(57)【要約】【課題】空間を広く取ることができ、部品の共通化を図ることができる躯体構造を提供する。【解決手段】下層側部分Ａは柱１及び梁２からなるラーメン構造で、且つ、その下層側部分Ａよりも高い上層側部分Ｂは柱１及び梁２の他に耐震要素５を有する構造に形成し、下層側部分Ａのうち最も上位の階に位置する上位階の柱１を、曲げモーメントが０となる反曲点Ｘが上位階の柱１の中央よりも上側寄りに位置するように構成してある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下層側部分は柱及び梁からなるラーメン構造で、且つ、その下層側部分よりも高い上層側部分は柱及び梁の他に耐震要素を有する構造に形成し、前記下層側部分のうち最も上位の階に位置する上位階の柱を、水平力作用時の曲げモーメントが０となる反曲点が前記上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置するようにしてある躯体構造。
【請求項２】
前記上位階の柱の横断面につき、前記上位階の柱の上側のほうが下側よりも断面積が小さくなるように構成することで、前記反曲点を前記上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させてある請求項１に記載の躯体構造。
【請求項３】
前記上位階の柱を鉄骨を主体にして構成してあり、前記上位階の柱の下側部分を鉄骨とコンクリートとを一体にした鉄骨鉄筋コンクリート造にすることにより、前記上位階の柱の上側のほうが下側よりも断面積が小さくなるように構成してある請求項２に記載の躯体構造。
【請求項４】
前記上位階の柱を鋼管柱にて構成してあり、前記上位階の柱の下側の内方側にのみコンクリートを打設することで、前記反曲点を前記上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させてある請求項１に記載の躯体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ショッピングセンターや倉庫等、多層階の建物に適用される躯体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の躯体構造では、図２に示すように、建物の全ての階は、柱１、梁２、及び、ブレース５等の耐震要素からなるラーメン構造に形成するものがあった。（尚、このような構成は周知慣用技術であり、適切な先行技術文献を開示できないものである。）
【０００３】
上記従来構成では、１階にもブレースを設けるために、地震時に柱に引き抜き力が多大に生じる問題点があった。そこで、図３に示すように、２階以上は、柱１、梁２、及び、ブレース５等の耐震要素からなるラーメン構造に形成し、１階は、柱１及び梁２からなるラーメン構造に形成することが考えられる。（以下、改良構成と呼称する。）
【０００４】
上記改良構成では、１階にブレースを設けないので、地震時に応力が再配分されることにより、柱に生じる引き抜き力を減少させることに加えて、例えば、建物がショッピングセンターの場合において、１階のフレキシビリティーを高くして店舗面積の異なる複数のテナントを配置し易い利点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記改良構成では、１階にブレースを設けないことにより、例えば、地震発生に伴う水平力が作用したときに、１階の柱に作用する曲げモーメントが大きなものとなり、１階の柱の柱頭に対して剛接合する２階の梁の曲げモーメントが大きなものとなるので、２階の梁の強度を大きくする必要があり、例えば、２階の梁の強度を大きくするために梁断面を大きくすると、２階の梁背が大きくなるために、例えば、１階の床と２階の梁との間に形成される空間が上下方向に狭くなる等、空間を広く取ることができない問題点があった。又、２階の梁とそれよりも高い階の梁との寸法が異なるために、部品の共通化を図れない問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、空間を広く取ることができ、部品の共通化を図ることができる躯体構造を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の躯体構造の第１特徴構成は、下層側部分は柱及び梁からなるラーメン構造で、且つ、その下層側部分よりも高い上層側部分は柱及び梁の他に耐震要素を有する構造に形成し、前記下層側部分のうち最も上位の階に位置する上位階の柱を、水平力作用時の曲げモーメントが０となる反曲点が前記上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置するようにしてある点にある。
【０００８】
すなわち、下層側部分のうち最も上位の階に位置する上位階の柱を、曲げモーメントが０となる反曲点が上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置するようにしてあることにより、下層側部分における上位階の柱に作用する曲げモーメントが充分に小さなものとなり、下層側部分における上位階の柱の柱頭に対して剛接合する上層側部分のうち最も下位の階に位置する下位階の梁の曲げモーメントが充分に小さなものとなるので、上層側部分における下位階の梁背を大きくする必要が無いものとなり、その分空間を広く取ることができる。又、上層側部分における下位階の梁をその下位階よりも高い階の梁と同じ寸法にすることで、部品の共通化を計ることができ、管理コストの低廉化を図ることができる。
したがって、空間を広く取ることができ、部品の共通化を図ることができ、管理コストの低廉化を図ることができる躯体構造を得るに至った。
【０００９】
本発明の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記上位階の柱の横断面につき、前記上位階の柱の上側のほうが下側よりも断面積が小さくなるように構成することで、前記反曲点を前記上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させてある点を特徴とする。
【００１０】
すなわち、上位階の柱の断面積を変えるだけで、上位階の柱の下側の水平剛性を大きくし、上位階の柱の上側の水平剛性を小さくして、反曲点を上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させることができるので、例えば、反曲点を上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させるための特別な構成を設ける必要が無い等、構成の簡素化を図る形態で反曲点を上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させることができる。しかも、曲げモーメントが０となる反曲点が上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置するように構成してあることにより、下層側部分における上位階の柱の下側に作用する曲げモーメントが大きなものとなるが、上位階の柱の下側のほうが上側よりも断面積が大きくなるように構成してあるので、上位階の柱の下側の曲げ剛性が充分に大きなものとなり、下層側部分における上位階の柱の下側に大きな曲げモーメントが作用しても上位階の柱が損傷する虞が少ないものとなる。
【００１１】
本発明の第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、前記上位階の柱を鉄骨を主体にして構成してあり、前記上位階の柱の下側部分を鉄骨とコンクリートとを一体にした鉄骨鉄筋コンクリート造にすることにより、前記上位階の柱の上側のほうが下側よりも断面積が小さくなるように構成してある点を特徴とする。
【００１２】
すなわち、鉄骨を主体とした上位階の柱の下側部分の周りに鉄筋を配筋してコンクリートを打設することにより、上位階の柱の下側部分が鉄骨とコンクリートとを一体にした鉄骨鉄筋コンクリート造になるので、鉄の使用量をそれほど増やすこと無く上位階の柱の下側の断面積を大きくし易いものとなる。
【００１３】
本発明の第４特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記上位階の柱を鋼管柱にて構成してあり、前記上位階の柱の下側の内方側にのみコンクリートを打設することで、前記反曲点を前記上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させてある点を特徴とする。
【００１４】
すなわち、上位階の柱の下側の内方側にコンクリートを打設するだけで反曲点を上位階の柱の中央よりも上側寄りに位置させることができるので、鉄骨を主体とした上位階の柱の下側部分の周りに鉄筋を配筋してコンクリートを打設する構成に較べて、コンクリートを打設するための型枠を不要にすることができるとともに、工期の短縮化を図ることができるものであり、しかも、上位階の柱の下側部分がＣＦＴ造になるので、鋼管柱がコンクリートを拘束して耐力が向上するコンファインド効果を得ることや、水平剛性を柱脚で大きく、柱頭で小さくすることに加えて、上位階の柱の上側と下側とが同じ断面積であるので、段部のないすっきりとしたデザインとなる等、意匠的にも優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施の形態〕
以下、本発明に係る躯体構造を高層階の建物に適用した場合について説明する。
図１に示すように、高層階の建物は、下層側部分としての１階部分Ａと上層側部分としての２階以上の階の部分Ｂとからなり、１階部分Ａは柱１及び梁２のみからなる純ラーメン構造で、且つ、２階以上の階の部分Ｂは柱１及び梁２の他に耐震要素としてのブレース５を有する構造に形成してある。
そして、１階の柱１（上位階の柱に相当）を鉄骨を主体にして構成してあり、１階の柱１の下側部分１ｂを鉄骨とコンクリートとを一体にした鉄骨鉄筋コンクリート造にすることにより、１階の柱１の上側のほうが下側よりも横断面の断面積が小さくなるように構成してある。
【００１６】
説明を加えると、柱１を鉄骨造にし、１階の柱１の鉄骨の下側の周りに鉄筋を配設してコンクリートを打設することにより、１階の柱の下側部分１ｂを鉄骨鉄筋コンクリート造にしてある。これにより、１階の柱１の上側部分１ａのほうが下側部分１ｂよりも横断面の断面積が小さくなり、１階の柱１の下側部分１ｂの水平剛性を大きくし、１階の柱１の上側部分１ａの水平剛性を小さくして、曲げモーメントが０となる反曲点Ｘが１階の柱１の中央（改良構成の反曲点Ｘに相当）よりも上側寄りに位置することになる。梁２を鉄骨造にし、基礎梁６を鉄筋コンクリート造にし、１階の柱１の柱脚を基礎梁６に剛接合するとともに、１階の柱１の柱頭を２階の梁２に剛接合することにより、１階部分Ａは柱１、梁２、基礎梁６からなる純ラーメン構造に形成してある。２階の柱１の柱脚を２階の梁２に剛接合するとともに、２階の柱１の柱頭を３階の梁２に剛接合し、隣り合う２階の柱１の夫々の柱脚と隣り合う２階の柱１に亘って設けられた３階の梁の中央２とをブレース５にて連結し、２階以上の階においても同様に、柱１を梁２に剛接合し、柱１と梁２とをブレース５にて連結することにより、２階以上の階の部分Ｂは柱１及び梁２の他にブレース５を有するラーメン構造に形成してある。尚、梁２の上に鉄筋コンクリート造の床スラブ７を形成してある。
【００１７】
このように、１階の柱１を、曲げモーメントが０となる反曲点Ｘが１階の柱１の中央（改良構成の反曲点Ｘに相当）よりも上側寄りに位置するように構成してあることにより、１階の柱１の柱頭に作用する曲げモーメントが充分に小さなものとなり、１階の柱１の柱頭に対して剛接合する２階の梁２の曲げモーメントが充分に小さなものとなるので、２階の梁背を大きくする必要が無いものとなり、その分空間を広く取ることができる。又、２階の梁２を２階以上の階の梁２と同じ寸法にすることで、部品の共通化を計ることができ、管理コストの低廉化を図ることができる。
〔別実施の形態〕
（１）上記実施の形態では、上位階の柱１を鉄骨を主体にして構成してあり、上位階の柱１の下側部分１ｂを鉄骨とコンクリートとを一体にした鉄骨鉄筋コンクリート造にすることで、反曲点Ｘを上位階の柱１の中央よりも上側寄りに位置させてある構成を例示したが、このような構成に代えて、上位階の柱１を鋼管柱にて構成してあり、上位階の柱１の下側の内方側にのみコンクリートを打設することで、反曲点Ｘを上位階の柱１の中央よりも上側寄りに位置させてある構成としてもよい。
【００１８】
（２）上記実施の形態では、上位階の柱１を鉄骨を主体にして構成してあり、上位階の柱１の下側部分１ｂを鉄骨とコンクリートとを一体にした鉄骨鉄筋コンクリート造にすることにより、上位階の柱１の上側のほうが下側よりも断面積が小さくなる構成を例示したが、このような構成に代えて、上位階の柱１を上側部分１ａ及び下側部分１ｂのいずれも鉄筋コンクリート造にして、上位階の柱１の上側のほうが下側よりも断面積が小さくする構成としてもよい。
【００１９】
（３）上記実施の形態では、上位階の柱１の横断面につき、上位階の柱１の上側のほうが下側よりも断面積が小さくなるように構成することで、反曲点Ｘを上位階の柱１の中央よりも上側寄りに位置させてある構成を例示したが、反曲点Ｘを上位階の柱１の中央よりも上側寄りに位置させる構成としては、上位階の柱１を中央よりも上側寄りの箇所で分割して、分割した上位階の柱１をヒンジ部や多少の撓みを許容する鋼板を介して連結することにより、反曲点Ｘをそれらヒンジ部や鋼板に位置させる構成などが考えられる。
【００２０】
（４）上記実施の形態では、柱１を鉄骨造にし、１階の柱１の鉄骨の下側の周りに鉄筋を配設してコンクリートを打設する構成を例示したが、このような構成に代えて、柱１を鉄骨鉄筋コンクリート造やＣＦＴ造にし、１階の柱１の鉄骨鉄筋コンクリートやＣＦＴの下側の周りに鉄筋を配設してコンクリートを打設する構成としてもよい。
【００２１】
（５）上記実施の形態では、梁２を鉄骨造にする構成を例示したが、このような構成に代えて、梁２を鉄筋コンクリート造にしてもよい。
【００２２】
（６）上記実施の形態では、高層階の建物は、下層側部分としての１階部分Ａと上層側部分としての２階以上の階の部分Ｂとからなる構成を例示したが、いずれの階以上の階の部分を上層側部分とし、それよりも低い階の部分を下層側部分にするかは任意である。
【００２３】
（７）上記実施の形態では、耐震要素がブレース５である構成を例示したが、このような構成に代えて、耐震要素が耐震壁である構成としてもよい。
【００２４】
（８）上記実施の形態では、１階部分Ａは柱１及び梁２のみからなる純ラーメン構造である構成を例示したが、柱１、梁２の他に、少しは耐震要素があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態における躯体構造及び各部材の応力を示す図
【図２】従来構成における躯体構造及び各部材の応力を示す図
【図３】改良構成における躯体構造及び各部材の応力を示す図
【符号の説明】
【００２６】
１          柱
２          梁
５          耐震要素
Ａ          下層側部分
Ｂ          上層側部分
Ｘ          反曲点
【図１】
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【図２】
2009102950.tif 000004
【図３】
2009102950.tif 000005