(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部に水平に張り出す壁梁が接続した連層の耐震要素からなる複数のコアと、各コアの壁梁の先端部位置に配置され、壁梁から絶縁される連結柱と、壁梁の先端部と連結柱の頂部間に跨って双方に接続される制震装置から構成される制震構造物であり、コアは壁状のコア壁であり、複数のコア壁は互いに間隔を隔てて並列し、各隣接するコア壁はつなぎ梁で互いに連結され、同じく各隣接する連結柱はつなぎ梁で互いに連結されている制震構造物。
【請求項２】
複数のコア壁は互いに平行に配列している請求項１記載の制震構造物。
【請求項３】
複数のコア壁の耐震要素部分の幅と壁梁の長さは統一されている請求項１、もしくは請求項２記載の制震構造物
【請求項４】
複数のコア壁は並列する方向に交差する方向に対向して配置されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制震構造物。
【請求項５】
つなぎ梁は幅に対して成の小さい偏平な形をしている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の制震構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は連層の耐震要素の頂部に壁梁が接続したコア壁と、壁梁の先端部位置に配置され、壁梁から絶縁される連結柱、及びコア壁と連結柱間に設置される制震装置から構成される制震構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
連層の耐震要素からなるコアと建物外周の外周フレームから建物架構を構成する場合に、剛性の差からコアが水平力の大部分を負担して曲げ変形型になることに着目した出願人は、コアの頂部に壁梁を接続してコアに一体化させ、その先端部位置に柱を配置すると共に、壁梁の先端部と柱間に制震装置を設置することにより、コアの曲げ変形を低減する制震構造物を先に提案している（特許第 2699811号，第 2842159号等）。
【０００３】
この制震構造物はコアと柱を分離させ、コアに水平力の多くを負担させながら、制震装置によってコアに減衰力を付与し、コアの応答を低減することによりその曲げ変形を低減し、併せて制震装置を通じてコアに変形と逆向きの曲げ戻しモーメントをさせることにより水平力の多くを負担することによるコア脚部の転倒モーメントを低減する特徴を持つ。
【０００４】
一方、水平二方向の耐震性能をコアと柱及び制震装置によって確保しようとする場合、特許第 2842159号公報の図１，図２のようにコアの断面を耐震要素が二方向を向く形状にするか、同公報の図９のように壁状のコアを二方向を向くように配置する必要があるため、建物内の平面計画に制約を加える可能性がある。
【０００５】
例えばコの字形断面のコアを配置した場合、平面計画は図４に示すようにコアの配置を基準として決まる上、コアの形状によってその周辺の平面形状が制約されるため、集合住宅の場合には全住戸の平面を統一することが難しい。またコの字形コアの回りには閉鎖的な空間ができるため、直線状に連続する廊下を確保することも難しい。
【０００６】
この発明は上記背景より、コアの配置による平面計画上の制約を緩和し、開放的な空間を形成可能な制震構造物を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明ではコアの形状を壁状にし、壁状のコア壁を並列させて配置することにより、コア壁の回りに開放的な空間を形成することを可能にし、またコア壁が並列する方向の水平力に対する剛性と抵抗力をつなぎ梁の連結によって確保することにより、コア壁を二方向に向けて配置する必要をなくし、集合住宅の場合の各住戸の平面を規則的な形にすることと、直線状に連続する廊下を確保することを可能にする。
【０００８】
コア壁は頂部に水平に張り出す壁梁が接続した連層の耐震要素からなり、各コア壁の壁梁の先端部位置に壁梁から絶縁される連結柱が配置され、壁梁の先端部と連結柱の頂部間に跨って制震装置が設置され、双方に接続される。制震装置は壁梁の先端部と連結柱の頂部間の相対変位時に減衰力を発生する。
【０００９】
複数のコア壁は互いに間隔を隔てて並列し、各隣接するコア壁がつなぎ梁で互いに連結され、各隣接する連結柱もつなぎ梁で互いに連結されることにより、並列する複数のコア壁の面外方向の剛性と水平抵抗力が確保される。
【００１０】
壁梁の先端部が直接連結柱に連結されず、制震装置を介して連結されることで、コア壁が面内方向の水平力を受けたとき、制震装置の両端間に相対変位が生ずる範囲で壁梁の先端部と連結柱との間に相対変位を生ずる。
【００１１】
このとき、コア壁は曲げ変形しようとし、連結柱もコア壁に追従して曲げ変形しようとするが、制震装置の一端が壁梁に、他端が連結柱頂部にそれぞれ接続されていることで、コア壁の曲げ変形によって連結柱は壁梁先端部から軸力を受け、その反力が壁梁に作用する結果、コア壁にはその曲げ変形を低減しようとする曲げ戻しモーメントが作用する。
【００１２】
曲げ戻しモーメントの作用によってコア壁を曲げ変形させようとする曲げモーメントが低減され、コア壁脚部における転倒モーメントに対する安全性が確保される。同時に制震装置が壁梁と連結柱との間に相対変位量に応じた減衰力を発生することで、コア壁の振動と曲げ変形量が低減する。
【００１３】
コア壁の面外剛性は面内剛性より小さいことから、面外方向の水平力を受けたときにはコア壁単体では面内方向の水平力を受けたときに曲げ変形し易いものの、隣接するコア壁間に架設されるつなぎ梁と連結柱間に架設されるつなぎ梁によって並列する複数のコア壁と連結柱からなる架構全体としての剛性が確保されているため、コア壁の面外剛性が建物の居住性に与える影響は小さい。
【００１４】
コア壁が面外方向の水平力を受けたときにはコア壁と連結柱の剛性の差に対応した相対変位がコア壁と連結柱間に生じ得るが、壁梁先端部が制震装置を介して連結柱から変形を低減する力を受け、制震装置が壁梁先端部と連結柱頂部との間の相対変位量に応じた減衰力を発生するため、コア壁の振動と曲げ変形量は低減させられる。
【００１５】
コア壁が並列して配列すれば、二方向を向くようにコア壁を配置する場合程の平面計画上の制約がなくなるため、必ずしもコア壁が互いに平行に配列する必要はないが、請求項２に記載のように複数のコア壁を互いに平行に配列させれば、全コア壁の端部を同一線上に揃えて配置することができるため、直線状に連続する廊下を確保することが可能になり、火災時等の避難通路の確保が容易になる。
【００１６】
また請求項２の場合を含め、請求項３に記載のように複数のコア壁の耐震要素部分の幅と壁梁の長さを統一すれば、コア壁の耐震要素部分と連結柱との間の距離を一定にすることができるため、集合住宅の場合の各住戸の平面を規則的な形にすることが可能になる。コア壁の耐震要素部分の幅は、コア壁の面内方向の耐震要素部分の水平長さを指す。
【００１７】
更に請求項４に記載のようにコア壁の耐震要素部分の面内方向等、コア壁が並列する方向に交差する方向に対向させてコア壁を配置すれば、対向するコア壁の端部間に廊下を配置したときに廊下の両側に住戸を配置することができ、集合住宅に適した平面計画を立てることができる。
【００１８】
一方、請求項５に記載のようにつなぎ梁を幅に対して成の小さい偏平な形をすれば、各階の階高を抑え、各住戸の断面を偏平な形にすることができるため、一定高さの建物において階数を多く取ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
この発明の制震構造物は図１に示すように頂部に水平に張り出す壁梁２が接続した壁状で、連層の耐震要素からなる複数のコア壁１と、各コア壁１の壁梁２の先端部位置に配置され、壁梁２から絶縁される連結柱３と、壁梁２の先端部と連結柱３の頂部間に跨って双方に接続され、壁梁２の先端部と連結柱３の頂部間の相対変位時に減衰力を発生する制震装置４と、隣接するコア壁１，１、及び隣接する連結柱３，３を連結するつなぎ梁５から構成される。
【００２０】
複数のコア壁１は互いに間隔を隔てて並列し、隣接するコア壁１，１は対向する方向に架設されるつなぎ梁５によって互いに連結され、隣接する連結柱３，３も対向する方向に架設されるつなぎ梁５で互いに連結される。
【００２１】
図１〜図３では建物が集合住宅の場合で、建物の平面形状を長方形状にしている関係から、全コア壁１の耐震要素部分1aの幅と全コア壁１に接続する壁梁２の長さを統一し、コア壁１の耐震要素部分1aと連結柱３との間の距離を統一すると共に、全コア壁１を互いに平行に配列させているが、必ずしもこのような規則性を持たせる必要はない。
【００２２】
図面ではまた、コア壁１に沿って廊下７を配置し、廊下７を挟んだ両側に住戸８を配置するために、コア壁１の耐震要素1a部分の面内方向、すなわちコア壁１，１が並列する方向に直交する方向にコア壁１，１を対向させ、２列にコア壁１，１を配置しているが、制震構造物は廊下７を挟んだ片側で並列するコア壁１と連結柱３、及びつなぎ材５によって成立するため、特にコア壁１，１を対向させ、２列に配置する必要はない。
【００２３】
コア壁１，１を並列方向に交差する方向に対向させる場合には図示するようにコア壁１，１の耐震要素部分1a，1a側で互いに対向させる場合と、壁梁２，２の先端部位置で対向させる場合がある。
【００２４】
図２に示すようにつなぎ梁５にはスラブ６が接続し、つなぎ梁５とスラブ６は複数のコア壁１と連結柱３からなる架構の、コア壁１が並列する方向の剛性が確保されるよう、高さ方向に適当な間隔をおいて架設される。図１中、破線はスラブ６の天端の位置を示す。
【００２５】
図面では各階の階高を抑え、各住戸８の断面を偏平な形にするために、幅に対して成の小さい偏平な形のつなぎ梁５を使用し、スラブ６を実質的にフラットスラブに近い形にしているが、つなぎ梁５の断面形状とスラブ６の形態は建物の用途や階高の大きさ等によって自由に決められる。
【００２６】
制震装置４の一端は壁梁２の先端部に、他端は連結柱３の頂部に、それぞれに相対回転変位可能に接続され、制震装置４は壁梁２の先端部と連結柱３の頂部間の相対変位に追従しながら、両端間に相対変位を生じ、それに応じた減衰力を発生してコア壁１の振動と変形量を低減する。
【００２７】
壁梁２と連結柱３間の相対変位時に減衰力を発生すれば、制震装置４の種類は問われず、弾塑性ダンパを始め、摩擦ダンパ、粘性体，粘弾性体，超塑性体を利用したダンパ、オイルダンパ等の流体ダンパ、あるいは相対変位量に応じた反力を壁梁２に与えることで壁梁の振動を抑制する装置が使用される。
【００２８】
図３は本発明の集合住宅の平面計画例を、図４はコの字形のコアを用いた従来の集合住宅の平面計画例を示す。いずれの場合も各住戸８の平面形状はコアの配置を基準として定まるが、図４の場合はコアの形状から、コア周辺の住戸の平面形状を同一にすることが難しいのに対し、本発明ではコア壁１が並列し、整然と配列することで、コア壁１周辺の住戸８の平面形状を同一、または同等にすることができる。
【００２９】
図３，図４中、破線はコア壁１やコアの頂部に接続する壁梁２の架設位置を示す。図４の場合、壁梁２は二方向に架設されるが、図３ではコア壁１の面内方向にのみ壁梁２が架設される。
【００３０】
【発明の効果】
コアの形状を壁状にし、その壁状のコア壁を並列させて配置することで、コア壁の回りに開放的な空間を形成することを可能にすると共に、コア壁が並列する方向の水平力に対する剛性と抵抗力をつなぎ梁の連結によって確保することで、コア壁を二方向に向けて配置する必要をなくすため、コア壁周辺の平面形状への制約を緩和することができる。
【００３１】
請求項２では複数のコア壁を互いに平行に配列させるため、全コア壁の端部を同一線上に配置することができ、直線状に連続する廊下を確保することができ、火災時等の避難通路の確保が容易になる。
【００３２】
請求項３では複数のコア壁の耐震要素部分の幅と壁梁の長さを統一するため、コア壁の耐震要素部分と連結柱との間の距離を一定にすることができ、集合住宅の場合の各住戸の平面を規則的な形にすることができる。
【００３３】
請求項４ではコア壁が並列する方向に交差する方向にコア壁を対向させて配置するため、コア壁の端部間に廊下を配置したときに廊下の両側に住戸を配置することができ、集合住宅に適した平面計画を立てることができる。
【００３４】
請求項５ではつなぎ梁を幅に対して成の小さい偏平な形にするため、各階の階高を抑え、各住戸の断面を偏平な形にすることができ、一定の建物高さに対して階数を多く取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コア壁と連結柱、及びつなぎ梁の関係を示した斜視図である。
【図２】つなぎ梁を偏平な形にした場合のコア壁と連結柱へのつなぎ梁の架設位置を示した立面図である。
【図３】建物が集合住宅である場合の住戸の配置例を示した平面図である。
【図４】従来の集合住宅における住戸の配置例を示した平面図である。
【符号の説明】
１……コア壁、1a……耐震要素部分、２……壁梁、３……連結柱、４……制震装置、５……つなぎ梁、６……スラブ、７……廊下、８……住戸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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