JPS62189265A - 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、
耐震構法の一つで、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。復元力持性としては、建造物が大きな加速
度に対して柔構造を有し、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ッ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性法等も知られてい
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か知られている。

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か短く短
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
を有しているため、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〕

本発明者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、該柔構造部又は剛構造部の一方の構造部の外
周面に他方の構造部を複数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、該柔構造部の外周面に剛構造部を複数配置して柔構
造部と複数の剛構造部を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（大型ビル等が好ま
しい）の四隅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ＩＩは水平力を負担する固有周期の短い剛構造を
有し、図示しないか部材と部材が剛に接合され、例えば
建物のコーナーに位置することから階段や便所等を設は
剛構造部としてもよいし、あるいは各コーナーに注を用
いて剛構造と成し、建物全体が大ラーメン構造となるよ
うにしてもよい。上記において水平力を負担するとは、
地震の振動により水平力が加わった場合にその力に対抗
しうる耐性を有するか、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は建物のほとんどのスペースを占める柔構造部であり
、該柔構造２は各コーナーに位置する剛構造部Ｉと直接
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存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、その鉛直荷重と、地震による水平変形に
よって生じる付加曲モーメント１こ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っても
建造物の崩壊を免かれることができる。

また剛構造部が各コーナーに位置されているので、柔構
造部の鉛直力支持機能が剛構造部に十分行く届くため、
該剛構造部の鉛直力変動を小さくすることができる。

更に剛構造部を柱と成して建物全体を大ラーメン構造と
することができるので、大型ビル等の構築法に効果を発
揮することができる。

なお以上の実施例において各コーナーを柔構造部とし、
内側を剛構造部とすることもできる。例えば各コーナー
にエレベータ等を設ける場合には好ましい。

〔実施例２〕 第３図は第２の実施例を示す概略平面図である。

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ある。

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。該減衰機構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
６図及び第７図に示す装置を用いることができる。第６
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Ｉｔ
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。第
７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筒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−）　（Ｇ　Ｆ　ＲＣ）、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の材質としては鯛、セラミッ
ク等を用いることができる。

なお芯枠６と簡７Ａ及び７Ｂの間は密着していることが
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。

〔実施例３〕 第４図は第３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、例えば図示の如き円形
の建造物に本発明を適用する場合を示す。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。なお、両横遺産ｌ。

２間に減衰材溝３を介在させてもよいのは勿論である。

〔実施例４〕 第５図は第４の実施例を示す概略平面図であり、本実施
例は剛構造部ｌが柔構造部２の外周の各辺の中心付近に
設けられた場合を示すものである。

なお、両溝遺産１．２間に減衰材溝３を介在させてもよ
いのは勿論である。

〔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ｌ
ｔｌ！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。

また剛構造部又は柔構造部のいずれか一方が建造物の外
周に複数位置せしめられるので、大型ビル等へ好ましく
適用される。

なお、例えば第３図に鎖線で示す如く、両溝遺産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図は第３の実施例を示す概略平面図、第５図は第４
の実施例を示す概略平面図、第６図及び第７図は減衰機
構の例を示す概略側面図である。 ｌ　：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、該柔構造部又は剛構造部の一方
   の構造部の外周面に他方の構造部を複数配置して各々を
   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。