(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を置いて配置された複数の柱と、互いに隣接する２つの柱間に配置され、第１張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された第１梁と、該第１梁の上方及び下方のそれぞれに配置され、前記第１張力より大きい第２張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された少なくとも１つの第２梁とを含み、前記第１梁とその下方の第２梁との間に、一端部が該第２梁に取り付けられ、他端部が前記第１梁に取り付けられたダンパーが配置されている、建物の構造。
【請求項２】
間隔を置いて配置された複数の柱と、互いに隣接する２つの柱間に間隔を置いて配置され、それぞれが、第１張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された複数の第１梁と、各第１梁の上方及び下方のそれぞれに配置され、前記第１張力より大きい第２張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された少なくとも１つの第２梁とを含み、前記第１梁とその下方の第２梁との間に、一端部が該第２梁に取り付けられ、他端部が前記第１梁に取り付けられたダンパーが配置されている、建物の構造。
【請求項３】
前記第１梁とその下方の第２梁との間の間隔は前記第１梁とその上方の第２梁との間の間隔より小さい、請求項１又は２に記載の建物の構造。
【請求項４】
前記第１梁の下方の第２梁上にスラブが設けられ、前記ダンパーは、前記一端部が前記スラブを介して前記第２梁に取り付けられている、請求項１又は２に記載の建物の構造。
【請求項５】
前記第１梁の下方の第２梁上に第１取付け用ブロックが設けられ、該第１取付け用ブロックから水平方向に間隔を置いて前記第１梁下に第２取付け用ブロックが設けられ、前記ダンパーは、一端部が前記第１取付け用ブロックに固定され、他端部が前記第２取付け用ブロックに固定されたシリンダーからなる、請求項１又は２に記載の建物の構造。
【請求項６】
前記第１梁の下方の第２梁上に第１取付け用部材が設けられ、該第１取付け用部材から上方へ間隔を置いて前記第１梁下に第２取付け用部材が設けられ、前記ダンパーは、下端部が前記第１取付け用部材に固定され、上端部が前記第２取付け用部材に固定された鋼板からなる、請求項１又は２に記載の建物の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隔を置いて配置された複数の柱と、互いに隣接する２つの柱間に間隔を置いて配置され、それぞれがＰＣ鋼材により前記柱と接合された複数の梁とを有する建物の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物には、間隔を置いて配置された複数の柱と、互いに隣接する２つの柱間に間隔を置いて配置された複数の梁とを有し、前記柱及び前記梁のそれぞれがプレキャストコンクリートからなり、各梁が、等しい張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合されているものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平７−３２００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
各梁を前記柱と接合する前記ＰＣ鋼材に導入された張力が等しいため、地震時に前記柱が水平力を受けて１つの梁と前記柱との間に隙間が生じる場合、他の梁と前記柱との間にも同様に隙間が生じる。このため、地震時に前記柱が受ける水平力の大きさによっては全ての梁と前記柱との間に隙間が生じることがある。全ての梁と前記柱との間に隙間が生じると、全ての梁と前記柱とがなす角度が変化し、全ての梁と前記柱との接合部分が変形する。このため、前記建物は全ての接合部分に損傷を受け、地震後の前記建物の修復に多大な時間と労力とを要する。
【０００４】
本発明の目的は、地震時に建物が全ての梁と柱との接合部分に損傷を受けることがないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、比較的小さい張力を導入したＰＣ鋼材により接合した梁と柱とがなす角度のみが変化し、比較的大きい張力を導入したＰＣ鋼材により接合した梁と柱とがなす角度は変化しないようにすることにより、比較的小さい張力を導入したＰＣ鋼材により接合した梁と柱との接合部分のみが変形し、建物の損傷がこの接合部分に限られるようにすることにより、前記建物が全ての接合部分に損傷を受けることがないようにする。
【０００６】
本発明に係る、建物の構造は、間隔を置いて配置された複数の柱と、互いに隣接する２つの柱間に配置され、第１張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された第１梁と、該第１梁の上方及び下方のそれぞれに配置され、前記第１張力より大きい第２張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された少なくとも１つの第２梁とを含み、前記第１梁とその下方の第２梁との間に、一端部が該第２梁に取り付けられ、他端部が前記第１梁に取り付けられたダンパーが配置されている。
【０００７】
前記第１梁を前記柱と接合するＰＣ鋼材に導入された前記第１張力が、前記第２梁を前記柱と接合するＰＣ鋼材に導入された前記第２張力より小さいため、地震時に前記柱が水平力を受けて前記第１梁と前記柱との間に隙間が生じる場合でも、前記第２梁と前記柱との間に隙間が生じないようにすることができる。このため、前記第１梁と前記柱とがなす角度のみが変化し、前記第２梁と前記柱とがなす角度は変化しないようにすることができる。これにより、前記第１梁と前記柱との接合部分のみが変形し、前記第２梁と前記柱との接合部分は変形しないようにすることができ、前記建物が前記第１梁と前記柱との接合部分にのみ損傷を受け、前記第２梁と前記柱との接合部分に損傷を受けないようにすることができる。したがって、前記建物が全ての接合部分に損傷を受けることはない。
【０００８】
前記第１梁と前記柱とがなす角度が変化するとき、前記第１梁はその下方の第２梁に対して水平方向に相対運動する。前記ダンパーは前記相対運動を減衰させる。
【０００９】
前記第１梁とその下方の第２梁との間の間隔は前記第１梁とその上方の第２梁との間の間隔より小さいものとすることができる。前記第１梁の下方の第２梁上にスラブが設けられ、前記ダンパーは、前記一端部が前記スラブを介して前記第２梁に取り付けられていてもよい。
【００１０】
前記第１梁の下方の第２梁上に第１取付け用ブロックが設けられ、該第１取付け用ブロックから水平方向に間隔を置いて前記第１梁下に第２取付け用ブロックが設けられ、前記ダンパーは、一端部が前記第１取付け用ブロックに固定され、他端部が前記第２取付け用ブロックに固定されたシリンダーからなるものとすることができる。
【００１１】
前記第１梁の下方の第２梁上に第１取付け用部材が設けられ、該第１取付け用部材から上方へ間隔を置いて前記第１梁下に第２取付け用部材が設けられ、前記ダンパーは、下端部が前記第１取付け用部材に固定され、上端部が前記第２取付け用部材に固定された鋼板からなるものとすることができる。
【００１２】
本発明に係る、建物の他の構造は、間隔を置いて配置された複数の柱と、互いに隣接する２つの柱間に間隔を置いて配置され、それぞれが、第１張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された複数の第１梁と、各第１梁の上方及び下方のそれぞれに配置され、前記第１張力より大きい第２張力が導入されたＰＣ鋼材により前記柱と接合された少なくとも１つの第２梁とを含み、前記第１梁とその下方の第２梁との間に、一端部が該第２梁に取り付けられ、他端部が前記第１梁に取り付けられたダンパーが配置されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第１梁を柱と接合するＰＣ鋼材に導入された第１張力が、第２梁を前記柱と接合するＰＣ鋼材に導入された第２張力より小さいため、地震時に前記柱が水平力を受けて前記第１梁と前記柱との間に隙間が生じる場合でも、前記第２梁と前記柱との間に隙間が生じないようにすることができる。このため、前記第１梁と前記柱とがなす角度のみが変化し、前記第２梁と前記柱とがなす角度は変化しないようにすることができる。これにより、前記第１梁と前記柱との接合部分のみが変形し、前記第２梁と前記柱との接合部分は変形しないようにすることができ、前記建物が前記第１梁と前記柱との接合部分にのみ損傷を受け、前記第２梁と前記柱との接合部分に損傷を受けないようにすることができる。したがって、前記建物が全ての接合部分に損傷を受けることはなく、地震後の建物の修復に要する時間と労力とを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に示すように、地盤に設けられた基礎１０上に建物１２が構築されている。建物１２は、基礎１０上に間隔を置いて配置された複数の柱１４と、互いに隣接する２つの柱１４間に間隔を置いて配置された複数の第１梁１６と、各第１梁の上方及び下方のそれぞれに配置された少なくとも１つの第２梁１８とを含む。第１梁１６とその下方の第２梁１８との間にダンパー２０が配置され、該ダンパーは、一端部が第２梁１８に取り付けられ、他端部が第１梁１６に取り付けられている。
【００１５】
図示の例では、各第１梁１６の上方及び下方のそれぞれに複数の第２梁１８が間隔を置いて配置されている。各第１梁１６上及び各第２梁１８上にスラブ２２が設けられ、ダンパー２０の一端部はスラブ２２を介して第２梁１８に取り付けられている。第２梁１８上にスラブ２２が設けられ、ダンパー２０の一端部がスラブ２２を介して第２梁１８に取り付けられている図示の例に代え、第２梁１８上にスラブ２２が設けられておらず、ダンパー２０の一端部がスラブ２２を介さずに第２梁１８に取り付けられていてもよい。
【００１６】
各柱１４は、上下方向に隣接して配置された、プレキャストコンクリートからなる複数の柱部材１４ａからなる。隣接する２つの柱部材１４ａは、特許文献２で知られるように、張力が導入されたＰＣ鋼材（図示せず）により互いに接合されている。
【特許文献２】特開平７−２５２８８４号公報
【００１７】
第１梁１６とその下方の第２梁１８との間の間隔２４は第１梁１６とその上方の第２梁１８との間の間隔２６及び第２梁１８とその上方又は下方の第２梁１８との間の間隔２６’より小さい。第１梁１６及び第２梁１８のそれぞれはプレキャストコンクリートからなる。
【００１８】
図２、３に示すように、第１梁１６の端部及び柱１４に、第１梁１６の軸線方向に伸びる複数のＰＣ鋼材３０が間隔を置いて配置され、第１梁１６は、特許文献１で知られるように、ＰＣ鋼材３０により柱１４と接合されている。各ＰＣ鋼材３０は、例えばＰＣ鋼撚り線からなり、シース２８により被覆され、ポストテンション方式により第１張力が導入されている。第１梁１６は、相対する一対の側面を有し、各側面に凹所３２が形成されている。ＰＣ鋼材３０は、一端部が凹所３２の内面に固定され、他端部が柱１４の側面に固定されている。
【００１９】
第１梁１６の場合と同様に、第２梁１８の端部及び柱１４に、第２梁１８の軸線方向に伸びる複数のＰＣ鋼材３０が間隔を置いて配置され、第２梁１８はＰＣ鋼材３０により柱１４と接合されている。各ＰＣ鋼材３０は、例えばＰＣ鋼撚り線からなりシース２８により被覆され、ポストテンション方式により第２張力が導入されている。前記第２張力は前記第１張力より大きい。
【００２０】
第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０の本数は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０の本数と等しい。このため、第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第２張力の合計は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第１張力の合計より大きい。第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０の本数は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０の本数と等しい上記の例に代え、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０の本数と異なっていてもよい。ただし、この場合においても、第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第２張力の合計は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第１張力の合計より大きいものとする。なお、上記の例では、ＰＣ鋼材３０を被覆するシース２８内にグラウトが充填されているが、これに代え、シース２８内にグラウトが充填されていなくてもよい。
【００２１】
ところで、ＰＣ鋼材により梁が柱と接合されている建物では、予め決められた水平力より大きい水平力が前記柱に作用したとき、前記梁と前記柱との間に隙間が生じる。前記梁と前記柱との間に隙間を生じさせる水平力の大きさは、前記ＰＣ鋼材に導入された張力の大きさに依る。このため、前記ＰＣ鋼材に導入された張力の大きさが小さいほど、前記梁と前記柱との間に隙間が生じやすい。第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第１張力が、第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第２張力より小さいことから、地震時に柱１４が水平力を受けて第１梁１６と柱１４との間に隙間が生じる場合でも、第２梁１８と柱１４との間に隙間が生じないようにすることができる。このため、第１梁１６と柱１４とがなす角度のみが変化し、第２梁１８と柱１４とがなす角度が変化しないようにすることができる。
【００２２】
図４に示すように、第１梁１６の下方の第２梁１８上に第１取付け用ブロック３４が設けられ、該第１取付け用ブロックから水平方向に間隔を置いて第１梁１６下に第２取付け用ブロック３６が設けられている。第１取付け用ブロック３４は、第２梁１８上に設けられたスラブ２２に形成され、第２取付け用ブロック３６は第１梁１６に形成されている。第２梁１８上にスラブ２２が設けられ、該スラブに第１取付け用ブロック３４が形成されている図示の例に代え、第２梁１８上にスラブ２２が設けられておらず、第１取付け用ブロック３４が第２梁１８に形成されていてもよい。ダンパー２０は、一端部３８が第１取付け用ブロック３４に固定され、他端部４０が第２取付け用ブロック３６に固定されたシリンダー４２からなる。シリンダー４２は、図示の例では液圧シリンダーであるが、これに代え、気圧シリンダーでもよい。
【００２３】
図５に示すように、地震が発生したとき、建物１２が振動する。このとき、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第１張力が、第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第２張力より小さいことから、図６に示すように、柱１４が地震による水平力を受けて第１梁１６と柱１４との間に隙間が生じ、第１梁１６と柱１４とがなす角度が変化する。このため、図５に示したように、第１梁１６はその下方の第２梁１８に対して水平方向に相対運動する。このとき、液圧シリンダー４２は、該液圧シリンダー内のオイルの抵抗により前記相対運動を減衰させ、建物１２の振動を低減する。
【００２４】
第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第２張力は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入された前記第１張力より大きいため、第１梁１６と柱１４との間に隙間が生じた場合においても、第２梁１８と柱１４との間に隙間は生じない。このため、第２梁１８と柱１４とがなす角度は変化しない（図５）。
【００２５】
第１梁１６と柱１４とがなす角度が変化することにより、建物１２は、第１梁１６と柱１４との接合部分が変形し、この接合部分に損傷を受ける。他方、第２梁１８と柱１４とがなす角度が変化しないため、建物１２は、第２梁１８と柱１４との接合部分が変形せず、この接合部分に損傷を受けることはない。このように建物１２の損傷が第１梁１６と柱１４との接合部分に限られるため、建物１２の損傷が全ての接合部分に及ぶことはない。このため、地震後の建物の修復に要する時間及び労力の低減を図ることができる。
【００２６】
ところで、制振構造を有しない従来の建物は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入される張力と第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入される張力とが等しく、第１梁１６とその下方の第２梁１８との間にダンパー２０を配置しない。制振構造を有しない建物は、第１梁１６を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入される張力を、第２梁１８を柱１４と接合するＰＣ鋼材３０に導入される張力より小さいものとし、第１梁１６とその下方の第２梁１８との間にダンパー２０を配置することにより、制振構造を有する建物１２に変更することができる。
【００２７】
第１梁１６とその上方の第２梁１８との間の空間４４及び第２梁１８とその上方又は下方の第２梁１８との間の空間４４’は、例えば、住居、事務所等として使用する。第１梁１６とその下方の第２梁１８との間の空間４６は、例えば、倉庫、電気設備の設置場所等として使用する。
【００２８】
図１に示した例では、互いに隣接する２つの柱１４間に複数の第１梁１６が配置され、各第１梁１６の上方及び下方のそれぞれに少なくとも１つの第２梁１８が配置されているが、これに代え、互いに隣接する２つの柱１４間に１つの第１梁１６が配置され、該第１梁１６の上方及び下方のそれぞれに少なくとも１つの第２梁１８が配置されていてもよい。また、図１に示した例では、隣接する２つの柱１４間に２つの第１梁１６が配置されているが、第１梁１６の数は３以上であってもよい。
【００２９】
図７、８に示す例では、ダンパー２０は、液圧シリンダー４２からなる図４に示した例に代え、鋼板４８からなる。第１梁１６の下方の第２梁１８上に第１取付け用部材５０が設けられ、該第１取付け用部材から上方へ間隔を置いて第１梁１６下に第２取付け用部材５２が設けられている。第１取付け用部材５０は、第２梁１８上に設けられたスラブ２２に取り付けられ、第２取付け用部材５２は第１梁１６に取り付けられている。第２梁１８上にスラブ２２が設けられ、該スラブに第１取付け用部材５０が取り付けられている図示の例に代え、第２梁１８上にスラブ２２が設けられておらず、第１取付け用部材５０が第２梁１８に取り付けられていてもよい。鋼板４８は、下端部５４が第１取付け用部材５０に固定され、上端部５６が第２取付け用部材５２に固定されている。
【００３０】
第１取付け用部材５０は、第２梁１８上のスラブ２２に固定された本体部分５０ａと、該本体部分から上方へ伸びる板状部分５０ｂとを有する。鋼板４８の下端部５４は第１取付け用部材５０の板状部分５０ｂに隣接して配置され、鋼板４８と第１取付け用部材５０とは、鋼板４８の下端部５４及び第１取付け用部材５０の板状部分５０ｂを貫くボルト５８と、該ボルトと螺合されたナット６０とにより互いに接合されている。第２取付け用部材５２は、第１梁１６に固定された本体部分５２ａと、該本体部分から下方へ伸びる板状部分５２ｂとを有する。鋼板４８の上端部５６は第２取付け用部材５２の板状部分５２ｂに隣接して配置され、鋼板４８と第２取付け用部材５２とは、鋼板４８の上端部５６及び第２取付け用部材５２の板状部分５２ｂを貫くボルト６２と、該ボルトと螺合されたナット６４とにより互いに接合されている。
【００３１】
地震時に第１梁１６が第２梁１８に対して水平方向に相対運動したとき、第２取付け用部材５２は第１取付け用部材５０に対して水平方向に相対運動する。このとき、鋼板４８は、せん断変形して前記相対運動を減衰させ、建物１２の振動エネルギーを吸収する。このとき、鋼板４８は、まず弾性変形し、その後塑性変形する。すなわち弾塑性ダンパーとして機能する。
【００３２】
鋼板４８は、上端部５６と下端部５４との間に、鋼板４８をその厚さ方向に貫通し、上下方向に伸びる、互いに平行な複数のスリット６６を有する（図７）。複数のスリット６６を有する鋼板４８は、変形しやすいため、建物１２の振動エネルギーを効果的に吸収する。鋼板４８は、スリット６６を有する図７に示した例に代え、スリット６６を有しないものでもよい。また、鋼板４８は、普通鋼からなるものでもよいし、低降伏点鋼からなるものでもよい。
【００３３】
図７に示した例では、第１梁１６とその下方の第２梁１８との間の間隔２４は第１梁１６とその上方の第２梁１８との間の間隔２６及び第２梁１８とその上方又は下方の第２梁１８との間の間隔２６’と等しい。
【００３４】
ダンパー２０は、弾塑性ダンパーからなる図７、８に示した例に代え、粘弾性ダンパー（図示せず）からなるものでもよい。この場合、ダンパー２０は、例えば、特許文献３で知られるように、相対する２つの第１鋼板と、該第１鋼板間の第２鋼板と、各第１鋼板と前記第２鋼板との間にあって前記第１鋼板及び前記第２鋼に接着された粘弾性体とを有する。前記粘弾性体は、例えばゴムからなる。前記第２鋼板の下端部は第１梁１６の下方の第２梁１８に取り付けられ、各第１鋼板の上端部は第１梁１６に取り付けられている。地震時に第１梁１６が第２梁１８に対して水平方向に相対運動したとき、各第１鋼板は前記第２鋼板に対して水平方向に相対運動する。このとき、前記粘弾性体は、せん断変形して前記相対運動を減衰させ、建物１２の振動エネルギーを吸収する。
【特許文献３】特開２００２−１９４９１７号公報
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る建物の縦断面図。
【図２】図１の線２における柱及び第１梁の拡大図。
【図３】図２の線３における柱及び第１梁の平面図。
【図４】図１の線４におけるダンパーの拡大図。
【図５】本発明に係る建物の地震時の縦断面図。
【図６】図５の線６における柱及び第１梁の拡大図。
【図７】本発明の他の実施例に係るダンパーの拡大図。
【図８】図７の線８におけるダンパーの縦断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０    基礎
１２    建物
１４    柱
１６    第１梁
１８    第２梁
２０    ダンパー
２２    スラブ
２４、２６    間隔
３０    ＰＣ鋼材
３４    第１取付け用ブロック
３６    第２取付け用ブロック
３８    一端部
４０    他端部
４２    シリンダー
４８    鋼板
５０    第１取付け用部材
５２    第２取付け用部材
５４    下端部
５６    上端部
【図１】
0004956765.tif 000002
【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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