JPH10169095A

JPH10169095A - 耐震ダンパーを内蔵した柱と耐震柱を備えたラーメン構造骨組

Info

Publication number: JPH10169095A
Application number: JP34661296A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Oki; 利文大木
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-06-23
Anticipated expiration: 2016-12-09
Also published as: JP3533301B2

Abstract

(57)【要約】【課題】地震エネルギーの吸収能力に優れ、しかも、
大地震の際の地震入力エネルギーを主体構造を塑性変形
させることなく吸収することが出来、従って、地震後の
補修の容易な建築物の骨組構造を実現する。【解決手段】鉛直荷重を支持する鋼管製の一対のフラ
ンジ(５)(５)と、それらフランジ(５)(５)間を連結する
多数のスリット付ウェブ(６)とによって耐震性(１)を構
成し、また、この耐震柱(１)を必要により支持柱(２)と
組み合わせて骨組を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】この発明は、耐震ダンパーを内蔵した柱と
そのような耐震柱を含んで構成される建築物のラーメン
構造骨組に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、建築物において地震エネルギーを
吸収させる手段として、ラーメン構造とブレース構造と
が用いられている。

【０００４】これらのうち、ラーメン構造は、通常の地
震エネルギーに対しては、その構造体の弾性の範囲で吸
収させ、それを越える最大級の地震エネルギーに対して
は、常時荷重を支持している梁両端又は柱の塑性変形に
よって吸収させるようにしたものである。

【０００５】他方、ブレース構造は、通常の地震エネル
ギーに対してはそのブレースの弾性の範囲で吸収させ、
最大級の地震エネルギーに対しては同じくブレースの塑
性変形によって吸収させるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造におい
て、ラーメン構造では、主体構造の弾性の範囲を越える
大地震のエネルギーが働くと、主体構造である梁又は柱
が塑性変形してそのエネルギーを吸収することによっ
て、建物の倒壊を免れ人命を守ることができる。しかし
ながら、常時荷重を支える主体構造が塑性変形するた
め、地震後の再利用が難しく、取り壊すことを前提にし
たものであって、結果として財産価値を保護することが
出来ない不都合がある。

【０００７】これに対して、ブレース構造では、大地震
に対して常時荷重を支持していないブレースを、上記の
ようにうまく塑性化させることが出来れば、ラーメン構
造に比べ補修が容易となり財産的価値は維持しやすい。
しかしながら、ブレースを配置すると開口部を取ること
が出来ないため、ブレースの配置に制約を受け設計が困
難となる。更に、ブレース構造はそれ自身エネルギーの
吸収能力が低いという欠点がある。

【０００８】この発明は、このような従来の欠点を解消
して、地震エネルギーの吸収能力に優れ、しかも、大地
震の際の地震入力エネルギーを主体構造を塑性変形させ
ることなく吸収することが出来、従って、地震後の補修
の容易な柱と建築物の骨組構造を実現することを目的と
してなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の柱は、多数のスリットを備えたダンパー
要素としての鋼板製のウェブと鋼管製の一対のフランジ
とからなることを特徴とするものである。

【００１０】上記において、望ましくは、ウェブとフラ
ンジとは高力ボルトによって接合される。

【００１１】同じく、望ましくは、フランジの側面に長
手方向に沿って繋ぎプレートが突設され、ウェブの端部
をこの連結プレートへ重ねて接合してあるものが提供さ
れる。

【００１２】更に、ウェブは、前記連結プレートの両面
へ重ねられる２枚の鋼板からなるものが考えられる。

【００１３】その際、フランジの下端に梁又は土台へ接
合するための接合プレートが取り付けたものが、好適に
用いられる。

【００１４】更に、望ましくは、フランジの端面にその
フランジの延長方向に向けて小断面の柱脚部材を突設し
て、この柱脚部材の先端に前記接合プレートを取り付
け、且つ、その接合プレートとフランジ端部間にリブ板
を取り付けたものが提供される。

【００１５】また、上記課題を解決するためのこの発明
のラーメン構造骨組は、多数のスリットを備えたダンパ
ー要素としての鋼板製のウェブと鋼管製の一対のフラン
ジとからなる耐震性柱を含んで構成されることを特徴と
する。

【００１６】この発明の他のラーメン構造骨組は、多数
のスリットを備えたダンパー要素としての鋼板製のウェ
ブと鋼管製の一対のフランジとからなる耐震柱と、垂直
荷重を支持する支持柱とを要所要所に配置することを特
徴とする。

【００１７】上記ラーメン構造骨組において、望ましく
は、各柱に対して梁が水平方向に貫通した梁勝ち構造で
あるものが用いられる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の建築物におけ
るラーメン構造骨組の概略を示している。図において
(１)が、耐震ダンパーを内蔵した柱(耐震柱と称する)、
(２)が支持柱を示している。(３)は土台であり、(４)
(４)…は梁を示している。耐震柱(１)と土台(３)及び梁
(４)との接合部は剛接合であり、支持柱(２)の両端はピ
ン接合によって土台(３)及び梁(４)へ接合されている。
また、骨組全体は、梁(４)(４)…が水平方向に貫通した
梁勝ち構造であり、従って、耐震柱(１)及び支持柱(２)
の水平方向の取付け位置は、自由に移動させることがで
き、これらを要所要所に配置して、必要な個所に任意の
大きさの開口部を取れるように構成する。支持柱(２)は
鉛直荷重を支持するためのものである。

【００１９】図２以下は、上記耐震柱(１)の構造とその
取付け構造を示している。図において、(５)(５)は、角
形鋼管からなる左右一対のフランジ、(６)は、これらの
フランジ(５)(５)間に取り付けられる鋼板製のウェブを
示している。ウェブ(６)は、その幅方向の中央部分にお
いて、横長のスリット(７)(７)…を上下方向に多数並べ
て形成した２枚の鋼板(９)(９)からなるものである。角
形鋼管からなるフランジ(５)(５)の対向側面には、それ
ぞれその長手方向、すなわち、上下方向に沿って帯状の
連結プレート(８)(８)が一体に突設されている。

【００２０】そして、前記鋼板(９)(９)を、その幅方向
の両端部を前記連結プレート(８)(８)の表裏両面側から
重ねるとともに、その重ね部分において、互いに合致す
るようにして形成されたボルト穴へ高力ボルト(12)(12)
を差し込んで、ナット(３)を締め付けて、これら鋼板
(９)(９)からなるウェブ(７)と鋼管製のフランジ(５)
(５)とが一体となった耐震柱(１)が組み立てられてい
る。高力ボルト(12)(12)は、上下方向の間隔を置いて多
数取り付けられている。フランジ(５)(５)は、丸形鋼管
を用いることも可能である。

【００２１】なお、図２及び図３で示すように、フラン
ジ(５)(５)は、前記ウェブ(７)よりも短く、その両先端
に、接合プレート(13)を介して小断面の丸形鋼管からな
る柱脚部材(14)が、フランジ(５)延長方向に突設されて
いる。これらの柱脚部材(14)先端に、接合プレート(15)
(15)がそれぞれ一体に固着され、更に、その接合プレー
ト(15)と前記エンドプレート(13)との間において、柱脚
部材(14)の外周部分に４枚のリブ板(16)が断面十字形に
固着されている。リブ板(16)の上下端は、エンドプレー
ト(13)又は接合プレート(15)へ接合され、その一つのリ
ブ板(16)の先端は、前記連結プレート(８)の端面にも接
合されている。

【００２２】各接合プレート(15)(15)…は、それぞれ対
応する土台(３)及び梁(４)の対向面に高力ボルト(17)に
よって剛接合される。土台(３)及び梁(４)は、何れもＨ
形鋼からなるもので、そのフランジ(18)部分に、それら
の接合プレート(15)(15)…を接合するようにしてある。

【００２３】図５は、耐震柱(１)下端部分における土台
(３)と基礎(20)との接合構造を示したもので、Ｈ形鋼か
らなる土台(３)は、その下部フランジ(21)部分におい
て、基礎(20)のアンカーボルト(22)へ接合されている。
(23)は、ＡＬＣ板からなる床である。土台(３)の外側面
側は、コンクリートブロック(25)によって被覆されてい
る。耐震柱(１)に働く鉛直荷重は、土台(３)を介して基
礎(20)側に伝えられる。他方、地震の際の１階からの曲
げモーメントは、土台(３)部分で吸収されて基礎(20)側
には殆ど伝達されない構造となっている。(24)は、外壁
材である。

【００２４】上記において、耐震柱(１)は、通常の地震
エネルギーが作用した場合、前記スリット(７)(７)を形
成したウェブ(６)が、そのスリット(７)部分で弾性変形
することによって吸収し、大地震の際の強大なエネルギ
ーが作用すると、このスリット(７)部分が塑性変形する
ことによって、フランジ(５)(５)が塑性変形するのを防
止する。このため、建物自体の荷重は、このフランジ
(５)(５)部分で支持された状態にあるから、前記高力ボ
ルト(12)(12)…を取り外すことによって、このウェブ
(６)部分を交換して取り付けることができる。したがっ
て、建物を取り壊す必要がなく、このような大地震の災
害復旧を低コストで速やかに行うことが可能である。

【００２５】なお、鋼板(９)(９)とフランジ(５)との連
結は高力ボルト(12)によらず、溶接等によって取り替え
可能にすることも可能であるが、望ましくはこのような
高力ボルト(12)が用いられる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明の耐震柱では、
多数のスリットを形成したウェブの変形によって地震エ
ネルギーを吸収し、かつ、大地震の際にはこのウェブ部
分が塑性変形するのみでフランジ側は塑性変形すること
がないから、このウェブ部分を取り替えるのみで、災害
復旧を迅速に、かつ、最小限の経費で行うことができ
る。そのため、従来のように、建物全体を塑性変形させ
て後で、取り壊すようなものと異なって遙かに経済的で
迅速な災害復旧が可能となる効果が得られる。

【００２７】また、この発明のラーメン構造骨組では、
上記のような耐震柱を用いることにより、同様にして地
震の際の災害復旧を経済的、且つ、迅速に行うことがで
きるという効果が得られる。

【００２８】その際、支持柱を組み合わせて用いること
により、建物全体の荷重を効果的に支持しつつ、できる
だけ大きな開口部を取ることが可能となる。併せて、梁
勝ち構造とすることで、開口部の配置の自由度を増大で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のラーメン構造骨組の概略図である。

【図２】この発明の耐震ダンパーを備えた柱の取付け部
分の全体側面図である。

【図３】同じく要部の拡大側面図である。

【図４】同じくこの発明の耐震柱の要部横断面図であ
る。

【図５】同じく耐震柱及び土台と基礎との接合部の縦断
面図である。

【符号の説明】

(１) 耐震柱 (２) 支持柱 (３) 土台 (４) 梁 (５) フランジ (６) ウェブ (７) スリット (８) 連結プレート (９) 鋼板 (12) 高力ボルト (14) 柱脚部材 (15) 連結プレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数のスリットを備えたダンパー要素と
しての鋼板製のウェブと鋼管製の一対のフランジとから
なることを特徴とする耐震ダンパーを内蔵した柱。
【請求項２】前記ウェブとフランジとを高力ボルトに
よって接合してあることを特徴とする請求項１記載の耐
震ダンパーを内蔵した柱。
【請求項３】フランジの側面に長手方向に沿って連結
プレートが突設され、ウェブの端部をこの連結プレート
へ重ねて接合してあることを特徴とする請求項１又は２
記載の耐震ダンパーを内蔵した柱。
【請求項４】ウェブは、前記連結プレートの両面へ重
ねられる２枚の鋼板からなるなるものであることを特徴
とする請求項３記載の耐震ダンパーを内蔵した柱。
【請求項５】フランジの下端に梁又は土台へ接合する
ための接合プレートが取り付けてある請求項１から４の
何れかに記載した耐震ダンパーを内蔵した柱。
【請求項６】フランジの端面にそのフランジの延長方
向に向けて小断面の柱脚部材を突設して、この柱脚部材
の先端に前記接合プレートを取り付け、且つ、その接合
プレートとフランジ端部間にリブ板を取り付けた請求項
５記載の耐震ダンパーを内蔵した柱
【請求項７】多数のスリットを備えたダンパー要素と
しての鋼板製のウェブと鋼管製の一対のフランジとから
なる耐震柱を含んで構成されることを特徴とする耐震柱
を備えたラーメン構造骨組。
【請求項８】多数のスリットを備えたダンパー要素と
しての鋼板製のウェブと鋼管製の一対のフランジとから
なる耐震柱と、垂直荷重を支持する支持柱とを要所要所
に配置することを特徴とするラーメン構造骨組。
【請求項９】各柱に対して梁が水平方向に貫通した梁
勝ち構造であることを特徴とする請求項７又は８記載の
ラーメン構造骨組。