JPH073886A - ブレースを設けた耐震構造 - Google Patents
ブレースを設けた耐震構造Info
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- JPH073886A JPH073886A JP16628793A JP16628793A JPH073886A JP H073886 A JPH073886 A JP H073886A JP 16628793 A JP16628793 A JP 16628793A JP 16628793 A JP16628793 A JP 16628793A JP H073886 A JPH073886 A JP H073886A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 斜材として配設されるブレースの張力に対す
る強度に着目して、耐震要素としての性能を改善したブ
レースを設けた耐震構造を提供する。 【構成】 鉄骨構造建築物１の架構が受ける水平力に対
して剛性を高めるべく、ブレース４を建築物１の各階の
柱２、梁３の接合部間に斜設するに、上記ブレース４の
一方の固定端を自階の軸部に固定し、かつ他方の固定端
を自階の上下に隣接する隔階の軸部に固定して、複数の
階層に亘るトラスを各階毎に形成した。
る強度に着目して、耐震要素としての性能を改善したブ
レースを設けた耐震構造を提供する。 【構成】 鉄骨構造建築物１の架構が受ける水平力に対
して剛性を高めるべく、ブレース４を建築物１の各階の
柱２、梁３の接合部間に斜設するに、上記ブレース４の
一方の固定端を自階の軸部に固定し、かつ他方の固定端
を自階の上下に隣接する隔階の軸部に固定して、複数の
階層に亘るトラスを各階毎に形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨構造建築物の各層
の柱、梁間にブレースを設けた建築物の耐震構造に係
り、特に斜材として配設されるブレースの張力に対する
強度に着目して、耐震要素としての性能を改善したブレ
ースを設けた耐震構造の建築物に関するものである。
の柱、梁間にブレースを設けた建築物の耐震構造に係
り、特に斜材として配設されるブレースの張力に対する
強度に着目して、耐震要素としての性能を改善したブレ
ースを設けた耐震構造の建築物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の鉄骨構造の高層建築物１は、図３
に示すように、各柱２、梁３が形成する架構の接合部間
にブレース４を各階毎に配置し、その両端部を固定して
斜材として柱２、梁３およびブレース４からなるトラス
を形成し、建築物１の剛性を高めるようになっており、
例えば、耐震設計上好適な柱２Ｂ−２Ｃ間と２Ｅ−２Ｆ
間を補強域として選び、上下一連に複数のトラスを形成
する構成となっている。しかしながら、上記各階のブレ
ース４、４…は、元来それぞれ設置した自階での剛性向
上を目的とし、各階の剛性の向上により高層建築物全体
の剛性を高めるようにした構造であるため、地震により
架構全体が受ける水平方向のエネルギー入力に対し、特
定の階層にその水平力が集中して座屈を誘発することへ
の配慮がなされておらず、各階層間において以下に示す
ような問題を内包していた。
に示すように、各柱２、梁３が形成する架構の接合部間
にブレース４を各階毎に配置し、その両端部を固定して
斜材として柱２、梁３およびブレース４からなるトラス
を形成し、建築物１の剛性を高めるようになっており、
例えば、耐震設計上好適な柱２Ｂ−２Ｃ間と２Ｅ−２Ｆ
間を補強域として選び、上下一連に複数のトラスを形成
する構成となっている。しかしながら、上記各階のブレ
ース４、４…は、元来それぞれ設置した自階での剛性向
上を目的とし、各階の剛性の向上により高層建築物全体
の剛性を高めるようにした構造であるため、地震により
架構全体が受ける水平方向のエネルギー入力に対し、特
定の階層にその水平力が集中して座屈を誘発することへ
の配慮がなされておらず、各階層間において以下に示す
ような問題を内包していた。
【０００３】すなわち、上記建築物の各階の架構は階層
ごとに構造解析されるが、各層の柱２Ｂ、２Ｃ、２Ｅ、
２Ｆがいずれも上下方向に連続するものであるから、実
際には架構が受ける水平力に対して、力もモーメントも
各ブレース４、４…に伝達されており、このような架構
において建築物１の大地震の際の復元力特性は、表１に
示すように、変位δに対するブレースの強度ＱBが、
柱、梁のラーメンの強度ＱRに先立って塑性化し、耐力
も小さく、ことに座屈すると耐力が零となるから、耐震
要素としての性能が低くなるばかりでなく、座屈による
特定の階層への損傷を防止するためには、ブレース４自
体の断面積を大きく設定して各階層での剛性を柱２、梁
３の補強とともに高める必要があり、耐震架構における
コストの上昇を余儀なくされるものであった。
ごとに構造解析されるが、各層の柱２Ｂ、２Ｃ、２Ｅ、
２Ｆがいずれも上下方向に連続するものであるから、実
際には架構が受ける水平力に対して、力もモーメントも
各ブレース４、４…に伝達されており、このような架構
において建築物１の大地震の際の復元力特性は、表１に
示すように、変位δに対するブレースの強度ＱBが、
柱、梁のラーメンの強度ＱRに先立って塑性化し、耐力
も小さく、ことに座屈すると耐力が零となるから、耐震
要素としての性能が低くなるばかりでなく、座屈による
特定の階層への損傷を防止するためには、ブレース４自
体の断面積を大きく設定して各階層での剛性を柱２、梁
３の補強とともに高める必要があり、耐震架構における
コストの上昇を余儀なくされるものであった。
【表１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の如き
実状に鑑み従来のブレースをエネルギー吸収の観点から
見直し、新たなブレースの機能を研究開発するその過程
で創案されたものであって、その目的とするところは、
高層建築物全体が受ける水平方向のエネルギー入力によ
る各階層の損傷を、複数の階に亘る高張力鋼からなるブ
レースの重畳構造により、可及的に均等化して特定の階
層に損傷が集中するのを未然に防止することができると
共に、損傷の均等化に伴ってブレース自体は引張力のみ
を負担するだけで良く、したがって弾性変形に留まる範
囲内でブレースの断面積を小さく設定することができ、
もって経済性と耐久性とを合わせもつ優れた耐震構造を
提供しようとするものである。
実状に鑑み従来のブレースをエネルギー吸収の観点から
見直し、新たなブレースの機能を研究開発するその過程
で創案されたものであって、その目的とするところは、
高層建築物全体が受ける水平方向のエネルギー入力によ
る各階層の損傷を、複数の階に亘る高張力鋼からなるブ
レースの重畳構造により、可及的に均等化して特定の階
層に損傷が集中するのを未然に防止することができると
共に、損傷の均等化に伴ってブレース自体は引張力のみ
を負担するだけで良く、したがって弾性変形に留まる範
囲内でブレースの断面積を小さく設定することができ、
もって経済性と耐久性とを合わせもつ優れた耐震構造を
提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明が採用した第１の技術的手段は、鉄骨構造建築物の
架構が受ける水平力に対して剛性を高めるべく、ブレー
スを建築物の各階の柱、梁の接合部間に斜設するに、上
記ブレースの一方の固定端を自階の軸部に固定し、かつ
他方の固定端を自階の上下に隣接する隔階の軸部に固定
して、複数の階層に亘るトラスを各階毎に形成したこと
を特徴とし、第２の技術的手段として、上記ブレースは
高張力鋼で調製されていることを特徴とするものであ
る。
発明が採用した第１の技術的手段は、鉄骨構造建築物の
架構が受ける水平力に対して剛性を高めるべく、ブレー
スを建築物の各階の柱、梁の接合部間に斜設するに、上
記ブレースの一方の固定端を自階の軸部に固定し、かつ
他方の固定端を自階の上下に隣接する隔階の軸部に固定
して、複数の階層に亘るトラスを各階毎に形成したこと
を特徴とし、第２の技術的手段として、上記ブレースは
高張力鋼で調製されていることを特徴とするものであ
る。
【０００６】
【作用】したがって本発明によれば、複数階に渡って各
階の軸部に設置されたブレースが各階の柱、梁とともに
上下重畳状のトラスとして協働することにより、架構が
受ける水平力に対して建築物全体の剛性を著しく高める
ことができると共に、地震力等の外力を受けた際に、建
築物の最上層部および最下層部におけるラーメンの耐力
に対し、中間層部での靱性を確保することができ、特定
の層への損傷の集中を未然に回避し得て、各階層での
柱、梁の塑性化を可及的に抑制することができ、建築物
の耐震性を向上させることができる。
階の軸部に設置されたブレースが各階の柱、梁とともに
上下重畳状のトラスとして協働することにより、架構が
受ける水平力に対して建築物全体の剛性を著しく高める
ことができると共に、地震力等の外力を受けた際に、建
築物の最上層部および最下層部におけるラーメンの耐力
に対し、中間層部での靱性を確保することができ、特定
の層への損傷の集中を未然に回避し得て、各階層での
柱、梁の塑性化を可及的に抑制することができ、建築物
の耐震性を向上させることができる。
【０００７】
【実施例】本発明のブレースを設けた耐震構造を、実施
例の図面に基づいて説明する。図１において、１は鉄骨
構造の建築物であり、２はＡ、Ｂ、Ｃ…の位置に所定間
隔を存して立設した柱、３は柱２、２…間に上下離間し
て横架された梁であり、上記柱２と梁３の接合部間に斜
材として高張力鋼により調製したブレース４、４…が交
差状に配設されている。本発明の耐震構造の実施例にお
いては、図中のＢＣの柱間に配されたブレース４の一方
の固定端４ａは自階の軸部に固定され、他方の固定端４
ｂは、上下方向に２階分の間隔を隔てた隔階の軸部に固
定されており、図中では、一部を太線で示すように、地
表階から２階層ごとに反曲して最上階まで連続斜設さ
れ、各ブレース４、４…の張り渡し中間部位では、該ブ
レース４は梁に固着されることなく、また交差するブレ
ース４、４同志は交差位置で結合されることなく配置さ
れていると共に、各階の柱２、２…と梁３、３…とによ
り複数の階層に亘るトラスを各ブレース４、４…により
各階毎に重畳状に形成して耐震構造を構成している。
例の図面に基づいて説明する。図１において、１は鉄骨
構造の建築物であり、２はＡ、Ｂ、Ｃ…の位置に所定間
隔を存して立設した柱、３は柱２、２…間に上下離間し
て横架された梁であり、上記柱２と梁３の接合部間に斜
材として高張力鋼により調製したブレース４、４…が交
差状に配設されている。本発明の耐震構造の実施例にお
いては、図中のＢＣの柱間に配されたブレース４の一方
の固定端４ａは自階の軸部に固定され、他方の固定端４
ｂは、上下方向に２階分の間隔を隔てた隔階の軸部に固
定されており、図中では、一部を太線で示すように、地
表階から２階層ごとに反曲して最上階まで連続斜設さ
れ、各ブレース４、４…の張り渡し中間部位では、該ブ
レース４は梁に固着されることなく、また交差するブレ
ース４、４同志は交差位置で結合されることなく配置さ
れていると共に、各階の柱２、２…と梁３、３…とによ
り複数の階層に亘るトラスを各ブレース４、４…により
各階毎に重畳状に形成して耐震構造を構成している。
【０００８】本発明は、叙上の如く構成されているの
で、柱２、梁３およびブレース４からなるトラスが、各
階を構成する複数のラーメン構造に亘って上下方向の重
畳構造をなし、各階のラーメン構造が有機的に結合して
架構自体に靱性が付与され、架構が受ける水平力に対し
て特定階層に水平力が集中するような場合にも、上記特
定階層の上下に位置する複数のラーメン構造がトラスを
介して当該階層のラーメン構造に協働し、特定の階層へ
の損傷の集中が回避されて高層建築物全体の剛性を高め
ることができる。従って、特定の階層に架構が受ける水
平力による損傷が集中せず、各階層の柱２、梁３の塑性
化を極力小さく抑制することができる。
で、柱２、梁３およびブレース４からなるトラスが、各
階を構成する複数のラーメン構造に亘って上下方向の重
畳構造をなし、各階のラーメン構造が有機的に結合して
架構自体に靱性が付与され、架構が受ける水平力に対し
て特定階層に水平力が集中するような場合にも、上記特
定階層の上下に位置する複数のラーメン構造がトラスを
介して当該階層のラーメン構造に協働し、特定の階層へ
の損傷の集中が回避されて高層建築物全体の剛性を高め
ることができる。従って、特定の階層に架構が受ける水
平力による損傷が集中せず、各階層の柱２、梁３の塑性
化を極力小さく抑制することができる。
【０００９】ここで、表３、表４、表５および表６に基
づいて説明する。上記表３ないし表６は、ブレース無の
状態で最適な構造諸元を持たせた実現困難な理想モデル
と、この理想モデルに本発明の耐震構造（ブレースの剛
性比＝０．１）を採用した２０階層の実際の建築物につ
いて、Ｅｌ Ｃｅｎｔｒｏ ＮＳ波を入力地震波とし
て、エネルギー吸収率（＝Ｗpi／Ｗp）、平均累積塑性
変形倍率η、最大層間変形δおよび見かけの塑性変形倍
率μをブレース無／有の各条件で測定し、その結果を折
線グラフに表したものである。
づいて説明する。上記表３ないし表６は、ブレース無の
状態で最適な構造諸元を持たせた実現困難な理想モデル
と、この理想モデルに本発明の耐震構造（ブレースの剛
性比＝０．１）を採用した２０階層の実際の建築物につ
いて、Ｅｌ Ｃｅｎｔｒｏ ＮＳ波を入力地震波とし
て、エネルギー吸収率（＝Ｗpi／Ｗp）、平均累積塑性
変形倍率η、最大層間変形δおよび見かけの塑性変形倍
率μをブレース無／有の各条件で測定し、その結果を折
線グラフに表したものである。
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】 上記表３ないし表６の各折線グラフでは、平均累積塑性
変形倍率ηおよび見かけの塑性変形倍率μについては、
ブレース無に比して、中間階層における変形倍率の均平
化と減少が認められ、また、最大層間変形δおよびエネ
ルギー吸収率については、ブレース無に比して、各階層
間でのばらつきが減少し、架構全体としての損傷分散効
果が認められる。すなわち、ブレース無の折線に比べて
ブレース有（剛性比＝０．１）の各折線の方がより相対
的に平坦化しており、このことは各階層で受ける水平方
向のエネルギー入力に対し、架構側の応答の均等化が達
成されている一方、折線が急峻に変化しているブレース
無の階層間では、損傷が集中し易いことが示されてお
り、水平方向のエネルギー入力に対する応答の均等化
は、本発明の耐震構造の実質的かつ著しい効果を表すも
のである。
変形倍率ηおよび見かけの塑性変形倍率μについては、
ブレース無に比して、中間階層における変形倍率の均平
化と減少が認められ、また、最大層間変形δおよびエネ
ルギー吸収率については、ブレース無に比して、各階層
間でのばらつきが減少し、架構全体としての損傷分散効
果が認められる。すなわち、ブレース無の折線に比べて
ブレース有（剛性比＝０．１）の各折線の方がより相対
的に平坦化しており、このことは各階層で受ける水平方
向のエネルギー入力に対し、架構側の応答の均等化が達
成されている一方、折線が急峻に変化しているブレース
無の階層間では、損傷が集中し易いことが示されてお
り、水平方向のエネルギー入力に対する応答の均等化
は、本発明の耐震構造の実質的かつ著しい効果を表すも
のである。
【００１０】なお、各表の最下階（１階）において、ブ
レース有（剛性比＝０．１）の各折線の応答がブレース
無に比して大きいが、これはブレース４、４…の重畳構
造が２階以降の上階に対して構成されているためであ
り、最下階にエネルギー吸収部材を別途設ける、あるい
は最下階の強度を割増す等の対応により容易に補完する
ことができるものである。
レース有（剛性比＝０．１）の各折線の応答がブレース
無に比して大きいが、これはブレース４、４…の重畳構
造が２階以降の上階に対して構成されているためであ
り、最下階にエネルギー吸収部材を別途設ける、あるい
は最下階の強度を割増す等の対応により容易に補完する
ことができるものである。
【００１１】また、上記ブレース４、４…は高張力鋼に
より調製されているので、耐震構造を採用した建築物１
の大地震の際の復元力特性に関しては、表２に示すよう
に、柱、梁のラーメンの強度ＱRは表１におけるＱRに準
ずるものの、ブレースの強度ＱBは弾性的に作用して塑
性化が表れず、例えば、建築物１のラーメン構造の剛性
Ｓ1とブレース４、４の剛性Ｓ2を概ね下記のように定
め、 Ｓ1＝（１２・Ｅ・Ｉ／ｈ3）×ｎ Ｅ：ヤング率 Ｓ2＝（Ｅ・Ａ／ｈ）×ｃｏｓθ Ｉ：柱断面二次
モーメント ｈ：階高 ｎ：階層内の柱の本数 Ａ：ブレース断面積 θ：ブレースの斜角 上記Ｓ1、Ｓ2の剛性比が０．１の場合には、ブレース
４、４の所要の断面積Ａは柱の断面積の１／２００程度
で済むことになる。
より調製されているので、耐震構造を採用した建築物１
の大地震の際の復元力特性に関しては、表２に示すよう
に、柱、梁のラーメンの強度ＱRは表１におけるＱRに準
ずるものの、ブレースの強度ＱBは弾性的に作用して塑
性化が表れず、例えば、建築物１のラーメン構造の剛性
Ｓ1とブレース４、４の剛性Ｓ2を概ね下記のように定
め、 Ｓ1＝（１２・Ｅ・Ｉ／ｈ3）×ｎ Ｅ：ヤング率 Ｓ2＝（Ｅ・Ａ／ｈ）×ｃｏｓθ Ｉ：柱断面二次
モーメント ｈ：階高 ｎ：階層内の柱の本数 Ａ：ブレース断面積 θ：ブレースの斜角 上記Ｓ1、Ｓ2の剛性比が０．１の場合には、ブレース
４、４の所要の断面積Ａは柱の断面積の１／２００程度
で済むことになる。
【表２】 したがって、ブレース４、４…自体は常に弾性を有して
引張力のみを負担する性状を保持するだけで良く、フラ
ットバーあるいは鋼線のような断面積の比較的小さなも
のを採用することが可能となる。
引張力のみを負担する性状を保持するだけで良く、フラ
ットバーあるいは鋼線のような断面積の比較的小さなも
のを採用することが可能となる。
【００１２】更に、図２はＢＣの柱間に配されたブレー
ス４が、上下方向に３階分の間隔を隔てた階層の軸部間
に固定端を有している他の実施例を示すものであって、
この例ではブレース４、４…による重畳がより緻密に構
成されており、耐震効果がより増大することは詳述する
までもない。
ス４が、上下方向に３階分の間隔を隔てた階層の軸部間
に固定端を有している他の実施例を示すものであって、
この例ではブレース４、４…による重畳がより緻密に構
成されており、耐震効果がより増大することは詳述する
までもない。
【００１３】
【発明の効果】これを要するに、本発明は、鉄骨構造建
築物の架構が受ける水平力に対して剛性を高めるべく、
ブレースを建築物の各階の柱、梁の接合部間に斜設する
に、上記ブレースの一方の固定端を自階の軸部に固定
し、かつ他方の固定端を自階の上下に隣接する隔階の軸
部に固定して、複数の階層に亘るトラスを各階毎に形成
し、また上記ブレースは高張力鋼で調製されているか
ら、高層建築物全体が受ける水平方向のエネルギー入力
による各階層の損傷を、複数の階に亘る高張力鋼からな
るブレースの重畳構造により、可及的に均等化し得て特
定の階層に損傷が集中するのを未然に防止することがで
き、地震力等の外力を受けた際に、建築物の最上層部お
よび最下層部におけるラーメンの耐力に対し、中間層部
での靱性を確保して各階層での柱、梁の塑性化を可及的
に抑制することができ、建築物の耐震性を向上させるこ
とができると共に、損傷の均等化に伴ってブレース自体
は引張力のみを負担するだけで良く、したがって弾性変
形に留まる範囲内でブレースの断面積を小さく設定する
ことができ、もって経済性と耐久性との両立を可能にす
ることができる、という極めて有用な新規的効果を奏す
るものである。
築物の架構が受ける水平力に対して剛性を高めるべく、
ブレースを建築物の各階の柱、梁の接合部間に斜設する
に、上記ブレースの一方の固定端を自階の軸部に固定
し、かつ他方の固定端を自階の上下に隣接する隔階の軸
部に固定して、複数の階層に亘るトラスを各階毎に形成
し、また上記ブレースは高張力鋼で調製されているか
ら、高層建築物全体が受ける水平方向のエネルギー入力
による各階層の損傷を、複数の階に亘る高張力鋼からな
るブレースの重畳構造により、可及的に均等化し得て特
定の階層に損傷が集中するのを未然に防止することがで
き、地震力等の外力を受けた際に、建築物の最上層部お
よび最下層部におけるラーメンの耐力に対し、中間層部
での靱性を確保して各階層での柱、梁の塑性化を可及的
に抑制することができ、建築物の耐震性を向上させるこ
とができると共に、損傷の均等化に伴ってブレース自体
は引張力のみを負担するだけで良く、したがって弾性変
形に留まる範囲内でブレースの断面積を小さく設定する
ことができ、もって経済性と耐久性との両立を可能にす
ることができる、という極めて有用な新規的効果を奏す
るものである。
【００１４】
【図１】２層ごとの階層に配置するブレースを説明する
建築物の架構立面図である。
建築物の架構立面図である。
【図２】３層ごとの階層に配置するブレースを説明する
建築物の架構立面図である。
建築物の架構立面図である。
【図３】各階層に配置するブレースを説明する従来の建
築物の架構立面図である。
築物の架構立面図である。
１ 建築物 ２ 柱 ３ 梁 ４ ブレース
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄骨構造建築物の架構が受ける水平力に
対して剛性を高めるべく、ブレースを建築物の各階の
柱、梁の接合部間に斜設するに、上記ブレースの一方の
固定端を自階の軸部に固定し、かつ他方の固定端を自階
の上下に隣接する隔階の軸部に固定して、複数の階層に
亘るトラスを各階毎に形成したことを特徴とするブレー
スを設けた耐震構造。 - 【請求項２】 上記ブレースは高張力鋼で調製されてい
ることを特徴とする請求項１に記載のブレースを設けた
耐震構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16628793A JPH073886A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | ブレースを設けた耐震構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16628793A JPH073886A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | ブレースを設けた耐震構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073886A true JPH073886A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=15828563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16628793A Pending JPH073886A (ja) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | ブレースを設けた耐震構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073886A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015048705A (ja) * | 2013-09-01 | 2015-03-16 | 良三 太田 | 建物の揺れ防止装置 |
| JP2021080667A (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 株式会社大林組 | 制震ユニットの設置方法 |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP16628793A patent/JPH073886A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015048705A (ja) * | 2013-09-01 | 2015-03-16 | 良三 太田 | 建物の揺れ防止装置 |
| JP2021080667A (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-27 | 株式会社大林組 | 制震ユニットの設置方法 |
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