JP3357352B2

JP3357352B2 - 耐震建築構造体

Info

Publication number: JP3357352B2
Application number: JP2001026149A
Authority: JP
Inventors: 恭司野口; 邦夫渡辺
Original assignee: 三井建設株式会社
Priority date: 2001-02-01
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2002-12-16
Anticipated expiration: 2019-01-25
Also published as: JP2001234642A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば集合住宅
などに適用される耐震建築構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記した複数階を有する集合住宅などに
適用される耐震建築構造体は、例えば特公昭５９−１４
１４２号公報、特公平１−５２５４９号公報に開示され
ているように、桁行方向にラーメン構造体を配置したも
のが一般的である。

【０００３】図１は上記した耐震建築構造体の一例を示
す正面図に相当する説明図である。なお、図１の耐震建
築構造体は、桁行方向（長手方向：図１の左右方向）が
７スパン、はり間方向（短手方向：図１の前後方向）が
１スパンの地上１２階である。ここで、「スパン」とは
対向配置される２本の柱間の単位のことで、１スパンと
はそれが１単位、つまり柱が２本の場合のことである。
また、「スパン長さ」とは柱間の直線状の距離、「スパ
ン数」とはスパンの数をそれぞれ意味する。

【０００４】図１において、１は基礎、２は基礎１に立
設させた柱、３は梁、４は柱２の間の梁３に立設させた
耐震中間柱を示す。ここで、梁３は、隣接する基礎１同
士または柱２同士を各階毎に横方向に連結する横架材
で、最下階の梁（基礎梁）、２階以上一般階の梁を含む
ものである。そして、桁行方向のラーメン構造体は、柱
２、梁３、耐震中間柱４で構成されている。以下に、柱
２、梁３、耐震中間柱４を鉄筋コンクリート造（以下、
「ＲＣ造」と記す場合がある。）とした耐震建築構造体
について説明する。

【０００５】上記した耐震建築構造体は耐震中間柱４を
配置することにより、耐震中間柱４を含めた柱２の本数
を増やし、梁３のスパン長さを短くするので、耐震性能
に優れた短スパンラーメン構造体となる。ここで、柱２
は基礎１に立設しているので、柱軸力を基礎１で支持す
ることができる。しかし、耐震中間柱４は梁３（基礎梁
または梁）のスパン中間部に立設しているので、耐震中
間柱４の最下階には、基礎１が設けられていない。

【０００６】したがって、各階の梁３に加わる床等の鉛
直荷重の基礎１への伝達経路は、当該階の梁３を介して
両端部の柱２に各階毎に伝達する経路と、当該階の梁３
に接合する下階の耐震中間柱４に柱軸力として累積的に
伝達し、最下階の梁３、すなわち基礎梁によってスパン
両端部の基礎１に伝達する経路とがあるが、特に、基礎
梁から基礎１に伝達する経路が支配的である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のＲＣ造の短スパ
ンラーメン構造体は、中低層の集合住宅の桁行方向の構
造体としては優れている。しかし、１０階から２５階程
度の高層集合住宅では、骨組の水平耐力のみならず変形
性能に優れ、骨組の弾性域から終局耐力時に至るまで安
定した高度の耐震性能が要求される。特に、前述した各
階の梁３に加わる床等の鉛直荷重の基礎１への伝達経路
を、骨組の弾性域から終局耐力時に至るまで確保するこ
とが必要である。したがって、耐震中間柱４に降伏ヒン
ジを発生させる柱降伏型のメカニズムが重要な眼目とな
る。

【０００８】また、耐震中間柱４をＲＣ造とした短スパ
ンラーメン構造体では、骨組の終局耐力時において、耐
震中間柱４に降伏ヒンジを発生させる柱降伏型のメカニ
ズムを全階に亘って形成することが困難な場合がある。
そして、集合住宅では、図１５および図１６に示すよう
に、耐震中間柱４と梁３のコンクリート断面幅を同一に
する要請がある。これは、室内に柱形を露出させないと
いう建築計画上、施工上のためである。また、梁主筋を
柱主筋の内側に挿通して配筋するので、梁幅を大きくし
ても、梁主筋のかぶり厚さが必要以上に大きくなる。

【０００９】したがって、耐震中間柱４は横長の長方形
断面形となり、梁３のコンクリート断面幅は大きくなる
が、主筋のかぶり厚さが過大になるという難点がある。
また、梁コンクリート断面が大きくなっても重量が増え
るだけで、配筋可能な主筋の本数も制限され、コスト上
の難点になる。このように、耐震中間柱４は横長の長方
形断面であり、せん断破壊を設計上防止するために、断
面降伏曲げ耐力もそれに伴って大きくなってしまう。さ
らに、ＲＣ造の耐震中間柱４の断面降伏耐力の算定式は
理論式ではなく実験式であり、その計算値と実際の耐力
値とにバラツキがあることも設計上考慮すべき事項であ
る。

【００１０】これに対して、梁３の断面降伏耐力を耐震
中間柱４の断面降伏耐力より大きくすることに制約があ
る。なお、集合住宅では全階に亘って同一階高にするこ
とが多く、梁成（梁３の高さ）は全階で同一にするのが
望ましい。

【００１１】ここで、梁３は長期鉛直荷重の影響が大き
いので、長期鉛直荷重と地震力の応力とに対して断面降
伏耐力を検討する必要がある。さらに、梁３はせん断破
壊しないようにせん断補強を充分にしなければならない
が、柱２と耐震中間柱４との間の内法有効スパン長さが
小さい程、せん断補強用の設計せん断力は大きくなるの
が、短スパンラーメン構造体の特色の１つである。この
点で耐震中間柱４のスパン方向の幅（成）は小さい方が
望ましい。

【００１２】また、骨組の終局耐力時において、耐震中
間柱４に降伏ヒンジが発生せず、各階の梁３の中間部に
梁降伏型の降伏ヒンジが発生した場合では、図１７また
は図１８に示すように、スパン内で両端の柱２と梁３と
の接合部端、梁３と耐震中間柱４との接合部端で、最大
４個のヒンジが形成される。なお、図１７において、Ｍ
ｇ１，Ｍｇ２は梁曲げモーメント、Ｍｃ１，Ｍｃ２は柱
曲げモーメント、Ｐｎ（ｎ＝１〜３）は各階における水
平力を示す。また、図１８において、Ｎｎ（ｎ＝１〜
４）は耐震中間柱の各階の柱軸力を示す。

【００１３】このようにスパン中間部に梁降伏ヒンジが
形成された階の梁３は、長期鉛直荷重、地震力に対して
利かない構造部材となり、耐震中間柱４の柱軸力を梁３
として支持することができないので、図１８に点線で示
すように、柱軸力を支持し得る下階の梁３の長期鉛直荷
重が急激に増大することになる。一方、耐震中間柱４の
柱脚部、柱頭部に降伏ヒンジが形成される柱降伏型の骨
組は安定する。

【００１４】ところが、耐震中間柱４の柱降伏型であっ
ても、コンクリート圧縮破壊、せん断破壊の場合には、
耐震中間柱４は柱軸力機能を喪失することがある。ま
た、スパン中間部の梁降伏型、または、耐震中間柱４の
柱降伏型であっても、コンクリート圧縮破壊、せん断破
壊の場合は、耐震中間柱４を立設している骨組の特殊性
から、梁３に加わる床等の鉛直荷重の基礎１への伝達経
路を骨組の弾性域から終局耐力時に至るまで維持するよ
うに、骨組を構成することが必要である。

【００１５】この発明は、低層から高層までの鉄筋コン
クリート造の骨組に、スパン中間部に鉄骨造の耐震中間
柱を立設した混合構造体とすることにより、経済性を損
なうことなく、水平耐力や水平剛性あるいは靭性等の構
造的特性に富み、建築設計の融通性を大幅に向上させる
ことのできる耐震建築構造体を提供するものである。ま
た、耐震中間柱を梁に立設した短スパンラーメン構造体
の特徴を活かしながらも、骨組の終局耐力時において、
耐震中間柱に柱降伏型ヒンジが形成され、降伏後も柱軸
力機能を保持しうる優れた耐震性能を有する耐震建築構
造体を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、柱、梁、耐
震中間柱を備えた骨組で構成され、柱を基礎に立設し、
耐震中間柱を梁のスパン中間部に立設し、柱および梁を
鉄筋コンクリート造にするとともに、耐震中間柱を鉄骨
造にした耐震建築構造体において、梁と耐震中間柱との
接合部における耐震中間柱の断面幅を梁のコンクリート
断面幅よりも小さくし、耐震中間柱が梁のコンクリート
断面内を貫通して上下階に亘って立設し、梁と、梁を貫
通する耐震中間柱との接合部を剛接合部として柱、梁お
よび耐震中間柱で短スパンラーメン構造体を構成し、耐
震中間柱を鉄筋コンクリート部材で被覆するとともに、
この鉄筋コンクリート部材の柱頭部および柱脚部の両方
に、鉄筋コンクリート部材と梁とを構造的に非一体化に
する構造スリットを設けたものである（請求項１）。

【００１７】さらに、耐震中間柱の最下階を無基礎構造
にしたり（請求項２）、耐震中間柱を構成する鉄骨部材
の、梁のコンクリート断面の上下端の近傍に水平補助板
を配置し、耐震中間柱から支圧補強部材を梁のコンクリ
ート断面内へ突出させることによって剛接合部を形成し
たものである（請求項３）。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図に
基づいて説明する。図１はこの発明の耐震建築構造体を
示す正面図に相当する説明図である。図１において、耐
震建築構造体は、前述したように、柱２、梁３、耐震中
間柱４を備えた骨組で構成されている。そして、柱２は
基礎１に立設し、耐震中間柱４は梁３（基礎梁または通
常の梁）のスパン中間部に立設している。また、耐震建
築構造体は、柱２、梁３を鉄筋コンクリート造（ＲＣ
造）とし、耐震中間柱４を鉄骨造とした混合構造体であ
る。

【００１９】なお、骨組とは、柱２、梁３、耐震中間柱
４等の線材、並びに耐震壁、壁ブレース、制振壁等の面
部材を組み合わせた架構を言う。そして、柱２、梁３が
格子状に配置されたラーメン構造体が一般的であるが、
ラーメン構造体はこれに限定されず、任意正面形状の骨
組、一部にトラス構造を含む骨組等であってもよい。ま
た、梁３は、隣接する基礎１同士または柱２同士を各階
毎に横方向に連結する横架材で、最下階の梁（基礎
梁）、２階以上一般階の梁、上下階の梁の間に一体化し
た耐震壁等の面部材を含むものであり、床等の鉛直荷
重、地震力等の水平力に有効な構造部材である。

【００２０】図２はこの発明の第１実施形態における
梁、耐震中間柱および支圧補強部材を示す正面図に相当
する説明図、図３はこの発明の第１実施形態における
梁、耐震中間柱および支圧補強部材を示す平面図に相当
する説明図、図４はこの発明の第１実施形態における
梁、耐震中間柱および支圧補強部材を示す側面図に相当
する説明図、図５はこの発明の第１実施形態における梁
と耐震中間柱との接合部である中間柱接合部を示す正面
図に相当する説明図、図６はこの発明の第１実施形態に
おける中間柱接合部を示す平面図に相当する説明図であ
る。なお、図２において、柱の配筋（主筋、せん断補強
筋）は省略されている。

【００２１】これらの図において、５は耐震中間柱４に
立設された支圧補強部材を示し、梁３のコンクリート断
面内に突出している。６は水平補強板を示す。Ｍｇ１，
Ｍｇ２は梁曲げモーメント、Ｍｃ１，Ｍｃ２は柱曲げモ
ーメント、Ｑｖは鉛直せん断力、Ｑｈは水平せん断力、
Ｄｃは耐震中間柱成、Ｄｇは梁成、Ｂｃは耐震中間柱断
面幅、Ｂｇは梁３のコンクリート断面幅を示す。

【００２２】次に、耐震中間柱４の構成について説明す
る。図２〜図６に示すように、梁３と耐震中間柱４との
接合部（以下、「中間柱接合部」と記す。）における耐
震中間柱４の耐震中間柱断面幅Ｂｃは梁３のコンクリー
ト断面幅Ｂｇよりも小さいので、中間階では、梁３のコ
ンクリート断面内を耐震中間柱４が貫通して上下階に亘
って梁３に立設する状態となる。そして、耐震中間柱４
としてＨ形鋼を使用し、Ｈ形鋼の断面の強軸方向を梁３
の材軸方向に向けてある。

【００２３】なお、Ｈ形鋼の鋼材種別として一般用鋼
材、例えばＳＮ４００Ｂ、ＳＮ４９０Ｂ等を用いること
ができ、Ｈ形鋼の変形性能を利用して構造物の靭性を高
めることができる。そして、耐震中間柱４の鉄骨部材同
士の現場における接合は、図示を省略したが、高力摩擦
ボルト接合、溶接等によって行われている。

【００２４】次に、耐震中間柱４の機能について説明す
る。各図に示すように、耐震中間柱４を配置することに
より、柱本数を増やし、梁３のスパン長さを短くできる
ので、耐震性能に優れた短スパンラーメン構造体を構成
することができる。したがって、耐震中間柱４は耐震建
築構造体の水平剛性、水平耐力を増大させる機能を有す
る。さらに、鉄骨造の耐震中間柱４は、靭性に富むの
で、地震時に端部が降伏しても変形性能を保持し、エネ
ルギーを吸収することができる制振部材として機能す
る。

【００２５】また、耐震中間柱４は、梁３のスパン中間
部に立設しているので、各階の梁３を直接支持する柱軸
力機能を有するとともに、各階の梁３に加わる床等の鉛
直荷重を、当該階の梁３に接合する下階の耐震中間柱４
に柱軸力として累積的に伝達し、最下階の梁３（基礎
梁）によってスパン両端部の基礎１に伝達する柱軸力伝
達機能をも有する。しかし、耐震中間柱４の最下階には
基礎１が設けられていないので、鉛直荷重によって各階
の耐震中間柱４に生じる柱軸力は、スパン両端部の基礎
１に立設された柱２に生じる柱軸力よりも小さなもので
ある。すなわち、柱軸力に関すれば、耐震中間柱４は柱
２と梁３との中間的性質を有する。

【００２６】次に、中間柱接合部の構成について説明す
る。図５および図６に示すように、耐震中間柱４のＨ形
鋼に上下一対で２組の水平補強板６が、梁３のコンクリ
ート断面の上下端の近傍にＨ形鋼のフランジとウェブと
を一体化するように固着され、中間柱接合部とされてい
る。そして、水平補強板６とＨ形鋼のフランジとで補強
されたシアーパネル部（仕口部）が形成される。

【００２７】また、支圧補強部材５はＨ形鋼を使用し、
耐震中間柱４のフランジに溶接で固着されている。な
お、支圧補強部材５とは、耐震中間柱４のフランジ面に
立体的に固着され、梁コンクリート内に突出している突
起部である。そして、中間柱接合部に生じる上下方向の
せん断力に対し、支圧補強部材５と梁コンクリートとの
間のせん断耐力で抵抗する。

【００２８】この支圧補強部材５のＨ形鋼の上下方向の
高さ、水平方向の長さは、梁３もしくは耐震中間柱４の
当該接合部に加わる曲げモーメントＭｇ１，Ｍｇ２，Ｍ
ｃ１，Ｍｃ２によって算定される。なお、支圧補強部材
５の水平方向の長さは、通常５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度
で充分であるが、これに限定されるものではない。した
がって、この発明によると、耐震中間柱４に設ける支圧
補強部材５の突出長さが極端に小さくなるか、支圧補強
部材５を設けなくてよい場合には耐震中間柱４からの突
設部材がなくなるという利点がある。

【００２９】なお、中間柱接合部においては、梁３の主
筋は耐震中間柱４のＨ形鋼のフランジを避けて配筋さ
れ、せん断補強筋（スターラップ）も耐震中間柱４のＨ
形鋼のウェブに貫通孔を設けて断面左右のせん断補強筋
を一体化している。また、梁３は１スパン全長にわたり
耐震中間柱４によって遮断されることのないコンクリー
ト断面および配筋上の構成になっている。これは耐震中
間柱４を補助的な構造部材として扱い、梁３の構造性能
を優先しているからである。

【００３０】次に、剛接合部について説明する。図５に
示すように、中間柱接合部の左右の梁曲げモーメントＭ
ｇ１，Ｍｇ２により、梁３の上下端部近傍に耐震中間柱
４のＨ形鋼との間に生じる圧縮力をコンクリート支圧強
度によって抵抗させる。このため、ＲＣ造の梁３と、梁
３を貫通する耐震中間柱４とが剛接合部を形成する。

【００３１】ここで、コンクリート支圧強度とは、コン
クリートが局部的に圧縮荷重を受けたとき、耐えられる
最大圧縮荷重を荷重作用面積で除した値をいい、周辺コ
ンクリートの拘束作用によって全面圧縮の場合に比べて
大きな圧縮応力に耐えられる。そして、コンクリート支
圧強度Ｆｎは、

【００３２】

【数１】

【００３３】ただし、Ｆｃ：通常の圧縮強度Ａｃ：支圧端から離れて応力が一様分布となったところ
のコンクリートの支承面積Ａ１：局部圧縮を受ける支圧面積と表すことができる。

【００３４】また、剛接合部とは、接合された梁３と耐
震中間柱４との相互の角度（変形後の各部材の節点にお
ける接線相互のなす角度）が外力を受けても変化しない
ようにした接合をいい、ラーメン構造体の接合部は剛接
合部である。しかし、この発明では、剛接合部に、角度
が同一な完全な剛接合部の他に、例えば中間柱接合部の
構成部材が降伏して角度が変化する不完全な剛接合部を
も含むものとする。

【００３５】このように剛接合部を形成するとき、中間
柱接合部にせん断力が生じるが、耐震中間柱４のＨ形鋼
のウェブのせん断耐力、耐震中間柱４のＨ形鋼のフラン
ジと上下一対の水平補強板６とで囲まれたコンクリート
のせん断耐力、支圧補強部材５とコンクリートとの間の
せん断耐力の３要素によって抵抗する。なお、中間柱接
合部のせん断力が充分である場合は、支圧補強部材５を
省略することができる。

【００３６】次に、最上階または最下階の中間柱接合部
について説明する。まず、最下階では、図示を省略する
が、耐震中間柱４を最下階の梁３（基礎梁）のコンクリ
ート断面内に埋入するか、または、最下階の梁３（基礎
梁）の上端部に鉄骨ベースプレートを載置し、アンカー
ボルトを梁３（基礎梁）のコンクリート内に定着させて
もよい。次に、最上階では、図示を省略するが、耐震中
間柱４を梁３のコンクリート断面内に埋入する。

【００３７】図７はこの発明において骨組の終局耐力時
に各階の梁に梁降伏型の降伏ヒンジが発生し、各階の耐
震中間柱に柱降伏型の降伏ヒンジが発生した場合の説明
図、図８はこの発明において骨組の終局耐力時に各階の
梁に梁降伏型の降伏ヒンジが発生し、各階の耐震中間柱
に柱降伏型の降伏ヒンジが発生した場合の水平力による
曲げモーメントの詳細説明図、図９はこの発明において
骨組の終局耐力時に各階の梁に梁降伏型の降伏ヒンジが
発生し、各階の耐震中間柱に柱降伏型の降伏ヒンジが発
生した場合における長期荷重による下階の梁の曲げモー
メント、耐震中間柱の柱軸力の詳細説明図である。

【００３８】これらの図において、Ｐｎ（ｎ＝１〜１
２）は各階における水平力、Ｍｇ１，Ｍｇ２は梁曲げモ
ーメント、Ｍｃ１，Ｍｃ２は柱曲げモーメント、Ｎｎ
（ｎ＝１〜４）は柱軸力を示す。

【００３９】次に、骨組の崩壊形式（メカニズム）につ
いて説明する。耐震建築構造体の耐震性能を評価する手
段として、骨組の終局耐力時の崩壊形式があり、一般の
ラーメン構造体では、中間階で梁降伏型、最下階で柱降
伏型が望ましいとされている。したがって、耐震建築構
造体において、スパン両端部の柱２と梁３との接合部で
は、中間階で梁降伏型、最下階で柱降伏型になるように
設計する。

【００４０】ところが、耐震中間柱４を梁３のスパン中
間部に立設させている特徴から、中間柱接合部では、最
下階のみならず中間階でも耐震中間柱４の柱降伏型が望
ましい。ここで、骨組の終局耐力とは、これ以上の水平
力を受けると骨組が崩壊する最大限の水平耐力で、保有
水平耐力とも言う。

【００４１】骨組の終局耐力時において、中間柱接合部
近傍の位置に、耐震中間柱４の断面降伏耐力を梁３の断
面降伏耐力よりも小さくするように設計することによっ
て柱降伏型の降伏ヒンジを形成する。この場合、耐震中
間柱４は、各階の柱頭部、柱脚部に降伏ヒンジが形成さ
れ、降伏後に一定の降伏曲げモーメントを保持した仮想
の両端ピン部材となり、制振部材として機能する。した
がって、梁３はスパン中間部で梁降伏ヒンジが形成され
ないので、骨組全体は弾性域から終局耐力時に至るまで
安定した構造体となる。

【００４２】骨組の最終的な崩壊形式は、各階の耐震中
間柱４の柱頭部、柱脚部に柱降伏ヒンジ（図７〜図９に
おける黒丸印）が形成され、各階のスパン両端部で柱２
と梁３との接合部に梁降伏ヒンジ（図７〜図９における
白丸印）が形成されて安定したものになる。なお、図７
は各階の中間階の耐震中間柱４に柱降伏型の降伏ヒンジ
が発生した骨組の終局耐力時の崩壊形式を示している
が、この場合、耐震中間柱４を介して鉛直荷重が下階の
梁３に急激に伝達されることはない。

【００４３】しかし、この発明ではこれに限定されるも
のではなく、一部の階の梁３のスパン中間部に梁降伏ヒ
ンジが形成される場合であってもよく、この場合、当該
梁降伏ヒンジが形成された梁３に接合している下階の耐
震中間柱４は少なくとも柱軸力機能を保持することが必
要である。このためには、当該耐震中間柱４に生じてい
る軸力よりも当該耐震中間柱４の断面圧縮座屈耐力を大
きくすることにより、耐震中間柱４に生じている軸力を
下階の梁３に伝達することができるように形成する。

【００４４】上述したように、中間柱接合部では最下階
のみならず中間階でも耐震中間柱４の柱降伏型になるよ
うになされ、各階の梁３のスパン中間部に梁降伏ヒンジ
が形成されないので、耐震中間柱４に柱軸力として下階
に流れていた荷重が、当該階の梁３の長期鉛直荷重を急
激に増大させることがなくなる。すなわち、当該階の梁
３を介して両端部の柱２に各階毎に伝達する経路と、当
該階の梁３に接合する下階の耐震中間柱４に柱軸力とし
て累積的に伝達し、最下階の梁３（基礎梁）によってス
パン両端部の基礎１に伝達する経路という、各階の梁３
に加わる床等の鉛直荷重の基礎１への伝達経路が、骨組
の弾性域から終局耐力時に至るまで安定して確保され
る。

【００４５】また、耐震中間柱４は、鉄骨部材であるの
で、曲げ降伏を許容するが、圧縮座屈、せん断破壊を防
止することが容易であり、柱降伏ヒンジが形成されても
柱軸力機能を喪失することがない。さらに、中間柱接合
部で耐震中間柱４の断面幅を梁３のコンクリート断面幅
よりも小さくしているので、耐震中間柱４の断面降伏曲
げ耐力を、コンクリート造の梁３の断面降伏曲げ耐力よ
りも小さくすることが容易である。そして、耐震中間柱
４は鉄骨造なので、断面降伏耐力をＲＣ造よりも正確に
計算することができる。

【００４６】また、耐震中間柱４は高い靭性を有してい
るので、変形能力がＲＣ造の柱、梁からなるラーメン構
造体よりも格段に優れている。したがって、ＲＣ造ラー
メン構造体が降伏しても、鉄骨造である耐震中間柱４は
優れた変形追従能力を発揮する。また、耐震中間柱４の
断面幅を梁３のコンクリート断面幅よりも小さくし、中
間階で耐震中間柱４が梁３のコンクリート断面内を貫通
して上下階に亘って立設しているので、梁３は１スパン
全長にわたり耐震中間柱４によって遮断されることのな
いコンクリート断面および配筋になり、梁幅は耐震中間
柱４の鉄骨部材を避けて梁主筋を配筋することに必要な
幅であればよく、梁主筋のかぶり厚さも適正に保持され
る。

【００４７】そして、中間柱接合部は、梁３のコンクリ
ート支圧強度によって梁３と耐震中間柱４とが剛接合部
を形成するので、耐震中間柱４に設ける支圧補強部材５
の突出長さは極端に小さくなるか、支圧補強部材５を設
けなくてよい場合には耐震中間柱４からの突設部材がな
くなるという利点がある。また、中間柱接合部の構成が
簡単になるので、梁コンクリート打設の施工性向上、Ｒ
Ｃ造梁がスパン全長に亘って耐震中間柱４で遮断されな
い構造部材としての一体化、耐震中間柱４の鉄骨部材を
組立材ではなく単一材とする設計上の融通性、コストダ
ウン等の利点がある。そして、耐震中間柱４のスパン方
向の幅は小さいので、柱２と耐震中間柱４との内法有効
スパン長が小さくなり、ＲＣ造の梁３のせん断補強が容
易になる。

【００４８】図１０はこの発明の第２実施形態である耐
震建築構造体の中間柱接合部を示す正面図に相当する説
明図、図１１はこの発明の第２実施形態である耐震建築
構造体の中間柱接合部を示す平面図に相当する説明図で
ある。この第２実施形態は、耐震中間柱４をＨ形鋼と
し、支圧補強部材５を山形鋼とし、水平補強板６の１組
を３枚にするとともに、耐震中間柱４のＨ形鋼のウェブ
の両面にシアーパネル補強板７を取り付けたものであ
る。

【００４９】このように構成することにより、第１実施
形態と同様な効果を得ることができる。

【００５０】次に、この発明の第３実施形態である耐震
建築構造体について説明する。この発明の第３実施形態
は、靭性に富む極低降伏点鋼によって耐震中間柱を形成
したものである。このように、耐震中間柱を靭性鋼材に
よる鉄骨造とする場合、靭性性能に優れた極低降伏点鋼
とするのがよい。これは、一般用鋼材の伸び性能が破断
時で２０％であるのに対し、靭性鋼材の伸び性能は破断
時で４０％以上であり、しかも、靭性鋼材の降伏点強度
は一般用鋼材よりも小さい値を示すからである。

【００５１】すなわち、靭性鋼材は低い強度で降伏する
が、降伏後破断まで靭性に富んだ性能を発揮する。そし
て、耐震中間柱にＨ形鋼を使用する場合、フランジとウ
エブとのいずれか一方が靭性鋼材で、他方が一般鋼材で
あってもよい。また、靭性鋼材はＨ形鋼に限定されるも
のではなく、他の形状の部材断面であってもよい。

【００５２】図１２はこの発明の第４実施形態である耐
震建築構造体の要部を示す正面図に相当する説明図、図
１３はこの発明の第４実施形態である耐震建築構造体の
要部を示す平面図に相当する説明図である。図１２また
は図１３において、８は耐震中間柱４の鉄骨部材を被覆
する鉄筋コンクリート部材、９は鉄筋コンクリート部材
８の柱頭部および柱脚部の少なくとも一方（望ましくは
両方）に所定の幅および所定の深さで周設された構造ス
リットを示す。

【００５３】このように構造スリット９を設けると、耐
震中間柱４の鉄筋コンクリート部材８の主筋は構造スリ
ット９の直前で停止し、構造スリット９を通過して梁３
の鉄筋コンクリート部材内に連結されないので、耐震中
間柱４の鉄筋コンクリート部材８が梁３の鉄筋コンクリ
ート部材と構造的に一体化せず、耐震中間柱４を鉄骨造
部材として機能させることができる。

【００５４】また、梁３と耐震中間柱４とのコンクリー
トを現場で同時に打設することにより、耐震中間柱４の
鉄骨部材の耐火被覆、乾式の仕上げ材工事を省略するこ
とができる。なお、耐震中間柱４の鉄骨部材を鉄筋コン
クリート部材８で被覆する代わりに、鉄骨部材をプレキ
ャストコンクリート板、ＡＬＣ板等の乾式の仕上げ材と
して被覆してもよい。

【００５５】図１４はこの発明の第５実施形態である耐
震建築構造体を示す正面図に相当する説明図である。図
１４において、１０はラーメン構造体の内部に組み込ま
れた耐震壁、１１はラーメン構造体の内部に組み込まれ
たブレース（筋違）を示す。

【００５６】図１４に示すように、耐震中間柱４は、必
ずしも最下階の梁３（基礎梁）から立設させる必要はな
く、任意の中間階の梁３から任意の階数に亘って立設し
てもよく、さらに、スパン方向に立設してもよいので、
建物の平面計画上の融通性を担保することができる。ま
た、ラーメン構造体の内部に耐震壁１０またはブレース
１１を組み込むこともできる。

【００５７】上記した実施形態は、いずれもこの発明を
集合住宅の桁行方向に適用した例で説明したが、これに
限定されるものではなく、集合住宅の桁行方向以外にも
適用することができる。また、集合住宅の基準階の平面
形式は片廊下方式、中廊下方式に限定されず、中空コア
ー方式、雁行方式等であってもよい。さらに、建物の用
途も集合住宅に限定されず、事務所、ホテル等の他の用
途の建物の構造物にも幅広く適用することができるとと
もに、低層から高層に亘る広範囲な建物に適用すること
ができる。

【００５８】そして、基礎構造体を杭基礎にした例で説
明したが、これに限定されるものではなく、直接基礎で
あってもよい。また、ＲＣ造は、コンクリート現場打ち
でも、プレキャストコンクリート部材にしてもよい。さ
らに、耐震中間柱４の鉄骨部材の断面形状は、Ｈ形鋼の
他に、鋼管、箱形鋼管等の単一部材、または十字状組立
材、またはその他の形状であってもよい。そして、梁３
の最下階のもの、すなわち基礎梁は鉄筋コンクリート造
とするのが一般的であるが、これに限定されず、例えば
鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、プレストレスト鉄筋
コンクリート造であってもよい。

【００５９】また、耐震中間柱４を１スパンの梁３に１
本立設させた例で説明したが、１スパンの梁３に複数本
の耐震中間柱４を立設させてもよい。そして、通常、梁
３のコンクリートと、梁鉄骨のブラケットのＨ形鋼との
付着強度による中間柱接合部の場合、耐震中間柱４に一
体化される梁鉄骨のブラケットの長さは１０００ｍｍ程
度になるのが一般的であり、コンクリートの支圧強度に
よる剛接合部の支圧補強部材の突設長よりも大きくな
る。したがって、梁３のスパン長さが短い短スパンラー
メン構造体では、梁３のスパン長さに占める梁鉄骨のブ
ラケットの長さが大きくなるが、これでもよい。このよ
うに梁鉄骨のブラケットの長さが長くする場合、図１４
に示すように、任意の中間階の梁３から耐震中間柱４を
立設させるとき等に好適である。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、低層
から高層までの鉄筋コンクリート造の骨組に、スパン中
間部に鉄骨造の耐震中間柱を立設した混合構造体とする
ことにより、経済性を損なうことなく、水平耐力や水平
剛性あるいは靭性等の構造的特性に富み、建築設計の融
通性を大幅に向上させることのできる耐震建築構造体を
提供できる。また、耐震中間柱を梁に立設した短スパン
ラーメン構造体の特徴を活かしながらも、骨組の終局耐
力時において、耐震中間柱に柱降伏型ヒンジが形成さ
れ、降伏後も柱軸力機能を保持しうる優れた耐震性能を
有する耐震建築構造体を提供できる。

【００６１】請求項１の発明によれば、柱および梁を鉄
筋コンクリート造にするとともに、耐震中間柱を鉄骨造
にしたので、耐震中間柱は曲げ降伏を許容するが、圧縮
座屈、せん断破壊を防止することが容易であり、柱降伏
ヒンジが形成されても柱軸力機能を喪失することがな
い。また、耐震中間柱は高い靭性を有しているので、変
形能力がＲＣ造の柱、梁からなるラーメン構造体よりも
格段に優れている。したがって、ＲＣ造ラーメン構造体
が降伏しても、鉄骨造である耐震中間柱は優れた変形追
従能力を発揮する。

【００６２】そして、梁と耐震中間柱との接合部におけ
る耐震中間柱の断面幅を梁のコンクリート断面幅よりも
小さくし、耐震中間柱を、梁のコンクリート断面内を貫
通させて上下階に亘って立設させたので、耐震中間柱の
断面降伏曲げ耐力を、コンクリート造の梁の断面降伏曲
げ耐力よりも小さくすることが容易である。また、梁は
１スパン全長にわたり耐震中間柱によって遮断されるこ
とのないコンクリート断面および配筋になり、梁幅は耐
震中間柱の鉄骨部材を避けて梁主筋を配筋することに必
要な幅であればよく、梁主筋のかぶり厚さも適正に保持
される。

【００６３】そして、耐震中間柱を鉄筋コンクリート部
材で被覆するとともに、この鉄筋コンクリート部材の柱
頭部および柱脚部の両方に、鉄筋コンクリート部材と梁
とを構造的に非一体化にする（一体化しない）構造スリ
ットを設けたので、耐震中間柱の鉄筋コンクリート部材
の主筋は構造スリットの直前で停止し、構造スリットを
通過して梁の鉄筋コンクリート部材内に連結されなくな
ることにより、耐震中間柱の鉄筋コンクリート部材が梁
の鉄筋コンクリート部材と構造的に一体化せず、耐震中
間柱を鉄骨造部材として機能させることができます。ま
た、梁と耐震中間柱とのコンクリートを現場で同時に打
設することにより、耐震中間柱の鉄骨部材の耐火被覆、
乾式の仕上げ材工事を省略することができます。

【００６４】請求項２の発明によれば、耐震中間柱の最
下階を無基礎構造にしたので、鉛直荷重によって各階の
耐震中間柱に生じる柱軸力は、スパン両端部の基礎に立
設された柱に生じる柱軸力よりも小さなものとなる。す
なわち、柱軸力に関すれば、耐震中間柱は柱と梁との中
間的性質を有すものとなる。請求項３の発明によれば、
耐震中間柱を構成する鉄骨部材の、梁のコンクリート断
面の上下端の近傍に水平補助板を配置し、耐震中間柱か
ら支圧補強部材を梁のコンクリート断面内へ突出させる
ことによって剛接合部を形成したので、中間柱接合部に
生じるせん断力を、支圧補強部材とコンクリートとの間
のせん断耐力で抵抗する。したがって、耐震中間柱に設
ける支圧補強部材の突出長さを極端に小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の耐震建築構造体を示す正面図
に相当する説明図である。

【図２】この発明の第１実施形態における梁、耐震中間
柱および支圧補強部材を示す正面図に相当する説明図で
ある。

【図３】この発明の第１実施形態における梁、耐震中間
柱および支圧補強部材を示す平面図に相当する説明図で
ある。

【図４】この発明の第１実施形態における梁、耐震中間
柱および支圧補強部材を示す側面図に相当する説明図で
ある。

【図５】この発明の第１実施形態における中間柱接合部
を示す正面図に相当する説明図である。

【図６】この発明の第１実施形態における中間柱接合部
を示す平面図に相当する説明図である。

【図７】この発明において骨組の終局耐力時に各階の梁
に梁降伏型の降伏ヒンジが発生し、各階の耐震中間柱に
柱降伏型の降伏ヒンジが発生した場合の説明図である。

【図８】この発明において骨組の終局耐力時に各階の梁
に梁降伏型の降伏ヒンジが発生し、各階の耐震中間柱に
柱降伏型の降伏ヒンジが発生した場合の水平力による曲
げモーメントの詳細説明図である。

【図９】この発明において骨組の終局耐力時に各階の梁
に梁降伏型の降伏ヒンジが発生し、各階の耐震中間柱に
柱降伏型の降伏ヒンジが発生した場合における長期鉛直
荷重による下階の梁の曲げモーメント、耐震中間柱の柱
軸力の詳細説明図である。

【図１０】この発明の第２実施形態である耐震建築構造
体の中間柱接合部を示す正面図に相当する説明図であ
る。

【図１１】この発明の第２実施形態である耐震建築構造
体の中間柱接合部を示す平面図に相当する説明図であ
る。

【図１２】この発明の第４実施形態である耐震建築構造
体の要部を示す正面図に相当する説明図である。

【図１３】この発明の第４実施形態である耐震建築構造
体の要部を示す平面図に相当する説明図である。

【図１４】この発明の第５実施形態である耐震建築構造
体を示す正面図に相当する説明図である。

【図１５】従来例における梁および耐震中間柱を示す正
面図に相当する説明図である。

【図１６】従来例における梁および耐震中間柱を示す平
面図に相当する説明図である。

【図１７】従来例において骨組の終局耐力時に各階の梁
に梁降伏型の降伏ヒンジが発生した場合の詳細説明図で
ある。

【図１８】従来例において骨組の終局耐力時に各階の梁
に梁降伏型の降伏ヒンジが発生した場合における下階の
梁の長期鉛直荷重による曲げモーメント変化の詳細説明
図である。

【符号の説明】

１基礎２柱３梁４耐震中間柱５支圧補強部材６水平補強板７シアーパネル補強板８鉄筋コンクリート部材９構造スリット１０耐震壁１１ブレース

フロントページの続き (56)参考文献特開平９−177171（ＪＰ，Ａ) 特開平５−149024（ＪＰ，Ａ) 特開平10−82201（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−29401（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04H 9/02 301 E04H 9/02 321 E04B 1/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】柱、梁、耐震中間柱を備えた骨組で構成
され、前記柱を基礎に立設し、前記耐震中間柱を前記梁のスパン中間部に立設し、前記柱および前記梁を鉄筋コンクリート造にするととも
に、前記耐震中間柱を鉄骨造にした耐震建築構造体におい
て、前記梁と前記耐震中間柱との接合部における前記耐震中
間柱の断面幅を前記梁のコンクリート断面幅よりも小さ
くし、前記耐震中間柱が前記梁のコンクリート断面内を貫通し
て上下階に亘って立設し、前記梁と、前記梁を貫通する前記耐震中間柱との接合部
を剛接合部として前記柱、前記梁および前記耐震中間柱
で短スパンラーメン構造体を構成し、前記耐震中間柱を鉄筋コンクリート部材で被覆するとと
もに、この鉄筋コンクリート部材の柱頭部および柱脚部
の両方に、前記鉄筋コンクリート部材と前記梁とを構造
的に非一体化にする構造スリットを設けた、ことを特徴とする耐震建築構造体。
【請求項２】請求項１に記載の耐震建築構造におい
て、前記耐震中間柱の最下階を無基礎構造にした、ことを特徴とする耐震建築構造体。
【請求項３】請求項１に記載の耐震建築構造におい
て、前記耐震中間柱を構成する鉄骨部材の、前記梁のコンク
リート断面の上下端の近傍に水平補助板を配置し、前記耐震中間柱から支圧補強部材を前記梁のコンクリー
ト断面内へ突出させることによって剛接合部を形成し
た、ことを特徴とする耐震建築構造体。