JPS62189263A - 建造物の構築構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大地震の際にも建造物の崩壊を免れることが
できる耐震安定性の高い構築方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、建造物に加わる地震の効力を減する免震構法は、
耐震構法の−っで、主に絶縁法、復元力調整法、エネル
ギー消費法、自動制御法が知られている。

絶縁法は、地盤から建造物へ地震波が伝播されないよう
にする構法で、例えばボールベアリングを用いたり、ベ
アリングとバネを併用したり、あるいはベアリングを支
承する面を凹面にして復元力を持たせる構法が知られて
いる。この構法では、建造物自体が固有周期を持つため
に共振の問題があるのでこれを防ぐためにロッキングボ
ールを用いた構法等が知られている。さらに地震力の周
期特性を知り、これとかけはなれた周期特性を建造物に
持たせる方法も絶縁法の一つとして知られている。

復元力調整法は、建造物の復元力特性を調整できるよう
にする構法で、力と変形の関係を地盤や建造物の性質に
対して有利に、即ち共振的な振動を起こさぬようにする
ものである。復元力特性としては、建造物が大きな加速
度に対して柔構造を存し、大きな変位に対して剛構造を
有し、しかもエネルギー消費も相当できるものが望まし
く、具体的には、壁に割れ目を入れておいて壁の剛性を
落し応力を分散させるスリブトウオール法やそのままに
しておけば応力集中を起す壁の隅部にわざわざ開口部を
設計する方法などが知られている。

また柱で復元力特性を調整する多重柱法等も知られてい
る。

エネルギー消費法は、入ってきたエネルギーを建造物の
主要部分の破壊に使われないうちに外に出すか、あるい
は消費する方法である。例えばダンパーを取付け、ある
いは建造物の非主体構造での破損を許してエネルギーを
摩擦熱に変える方法が知られている。

自動制御法は、建造物を動かそうとする作用を検出し、
逆に建造物がこれに対しての応答を生じるのを打ち消す
ような作用を加える方法で、小型の建造物には適用の可
能性があるとされている。

一方耐震構法として柔剛構造についての研究も盛んに行
れている。中・低層建造物は建造物の固有周期が短く短
周期建造物と言われ、剛構造であるとされている。また
高層建造物は固有周期が長く長周期建造物と言われ、柔
構造となる。即ち柔構造は建造物の固有周期を長くして
建造物に作用する地震力を小さくしようとする耐震構法
である。

従って従来の耐震構法は建造物の高さによって剛構造又
は柔構造のいずれかであった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の耐震構法では、建造物が剛又は柔のいずれかの構
造を有し、その建造物全体が一体化されかつ固有の周期
を育しているため、建造物の該固有周期が地震動の周期
と一致すると共振を起して大きく揺れて該建造物が破壊
されるという問題があった。

かかる問題を解決するために、前述したようにロッキン
グボールを用いた絶縁法による免震構法の採用も考えら
れるが、高層建造物の場合に耐震安定性及びコスト等の
観点から実用性に乏しいという問題があり、また長周期
成分（５〜２０秒）の地震波を受けた場合上記のような
共振の際には、いかなる免震構法も効果的でないという
問題があった。

また中・低層の剛構造建造物の場合には、鉛直力を支持
する部材で水平力も負担しているため、地震などにより
水平力を受けて、その部材が破壊した場合、鉛直力を支
持する部材も破壊したり、また鉛直力を支持できなくな
ったりして、結局建造物全体が崩壊してしまうという問
題があった。

そこで本発明は耐震安定性に優れ、大地震の際にも建造
物の崩壊を免れることができる建造物の構築方法を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明台は上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果
、本発明に至った。

即ち、本発明に係る建造物の構築方法は、一つの建造物
を鉛直力を支持する固有周期の長い柔構造部と水平力を
負担する固有周期の短い剛構造部とに分割する構築方法
において、該柔構造部と剛構造部を相対向する位置に配
置して各々を直接又は間接に連結することを特徴とする
。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明する。

〔実施例１〕 第１図は第１の実施例を示す概略平面図、第２図はその
概略立面図である。

本実施例は一つの建造物を柔構造部と剛構造部とに分割
して、該柔構造部と剛構造部を対向させて直接連結した
構法を示すものである。

同図において、１は四角形の建造物（中低層又は高層の
いずれでもよい）を略中央で２分割したうちの例えば左
側に位置する剛構造部である。本明細書において形状及
び方向は特に断らない限り平面図を基準とするものであ
る。

剛構造部１は水平力を負担する固有周期の短い剛構造を
有し、図示しないが部材と部材が剛に接合され、例えば
耐震壁や耐震プレース等を用いてできるだけ構造物に剛
性が付与されている。水平力を負担するとは、地震の振
動により水平力か加わった場合にその力に対抗しうる耐
性を得するか、あるいはその力を吸収等して他の構造部
分へその力を伝播しないようにすることである。また固
有周期が短いとは、建造物の固有周期が臨界周期以下で
あることを意味する。臨界周期の概念は、建築構造設計
シリーズ「建築の構造計画」（丸善発行）第４５項に記
載の「梅村」の定義に基づく。即ちある地震波に対する
建造物の加速度応答スペクトラムを想定しく地盤、地震
波等によってこのスペクトラムは異るので、ある地震波
に対し想定することになる）、建造物の加速度応答曲線
が地震加速度最大値と交わる点に相当する周期を臨界周
期といい、この臨界周期は固定したものでなく地盤、地
震波等によって変動する。

２は前記剛構造部Ｉに対向して配置された柔構造部であ
る。柔構造部２は該剛構造部ｌに直接に連結されている
。該柔構造部２は鉛直力を支持する固有周期の長い柔構
造をするものであればよい。

主として鉛直力を支持するとは、床面積の大部分を支持
する構造物で、その鉛直衡量と、地震による水平変形に
よって生じる付加曲モーメントに抵抗することである。

固有周期が長いとは建造物の固有周期が臨界周期以上で
あることを意味する。

本実施例において剛構造部ｌと柔構造部２の固有周期の
差は、離れていた方が良いが特に限定される訳ではない
。要は固有周期の異なる二つの構造部分が一つの建造物
に構成されればよい。

本実施例は以上のように構成されているため、比較的頻
繁に起る中小地震に対しては、固体周期の短い剛構造部
が剛性抵抗型の耐震機能を発揮し、極めて稀に起こる大
地震に対しては、固有周期の長い柔構造部が靭性抵抗型
の耐震機能を発揮して、いずれの規模の地震によりでも
建造物の崩壊を免かれることができる。また剛構造部の
耐力を減じることなく見掛は土切性を持たせることがで
きる。

〔実施例２〕 第３図は第２の実施例を示す概略平面図、第４図はその
概略立面図であり、各々減衰機構が作用している状態を
示している。

本実施例は、建造物を剛構造部と柔構造部に分割した状
態で更に両構造部の間に間隙を設け、該間隙に減衰機構
を設けた場合を示すものでちる。

同図において、３は地震のエネルギーを消費する機能を
有する減衰機構である。該減衰ＩＩ構３としては、免振
機構として知られる絶縁法やエネルギー消費法に用いら
れる各種装置を用いることができ、例えばスプリングや
第１Ｏ図及び第１１図に示す装置を用いることができる
。第１０図に示す装置は、剛構造部ｌと柔構造部２が鉄
筋人スラブ面を共通にして連結された状態にあり、該剛
構造部１のスラブ面と柔構造部２のスラブ面との間にス
リット４を設けて両構造を事実上分離し、鉄筋５を露出
してその部分の降伏を免振に利用するようにしたもので
ある。また第１１図に示す装置は、剛構造部ｌのスラブ
面と柔構造部２のスラブ面を各々所定間隔の距離を隔て
て上下に重なるようにし、両スラブ面の先端に簡７Ａ及
び７Ｂを固定し、核部７Ａ及び７Ｂの中に芯枠６を挿入
し、該芯枠６の降伏を免振に利用するようにしたもので
ある。同図においてＧは間隙である。この装置において
芯枠６の材質としては鉄、鋼、鉛、鉄筋コンクリート（
ＲＣ）、グラスファイバー補強コンクリート（ＧＦ’Ｒ
Ｃ）、スチールファイバー補強コンクリート（ＳＦＲＣ
）などを用いることができ、また筒７の材質としては鋼
、セラミック等を用いることができる。なお芯枠６と筒
７Ａ及び７Ｂの間は密着していること好ましい。

また上記以外の減衰機構としては、例えば金属板とラバ
ーを多層に積層して成るショックアブソーバ−等を用い
ることもできる。

上記のように構成されたので、地震時には固有周期の違
う二つの構造部ｌ、２同志の衝突を避けることができ、
また地震エネルギーを消費することができるので振動の
小さい建造物を実現でき、かつ建造物の崩壊を免かれる
ことができる。

〔実施例３〕 第５図は第３の実施例を示す概略平面図である。

本実施例は柔構造部２の両端に剛構造部１を配置し、各
々の間に必要に応じ減衰機構３を設けた　゛場合を示す
ものである。なお両側の剛構造部１の外側に各々柔構造
部２を設け、更にその外側に各々剛構造部ｌを配置して
もよい。平面積の大きい建造物に対して効果的である。

〔実施例４〕 第６図及び第７図は第４の実施例を示す概略平面図であ
り、本実施例は建造物の形状が方形以外のものに本発明
を適用する場合を示し、第６図は形状が円形の場合、第
７図は５角形の場合の例である。本発明は本実施例以外
の種々の形状の建造物に対しても適用可能である。

〔実施例５〕 第８図は第５の実施例を示す概略平面図であり、本実施
例は四角形の建造物を対角線状に分割した場合を示す例
である。

〔実施例６〕 第９図は第６の実施例を示す概略平面図であり、本実施
例は剛構造部１と柔構造部２を左右及び上下方向で各々
対向するように配置した例を示すものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、剛構造部と柔構造部とを直接又は間接
的に連結することにより、固有周期の異なる二つの構造
体を意図的に造ることができ、比較的頻繁に起る中小地
震や稀に起る大地震のいずれにも耐震機能を発揮し、即
ち耐震安定性を有し、また機能の異なる二つの構造部の
相互作用によって建造物の崩壊を防ぐことができる。

本発明を中高層住宅や事務所用ビル等に用いることによ
り、より安全で快適な空間を経済的に作り出すことがで
きる。

なお、剛構造部と柔構造部とは、その高さ及び／又は巾
（厚み）は必ずしら同一である必要はない。

また、例えば第１図に鎖線で示す如く、両構造［１，２
の一方又は両方が中庭等の中空部８を有していてもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の実施例を示す概略平面図、第２図はその
概略立面図、第３図は第２の実施例を示す概略平面図、
第４図はその概略立面図、第５図は第３の実施例を示す
概略平面図、第６図及び第７図は第４の実施例を示す概
略平面図、第８図は第５の実施例を示す概略平面図、第
９図は第６の実施例を示す概略平面図、第１０図及び第
１１図は減衰機構の例を示す概略側面図である。 １　：剛構造部 ２　：柔構造部 ３　；減衰機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一つの建造物を鉛直力を支持する固有周期の長い柔構造
   部と水平力を負担する固有周期の短い剛構造部とに分割
   する構築方法において、該柔構造部と剛構造部を相対向
   する位置に配置して各々を直接又は間接に連結すること
   を特徴とする建造物の構築方法。