(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面Ｌ字状のコア壁が互いに背中合わせの状態に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とする高層建物の軸組構造。
【請求項２】
平面Ｌ字状のコア壁が平面コの字状に、かつ互いに背中合わせの状態に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とする高層建物の軸組構造。
【請求項３】
平面Ｌ字状のコア壁が複数平面コの字状に、かつ互いに向かい合った状態に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とする高層建物の軸組構造。
【請求項４】
平面Ｌ字状のコア壁が複数、互いに離れた位置にそれぞれ平面矩形状に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とする高層建物の軸組構造。
【請求項５】
桁行き方向の両端部に平面Ｌ字状のコア壁が複数、平面コの字状にかつ互いに向かい合った状態にそれぞれ配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とする高層建物の軸組構造。
【請求項６】
各階のコア壁間に境界ばりが配置され、屋上階のコア壁間に制震装置が配置されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の高層建物の軸組構造。
【請求項７】
各階のコア壁間および／または屋上階のコア壁間に制震装置がそれぞれ配置されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高層建物の軸組構造。
【請求項８】
隅柱として配置された柱の両側に、低降伏点鋼からなる鉄骨ばりがそれぞれ配置されてなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の高層建物の軸組構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、事務所ビルや集合住宅などの高層建物の軸組構造に関し、特に耐震性の向上とローコスト化を図るべく開発されたものである。
【０００２】
【従来の技術】
当出願人はこれまで、事務所ビルや集合住宅などとして建設される高層建物の構造方式として、例えば図５に図示するように、特に建物の中央に躯体の主要部をなすコア壁２０を、このコア壁２０の周囲に柱２１をそれぞれ配置するチューブ・コア壁架構を開発し、すでに３５階程度の建物まで実用化している。
【０００３】
このタイプのチューブ・コア壁架構においては、コア壁２０、柱２１および梁２２がともに高強度ＲＣ構造で構築され、柱２１に至っては鋼管コンクリートによって構築される場合もあり、さらに各階の床スラブ２３にはアンボンドフラットスラブが採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のチューブ・コア壁架構は、柱２１の配置間隔が一般に狭いことから、柱２１，２１間に配置される梁２２のスパンが短く、このため梁２２の梁配筋は上端筋と下端筋を梁２２の中央でそれぞれクロスさせるＸ筋とする必要があり、また特に建物の各コーナ部に配置される隅柱２１ａは軸力（圧縮および引っ張り）が集中し、地震時などに大きな荷重を受けることから過密配筋になりやすく、このため全体として鉄筋の加工および配筋作業がきわめて面倒である等の課題があった。
【０００５】
また、コア壁２０，２０間に配置された境界梁２２ａの配筋も、コア壁２０，２０間の相対変形を吸収する必要からＸ配筋とする必要があり、たとえＸ配筋としたとしても、大地震などによるコンクリートのき裂は免れず、その度に補修する必要があった。
【０００６】
また、鉄骨構造や鋼管コンクリート構造の柱は、建設コストを引き上げる一因になっており、さらにアンボンドフラットスラブ構造の床スラブ２３は、コア壁２０から外周までのスパンが１２〜１３ｍが限界で、１５〜１８ｍ程度のスパンが必要なオフィスビルの場合、必ずしも充分な床面積を確保できない等の課題があった。
【０００７】
この発明は以上の課題を解決するためになされたもので、きわめて効率的な構造設計ができ、耐震性の向上とローコスト化を可能にした高層建物の軸組構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の高層建物の軸組構造は、平面Ｌ字状のコア壁が互いに背中合わせの状態に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の高層建物の軸組構造は、平面Ｌ字状のコア壁が平面コの字状に、かつ互いに背中合わせの状態に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３記載の高層建物の軸組構造は、平面Ｌ字状のコア壁が複数平面コの字状に、かつ互いに向かい合った状態に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４記載の高層建物の軸組構造は、平面Ｌ字状のコア壁が複数、互いに離れた位置にそれぞれ平面矩形状に配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５記載の高層建物の軸組構造は、桁行き方向の両端部に平面Ｌ字状のコア壁が複数、平面コの字状にかつ互いに向かい合った状態にそれぞれ配置され、当該コア壁の外周にＲＣ構造の柱が所定間隔おきに配置され、前記コア壁と外周の柱間および外周の各柱間に各階の鉄骨梁がそれぞれ配置され、前記鉄骨梁は前記コア壁に当該コア壁に埋設された接合金物を介して接合され、かつ前記柱に当該柱の仕口部に設けられた仕口金物を介して接合されてなることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項６記載の高層建物の軸組構造は、請求項１〜５のいずれかに記載の高層建物の軸組構造において、各階のコア壁間に境界ばりが配置され、屋上階のコア壁間に制震装置が配置されてなることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項７記載の高層建物の軸組構造は、請求項１〜６のいずれかに記載の高層建物の軸組構造において、各階のコア壁間および／または屋上階のコア壁間に制震装置がそれぞれ配置されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項８記載の高層建物の軸組構造は、請求項１〜７のいずれかに記載の高層建物の軸組構造において、隅柱として配置された柱の両側に、低降伏点鋼からなる鉄骨ばりがそれぞれ配置されてなることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は、この発明に係る高層建物の軸組構造の一例を示し、図において、中央に躯体の主要部をなすコア壁１が、このコア壁１の周囲に複数の柱２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄがそれぞれコア壁１の周方向に所定間隔おきに配置されている。
【００１９】
また、外周の各柱２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ間に各階の鉄骨ばり３ａと３ｂがそれぞれコア壁１の周方向に環状に連続して配置され、またコア壁１の各コーナ部１ａとコア壁１の延長線上に配置された柱２ａ間に各階の鉄骨ばり４がそれぞれ配置されている。さらに、各階の鉄骨ばり３ａ、３ｂと鉄骨ばり４間に各階の床スラブ５がそれぞれ配置されている。
【００２０】
コア壁１は複数構築され、それぞれがＲＣ構造（４０〜１００ＭＰａのコンクリートを使用）によって最下階から屋上階（ペントハウス）まで連続する平面Ｌ字状（平面等辺山形状および平面不等辺山形状の両方を含む）をなす連層耐震壁として構築され、かつ平面長方形のコア状をなすように配置されている。
【００２１】
また、コア壁１どうしはその周方向にそれぞれ一定距離離され、かつ各階において境界ばり６によって互いに接合され、さらに屋上階（ペントハウス）のコア壁１，１間にはハニカムダンパーやオイルダンパー等が制震装置７としてそれぞれ配置されている。
【００２２】
なお、コア壁１の配置例としては、他に例えば図２（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ図示するような配置例があり、平面計画に柔軟に対応し、快適な居住空間、執務空間を提供できるようにっている。
【００２３】
例えば図２（ａ）の例では、平面Ｌ字状のコア壁１が複数、軸組の中央に互いに背中合わせの状態（互いに外向きの状態）に配置され、図２（ｂ）の例では、平面Ｌ字状のコア壁１が複数、軸組の中央に平面コの字状にかつ互いに背中合わせの状態に配置されている。
【００２４】
また、図２（ｃ）の例では、平面Ｌ字状のコア壁１が複数、軸組の中央に平面コの字状にかつ互いに向かい合った状態（内向き状態）に配置され、かつコア壁１，１間の配置間隔が大きいときは、必要に応じて平面フラット状のコア壁１Ａが配置されている。
【００２５】
さらに、図２（ｄ）の例では、所定間隔離れた２カ所に平面Ｌ字状のコア壁１が複数、平面矩形状にそれぞれ配置され、また図２（ｅ）の例では、軸組の桁行き方向の両端部に平面Ｌ字状のコア壁１が複数、平面コの字状にかつ互いに向かい合った状態（内向き状態）にそれぞれ配置されている。
【００２６】
いずれの例においても、隣接するコア壁１どうしは、各階において境界ばり（図省略）によって互いに接合され、さらに屋上階（ペントハウス）のコア壁１，１間に制震装置（図省略）がそれぞれ配置されている。
【００２７】
また、柱２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄは高強度ＲＣ構造（４０〜１００ＭＰａ程度のコンクリートを使用）によって構築され、特に現場施工の省力化とローコスト化を図るためにプレキャストＲＣ柱（ＰＣ柱）が採用されている。
【００２８】
この場合、可能であれば２〜３層を連続して施工可能なプレキャストＲＣ柱が採用されてもよい。また、各柱２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄの各階の鉄骨ばり３ａ，３ｂおよび鉄骨ばり４がそれぞれ接合される位置には、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に図示するような仕口金物８がそれぞれ突設されている。
【００２９】
仕口金物８は、例えば鋼板を切断し溶接したりすることにより形成され、かつ各柱の仕口部に埋設されている。なお、仕口金物８は鋳物として形成されていてもよい。
【００３０】
この場合、柱２ａの仕口金物８は直角三方向に突設され、柱２ｂの仕口金物８は直角二方向に突設され、さらに柱２ｃ，２ｄの仕口金物８は柱の両側に突設されている。
【００３１】
また、外周の特に隅柱２ｂとその両側の一、二の柱２ｃ間に配置された各階の鉄骨ばり３ａと境界ばり６には、ダクタイルのある鋼材からなるＨ形鋼などが使用され、残りの各階の鉄骨ばり３ｂと鉄骨ばり４には構造用鋼材からなるＨ形鋼などが使用されている。
【００３２】
ここで特に、隅柱２ｂとその両側の一、二の柱２ｃ間に配置された各階の鉄骨ばり３ａとして、上述するような鉄骨ばりが使用されているのは、隅柱２ｂ周辺の鉄骨ばり３ａの塑性変形能力を高めることで隅柱２ｂへの応力集中を避けるためである。
【００３３】
なお、境界ばり６は、コア壁１，１間の相対変位を吸収するダンパーとしての働きを兼ねており、このため大地震による損傷後の交換が可能なように配置されている。
【００３４】
各階の床スラブ５にはデッキプレートの上にコンクリートを打設して構築されるデッキスラブまたは床型枠としてのＰＣ板の上にコンクリートを打設するハーフＰＣ床が採用されている。
【００３５】
制震装置７としては、地震時や強風時の振動エネルギーを吸収できるものであれば、特に種類は問わず、例えばハニカムダンパーやオイルダンパー等が使用され、また作動により損傷した場合に備えて簡単に交換できるように配置されている。
【００３６】
こうして配置されたコア壁１と鉄骨ばり４間は、例えば図３（ａ）〜（ｃ）に図示するような構成で接合されている。図において、ＲＣ構造のコア壁１の側面部に接合金物９が複数、所定間隔おきに埋設され、Ｈ形鋼からなる鉄骨ばり４の端部にはエンドプレート１０が突設されている。
【００３７】
接合金物９は、両端に所定深さのねじ孔９ａと９ｂをそれぞれ有して形成され、かつコア壁１の表層部に壁面と面一な状態に埋設されている。また、接合金物９はねじ孔９ａに螺合して突設された、ねじ鉄筋などからなるアンカー部材１１によってコア壁１のコンクリート内に強固に固定されている。
【００３８】
この場合、接合金物９がコア壁１の表層部に壁面と面一な状態に埋設され、壁面から突出していないため、梁の設置などに際して邪魔にならず作業性がよく、しかも破損することもない。
【００３９】
また、コア壁１に至っては、最下階から屋上階のペントハウスまでスライデングフォーム工法によって連続施工することも可能であり、施工の大幅な省力化と工期短縮化が図れる。
【００４０】
一方、エンドプレート１０には各接合金物８の埋設位置に対応してボルト孔１０ａが複数設けられている。そして、エンドプレート１０の各ボルト孔１０ａから各接合金物９のねじ孔９ｂに高力ボルトからなる接合ボルト１２がそれぞれ螺合されていることで、コア壁１の側面部に鉄骨ばり４が接合されている。
【００４１】
なお、図３（ａ）は、コア壁１の一側側に鉄骨ばり４が接合されている例を示し、この場合、各アンカー部材１１の反対側端部に定着金物１３としてプレートナットがそれぞれ突設されている。
【００４２】
また、図３（ｂ）はコア壁１の両側に鉄骨ばり４がそれぞれ接合されている例を示し、この場合、接合金物９はコア壁１の両側の表層部にそれぞれ埋設され、両側の接合金物９，９間にアンカー部材１１が埋設され、かつ両側の接合金物９どうしはアンカー部材１１を介して互いに連結されている。
【００４３】
また、各柱２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄの各階の仕口金物８に各階の鉄骨ばり３ａ、３ｂおよび鉄骨ばり４の端部が接合プレート１４と高力ボルト１５によってそれぞれ接合されている。
【００４４】
なお、鉄骨ばり３ａと３ｂを各柱２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄの仕口部に接合する方法としては、コア壁１の側部に鉄骨ばり４を接合金物９を介して接合する方法でもよい。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は以上説明したとおりであり、特に中央のコア壁と外周のせん断力を負担できるＲＣ構造の柱と鉄骨ばりとからなる軸組を組み合わせることにより、層せん断力をコア壁と外周の軸組に振り分けることができ、きわめて効率的な設計が図れる。
【００４６】
また、柱がＲＣ構造によって構築されているのでローコスト化が図れ、鉄骨ばりが使用されているので梁スパンを大きくすることができ、また複雑な梁配筋が省略できて施工の大幅な省力化も図れる。
【００４７】
さらに、コア壁間に制震装置が配置されているのでコア壁の曲げ変形を抑えることができるとともに風揺れ等に対する建物性状の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る高層建物の軸組構造の一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は立面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）はコア壁の配置例を示す平面図である。
【図３】コア壁と鉄骨ばりとの接合部の一例を示し、（ａ），（ｂ）縦断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるイ部拡大図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）はＲＣ構造の柱と鉄骨ばりとの接合部の一例を示す斜視図である。
【図５】従来の高層建物の軸組構造の一例を示す平面図である。
【符号の説明】
１  コア壁
２  柱
２ａ  柱
２ｂ  柱
２ｃ  柱
２ｄ  柱
３ａ  鉄骨ばり
３ｂ  鉄骨ばり
４  鉄骨ばり
５  床スラブ
６  境界ばり
７  制震装置
８  仕口金物
９  接合金物
９ａ  ねじ孔
９ｂ  ねじ孔
１０  エンドプレート
１１  アンカー部材
１２  接合ボルト
１３  定着金物
１４  接合プレート
１５  高力ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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