(57)【要約】【課題】狭隘な土地等に建てられる塔状比の高い建物においても、高い耐震性を有効に得る。【解決手段】建物１は、地盤中に構築された下部構造１０と、下部構造１０の上方に設けられた上部構造２０と、上端部３０ｔが上部構造２０の水平部材に固定され、中間部が下部構造１０または上部構造２０の下部に回動自在に連結された通し壁柱３０と、通し壁柱３０の側方に設けられた支持ベース３２と、通し壁柱３０の下端部３０ｂと支持ベース３２との間に設けられ、通し壁柱３０の下端部３０ｂの水平方向の変位成分を緩衝する緩衝部材３４と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に構築された下部構造と、
前記下部構造の上方に設けられた上部構造と、
上端部が前記上部構造の水平部材に固定され、中間部が前記下部構造または前記上部構造の下部に回動自在に連結された通し壁柱と、
前記通し壁柱の側方に設けられた支持ベースと、
前記通し壁柱の下端部と前記支持ベースとの間に設けられ、前記通し壁柱の前記下端部の水平方向の変位成分を緩衝する緩衝部材と、
を備えることを特徴とする制振建物。
【請求項２】
前記通し壁柱は、その下端部が、水平方向における変位を許容する支承部材によって支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載の制振建物。
【請求項３】
前記通し壁柱は、前記上部構造を平面視したときの短手方向を含む鉛直面内で回動可能とされ、
前記緩衝部材は、前記通し壁柱の前記短手方向に沿った前記変位成分を緩衝することを特徴とする請求項１または２に記載の制振建物。
【請求項４】
前記通し壁柱は、前記上部構造を平面視したときの短手方向に長く、前記短手方向に直交する前記上部構造の長手方向に短い平断面形状を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の制振建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塔状比の高い建物に適した制振建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルディング、マンション等、様々な用途の建物において、地震時における耐震性、安全性を高めるため、各種の制振構造が採用されている。
特許文献１には、このような制振構造の一種として、建物のコア部分に設けられて上下方向に連続する連層耐震壁（コアウォール）と、連層耐震壁と建物の外周部位とを結合する大梁（アウトリガービーム）と、を備えた構成が開示されている。このような構成は、平面積も広く、大規模な高層、超高層建物に適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５７９６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、都心部等においては、狭い土地に建物を建てることがある。このような場合、建物の高さに対し、間口の狭い、ペンシルビル等と称される塔状比（アスペクト比）の高い建物となることがある。このような建物は、特許文献１に開示されたようなコアウォールやアウトリガービーム、その他の制振装置等の制振要素を建物内に設置すると、建物内のスペースが狭くなってしまう。このため、中小規模の塔状の建物等においては、建物内のスペースの確保と、耐震性との両立が難しい。
【０００５】
そこでなされた本発明の目的は、狭隘な土地等に建てられる中小規模の塔状比の高い建物においても、高い耐震性を有効に得ることのできる制振建物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の制振建物は、地盤中に構築された下部構造と、前記下部構造の上方に設けられた上部構造と、上端部が前記上部構造の水平部材に固定され、中間部が前記下部構造または前記上部構造の下部に回動自在に連結された通し壁柱と、前記通し壁柱の側方に設けられた支持ベースと、前記通し壁柱の下端部と前記支持ベースとの間に設けられ、前記通し壁柱の前記下端部の水平方向の変位成分を緩衝する緩衝部材と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、地震発生時などに水平方向の外力が入力され、下部構造および上部構造が振動すると、通し壁柱は、上部構造の上部に固定された上端部が、上部構造とともに変位する。これによって、通し壁柱は、下部構造または上部構造の下部を中心として回動する。この通し壁柱の回動により、通し壁柱の下端部は水平方向に変位し、その変位が緩衝部材により緩衝される。すなわち、通し壁柱の変位を緩衝部材で緩衝することによって、地震時のエネルギーを吸収し、振動減衰力を付与することができる。その結果、通し壁柱の上端部の変位が抑えられ、上部構造の上部の変位が抑制される。
また、緩衝部材は、通し壁柱の下端部に設けられているので、制振建物の下部構造や、下部構造よりも下方のスペースに設置することができる。これによって、上部構造には、通し壁柱のみの設置スペースが必要となる。これによって、建物内の特に上部構造のスペースが、制振要素の設置のために割かれるのを抑え、建物内のスペースを有効に確保することができる。
【０００７】
前記通し壁柱は、その下端部が、水平方向における変位を許容する支承部材によって支持されているようにしてもよい。
これにより、支承部材により通し壁柱の鉛直方向の荷重を支持しつつ、通し壁柱が回動した場合には、通し壁柱の下端部の水平方向の変位を許容することができる。
【０００８】
また、前記通し壁柱は、前記上部構造を平面視したときの短手方向を含む鉛直面内で回動可能とされ、前記緩衝部材は、前記通し壁柱の前記短手方向に沿った前記変位成分を緩衝するようにしてもよい。
これにより、通し壁柱および緩衝部材によって、上部構造の平面視短手方向の変位成分を有効に抑えることができる。つまり、建物の塔状比が高い方向に対して、有効な制振効果を発揮できる。
【０００９】
さらに、前記通し壁柱は、前記上部構造を平面視したときの短手方向に長く、前記短手方向に直交する前記上部構造の長手方向に短い平断面形状を有しているようにしてもよい。
【００１０】
このような平断面形状とすることによって、通し壁柱は、建物の平面視短手方向の変位に対して、高い強度、変位抑制力を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、建物の変形に応じて回動する通し壁柱の変位が緩衝部材によって抑えられることで、狭隘な土地等に建てられる塔状比の高い建物においても、高い耐震性を有効に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る建物の立断面図である。
【図２】上記建物の上部構造における平断面図である。
【図３】上記建物が水平方向に変形した場合の通し壁柱の挙動を示す立断面図である。
【図４】図３において、通し壁柱の下端部の挙動を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明による制振建物を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係る建物の立断面図である。図２は、建物の上部構造における平断面図である。図３は、建物が水平方向に変形した場合の通し壁柱の挙動を示す立断面図である。図４は、図３において、通し壁柱の下端部の挙動を示す拡大断面図である。
図１に示すように、建物（制振建物）１の躯体は、基礎構造たる下部構造１０と、上部構造２０と、を備えている。
【００１５】
図２に示すように、この建物１は、平面視略長方形状で、その短辺１ａに沿った方向を間口方向（短手方向）Ｘとし、長辺１ｂに沿った方向を奥行方向（長手方向）Ｙとして形成されている。建物１は、例えば、間口方向Ｘの長さが８〜９ｍ程度、奥行方向Ｙの長さが３５〜４０ｍ程度、高さ方向Ｈの寸法が例えば５５ｍ程度とされている。このように、建物１は、間口方向Ｘの長さに対して高さ方向Ｈの寸法が大きい、いわゆる塔状比が７程度と非常に大きい塔状の建物とされている。
【００１６】
図１に示すように、下部構造１０は、建物１の荷重および地震時等に建物１に作用する外力を地盤Ｇに伝える。この下部構造は、直接基礎、杭基礎等、適宜の形式の基礎構造によって、地盤Ｇ中に強固に支持されている。この実施形態において、下部構造１０は、建物１において地盤Ｇの表面Ｇｆよりも下方に形成されている。
【００１７】
下部構造１０は、例えば鉄骨鉄筋コンクリート造により形成されている。下部構造１０は、地盤Ｇに掘削形成された基礎ピット１１の底部に設置され、水平面内に位置するベース部１２と、ベース部１２の外周部から基礎ピット１１の内側面に沿って立ち上がるよう形成された擁壁部１３と、を一体に備えている。
【００１８】
図１、図２に示すように、上部構造２０は、例えば鉄骨造により形成されている。上部構造２０は、上部構造２０の外周部に沿って設けられた複数の柱２１と、間口方向Ｘにおいて互いに隣接する柱２１，２１間に架設された梁２２と、奥行方向Ｙにおいて互いに隣接する柱２１，２１間に架設された梁２３と、を備えている。
【００１９】
このような建物１には、通し壁柱３０が備えられている。
通し壁柱３０は、下部構造１０および上部構造２０を上下方向に貫通して設けられている。通し壁柱３０は、その上端部３０ｔが上部構造２０の最上部（上部）２０ｔの水平部材（梁またはスラブ）に強固に固定されている。また、通し壁柱３０は、例えば地盤Ｇの表面Ｇｆレベルにおいて、下部構造１０に、シャフト３１によって回動自在に連結されている。シャフト３１は、建物１の奥行方向Ｙに沿う中心軸を有し、これによって通し壁柱３０は、間口方向Ｘに沿った鉛直面内で、シャフト３１を中心として回動可能とされている。
通し壁柱３０の下端部３０ｂは、下部構造１０の最下部を下方に向けて貫通して設けられている。通し壁柱３０の下端部３０ｂは、その鉛直荷重を支持するため、基礎ピット１１の底部１１ｂに設けられ、水平方向の変位を許容するゴム支承（支承部材）３３等によって支持されている。
【００２０】
このような通し壁柱３０は、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造等からなり、例えば、平断面視すると、間口方向Ｘに長く、奥行方向Ｙに短い平断面視長方形状の壁柱状としてもよい。これによって、通し壁柱３０は、間口方向の変位に対して高い強度を有する。なお、通し壁柱３０の断面形状は、壁柱状に限らず、円形、矩形、多角形状等であってもよい。
また、通し壁柱３０は、シャフト３１によって回動自在に支持された部分から上端部３０ｔに向けて、間口方向Ｘの幅が漸次小さくなるよう形成されている。
【００２１】
通し壁柱３０の下端部３０ｂと、地盤Ｇ中に構築された支持ベース３２との間には、水平方向に沿った作動軸を有する緩衝部材３４が設けられている。緩衝部材３４としては、例えばオイルダンパーを用いることができる。
【００２２】
図３に示すように、このような通し壁柱３０は、地震等によって、建物１が水平方向に変形すると、その間口方向Ｘの変形成分に応じて、上端部３０ｔが上部構造２０の最上部２０ｔと一体に間口方向Ｘに変位する。これによって、通し壁柱３０は、シャフト３１を中心として回動する。すると、図３、図４に示すように、通し壁柱３０の下端部３０ｂは、間口方向Ｘに沿って、上端部３０ｔとは反対方向に変位する。
通し壁柱３０の下端部３０ｂの変位は、緩衝部材３４によって緩衝され、これによって通し壁柱３０の上端部３０ｔの変位も緩衝される。このようにして、通し壁柱３０を介し、上部構造２０の最上部２０ｔの間口方向Ｘにおける変位が抑制される。
【００２３】
また、通し壁柱３０には、上部構造２０の各階の梁２２の一端２２ａを剛接合し、梁２２の他端２２ｂは、建物１の外周部に位置する柱２１に対して、ピン接合するようにしてもよい。
このようにすると、上記したように通し壁柱３０のシャフト３１を中心とした回動動作が、下端部３０ｂの緩衝部材３４による緩衝作用によって抑制されることによって、通し壁柱３０に連結された梁２２および柱２１を介し、上部構造２０の間口方向Ｘへの変位および応力が、最上部２０ｔだけでなくその下層階においても抑制される。
【００２４】
上述したような構成によれば、上部構造２０が振動すると、通し壁柱３０がシャフト３１を中心として回動することによって、その回動が緩衝部材３４により緩衝される。これによって、上部構造２０の変位および応力が抑制される。そして、緩衝部材３４において減衰力を付与することによって、上部構造２０の地震に対する応答を低減することができる。その結果、狭隘な土地等に建てられる塔状比の高い建物１においても、高い耐震性を有効に得ることが可能となる。
また、緩衝部材３４は、通し壁柱３０の下端部３０ｂに設けられているので、建物１の下部構造１０よりも下方のスペースに設置することができる。これによって、上部構造２０には、通し壁柱３０のみの設置スペースが確保できればよい。したがって、建物１内のスペースが制振要素の設置のために割かれるのを抑え、建物１内のスペースを有効に確保することができる。
【００２５】
通し壁柱３０は、その下端部３０ｂが、水平方向における変位を許容するゴム支承３３によって支持されている。これにより、ゴム支承３３により通し壁柱３０の鉛直方向の荷重を支持しつつ、通し壁柱３０が回動した場合には、通し壁柱３０の下端部３０ｂの水平方向の変位を許容することができる。
【００２６】
また、通し壁柱３０は、上部構造２０を平面視したときの間口方向Ｘを含む鉛直面内で回動可能とされ、緩衝部材３４は、通し壁柱３０の間口方向Ｘに沿った変位成分を緩衝する。これにより、通し壁柱３０および緩衝部材３４によって、上部構造２０の間口方向Ｘの変位成分を有効に抑えることができる。つまり、建物１の塔状比が高い間口方向Ｘに対して、有効な制振効果を発揮できる。
【００２７】
さらに、通し壁柱３０は、間口方向Ｘに長く、間口方向Ｘに直交する上部構造２０の奥行方向Ｙに短い平断面形状を有している。これにより、通し壁柱３０は、建物１の塔状比が高い間口方向Ｘの変位に対して、高い強度、変位抑制力を発揮することができる。
【００２８】
また、通し壁柱３０は、梁２２により、上部構造２０に対し、上下方向に間隔をあけた複数箇所で連結されている。これにより、通し壁柱３０による水平方向変位の抑制力を、上部構造２０の上端部３０ｔだけでなく、上下方向に間隔をあけた複数箇所で上部構造２０に伝達することができる。したがって、上部構造２０の層間変形角を平均化して抑制することができる。
【００２９】
（その他の実施形態）
なお、本発明の制振建物は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、通し壁柱３０の下端部３０ｂが、下部構造１０の最下部を下方に向けて貫通して設けられ、緩衝部材３４は、下部構造１０の下方に設けられているが、通し壁柱３０の下端部３０ｂおよび緩衝部材３４を下部構造１０内に配置することも可能である。
さらに、支持ベース３２は、下部構造１０よりも下方の地盤Ｇ中に構築するようにしたが、十分な支持力を得ることができるのであれば、下部構造１０自体に設けてもよい。
【００３０】
また、通し壁柱３０は、シャフト３１により下部構造１０に回動自在に連結するようにしたが、上部構造２０の下部に連結してもよい。
【００３１】
さらに、上記実施形態で示した通し壁柱３０の配置は、一例に過ぎず、建物の平面形状や構造等に応じて、適宜の位置、配置方向で設ければ良い。
また、上記実施形態では、心柱３０を、上端部３０ｔに向けて、開口方向Ｘの幅が漸次小さくなるよう形成したが、これに限らない。例えば、心柱３０を下端部３０ｂから上端部３０ｔまで同一断面としても良いし、そのほか、強度上、施工上、デザイン上等の理由により、自由に形状を変更しても良い。
【００３２】
また、上記実施形態では、下部構造１０を鉄骨鉄筋コンクリート造とし、上部構造２０を鉄骨造としたが、これに限るものではなく、下部構造１０，上部構造２０はいかなる構造としてもよい。例えば、上部構造２０は、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、木造等であってもよい。
また、上記実施形態で示した建物１の各部の寸法や平面形状は、一例に過ぎず、適宜他の構成としてもよい。上記実施形態では、狭隘な土地等に建てられる塔状比の高い建物１を例示したが、本発明は、狭隘な土地等に建てられる塔状比の高い建物１に限らず、中小規模、あるいは大規模の建物にも適用することが可能であり、それらの場合においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
また、緩衝部材３４は、通し壁柱３０の間口方向Ｘに沿った変位成分を緩衝するようにしたが、奥行方向Ｙに沿った変位成分を緩衝するように緩衝部材３４やその他の制振デバイスを設けても良い。これにより、上部構造２０の奥行方向Ｙに対しても有効な制振効果を発揮できる。
【００３４】
また、支承部材としてゴム支承３３を例示したが、これに限るものではなく、例えば、オイルダンパー、すべり支承、積層ゴム、鋼材プレート等を用いてもよい。
また、この支承部材は、本発明においては必須の構成ではなく、これを省略する構成とすることも可能である。
【００３５】
さらに、上記の通し壁柱３０、緩衝部材３４以外に、鋼管ブレース、油圧ダンパー等、各種の制振要素を設けることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  建物（制振建物）
１ａ  短辺
１ｂ  長辺
１０  下部構造
１１  基礎ピット
２０  上部構造
２０ｔ  最上部（上部）
３０  通し壁柱
３０ｂ  下端部
３０ｔ  上端部
３１  シャフト
３２  支持ベース
３３  ゴム支承（支承部材）
３４  緩衝部材
Ｘ  間口方向（短手方向）
Ｙ  奥行方向（長手方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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