆に鉄骨部材７が上下部ブラケット５、６内に押込まれようとするために、制振間柱１には圧縮軸力が発生することになる。
【０００５】
そして、上記制振間柱１に引張軸力が生じた際には、不連続部となる上下部ブラケット５、６と梁３、４との接合部３ａ、４ａにおける断面の曲げ耐力が低下し、当該部分における変形量が増加するため、これに対応して鉄骨部材７の中間部７ｃにおける剪断変形量が減少することになり、この結果架構に対する振動抑制効果の減少をきたすという問題点がある。また、逆に上記制振間柱１に圧縮軸力が生じた際には、鉄骨部材７の中間部７ｃに座屈が発生して、同様に当該制振間柱１による振動抑制効果が減少する虞がある。
【０００６】
さらに、上記制振間柱１にあっては、一般に鉛直荷重による架構の軸方向力を支えることなく、水平力に対してのみ抵抗するように設計されている。このため、建築工事においては、当該制振間柱１に鉛直荷重による軸方向力を作用させないために、先ず柱２や梁３、４に加えて床スラブまで構築し、柱２に架構の鉛直荷重を充分に支持させた後に、制振間柱１を施工して梁３、４に緊結している。この結果、上記制振間柱１の構築のために残工事が発生し、よって建築工事の生産性を低下させるとともに、工期の短縮化を阻害する一因となっている。
【０００７】
本発明は、このような従来の制振間柱が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、大地震時においても軸方向への力が作用することが無く、しかも建築工事において後施工を要することなく施工性にも優れる制振間柱を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【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制振間柱は、柱梁架構における上階の梁に垂設された鉄筋コンクリート製の上部ブラケットと、これに対向して下階の梁に立設された鉄筋コンクリート製の下部ブラケットと、これら上下部ブラケット間に設けられた鉄骨製Ｈ形断面部材とを備えてなる制振間柱において、上記鉄骨製Ｈ形断面部材は、上記上部ブラケットまたは下部ブラケットとの間に間隙を介した不連続部が形成され、かつ上記不連続部の端部が、上部ブラケットまたは下部ブラケットに固定された拘束部材によって水平方向の移動が拘束されていることを特徴とするものである。ここで、上記鉄骨製Ｈ形断面部材は、主たる断面形状がＨ形であればよく、これに剪断座屈を防止するためのスチフナ等の補強材を各種形態によって接合したものも含む。
【００１１】
請求項１に記載の制振間柱においては、上下部ブラケット間に設けられて、剪断パネルとして作用する鉄骨製Ｈ形断面部材の露出部分と上部ブラケットまたは下部ブラケットとの間に、間隙を介した不連続部を形成し、かつ上記不連続部の端部を、上部ブラケットまたは下部ブラケットに固定された拘束部材によって水平方向の移動を拘束しているので、大地震時に柱および梁からなる架構に層間変形が生じた場合にも、上記間隙によってこれを吸収することができるために、制振間柱に引張軸力や圧縮軸力といった軸方向力が作用することがない。なお、上記間隙は、大地震時に想定される架構の鉛直変位と施工誤差分とを吸収可能な寸法に設定することが好ましい。
【００１２】
また、制振間柱を先行して施工することにより、建築中に架構側から当該制振間柱に鉛直荷重が作用した場合においても、鉄骨製Ｈ形断面部材の露出部分と上部ブラケットまたは下部ブラケットとの間に、間隙を介した不連続部を形成している結果、制振間柱が架構の軸方向力を支えることが無いために、柱や梁の構築と並行して当該制振間柱を取り付けることができ、よって上記制振間柱の構築のために残工事が不要となるために、建築工事の生産性を向上させるとともに、工期の短縮化を図ることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（関連技術）
図１〜図３は、本発明に係る制振間柱の関連技術を示すもので、この制振間柱１０も、従来のものと同様に、鉄筋コンクリート造の架構の上階の梁１１と下階の梁１２との間に取付けられるものである。
この制振間柱１０は、上階の梁１１に垂設された鉄筋コンクリート製の上部ブラケット１３と、これに対向して下階の梁１２に立設された鉄筋コンクリート製の下部ブラケット１４と、これら上下部ブラケット１３、１４に上下部１５ａ、１５ｂが埋設されることにより水平方向の移動が拘束され、露出した中間部１５ｃが剪断パネルとなる鋼製部材（鉄骨製Ｈ形断面部材）１５とから構成されたものであり、鋼製部材１５は、Ｈ形鋼によって形成されている。なお、上記鋼製部材１５の露出した中間部１５ｃに、剪断座屈を防止するために、図示されないスチフナ補強を施してもよい。
【００１７】
そして、この制振間柱１０においては、上部ブラケット１３に埋設された鋼製部材１５の上部１５ａの表面に、図１中に細点で示すように付着防止処理が施されることにより、鋼製部材１５が上部ブラケット１３に対して上下方向に移動自在に設けられている。
また、この鋼製部材１５の上部１５ａ（埋設部）の端部と、上部ブラケット１３との間には、間隙が形成されており、当該間隙に、発泡スチロール、ポリウレタン樹脂、スポンジあるいはゴム等の弾性係数の小さい圧縮性材料からなる変形吸収用の弾性体１６が設けられている。
【００１８】
以上の構成からなる制振間柱１０によれば、上下部１５ａ、１５ｂが上下部ブラケット１３、１４に埋設されて、露出した中間部１５ｃが剪断パネルとして作用する鋼製部材１５の上部１５ａを、上部ブラケット１３に対して上下方向に相対移動可能に設けるとともに、上記上部１５ａの端部と上部ブラケット１３との間に形成した間隙に弾性体１６を組み込んでいるので、大地震時に柱および梁１１、１２からなる架構に層間変形が生じた場合にも、鋼製部材１５の上部１５ａと上部ブラケット１３との間に相対移動が生じるために、制振間柱１０に引張軸力や圧縮軸力といった軸方向力が作用することがない。
【００１９】
加えて、建築中に、仮に架構側から鉛直荷重が作用した場合においても、鋼製部材１５の上部１５ａの端部と上部ブラケット１３との間に相対移動が生じ、かつ当該相対移動を間隙に設けられた弾性体１６によって吸収することができるため、制振間柱１０が架構の軸方向力を支えることが無い。この結果、柱や梁１１、１２の構築と並行して制振間柱１０を取り付けることができ、制振間柱１０の構築のために残工事が不要となるために、建築工事の生産性を向上させるとともに、工期の短縮化を図ることができる。
【００２０】
また、図４は、図１〜図３の変形例を示すもので、この制振間柱２０は、下階の梁１２に立設した下部ブラケット２１に複数本のアンカーボルト２２を埋設し、これらアンカーボルト２２によって当該下部ブラケット２１の上面にベースプレート２３を固定し、このベースプレート２３上に同様のＨ形鋼からなる鋼製部材２４の下端部を接合するとともに、鋼製部材２４の上部２４ａを、上階の梁１１に垂設した上部ブラケット２５内に埋設したものである。
【００２１】
そして、この制振間柱２０においても、上部ブラケット２５に埋設された鋼製部材２４の上部２４ａの表面に、図中に細点で示すように付着防止処理が施されることにより、鋼製部材２４が上部ブラケット２５に対して上下方向に移動自在に設けられている。
また、この鋼製部材２４の上部２４ａ（埋設部）の端部と、上部ブラケット２５との間には、間隙が形成され、当該間隙に同様の変形吸収用の弾性体２６が設けられている。
【００２２】
このような制振間柱２０にあっても、上部ブラケット２５に埋設された鋼製部材２４の上部２４ａに付着防止処理を施している結果、当該上部２４ａが上部ブラケット２５に対して上下方向に相対移動可能に設けられているとともに、上記上部２４ａの端部と上部ブラケット２５との間に、間隙を形成し、かつこの隙間に弾性体２６を設けているので、図１〜図３に示した制振間柱１０と同様の作用効果を奏することができる。
【００２３】
なお、図１〜図３に示した制振間柱１０においては、上下部ブラケット１３、１４に埋設した鋼製部材１５の上部１５ａと上部ブラケット１３との間のみを上下方向に相対移動自在に設けたが、これに限定されるものではなく、鋼製部材１５の下部１５ｂの表面に同様の付着防止処理を施したり、あるいは上下部１５ａ、１５ｂの双方に付着防止処理を施してもよい。
【００２４】
（実施の形態）
図５〜図７は、本発明に係る制振間柱の一実施形態を示すもので、この制振間柱３０においては、下階の梁１２に立設した下部ブラケット３１に複数本のアンカーボルト３２が埋設され、これらアンカーボルト３２によって当該下部ブラケット３１の上面にベースプレート３３が固定されている。他方、上階の梁１１に垂設した上部ブラケット３４内には、ウエブ３５ａに極低降伏点鋼を使用したＨ形鋼からなる鋼製部材（鉄骨製Ｈ形断面部材）３５の上端部が埋設されるとともに、この鋼製部材３５の下端部と、ベースプレート３３との間には、図６に示すように、間隙３６を有する不連続部が形成されている。
【００２５】
さらに、この鋼製部材３５のウエブ３５ａの下端部には、フランジ３５ｂとウエブ３５ａとの間を塞ぐ水平板３７が一体に接合されている。そして、ベースプレート３３上には、鋼製部材３５のフランジ３５ｂの下端部外面を両側から挟むプレート状の拘束部材３９と、水平板３７を両側から挟むプレート状の拘束部材４０とが、それぞれ高力ボルト４１、４２によって固定されている。これにより、鋼製部材３５の下端部は、水平方向への移動が拘束されている。
【００２６】
上記構成からなる制振間柱３０によれば、大地震時に柱および梁からなる架構に層間変形が生じた場合等に、剪断パネルとして作用する鋼製部材３５の露出部分と下部ブラケット３１上に固定されたベースプレート３３との間に形成した間隙３６によってこれを吸収することができる。この結果、上記制振間柱３０にあっても、引張軸力や圧縮軸力といった軸方向力が作用することがなく、よって上記関連技術として示したものと同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
なお、上記実施形態においては、拘束部材３９、４０によって、鋼製部材３５の下端部を外周側から拘束した場合に付いてのみ説明したが、これに限定されるものではなく、水平部材３７を設けずに、ウエブ３５ａとフランジ３５ｂとによって囲われる内側部分に拘束部材を設け、これをベースプレート３３に固定してもよく、さらには鋼製部材３５を下部ブラケット３１に埋設し、その上端部と上部ブラケット３４との間に間隙を形成してもよい。
また、拘束部材３９、４０の形状についても、上述したプレート状のものに限らず、アングル材やＨ形鋼を用いてもよく、またベースプレート３３への固定方法についても、上記高力ボルト４１、４２に限らず溶接によって固定してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の制振間柱によれば、大地震時に柱および梁からなる架構に層間変形が生じた場合等に、剪断パネルとして作用する鉄骨製Ｈ形断面部材の露出部分と上下部ブラケット間に形成した間隙によってこれを吸収することができるために、制振間柱に引張軸力や圧縮軸力といった軸方向力が作用することがない。
【００２９】
また、建築中に架構側から当該制振間柱に鉛直荷重が作用した場合においても、鉄骨製Ｈ形断面部材の露出部分と上部ブラケットまたは下部ブラケットとの間に、間隙を介した不連続部を形成している結果、制振間柱が架構の軸方向力を支えることが無いために、柱や梁の構築と並行して当該制振間柱を取り付けることができ、よって上記制振間柱の構築のために残工事が不要となるために、建築工事の生産性を向上させるとともに、工期の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の関連技術を示す縦断面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線視断面図である。
【図３】  図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線視断面図である。
【図４】  図１〜図３の変形例を示す縦断面図である。
【図５】  本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図６】  図５の要部の拡大図である。
【図７】  図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線視断面図である。
【図８】  従来の制振間柱を示す正面図である。
【図９】  図８の柱梁架構および制振間柱の変形状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０  制振間柱
１１  上階の梁
１２  下階の梁
１３、２５、３４  上部ブラケット
１４、２１、３１  下部ブラケット
１５、２４、３５  鋼製部材（鉄骨製Ｈ形断面部材）
１６、２６  変形吸収用の弾性体
３９、４０  拘束部材
【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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【図８】
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【図９】
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