(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の外側に面した部分に設けられた階段の周りを囲繞する鉄骨梁を前記建物から露出させ、前記鉄骨梁の一部に小耐力部材を介設し、建物に入力される振動エネルギーをこの小耐力部材の塑性エネルギーに変換することを特徴とする建物の制振構造。
【請求項２】
上記階段は階段本体と踊場とを一体に形成し、階段本体を挟んで対向関係になる踊場の少なくとも一方を、エキスパンションジョイントを介して建物躯体に結合したことを特徴とする請求項１記載の建物の制振構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の制振構造に関し、とりわけ、階段の配置スペースを有効利用して、本来の活用スペースを狭くすることなく合理的に建物全体の耐震性を向上するようにした建物の制振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からＹ形ブレースや制振間柱を用いた建物の制振構造が知られ、これらブレース，間柱に組み込まれる小耐力部材を早期に降伏させて、地震などの振動エネルギーを該小耐力部材の塑性エネルギーに変換して建物を制振するようになっている。しかし、これらＹ形ブレースや制振間柱は上下の梁間に組み込まれるものであるため、出入り口や通路などの開口部のレイアウトが困難になる。
【０００３】
そこで、本出願人により特開平１０−１０２６８２号公報として、鉄骨梁の長さ方向の一部を小耐力部材で構成することにより、開口部のレイアウトを容易にすることができる制振構造を提案した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の鉄骨梁の長さ方向の一部を小耐力部材で構成した建物の制振構造にあっては、地震発生後に変形した小耐力部材の交換性を考慮して建物の四隅部に吹き抜けを配置し、上記小耐力部材を備えた鉄骨梁を該吹き抜け部分に整列配置するようになっている。ところが、このように吹き抜け部分によって小耐力部材の交換が容易になるが、該吹き抜け部分が平面計画上の大きな制約となって有効床面積が削減され、居住空間や事務空間などの本来の活用スペースが狭くなってしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、小耐力部材を用いた場合にも建物の本来の活用スペースを削減することなく、効果的に振動吸収するようにした建物の制振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】
かかる目的を達成するために本発明の請求項１に示す建物の制振構造は、建物の外側に面した部分に設けられた階段の周りを囲繞する鉄骨梁を前記建物から露出させ、前記鉄骨梁の一部に小耐力部材を介設し、建物に入力される振動エネルギーをこの小耐力部材の塑性エネルギーに変換することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に示す建物の制振構造は、上記階段は階段本体と踊場とを一体に形成し、階段本体を挟んで対向関係になる踊場の少なくとも一方を、エキスパンションジョイントを介して建物躯体に結合したことを特徴とする。
【０００９】
以上の構成により本発明の作用を以下述べると、請求項１では鉄骨梁に設けた小耐力部材により建物に入力される振動エネルギーが塑性エネルギーに変換され、この変換時に振動エネルギーが効果的に吸収されるため建物の振動を減衰することができ、延いては、建物の制振機能を著しく向上することができる。このとき、上記小耐力部材が設けられる鉄骨梁は、建物に設けられた階段の周りを囲繞するものであるため、この階段の設置スペースを利用して該鉄骨梁を容易に露出させることができる。従って、振動により変形された小耐力部材の交換が容易になる。
【００１０】
また、このように小耐力部材の交換を容易にするように鉄骨梁を露出して設けるにあたって、該鉄骨梁は建物に当然に設けられる階段、つまり、建物に必要な階段設置スペースを利用して設置することができるため、該小耐力部材を設置するための特別のスペースを余分に設ける必要が無く、延いては、本来の建物の活用スペース、つまり、居住スペースや事務スペースなどを削減することなく、建物の振動を効果的に吸収することができる。
【００１１】
ここで、上記小耐力部材とは地震や強風等を起因とする振動が入力されて建物架構に応力が発生すると、他の素材よりも早期に降伏して応力が降伏耐力を上回った時から、弾塑性挙動による履歴減衰性能を生じ、制振効果を発揮する小耐力の部材をいう。
【００１２】
上記小耐力部材としては例えば低降伏点鋼が挙げられる。推奨される低降伏点鋼としては、例えばＢＴ−ＬＹＰ１００またはＢＴ−ＬＹＰ２３５（ともに新日本製鐵株式会社製の商品名）およびこれらと同等品を採用することができる。因みに、前者の降伏応力σｙは１．０（ｔ／ｃｍ2 ）、破断応力σｕは２．４（ｔ／ｃｍ2 ）であり、後者の降伏応力σｙは２．４（ｔ／ｃｍ2 ）、破断応力σｕは３．５（ｔ／ｃｍ2 ）である。また、上記小耐力部材の素材としては、上記低降伏点鋼の他に普通鋼材、アルミなどの金属を用いることができる。
【００１３】
また、上記階段が建物の外側に面した部分に設けられ、かつ、上記小耐力部材を設ける鉄骨梁を建物から露出させてあるので、該鉄骨梁に設けられる上記小耐力部材も露出状態としておくことができ、上記階段が外側に面していることと相俟って、該小耐力部材の交換作業を建物の外側から行うことができる。従って、上記小耐力部材の交換作業を簡単にし、かつ、短時間のうちに交換が可能となるため、補修工事の工期の短縮化および省力化を達成することができる。
【００１４】
更に、請求項２では上記階段を階段本体と踊場とを一体に形成し、階段本体を挟んで対向関係になる踊場の少なくとも一方を、エキスパンションジョイントを介して建物躯体に結合したので、該エキスパンションジョイントによって建物と階段との相対移動が許容され、建物側の揺動が階段に入力されてこの階段が破壊されるのを防止することができる。従って、地震の発生に際しても、避難通路としての階段を確保することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図５は本発明の一実施形態を示す建物の制振構造で、図１は建物の縦断正面図、図２は建物の横断平面図、図３は階段の立体図、図４は階段の断面正面図、図５は図４中Ａ部の拡大断面図である。
【００１６】
即ち、本実施形態の制振構造が適用される建物１０は、図１に示すように地上架構１０ａと地下架構１０ｂとで構成され、地上架構１０ａはＳ造として構築されるとともに、地下架構１０ｂはＳＲＣ造またはＲＣ造として構築されている。そして、本実施形態の制振構造は上記地上架構１０ａに用いられ、該架構１０ａの特定部分の鉄骨梁１２に小耐力部材としてのリンク材１４を設けることにより構成される。該リンク材１４は、低降伏点鋼，普通鋼材，アルミなどの塑性変形が可能な金属で形成され、建物１０に入力される振動エネルギーをこのリンク材１４の塑性エネルギーに変換する機能を備え、他の素材よりも早期に降伏して応力が降伏耐力を上回った時から弾塑性挙動による履歴減衰性能を生じるダンパ性能を発揮する。また、リンク材１４は図１から図３中では黒塗りの三角形として示す。
【００１７】
上記建物１０は平面視で矩形状に形成され、該建物１０の地上架構１０ａの四隅部分には図２に示すように建物１０の外側に面する避難階段１６が設けられる。つまり、図３にも示すように地上架構１０ａの四隅に、鉄骨梁１２の１スパンに対応する寸法だけ躯体内に嵌入して形成される平面矩形状の階段設置スペースＳが設けられ、このスペースＳに避難階段１６が設置される。従って、該階段設置スペースＳでは、このスペースＳの外側２面を囲繞するように１スパン分の鉄骨梁１２ａ，１２ｂが縦横方向に露出して互いに直結される。
【００１８】
ここで、露出した上記鉄骨梁１２ａ，１２ｂを上述した特定部分の鉄骨梁として、これら鉄骨梁１２ａ，１２ｂの長さ方向の一部、つまり、本実施形態では図４に示すように該鉄骨梁１２ａ，１２ｂの中央部に、上記リンク材１４を挿入して一体に結合するようになっている。
【００１９】
上記避難階段１６は、階段本体１８と踊場２０，２０ａとによって構成され、階段本体１８を挟んで対向関係にある一方の踊場２０が各階のフロア２２に対応した位置、つまり地上架構１０ａの階段設置スペースＳに面した鉄骨梁１２に対応して設けられる一方、他方の踊場２０ａは階高の中間部に配置された鉄骨梁１２ｂに固設される。
【００２０】
上記一方の踊場２０は図５に示すように、エキスパンションジョイント２４を介して地上架構１０ａに結合されるようになっている。該エキスパンションジョイント２４は、上記踊場２０の取付け端および地上架構１０ａに固定されるブラケット２４ａ，２４ｂ間に介設されるコイルスプリング２４ｃと、地上架構１０ａに対する踊場２０の相対移動分を考慮した両者間の隙間を覆うカバー２４ｄとによって構成される。図５中上記踊場２０が取り付けられる躯体壁面には、該踊場２０の上方に位置して避難扉２８が設けられる。
【００２１】
以上の構成により本実施形態の建物の制振構造では、建物１０の階段設置スペースＳに露出した鉄骨梁１２ａ，１２ｂの一部にリンク材１４を設け、このリンク材１４によって建物１０に入力される振動エネルギーを塑性エネルギーに変換することができるため、この振動エネルギーは効果的に吸収されて建物１０の振動を減衰し、延いては、建物１０を制振することができる。
【００２２】
このとき、上記リンク材１４が設けられる鉄骨梁１２ａ，１２ｂは、建物１０に設けられた避難階段１６の周りを囲繞するものであるため、この階段の設置スペースを利用して該鉄骨梁１２ａ，１２ｂを合理的に露出させることができる。従って、振動により変形されたリンク材１４の交換が容易になる。
【００２３】
また、このようにリンク部材１４の交換を容易するように鉄骨梁１２を設けるにあたって、該鉄骨梁１２は建物１０に設けられた避難階段１６、つまり、建物１０に必要な階段設置スペースＳを利用して設置することができるため、リンク部材１４を設置するための特別のスペースを余分に設ける必要が無く、延いては、建物１０の居住スペースや事務スペースなどの本来の活用スペースを削減することなく、効果的に建物１０の振動を吸収することができる。
【００２４】
更に、本実施形態では上記避難階段１６が建物１０の外側に面した四隅部分に設けられ、かつ、該リンク材１４を設ける鉄骨梁１２ａ，１２ｂは建物１０から露出しているため、該鉄骨梁１２ａ，１２ｂに設けられる上記リンク材１４も露出状態としておくことができ、上記避難階段１６が外側に面していることと相俟って、該リンク材１４の交換作業を建物１０の外側から行うことが可能となる。このようにリンク材１４の交換作業が簡単になり、かつ、短時間のうちに交換が可能となるため、補修工事の工期の短縮化および省力化が達成されることになる。
【００２５】
ここで、上記避難階段１６は踊場２０，２０ａが対向関係に配置され、一方の踊場２０をエキスパンションジョイント２４を介して地上架構１０ａに結合したので、このエキスパンションジョイント２４によって建物１０と避難階段１６との相対移動が許容される。このため、地震発生により建物１０が大きく揺動された場合にも、この建物１０側の揺動によって避難階段１６に大荷重が入力されて破壊されるのを防止することができる。従って、地震に際して建物１０から避難する場合にも、避難通路としての階段を確保することができる。
【００２６】
ところで、本実施形態では上記避難階段１６が建物１０の四隅部分に設けられており、これら避難階段１６の設置スペースＳに露出する鉄骨梁１２ａ，１２ｂにリンク材１４を設けて階段部分を制振構造とした場合を開示したが、これに限ることなくこの制振構造となった階段は、勿論このように隅部分に設置することが望ましいが、建物１０の形状や規模などに合わせてその形成部分を適宜変更することができる。例えば、図６に示すように建物１０が比較的大型である場合に、その両側中央部に形成する場合を含めて６箇所に設置し、また、図７に示すように建物１０が比較的小型である場合に、その両端部に２箇所設置するようにしてもよい。勿論、上記階段は建物１０の内部に形成してもよい。また、上述した制振構造が適用される地上架構１０ａをＳ造構造とした場合を開示したが、ＳＲＣ造など他の構造形式とすることもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に示す建物の制振構造にあっては、階段の周りを囲繞する鉄骨梁の一部に小耐力部材を介設し、この小耐力部材により建物に入力される振動エネルギーを塑性エネルギーに変換し、この変換時に振動エネルギーを効果的に吸収して建物の振動を減衰し、延いては、建物の制振機能を著しく向上することができるようになっており、このとき、上記小耐力部材が設けられる鉄骨梁は、建物に設けられた階段の周りを囲繞するものであるため、この階段の設置スペースを利用して該鉄骨梁を容易に露出させることができる。従って、振動によって変形された小耐力部材の交換作業を容易にすることができる。
【００２８】
そして、このように小耐力部材の交換を容易するように鉄骨梁を露出して設けるにあたって、建物に必要な階段の設置スペースを利用して設置することができるため、該小耐力部材を設置するための特別のスペースを余分に設ける必要が無く、延いては、建物の本来の活用スペースを削減することなく、効果的に建物の振動を吸収することができる。
【００２９】
また、上記階段が建物の外側に面した部分に設けられ、該小耐力部材の交換作業を建物の外側から行うことが可能となり、かつ、上記小耐力部材を設ける鉄骨梁を建物から露出させてあるので、該鉄骨梁に設けられる上記小耐力部材も露出状態としておくことができる。このように小耐力部材が露出されることにより、上記階段が外側に面していることと相俟って、該小耐力部材の交換作業をさらに簡単にし、かつ、短時間のうちに交換が可能となるため、補修工事の工期の短縮化および省力化を達成することができる。
【００３０】
更に、請求項２では上記階段を階段本体と踊場とを一体に形成し、階段本体を挟んで対向関係になる踊場の少なくとも一方を、エキスパンションジョイントを介して建物躯体に結合したので、該エキスパンションジョイントによって建物と階段との相対移動を許容できる。このため、この建物の揺動が階段に直接入力されるのを防止でき、建物から避難する場合にも避難通路としての階段を確保することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制振構造が適用される建物の縦断正面図である。
【図２】図１の建物の横断平面図である。
【図３】図１の建物の階段部分を示す立体図である。
【図４】図３の階段部分の断面正面図である。
【図５】図４中Ａ部の拡大断面図である。
【図６】本発明の制振構造の他の実施形態を示す建物の平面図である。
【図７】本発明の制振構造の更に他の実施形態を示す建物の平面図である。
【符号の説明】
１０  建物
１２，１２ａ，１２ｂ  鉄骨梁
１４  リンク材
１６  避難階段
１８  階段本体
２０，２０ａ  踊場
２４  エキスパンションジョイント
【図１】
0003988259.tif 000002
【図２】
0003988259.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003988259.tif 000005
【図５】
0003988259.tif 000006
【図６】
0003988259.tif 000007
【図７】
0003988259.tif 000008