JPH0619158B2 - 高層建築物の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、合理的な構造方式を採用することにより、特
別な補強をすることなく経済的な構造設計が可能とな
る、高層建築物の構造に関するものである。

（従来の技術） 第５図は従来の高層建築物１の構造力学的な応力分布を
示す概念図である。

しかして、第４図において、長期荷重としての鉛直力の
みが作用している場合は、第５図（ａ）に示すように各
柱２には負担面積に応じて略均等に軸力（圧縮力）が加
わる。

次に、例えば建築物１に対して第４図中右方向から水平
力としての風圧力Ｗが作用した場合を想定すると、該水
平力のみに対する各柱２の応力分布としては、第５図
（ｂ）に示すように第４図中右半分の柱２には引張力が
作用し、一方左半分の柱２には圧縮力が作用することと
なる。

よって、本従来例に係る高層建築物のように水平力時の
応力が前記長期荷重としての鉛直力に比較して相対的に
大きくなるものにあっては、現実には各柱２に生じる応
力は、該鉛直力との合成応力分布として第５図（ｃ）に
示すようなものとなり、図中右側端部の柱２には引張力
が支配荷重として作用していることとなる。

即ち、本来引張力以外の外力を想定して設計するべき柱
について引張力も考慮しなければならないという問題が
発生している。

そこで、従来は第６図に示すように前記引張力を予め設
計段階で考慮しておき、コンクリートが該引張力を負担
しないですむように、柱２の断面においてコンクリート
３内の中心部分に、いわゆる軸鉄筋４として鋼管などの
引張力抵抗部材を埋設しておくものや、柱主筋５に所定
のプレストレスを付与しておき、前記引張力に対処させ
るような設計が採用されていた。

（発明が解決すべき問題点） しかしながら、かかる従来例においては軸鉄筋４を加え
る事や、柱主筋５にプレストレスを付与するための作業
等が余分に必要となり、施工作業が煩雑となり、また、
経済的な設計の観点からも問題を抱えていた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み開発されたもので
あり、設計段階で予め引張力の作用する柱がなくなるよ
うに構造計画を行うことにより、合理的な設計が可能な
建築物の構造を提供することを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係る建築物の構造に
おいては、水平力時の軸力の負担が建築物の外周端部に
おいて低減するように、該外周端部における梁の剛性を
内部よりも所定量だけ低下させたことを特徴とするもの
である。

（作用） 上記構成から成る本発明においては、予め高層の建築物
の外周端部において、水平力を伝達する梁の剛性を該外
周部分だけ低減することにより、水平力作用時に水平構
面から各柱に伝達される軸力の負担が、前記外周端部の
柱において他部位より低減し、結果として前記外周端部
付近の柱に引張力が作用することがなくなるよう構造設
計を行なうことが可能となるものである。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を図面を参照しつつ説明す
る。

第１図乃至第３図は、本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は高層建築物１０の特定層における概念的平
面図を示している。

しかして、該高層建築物１０においては、格子状に各梁
１１が配設され、該梁１１相互の交点に各柱１２が配置
される設計になっている。

ここで、梁１１の断面性能が長さ方向の全体を通じて同
一であれば、外周端部の各柱１２ａは、鉛直力に対する
負担面積は中央部の各柱１２ｂに比較して約半分であ
り、一方、水平力が作用した場合の該水平力のみに対す
る軸力は、該外周端部の柱１２ａが最も大きくなる。

そこで、本実施例においては、第２図に示すように、或
特定の梁１１を例にとると、該梁の断面性能を両側の外
周端部１１ａにおいてのみ低減化し、該両端部における
梁剛性が中央部分よりも所定量だけ低下するような構成
としている。

即ち、梁１１両側の外周端部１１ａにおいてその梁成を
中央部分よりも小さくすることにより、両端部における
梁剛性が中央部分よりも所定量だけ低下するように構成
されている。

よって、格子状に一体化された各梁１１が構成する水平
構面は、外周端部のみその剛性が低下しているため、水
平力としての風圧力、地震力が作用した場合、該水平力
は従来のように均等に各柱１２に伝達されず、外周端部
の柱１２ａの負担する軸力は、他の内部の柱１２ｂに比
較して、上記したその部分の梁剛性の低下した分だけ少
なくてすむこととなる。

即ち、第３図（ｂ）に示すように、前記水平力のみに対
する各柱１２の応力分布は、これに対応する第５図に示
した従来例の応力分布に比較して外周端部の柱１２ａの
軸力が少なくなった分を他の内部の各柱１２ｂがより多
く負担していることとなる。

よって、長期荷重としての鉛直力との合成応力分布は、
第３図（ｃ）に示すように全ての柱１２について圧縮側
となり、上記従来例のように柱に軸鉄筋を内臓したり、
プレストレスを導入したりする作業が全く不要となる。

なお、第３図（ｂ）に示す応力分布は、第１図において
右方向から水平力が作用した場合の例であるが、上記の
如く本実施例においては外周部のすべての梁剛性を低減
化させてあるので、いずれの方向からの水平力に対して
も同様の作用効果を奏しうるものである。

（発明の効果） 本発明は上述した如く構成されており、水平力時の軸力
の負担が建築物の外周端部において低減するように、該
外周端部における梁の剛性を内部よりも所定量だけ低下
させるという合理的な構造方式を採用することにより、
水平力のみに対する各柱の応力分布は、外周端部の柱の
軸力が少なくなった分を他の内部の各柱がより多く負担
していることとなり、長期荷重としての鉛直力との合成
応力分布は、全ての柱について圧縮側となるため、従来
例の如く柱自体に特別な補強をすることなく、特定の柱
に対して引張力が支配荷重となるおそれを排除し、経済
的な構造設計が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
本実施例に係る高層建築物の特定層の概念的平面図、第
２図は特定の梁の構成を示す概念的要部断面図、第３図
（ａ）乃至第３図（ｃ）は各々柱の応力分布を示す説明
図、第４図は従来の高層建築物の概略立面図、第５図
（ａ）乃至（ｃ）は各々その各柱の応力分布図、第６図
は従来の柱の概略断面図である。 １，１０……高層建築物、２，１２……柱、 ３……コンクリート、４……軸鉄筋、 ５……柱主筋、１１……梁、 １１ａ……外周端部の梁、 １１ｂ……内部の梁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平力時の軸力の負担が建築物の外周端部
   において低減するように、該外周端部における梁の剛性
   を内部よりも所定量だけ低下させたことを特徴とする高
   層建築物の構造。