(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物平面の梁間方向及び桁行方向に架設する通し梁と、
中柱と斜柱と側柱によって構成し、前記通し梁上に構築するトラス架構の柱群と、を具備し、
前記柱群は、梁間方向に架設する通し梁と桁行方向に架設する通し梁との連結部に形成される出隅部を中心として平面略Ｌ字状に配設され、
前記出隅部に配置した中柱の直下部分の基礎を除いてあることを特徴とする、
建築物の架構構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物平面に出隅部を形成するように配置する梁間方向及び桁行方向の通し梁と、該通し梁の出隅部近傍をトラス架構の柱で支持する建築物の架構構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の架構構造としては、図４に示すように建築物のフロアを構成する梁間方向の通し梁ａと桁行方向の通し梁ａ同士を結んで形成する各出隅部ｂに一本の中柱ｃと二本の側柱ｄと、この中柱ｃと各側柱ｄとを結ぶ斜柱ｅとより構成するトラス架構のトラス柱ｆを設け、このトラス柱ｆ上に更に上階のフロアを構成する通し梁ｇを設け、この通し梁ｇ同士を結んで形成する各出隅部ｂに更に前記トラス柱ｆを設ける構成を繰り返したものが存在する。
この際、通し梁ａ同士を結んで形成した出隅部ｂに配設したトラス柱ｆを構成する中柱ｃ及び各側柱ｄは、建築物の自重や積載荷重等の鉛直力を地盤に伝えるために直下方向に基礎ｈを配置した構造となっている。即ち図４においては、通し梁ａに沿って中柱ｃ及び各側柱ｄの直下に基礎ｈとして布基礎等を位置させ、建築物の基礎が独立基礎であればトラス柱を構成する各柱の直下方向に杭基礎を位置させ、各柱と杭基礎とを連結している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した、建築物のフロアを構成する通し梁より形成する出隅部に中柱を位置させるトラス柱を設け、前記出隅部に位置させた中柱を基礎に直結する従来の架構構造は次のような問題点を有する。
【０００４】
建築物のフロアの各出隅部に位置するトラス柱及び基礎には、地震時に発生する転倒モーメントにより付加軸力が発生するので、トラス柱及び基礎はこの付加軸力に耐えるだけの構造とする必要がある。
【０００５】
この際トラス柱については、例えば中柱及び各側柱の断面を大きくする必要がある。このように、各柱断面を大きくし、十分な剛性を得ることにより付加軸力に耐えられる構造を得ることができるが、トラス柱の製造コストは増加する。
【０００６】
前記トラス柱を構成する各柱の直下部分に配設した基礎についても、トラス柱と同様に強固な構造とする必要がある。例えば独立基礎の杭基礎を用いる場合、その断面を大きくしたり芯鉄筋を付加したりする等の補強が必要であり、布基礎を用いる場合、やはりその断面を大きくしたり公知の補強手段を付与する必要がある。これにより、杭等の基礎に十分な剛性を付与することで、付加軸力に耐えられる構造を得ることができるが、その反面、基礎構造の製造コストは増加する。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、建築物の出隅部にトラス柱を平面略Ｌ字状に配設することで、出隅部の応力をトラス柱により構成する各構面に分散させ、建築物の出隅部直下部分の基礎を省略できる、建築物の架構構造を提供することにある。
特に、トラス柱の中柱及び側柱の柱断面を過大にすることのない建築物の架構構造を提供することにある。
また、建築物外周に面した構面の応力を分散し、低減できる建築物の架構構造を提供することにある。
さらに、基礎構造の製造コストを低減できる建築物の架構構造を提供することにある。
本発明は、これらの目的のうち少なくとも１つを達成するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、建築物平面の梁間方向及び桁行方向に架設する通し梁と、中柱と斜柱と側柱によって構成し、前記通し梁上に構築するトラス架構の柱群と、を具備し、前記柱群は、梁間方向に架設する通し梁と桁行方向に架設する通し梁との連結部に形成される出隅部を中心として平面略Ｌ字状に配設され、前記出隅部に配置した中柱の直下部分の基礎を除いてあることを特徴とする、建築物の架構構造である。本発明は、建築物の四隅に前述した構成を有するトラス架構の柱を平面形が略Ｌ字状を呈するように夫々設置し、通し梁によって隣接する壁から片持ち梁形式で支持した立体上部架構を構築し、外周に面した軸組の応力を他の構面に分散させる。この結果として、本発明においては建築物の出隅部に位置する基礎を省略することを可能とする。前述したトラス架構の柱は、出隅部を中心として平面形が略Ｌ字状となるように配設するが、この際一方をトラス架構の柱とし、他方をトラス架構以外の公知の柱構造或いは公知の壁体とし、これらを組み合わせて構成することもできる。ここでトラス架構の柱とは、各柱の接合端部をピン結合した公知のトラス柱を指す。なお、出隅部間の通し梁と略直交する梁を追加する場合は、その交差位置に平面形が略Ｔ字状となるトラス柱を追加することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら、建築物の架構構造について杭を用いた独立基礎とした場合を一例に説明する。
【００１０】
＜イ＞全体の構成
本発明の建築物の架構構造１０は、建築物の各フロアを構成する梁間方向の通し梁２０及び桁行方向の通し梁２０を結んで形成する出隅部３０近傍に、上下フロアを構成する通し梁２０間に位置するようにトラス架構のトラス柱４０を介在させて構成する。
即ち一階フロアにおいては、基礎梁５０の出隅部３０と、その上方に位置する一階梁６０を構成する通し梁２０同士を結んで形成する出隅部３０との間に中柱４１を位置させるようにトラス柱４０を介在させ、最上階においては、その下階のフロアを構成する通し梁２０同士を結んで形成する出隅部３０と、屋上階の梁７０を構成する通し梁２０同士の出隅部３０との間に中柱４１を位置させるようにトラス柱４０を介在させる。
本実施の形態においては、図１に示した二階建の建築物を一例として各部の構成について説明する。
【００１１】
＜ロ＞フロア
建築物のフロアは、通し梁２０を組み合わせて構成する。詳しくは、通し梁２０中、フロア外周に位置する梁間方向及び桁行方向のものを連結して出隅部３０を形成し、各出隅部３０間に位置する通し梁２０間に適宜別の通し梁２０を必要数配設し、例えば図1に示す井桁状となるように組み合わせて構成する。本実施の形態においては、図１に示すように各階フロアの外周に位置する４本の通し梁２０を組み合わせて構成した基礎梁５０、一階梁６０、及び建築物の屋上部分の梁７０等がここで説明するフロアの一例である。
フロアは、図１に示したような四方形を呈するものに限らず、従来公知の構造を採用することが可能であり、通し梁２０によって後述するトラス柱４０を配設する出隅部３０を形成すればよい。
【００１２】
＜ハ＞トラス柱
トラス柱４０は、前記通し梁２０同士を結んで形成する出隅部３０に配置する中柱４１と、出隅部３０間に配置する側柱４２と、一方の梁５０に連結する中柱４１の端部と、他方のフロアの梁６０に連結する側柱４２の端部を結ぶ斜柱４３とから構成する。図２におけるトラス柱４０は、基礎梁５０の出隅部３０に位置する中柱４１を中心とする平面略Ｌ字状に形成する一例である。
トラス柱４０は、その名の通り、各柱４１，４２，４３同士の結合及び各柱４１，４２と梁５０，６０との結合部分をピン結合により回動自在とする。
なお、斜柱４３は、一階梁６０に連結する中柱４１の端部と、基礎梁５０に連結する側柱４２の端部と連結することで、前出の連結とは逆の配置とすることも可能である。
【００１３】
＜ニ＞基礎構造
基礎構造には、例えば布基礎、杭等の独立基礎等の公知の基礎が適用できる。ここで本発明の特徴は、出隅部３０の直下部分を基礎構造を省略できる点にある。即ち、トラス柱４０を構成する中柱４１の直下部分には基礎構造を配置せず、基礎構造は側柱４２等の出隅部３０を除いた部位の下部に位置させる。詳しくは、建築物最下層の基礎梁５０に配設する中柱４１は、基礎梁５０とはピン結合するが、その直下には基礎構造を設けない。つまり、独立基礎構造の場合、出隅部３０の直下部分に杭５１やその他の基礎を設けず、図示しない布基礎の場合、その直下までは布基礎を延ばさないように構成し、中柱下端と基礎との間で力が伝わらないようにする。
即ち本発明は、建築物の四隅にトラス柱４０を夫々設置し、通し梁２０によって隣接するトラス柱４０（壁）から片持ち梁形式で支持した立体上部架構を構築し、外周に面した軸組の応力をトラス柱４０より成る各構面に分散させる。この結果として、本発明においては建築物の出隅部３０に位置する基礎構造を省略することを可能とする。
【００１４】
【発明の実施の形態２】
発明の実施の形態１においては、建築物のフロアを構成する通し梁中、梁間方向及び桁行方向に位置する通し梁２０同士を結んで形成する出隅部３０に中柱４１が位置するように配設するトラス柱４０について主に説明した。
これに対し、出隅部３０以外にトラス柱４４を配設する例について、図３に示す建築物の架構構造の平面図により説明する。
図示するように、例えば出隅部３０同士の間の通し梁２０が長大となる場合、その途中に追加梁３１を架設して通し梁２０の剛性を維持する場合がある。
この際、対向する２本の通し梁２０と追加梁３１との交差位置にトラス柱４４を配設することができる。トラス柱４４は、中柱４４ａを配設し、この中柱４４ａと各出隅部３０間に側柱４４ｂ，４４ｂ及び追加梁３１の途中に側柱４４ｄを配設して構成する。さらに、中柱４４ａと各側柱４４ｂ，４４ｂ，４４ｄとの間には夫々斜柱４４ｃを配設する。こうして構成したトラス柱４４は、平面略Ｔ字状となる。
【００１５】
【作用】
図４及び図１を参照し、架構に水平方向（図４及び図１のＸ方向）の地震力が加わった時の架構に生じる力について、従来技術（図４）と本発明の建築物の架構構造（図１）を計算結果に基づいて比較する。
図４並びに図１に示す水平力による基礎梁ｈ（５０）の高さ位置での転倒モーメントは、１つの構面あたり４６ｔｏｎ・ｍである。
従来技術では、出隅部ｂの位置する中柱ｃの直下が基礎ｈと結合されているので、トラス柱ｆの水平剛性が高い。全体の転倒モーメントのうち各トラス柱ｆで分担されるのが１１．６ｔｏｎ・ｍづつ、２つのトラス柱ｆの軸力×柱間隔で分担されるのが２３．２ｔｏｎ・ｍである。各柱の軸力は中柱ｃ１が１４．９ｔｏｎ、側柱ｄ１が１１．６ｔｏｎ、側柱ｄ２が０．５ｔｏｎである。
本発明の建築物の架構構造１０では、出隅部３０に位置する中柱４１が基礎（図１における杭）５１と結合されていないので、トラス柱４０の水平剛性が低い。全体の転倒モーメントのうち各トラス柱４０で分担されるのが１．０ｔｏｎ・ｍづつ、２つのトラス柱４０の軸力×柱間隔で分担されのが４４．４ｔｏｎ・ｍである。各柱の軸力は中柱４１ａが０ｔｏｎ、側柱４２ａが０．９８ｔｏｎ、側柱４２ｂが６．５３ｔｏｎである。
本発明の建築物の架構構造１０は、従来技術と比較して、転倒モーメントを２つのトラス柱４０の軸力×柱間隔で分担される分が大きく、各トラス柱４０で分担される分が小さい。また、従来技術では中柱ｃ１（４１ａ）に集中していた軸力が、Ｙ方向の梁によって側柱ｄ２（４２ｂ）にも伝達されるので、軸力が平均化される。そのため、各柱の軸力が従来技術と比較して非常に小さくてすむ。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞  本発明は、建築物の出隅部に前述した構成を有する平面形が略Ｌ字状を呈するトラス柱を夫々設置し、通し梁によって隣接する壁から片持ち梁形式で支持した立体上部架構を構築し、外周に面した軸組の応力を他の構面に分散させる。この結果として、本発明においては建築物の出隅部に位置する基礎を省略することを可能とする。
＜ロ＞  トラス柱の出隅部に位置する中柱を基礎と連結させないことで、トラス柱の剛性が下がるので、架構の振動周期が長くなり、高い制振効果を得ることができる。これにより、トラス柱の中柱及び側柱を基礎に連結した構造であった従来技術と比較し、中柱及び側柱の柱断面を大きくする必要が無くなった。この結果として、トラス柱の製造コストを低減できる。
＜ハ＞  基礎についても同様に、トラス柱の剛性が下がることで、従来行われていた杭断面を大きくしたり芯鉄筋を付加したりする等の補強が不要となるから、基礎構造の製造コストを低減できる。
＜ニ＞  以上より、架構の制振効果によって部材寸法を低減できるので、経済的な建築物の構築が可能となる。
＜ホ＞  免振構造物においては、出隅部に配設していた免振装置が不要となり経済的である。
＜ヘ＞  本発明の架構構造に加えて、基礎梁、或いは他の梁の出隅部分に公知の制振部材を採用することにより、制振効果をさらに高めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る建築物の架構構造の斜視図
【図２】  発明の実施の形態１に係る建築物の架構構造の平面図
【図３】  本発明の実施の形態２に係る建築物の架構構造の平面図
【図４】  従来の建築物の架構構造に係る斜視図
【符号の説明】
２０・・・通し梁
３０・・・出隅部
４０・・・トラス柱
４１・・・中柱
４２・・・側柱
４３・・・斜柱
【図１】
0003784275.tif 000002
【図２】
0003784275.tif 000003
【図３】
0003784275.tif 000004
【図４】
0003784275.tif 000005