JPH0921298A - 地下構造物内の柱構造 - Google Patents
地下構造物内の柱構造Info
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Abstract
能を向上させる。 【構成】本発明の地下構造物内の柱構造は、トンネル4
の床5と天井6との間にRC等で形成されたコンクリー
ト柱1を立設してその両端と床5および天井6とを摺動
自在に構成するとともに、コンクリート柱1の摺動端を
取り囲むようにしてかつ所定の隙間が形成されるように
して床5および天井6に所定の柱抱込み部21を立設し
てある。
Description
構造物内に構築される柱の構造に関する。
震の加速度が地表よりも地中の方が一般的には小さいこ
とや周囲の地盤と一体となって振動することのために、
地震による被害は、地上の構造物よりも軽微にとどまる
ことが多い。そして、設計においても、例えば開削トン
ネルの場合、地表面荷重、土かぶり荷重、土圧、水圧等
を用いて荷重計算が行なわれ、地震の影響については随
時検討されるのが一般的である。
にも大きな変形や応力が生じることがあり、地下鉄駅舎
の中柱がせん断破壊を起こして天井スラブが陥没すると
いう事態があり得る。
ート柱の地震荷重によるせん断破壊については、周知の
ようにきわめて脆性的であり、柱のコア部分のコンクリ
ートが爆裂的な崩壊を起こし、柱の耐力は急激に減少す
る。そのため、RC柱の設計においては、せん断補強筋
を増やす、柱断面を大きくするなどの対策を施してせん
断破壊に対する耐震性を向上させることが必要である。
地下鉄の開削トンネルにおける中柱の場合には、車両の
通過空間をはじめとして送電設備や信号設備のためのス
ペースをトンネル内に確保せねばならず、建築側が利用
可能なスペースは大幅に制限を受ける。したがって、柱
断面を増やさずにせん断破壊に対する耐震性能を向上さ
せる技術が急務となっていた。
たもので、限られたスペースでせん断破壊に対する耐震
性能を向上させることができる地下構造物内の柱構造を
提供することを目的とする。
め、本発明の地下構造物内の柱構造は請求項1に記載し
たように、地下構造物の床と天井との間にRC等で形成
されたコンクリート柱を立設して少なくともその一端と
前記床若しくは前記天井とを摺動自在に構成するととも
に、前記コンクリート柱の摺動端を取り囲むようにして
かつ所定の隙間が形成されるようにして前記床若しくは
前記天井に所定の柱抱込み部を立設したものである。
求項2に記載したように、地下構造物の床および天井に
所定の湾曲面を形成するとともに、該湾曲面と実質的に
同一の曲率を持ちかつ該湾曲面と嵌まり合う湾曲面をR
C等で形成されたコンクリート柱の両端に形成し、該コ
ンクリート柱の両端を前記床および天井に形成された湾
曲面に沿って摺動自在となるように該湾曲面に当接した
ものである。
前記コンクリート柱の摺動端およびそれに対向する前記
床若しくは前記天井の摺動面にテフロン、ステンレス等
の摩擦低減部材を取り付けたものである。
は、地震によって地下構造物内の床と天井との間に相対
水平変位が生じた場合、コンクリート柱は、その両端若
しくは一端において地下構造物の床面や天井面に対して
摺動し、該相対水平変位を吸収する。そのため、コンク
リート柱が受けるせん断変形量は大幅に低減する。
の柱構造の実施の形態について、添付図面を参照して説
明する。
る地下構造物内の柱構造を鉛直断面図で示したものであ
る。同図でわかるように、本実施形態に係る地下構造物
内の柱構造は、地下構造物であるトンネル4の床5と天
井6との間にRC等で形成されたコンクリート柱1を立
設してある。トンネル4は、鉄筋コンクリート箱形ラー
メン構造であってその内部に地下鉄車両7が通過可能な
内部空間8が形成されており、コンクリート柱1は、該
内部空間8をほぼ二分する位置に沿って所定のピッチで
配設してある。
1(b) でよくわかるようにテフロン、ステンレス等で形
成された摩擦低減部材23を取り付けてあり、これらに
対向する床5および天井6にも同じく摩擦低減部材22
を取り付けてある。そして、これら摩擦低減部材22、
23を当接させることにより、コンクリート柱1は、天
井6からの軸方向荷重を支持しつつ、床5および天井6
に対して水平方向に摺動することができる、いわゆる滑
り支承構造となっている。コンクリート柱1は、摩擦低
減部材の取付け工程も含めてプレキャスト製とするのが
よい。
の摺動端を取り囲むようにして柱抱込み部21を立設し
てある。柱抱込み部21の内寸は、コンクリート柱1の
外寸よりも若干大きくしてあり、コンクリート柱1の両
端を入れたときにコンクリート柱1の側面との間に隙間
δが形成されるように寸法を定めてある。隙間δは、地
震時において床と天井との間に生じる相対水平変位の大
きさを考慮して、例えば数cm程度に設定するのがよ
い。
ジ、発泡スチロール等で形成した緩衝部材24を取り付
けてあり、地震時の水平振幅が上述の隙間で吸収できる
範囲を上回ったときにコンクリート柱1の両端側面と柱
抱込み部21との衝突を緩和し、両者の破損を回避する
ようになっている。
架構であるトンネル4は、床5および天井6に生じる撓
みを無視して考えればおおむね図2(a) の実線で示すよ
うな変形性状を示し、天井6と床5との間には相対水平
変位が生じる。
井に固着された通常の柱構造であれば、図2(b) に示す
ようにコンクリート柱51に強制変形としてすべて作用
し、したがって、該コンクリート柱51には大きなせん
断ひずみが発生する。
でよくわかるように相対水平変位の一部がコンクリート
柱1の両端における滑りによって吸収される。そして、
コンクリート柱1と柱抱込み部21との間の隙間で吸収
できない分だけがコンクリート柱1に強制変形として作
用するので、コンクリート柱1に生じるせん断変形は、
大幅に緩和されあるいはほとんど消失する。
地下構造物内の柱構造によれば、コンクリート柱の両端
を天井および床に対して摺動自在に構成したので、地震
の際にトンネルの床と天井との間に生じる相対水平変位
は、コンクリート柱と床および天井との間の滑りによっ
て吸収され、かくしてコンクリート柱に生じるせん断変
形を大幅に緩和し、あるいは実質的にせん断変形を生じ
ないようにすることができる。
補強筋を増加させることなく、従来と同等のコンクリー
ト柱を用いてせん断破壊に対する耐震性能を大幅に向上
させることが可能となり、建築側の利用スペースが厳し
く制限される地下鉄トンネルにおいて特に有用な手段と
なる。
製作して現場に搬入するようにすれば、短期間にトンネ
ルを構築したりあるいは補修することができる。
水平変位を鉄骨部材の変形性能で吸収することはできる
が、経済性の面では必ずしも有利であるとは言えず、本
実施の形態によれば、低コストで耐震性の向上を図るこ
とができる。
摺動自在に構成したが、必ずしも両端である必要はな
く、図3に示すようにコンクリート柱1の下端において
は床5に固着し、上端だけを摺動させるようにしてもよ
い。
が、本実施形態に係る柱構造を新設の地下鉄トンネルに
採用してもよいし、既存の地下鉄トンネルを補修する手
段として採用してもよい。また、その適用範囲は開削式
地下鉄トンネルに限定されるものではなく、地震時にお
いて床と天井との間に相対水平変位が生じるすべての地
下構造物、例えば、地下鉄の駅舎、ホーム等はもちろ
ん、道路用トンネル、シールドトンネル等にも適用する
ことが可能である。
る地下構造物内の柱構造について説明する。なお、第1
実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号
を付してその説明を省略する。
柱構造を鉛直断面図で示したものである。同図でわかる
ように、本実施形態に係る地下構造物内の柱構造も第1
実施形態と同様、トンネル4の床5と天井6との間にR
C等で形成されたコンクリート柱31をコンクリート柱
1と同様に配設してあるが、床5および天井6には湾曲
面32を形成してあり、テフロン、ステンレス等で形成
した摩擦低減部材33を該湾曲面32の上に取り付けて
ある。
面32と実質的に同一の曲率を持ちかつ該湾曲面32と
嵌まり合う湾曲面34を形成してあり、さらにその湾曲
面34上には摩擦低減部材35を取り付けてある。そし
て、摩擦低減部材33および35が当接するようにコン
クリート柱31の両端の湾曲面34を床5および天井6
に形成された湾曲面32に嵌合させることにより、コン
クリート柱31は、天井6からの軸方向荷重を支持しつ
つ、床5および天井6に対して摺動することができる、
いわゆる滑り支承構造となっている。コンクリート柱3
1は、摩擦低減部材の取付け工程も含めてプレキャスト
製とするのがよい。
架構であるトンネル4は、床5および天井6に生じる撓
みを無視して考えればおおむね図5の実線で示すような
変形性状を示し、天井6と床5との間には相対水平変位
が生じる。しかし、該相対水平変位は、コンクリート柱
31の両端における滑りによって吸収されるので、コン
クリート柱31には強制変形は作用せず、したがってコ
ンクリート柱31にせん断変形は生じない。
地下構造物内の柱構造によれば、コンクリート柱の両端
を天井および床に対して摺動自在に構成したので、地震
の際にトンネルの床と天井との間に生じる相対水平変位
は、コンクリート柱と床および天井との間の滑りによっ
て吸収され、かくしてコンクリート柱に生じるせん断変
形を実質的に生じないようにすることができる。
補強筋を増加させることなく、従来と同等のコンクリー
ト柱を用いてせん断破壊に対する耐震性能を大幅に向上
させることが可能となり、建築側の利用スペースが厳し
く制限される地下鉄トンネルにおいて特に有用な手段と
なる。
製作して現場に搬入するようにすれば、短期間にトンネ
ルを構築したりあるいは補修することができる。
水平変位を鉄骨部材の変形性能で吸収することはできる
が、経済性の面では必ずしも有利であるとは言えず、本
実施の形態によれば、低コストで耐震性の向上を図るこ
とができる。
が、本実施形態に係る柱構造を新設の地下鉄トンネルに
採用してもよいし、既存の地下鉄トンネルを補修する手
段として採用してもよい。また、その適用範囲は開削式
地下鉄トンネルに限定されるものではなく、地震時にお
いて床と天井との間に相対水平変位が生じるすべての地
下構造物、例えば、地下鉄の駅舎、ホーム等はもちろ
ん、道路用トンネル、シールドトンネル等にも適用する
ことが可能である。
ト柱の両端における湾曲面を凸面とし、これに対応する
床および天井の湾曲面を凹面としたが、これらを逆に構
成してもよい。
面図である。同図でわかるように、本変形例に係る柱構
造は、床5および天井6に凸状の湾曲面32aを形成し
て該湾曲面32a上にテフロン、ステンレス等で形成し
た摩擦低減部材33を取り付けてある。一方、コンクリ
ート柱31aの両端には、湾曲面32aと実質的に同一
の曲率を持ちかつ該湾曲面32aと嵌まり合う凹状の湾
曲面34aを形成してあり、さらにその湾曲面34a上
には摩擦低減部材35を取り付けてある。そして、摩擦
低減部材33および35が当接するようにコンクリート
柱31aの両端の湾曲面34aを床5および天井6に形
成された湾曲面32aに嵌合させることにより、コンク
リート柱31aは、天井6からの軸方向荷重を支持しつ
つ、床5および天井6に対して図6(b) のように摺動可
能としてある。
施形態とほぼ同様であるので、ここでは詳細な説明を省
略する。
内の柱構造は、地下構造物の床と天井との間にRC等で
形成されたコンクリート柱を立設して少なくともその一
端と前記床若しくは前記天井とを摺動自在に構成すると
ともに、前記コンクリート柱の摺動端を取り囲むように
してかつ所定の隙間が形成されるようにして前記床若し
くは前記天井に所定の柱抱込み部を立設したので、限ら
れたスペースでせん断破壊に対する耐震性能を向上させ
ることができる。
直断面図であり、(a)は全体図、(b)はコンクリート柱の
両端近傍を拡大した詳細図。
用を従来との比較で説明した図であり、(a)は地震時に
おける変形性状を示した図、(b)は通常の柱構造の場合
の変形性状を示した図。
直断面図であり、(a)は全体図、(b)はコンクリート柱の
両端近傍を拡大した詳細図。
震時における変形性状を示した図。
(a)は鉛直断面図、(b)は地震時における変形性状を示し
た図。
物) 5 床 6 天井 21 柱抱込み部 22、23、33、35 摩擦低減部材 24 緩衝部材 32、34、32a、34a 湾曲面
Claims (3)
- 【請求項1】 地下構造物の床と天井との間にRC等で
形成されたコンクリート柱を立設して少なくともその一
端と前記床若しくは前記天井とを摺動自在に構成すると
ともに、前記コンクリート柱の摺動端を取り囲むように
してかつ所定の隙間が形成されるようにして前記床若し
くは前記天井に所定の柱抱込み部を立設したことを特徴
とする地下構造物内の柱構造。 - 【請求項2】 地下構造物の床および天井に所定の湾曲
面を形成するとともに、該湾曲面と実質的に同一の曲率
を持ちかつ該湾曲面と嵌まり合う湾曲面をRC等で形成
されたコンクリート柱の両端に形成し、該コンクリート
柱の両端を前記床および天井に形成された湾曲面に沿っ
て摺動自在となるように該湾曲面に当接したことを特徴
とする地下構造物内の柱構造。 - 【請求項3】 前記コンクリート柱の摺動端およびそれ
に対向する前記床若しくは前記天井の摺動面にテフロ
ン、ステンレス等の摩擦低減部材を取り付けた請求項1
若しくは請求項2記載の地下構造物内の柱構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19400295A JP3270660B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 地下構造物内の柱構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19400295A JP3270660B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 地下構造物内の柱構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0921298A true JPH0921298A (ja) | 1997-01-21 |
| JP3270660B2 JP3270660B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=16317343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19400295A Expired - Fee Related JP3270660B2 (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 地下構造物内の柱構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3270660B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09303099A (ja) * | 1996-05-16 | 1997-11-25 | Okumura Corp | トンネル構造 |
| JPH1046833A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-02-17 | Teito Kousokudo Kotsu Eidan | 地下構造体の耐震補強方法及び耐震補強柱 |
| JPH11200787A (ja) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Taisei Corp | 隣接する地下構造物の可撓性接合構造 |
| JP2000337094A (ja) * | 1998-10-30 | 2000-12-05 | Kumagai Gumi Co Ltd | 地下構造物の中柱用免震装置 |
| JP2001090486A (ja) * | 1998-12-11 | 2001-04-03 | Kumagai Gumi Co Ltd | 地下構造物の中柱用免震装置 |
| JP2003129798A (ja) * | 2001-10-26 | 2003-05-08 | Pacific Consultants Co Ltd | ボックスカルバート |
| JP2007031956A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Kajima Corp | Rc地下構造物およびrc柱の構造 |
| JP2013199808A (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Kajima Corp | 地下構造物 |
| JP2018123563A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 既設構造物の補強構造の設計方法、及び既設構造物の補強構造 |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP19400295A patent/JP3270660B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2018123563A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 既設構造物の補強構造の設計方法、及び既設構造物の補強構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3270660B2 (ja) | 2002-04-02 |
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