(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023058114
(43)【公開日】2023-04-25
(54)【発明の名称】建物構造
(51)【国際特許分類】
E04H 9/02 20060101AFI20230418BHJP
E04B 5/43 20060101ALI20230418BHJP
F16F 15/06 20060101ALI20230418BHJP
【ＦＩ】
E04H9/02 311
E04H9/02 351
E04B5/43 H
F16F15/06 G
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021167897
(22)【出願日】2021-10-13
(71)【出願人】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 祐一
(72)【発明者】
【氏名】古賀 美宏
(72)【発明者】
【氏名】後藤 めぐみ
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 征晃
【テーマコード（参考）】
2E139
3J048
【Ｆターム（参考）】
2E139AA01
2E139AC26
2E139AC27
2E139AC33
2E139AC65
2E139AC67
2E139AC68
2E139AD01
2E139BA08
2E139BA12
2E139BA14
2E139BD02
2E139BD06
3J048AA06
3J048AB01
3J048BC09
3J048BE10
3J048EA38
(57)【要約】
【課題】安定的に振動エネルギーを吸収することができる建物構造を提供する。
【解決手段】建物構造は、柱梁架構４０の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレース５３が鉛直方向に連続して設置された連層ブレース５１と、連層ブレース５１に隣接する柱梁架構４０ｓ内に設けられる制振梁５５と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】建物構造は、柱梁架構４０の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレース５３が鉛直方向に連続して設置された連層ブレース５１と、連層ブレース５１に隣接する柱梁架構４０ｓ内に設けられる制振梁５５と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱梁架構の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレースが鉛直方向に連続して設置された連層ブレースと、
前記連層ブレースに隣接する柱梁架構内に設けられる制振梁と、を備えることを特徴とする建物構造。
前記連層ブレースに隣接する柱梁架構内に設けられる制振梁と、を備えることを特徴とする建物構造。
【請求項2】
前記制振梁の上方には床スラブが設けられ、
前記制振梁と、前記床スラブとの間には、隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物構造。
前記制振梁と、前記床スラブとの間には、隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物構造。
【請求項3】
前記連層ブレースは、地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の建物構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建物内部にブレース、および振動エネルギーを吸収する制振梁が設置された建物構造に関する。
【背景技術】
【0002】
建物の地震に対する性能を高めるため、様々な提案がなされている。
例えば特許文献１には、上下方向に隣接して設けられた複数の水平部材と、各水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、水平部材の下方に設けられると共に、第１ブレース体に対して相対変位する第２ブレース体と、第１ブレース体と第２ブレース体とに連結される制振ダンパーと、を備える構成が開示されている。このような構成では、制振ダンパーにより、地震発生時に生じる第１ブレース体と第２ブレース体との相対変位エネルギーが減衰（吸収）される。
また、特許文献２には、梁と柱を組み合わせてなる鉄骨構造骨組の空間内に架設されたブレースと、その両端側に配置される端部鋼管と、その間に介在する極低降伏点鋼からなる中間部鋼管と、を備える構成が開示されている。このような構成では、極低降伏点鋼からなる中間部鋼管により、地震発生時に生じるブレースと鉄骨構造骨組との間の相対変位エネルギーが吸収される。
また、特許文献３には、特定の中間層において全ての柱を上下に分断して積層ゴムを介装することにより、中間層の水平剛性を他の層よりも低下せしめて変形集中層とし、変形集中層とその直上層との間に制震ダンパーを介装する構成が開示されている。このような構成では、制震ダンパーにより、地震発生時に生じる変形集中層と直上層との間の相対変位エネルギーが吸収される。
より安定的に振動エネルギーを吸収することが常に望まれている。
例えば特許文献１には、上下方向に隣接して設けられた複数の水平部材と、各水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、水平部材の下方に設けられると共に、第１ブレース体に対して相対変位する第２ブレース体と、第１ブレース体と第２ブレース体とに連結される制振ダンパーと、を備える構成が開示されている。このような構成では、制振ダンパーにより、地震発生時に生じる第１ブレース体と第２ブレース体との相対変位エネルギーが減衰（吸収）される。
また、特許文献２には、梁と柱を組み合わせてなる鉄骨構造骨組の空間内に架設されたブレースと、その両端側に配置される端部鋼管と、その間に介在する極低降伏点鋼からなる中間部鋼管と、を備える構成が開示されている。このような構成では、極低降伏点鋼からなる中間部鋼管により、地震発生時に生じるブレースと鉄骨構造骨組との間の相対変位エネルギーが吸収される。
また、特許文献３には、特定の中間層において全ての柱を上下に分断して積層ゴムを介装することにより、中間層の水平剛性を他の層よりも低下せしめて変形集中層とし、変形集中層とその直上層との間に制震ダンパーを介装する構成が開示されている。このような構成では、制震ダンパーにより、地震発生時に生じる変形集中層と直上層との間の相対変位エネルギーが吸収される。
より安定的に振動エネルギーを吸収することが常に望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１１－６９６５号公報
【特許文献2】特開平８－１３５２５１号公報
【特許文献3】特開２００２－１６１６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、安定的に振動エネルギーを吸収することができる建物構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、安定的に振動エネルギーを吸収することが可能な建物構造として、複数階に跨ってＸ形状ブレースを鉛直方向に連続して設置して連層ブレースを設けるとともに、前記連層ブレースに隣接する柱梁架構内に制振梁を設けることで、地震発生時には、建物に生じる変形を心棒的に高い剛性を備える連層ブレースが弾性変形域に抑えつつ、隣接する制振梁が振動エネルギーを効率的に吸収できる点に着目して、本発明に至った。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の建物構造は、柱梁架構の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレースが鉛直方向に連続して設置された連層ブレースと、前記連層ブレースに隣接する柱梁架構内に設けられる制振梁と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、柱梁架構の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレースを鉛直方向に連続して設けることで、連層ブレースが形成されている。連層ブレースは、柱梁架構の内周側で高い剛性を有しており、心棒的に機能するので、建物の変形が弾性変形域に抑えられ、特定の階層への変形集中が抑制される。Ｘ形状ブレースは、複数階を跨るように設置されるため、各階ごとにブレースを設ける場合に比べて、床スラブに対するブレースの仰角を大きくすることができる。これにより、柱梁架構の面内方向に作用する力に対し、より効果的に、抵抗することができる。このような連層ブレースに隣接する柱梁架構内に、制振梁が設けられているため、地震発生時には、心棒的に高い剛性を備える連層ブレースが、建物に生じる変形を弾性変形域に抑えつつ、隣接する柱梁架構内に設けられる制振梁で効率的に振動エネルギーを吸収できる。また、変形が過大となった場合にも、損傷が制振梁に留められて、建物全体への影響が抑えられる。
このようにして、安定的に振動エネルギーを吸収することができる建物構造を提供することができる。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明の建物構造は、柱梁架構の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレースが鉛直方向に連続して設置された連層ブレースと、前記連層ブレースに隣接する柱梁架構内に設けられる制振梁と、を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、柱梁架構の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレースを鉛直方向に連続して設けることで、連層ブレースが形成されている。連層ブレースは、柱梁架構の内周側で高い剛性を有しており、心棒的に機能するので、建物の変形が弾性変形域に抑えられ、特定の階層への変形集中が抑制される。Ｘ形状ブレースは、複数階を跨るように設置されるため、各階ごとにブレースを設ける場合に比べて、床スラブに対するブレースの仰角を大きくすることができる。これにより、柱梁架構の面内方向に作用する力に対し、より効果的に、抵抗することができる。このような連層ブレースに隣接する柱梁架構内に、制振梁が設けられているため、地震発生時には、心棒的に高い剛性を備える連層ブレースが、建物に生じる変形を弾性変形域に抑えつつ、隣接する柱梁架構内に設けられる制振梁で効率的に振動エネルギーを吸収できる。また、変形が過大となった場合にも、損傷が制振梁に留められて、建物全体への影響が抑えられる。
このようにして、安定的に振動エネルギーを吸収することができる建物構造を提供することができる。
【0006】
本発明の一態様においては、前記制振梁の上方には床スラブが設けられ、前記制振梁と、前記床スラブとの間には、隙間が設けられている。
このような構成によれば、制振梁と床スラブとの間に隙間が設けられることで、制振梁と床スラブとが構造的に分離される。これにより、地震発生時には、床スラブで拘束されることなく、制振梁の挙動を確保できる。したがって、地震発生時に、制振梁によって地震エネルギーを効率良く吸収させることができる。
このような構成によれば、制振梁と床スラブとの間に隙間が設けられることで、制振梁と床スラブとが構造的に分離される。これにより、地震発生時には、床スラブで拘束されることなく、制振梁の挙動を確保できる。したがって、地震発生時に、制振梁によって地震エネルギーを効率良く吸収させることができる。
【0007】
本発明の一態様においては、前記連層ブレースは、地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設置されている。
このような構成によれば、連層ブレースを地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設けることで、特定の階の水平剛性が他の一般階より低い場合であっても、複数階を跨るＸ形状ブレースによって水平力を地下階まで伝達させることができる。したがって、地震発生時には、特定の階への変形の集中を抑えることができ、建物の構造安全性を向上させることができる。
このような構成によれば、連層ブレースを地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設けることで、特定の階の水平剛性が他の一般階より低い場合であっても、複数階を跨るＸ形状ブレースによって水平力を地下階まで伝達させることができる。したがって、地震発生時には、特定の階への変形の集中を抑えることができ、建物の構造安全性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、安定的に振動エネルギーを吸収可能な建物構造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明は、複数階に跨るＸ形状ブレースが鉛直方向に連続して設置された連層ブレースと、前記連層ブレースに隣接する柱梁架構に制振梁が設けられた建物構造である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る建物構造を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る建物構造を備えた建物の構成を示す縦断面図である。図２は、図１のＩ－Ｉ部分の横断面図である。図１は、図２のＶ－Ｖ部分の断面図ともなっている。図３は、図２のＩＩ－ＩＩ部分の縦断面図である。
図１に示されるように、本実施形態に係る建物構造を備える建物１は、地盤Ｇ中に構築された基礎部２と、基礎部２上に設けられた地下構造部３と、上部構造部４と、を備えている。本実施形態において、基礎部２は、基礎梁、およびマットスラブを備えた直接基礎２１からなる。地下構造部３は、建物１において地下階部分を構成する。地下構造部３は、基礎部２上に構築された複数本の地下柱３１と、隣り合う地下柱３１間に架設された地下梁３２と、を備える。地下柱３１は、後述する上部構造部４の柱４１の直下に位置するように設けられている。地下柱３１は、例えば、コンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）造、コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に鉄筋を配筋した鉄筋コンクリート充填鋼管（ＲＣＦＴ）造とされている。地下梁３２は、例えば、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄筋コンクリート造とされている。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る建物構造を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る建物構造を備えた建物の構成を示す縦断面図である。図２は、図１のＩ－Ｉ部分の横断面図である。図１は、図２のＶ－Ｖ部分の断面図ともなっている。図３は、図２のＩＩ－ＩＩ部分の縦断面図である。
図１に示されるように、本実施形態に係る建物構造を備える建物１は、地盤Ｇ中に構築された基礎部２と、基礎部２上に設けられた地下構造部３と、上部構造部４と、を備えている。本実施形態において、基礎部２は、基礎梁、およびマットスラブを備えた直接基礎２１からなる。地下構造部３は、建物１において地下階部分を構成する。地下構造部３は、基礎部２上に構築された複数本の地下柱３１と、隣り合う地下柱３１間に架設された地下梁３２と、を備える。地下柱３１は、後述する上部構造部４の柱４１の直下に位置するように設けられている。地下柱３１は、例えば、コンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）造、コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に鉄筋を配筋した鉄筋コンクリート充填鋼管（ＲＣＦＴ）造とされている。地下梁３２は、例えば、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄筋コンクリート造とされている。
【0011】
上部構造部４は、地下構造部３上に設けられている。上部構造部４は、鉛直方向に複数の階層を有している。図２に示すように、建物１の上部構造部４は、平面視長方形状で、水平面内の第一方向Ｄ１を長辺とし、水平面内で第一方向Ｄ１に交差する第二方向Ｄ２を短辺とした平面視長方形状とされている。図１に示すように、上部構造部４は、柱梁架構４０と、柱梁架構４０の内側に構築された制振壁５０と、を備えている。
柱梁架構４０は、複数本の柱４１と梁４２とを有したラーメン構造として構成されている。各柱４１は、例えばコンクリート充填鋼管造で、地下柱３１の上方に、鉛直方向に延びている。柱４１は、例えば、上部構造部４の下層部では、地下柱３１から連続して、コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に鉄筋を配筋した鉄筋コンクリート充填鋼管（ＲＣＦＴ）造とされている。加えて、柱４１は、例えば、上部構造部４の最下層部では、超高強度材料（建築構造用５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼材［ＳＡ４４０材］または建築構造用ＴＭＣＰ鋼材［５９０Ｎ／ｍｍ２級］、充填コンクリートＦｃ１００）を用いて形成されている。これにより、柱４１の下部における軸剛性が高められ、建物１の曲げ変形が抑えられる。
梁４２は、例えばＨ形断面の鉄骨造で、上部構造部４の各階層で互いに隣り合う柱４１間に架設されている。
柱梁架構４０は、複数本の柱４１と梁４２とを有したラーメン構造として構成されている。各柱４１は、例えばコンクリート充填鋼管造で、地下柱３１の上方に、鉛直方向に延びている。柱４１は、例えば、上部構造部４の下層部では、地下柱３１から連続して、コンクリート充填鋼管柱の鋼管内に鉄筋を配筋した鉄筋コンクリート充填鋼管（ＲＣＦＴ）造とされている。加えて、柱４１は、例えば、上部構造部４の最下層部では、超高強度材料（建築構造用５９０Ｎ／ｍｍ２級鋼材［ＳＡ４４０材］または建築構造用ＴＭＣＰ鋼材［５９０Ｎ／ｍｍ２級］、充填コンクリートＦｃ１００）を用いて形成されている。これにより、柱４１の下部における軸剛性が高められ、建物１の曲げ変形が抑えられる。
梁４２は、例えばＨ形断面の鉄骨造で、上部構造部４の各階層で互いに隣り合う柱４１間に架設されている。
【0012】
制振壁５０は、上部構造部４の内部で、鉛直方向に複数の階に亘って連続して設けられている。図２に示すように、制振壁５０は、平面視で、第二方向Ｄ２に沿って設けられている。制振壁５０は、上部構造部４の内部の適宜箇所に複数設けられている。例えば、本実施形態においては、制振壁５０は、上部構造部４の平面視中央部に、長方形状に設けられたコア部４６の、第一方向Ｄ１の両端部に、それぞれ設けられている。コア部４６には、例えばエレベータシャフト、階段室等が設けられている。なお、制振壁５０の設置位置、設置数については何ら限定するものではない。
図３に示すように、制振壁５０は、連層ブレース５１と、当該連層ブレース５１を挟んだ両側に設けられる制振梁５５と、を備えている。制振壁５０は、第二方向Ｄ２において互いに隣り合う柱４１どうしの間に形成されている。
連層ブレース５１は、一対の制振間柱５２と、各階毎の梁５６と、Ｘ形状ブレース５３と、を備えている。一対の制振間柱５２は、第二方向Ｄ２で隣り合う柱４１どうしの間で、第二方向Ｄ２に間隔をあけて互いに隣り合って配置されている。各制振間柱５２は、鉛直方向に階を跨いで延びている。
図３に示すように、制振壁５０は、連層ブレース５１と、当該連層ブレース５１を挟んだ両側に設けられる制振梁５５と、を備えている。制振壁５０は、第二方向Ｄ２において互いに隣り合う柱４１どうしの間に形成されている。
連層ブレース５１は、一対の制振間柱５２と、各階毎の梁５６と、Ｘ形状ブレース５３と、を備えている。一対の制振間柱５２は、第二方向Ｄ２で隣り合う柱４１どうしの間で、第二方向Ｄ２に間隔をあけて互いに隣り合って配置されている。各制振間柱５２は、鉛直方向に階を跨いで延びている。
【0013】
Ｘ形状ブレース５３は、一対の制振間柱５２の間に配置されている。Ｘ形状ブレース５３は、複数階に跨って設けられている。本実施形態において、Ｘ形状ブレース５３は、互いに上下に位置する２階層に跨がって設けられている。２階層に跨がるＸ形状ブレース５３は、上下方向の中間部に位置する梁５６Ｃと、その直上階の梁５６Ａと、互いに隣り合う制振間柱５２との間に、一対の上部ブレース材５３ａ、５３ｂを備えている。一対の上部ブレース材５３ａ、５３ｂは、下方から上方に向かって第二方向Ｄ２における間隔が漸次拡大するよう、Ｖ字状に配置されている。上部ブレース材５３ａ、５３ｂのそれぞれの上端部は、制振間柱５２と梁５６Ａの第二方向Ｄ２の両端部との接合部に設けられたブラケット５４Ａに接合されている。上部ブレース材５３ａ、５３ｂのそれぞれの下端部は、梁５６Ｃの、第二方向Ｄ２における中央部の、上面に設けられたブラケット５４Ｂに接合されている。
Ｘ形状ブレース５３は、上下方向の中間部に位置する梁５６Ｃと、その直下階の梁５６Ｂと、互いに隣り合う制振間柱５２との間に、一対の下部ブレース材５３ｃ、５３ｄを備えている。一対の下部ブレース材５３ｃ、５３ｄは、上方から下方に向かって第二方向Ｄ２における間隔が漸次拡大するよう、逆Ｖ字状に配置されている。下部ブレース材５３ｃ、５３ｄのそれぞれの下端部は、制振間柱５２と梁５６Ｂの第二方向Ｄ２の両端部との接合部に設けられたブラケット５４Ｃに接合されている。下部ブレース材５３ｃ、５３ｄのそれぞれの上端部は、梁５６Ｃの、第二方向Ｄ２における中央部の、下面に設けられたブラケット５４Ｄに接合されている。
Ｘ形状ブレース５３は、上下方向の中間部に位置する梁５６Ｃと、その直下階の梁５６Ｂと、互いに隣り合う制振間柱５２との間に、一対の下部ブレース材５３ｃ、５３ｄを備えている。一対の下部ブレース材５３ｃ、５３ｄは、上方から下方に向かって第二方向Ｄ２における間隔が漸次拡大するよう、逆Ｖ字状に配置されている。下部ブレース材５３ｃ、５３ｄのそれぞれの下端部は、制振間柱５２と梁５６Ｂの第二方向Ｄ２の両端部との接合部に設けられたブラケット５４Ｃに接合されている。下部ブレース材５３ｃ、５３ｄのそれぞれの上端部は、梁５６Ｃの、第二方向Ｄ２における中央部の、下面に設けられたブラケット５４Ｄに接合されている。
【0014】
図３に示されるように、上部ブレース材５３ａ、５３ｂと、下部ブレース材５３ｃ、５３ｄにより構成される、一組のＸ形状ブレース５３は、一対の制振間柱５２と、梁５６Ａ、５６Ｂにより形成される矩形内に設けられている。一対の制振間柱５２と梁５６Ａ、５６Ｂとが接合された各柱梁接合部の、図３のように側面視したときの中心をＤとする。このとき、上部ブレース材５３ａ、５３ｂと、下部ブレース材５３ｃ、５３ｄは、４つの点Ｄを角とした矩形において、対角に位置する点Ｄどうしを結んだ、図３に二点鎖線として示される対角線上に延在するように、設けられている。換言すれば、上部ブレース材５３ａ、５３ｂと、下部ブレース材５３ｃ、５３ｄは、上記矩形の中心Ｃから、各角Ｄに向けて、放射状に延伸するように、設けられている。
上部ブレース材５３ａ、５３ｂ、下部ブレース材５３ｃ、５３ｄのそれぞれは、本実施形態においては、中央部が角形の鋼管５３ｐにより形成されている。鋼管５３ｐの端部には、断面十字形状の鋼材５３ｋが接合され、当該鋼材５３ｋがブラケット５４Ａ～５４Ｄに接合されている。
本実施形態において、Ｘ形状ブレース５３は、地下構造部３の最下階から上部構造部４の最上階まで、鉛直方向に連続して設けられている。以上のような構成により、Ｘ形状ブレース５３は、平面視したときに、各階において同じ位置に設けられている。
上部ブレース材５３ａ、５３ｂ、下部ブレース材５３ｃ、５３ｄのそれぞれは、本実施形態においては、中央部が角形の鋼管５３ｐにより形成されている。鋼管５３ｐの端部には、断面十字形状の鋼材５３ｋが接合され、当該鋼材５３ｋがブラケット５４Ａ～５４Ｄに接合されている。
本実施形態において、Ｘ形状ブレース５３は、地下構造部３の最下階から上部構造部４の最上階まで、鉛直方向に連続して設けられている。以上のような構成により、Ｘ形状ブレース５３は、平面視したときに、各階において同じ位置に設けられている。
【0015】
図３に示すように、制振梁５５は、連層ブレース５１に対し、各階ごとに接合されている。制振梁５５は、連層ブレース５１に対して第二方向Ｄ２の両側で、制振間柱５２と、隣接する柱４１との間に架設されている。すなわち、制振梁５５は、連層ブレース５１と、連層ブレース５１に隣接する柱４１の間に形成される、連層ブレース５１に隣接して柱梁架構４０の一部を構成する柱梁架構４０ｓ内に設置されている。このようにして、連層ブレース５１に隣接して、各階の制振梁５５が、鉛直方向に連なるように配置されている。これにより、制振梁５５は、平面視したときに、各階において同じ位置に設けられている。
本実施形態において、制振梁５５は、例えば極低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部５５ａを中央に有する。制振梁５５は、同じ階の他の梁４２、５６よりも水平方向のスパンが短い短スパン梁とされている。
このような連層ブレース５１は、上部構造部４内において、鉛直方向に延びる強固な心棒のように機能する。上部構造部４においては、地震発生時に、強固な連層ブレース５１と、その周囲の柱梁架構４０との間で生じる相対的な変位のエネルギーが、連層ブレース５１に隣接して設けられた制振梁５５のエネルギー吸収部５５ａが変形することによって、吸収される。
本実施形態において、制振梁５５は、例えば極低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部５５ａを中央に有する。制振梁５５は、同じ階の他の梁４２、５６よりも水平方向のスパンが短い短スパン梁とされている。
このような連層ブレース５１は、上部構造部４内において、鉛直方向に延びる強固な心棒のように機能する。上部構造部４においては、地震発生時に、強固な連層ブレース５１と、その周囲の柱梁架構４０との間で生じる相対的な変位のエネルギーが、連層ブレース５１に隣接して設けられた制振梁５５のエネルギー吸収部５５ａが変形することによって、吸収される。
【0016】
ここで、本実施形態において、一対の制振間柱５２と、Ｘ形状ブレース５３とを備えた連層ブレース５１は、上部構造部４において、最下階から最上階まで連続して設置されている。また、一対の制振間柱５２と、Ｘ形状ブレース５３とを備えた連層ブレース５１は、上部構造部４だけでなく、地下構造部３にも連続して設けられている。つまり、連層ブレース５１は、建物１の地下階から地上階の最上階まで連続して設けられている。これに対し、制振梁５５は、建物１の地下階を構成する地下構造部３には設けられていない。また、制振梁５５は、建物１の最上階を含む最上部には設けられていない。つまり、連層ブレース５１と制振梁５５との双方を備える制振壁５０は、建物１の地上階の最下階から中間階（最上階よりも下方の階）まで連続して設けられている。
なお、連層ブレース５１と制振梁５５とを備える制振壁５０は、建物１の地上階から最上階まで連続して設けるようにしてもよい。
なお、連層ブレース５１と制振梁５５とを備える制振壁５０は、建物１の地上階から最上階まで連続して設けるようにしてもよい。
【0017】
図４は、制振梁とその上方の床スラブとの間に形成された隙間を示す縦断面図である。
図４に示すように、各階には、床面Ｆを形成する床材等を支持する床スラブ１００が設けられている。床スラブ１００は、床スラブ本体１１０と、ＰＣ床版１２０を備えている。
床スラブ本体１１０は、鉄骨製の小梁１０１により支持されている。小梁１０１は、各階の梁４２間に、適宜間隔で架設されている。床スラブ本体１１０は、複数本の小梁１０１上に敷設されている。
ＰＣ床版１２０は、制振梁５５の上方に設けられている。ＰＣ床版１２０は、制振梁５５を上方から覆うように配置されている。ＰＣ床版１２０は、制振梁５５を挟んで第一方向Ｄ１の両側に配置された床スラブ本体１１０の間に配置されている。ＰＣ床版１２０は、第一方向Ｄ１両側の床スラブ本体１１０の間を閉塞する。ＰＣ床版１２０の上面１２０ｔは、床スラブ本体１１０の上面１１０ｔと同じ高さに設定されている。つまり、ＰＣ床版１２０は、床スラブ本体１１０とともに、各階の床スラブ１００を形成する。
ＰＣ床版１２０は、制振梁５５の第一方向Ｄ１の両側で床スラブ本体１１０の端部を支持する小梁１０１によって支持されている。この小梁１０１は、ＰＣ床版１２０を支持する床版支持部材１０２を一体に備えている。床版支持部材１０２は、床スラブ本体１１０を支持する上部フランジ１０１ａの端部から床スラブ本体１１０の側面に沿って上方に立ち上がる立ち上がり部１０２ａと、立ち上がり部１０２ａの上端から水平方向に延び、ＰＣ床版１２０の下面を支持する支持部１０２ｂと、を一体に有している。ＰＣ床版１２０は、第一方向Ｄ１の両側で、床版支持部材１０２の支持部１０２ｂによって下方から支持されている。ＰＣ床版１２０の厚さＴ１は、床スラブ本体１１０の厚さＴ２よりも小さい。これにより、ＰＣ床版１２０の下面は、床スラブ本体１１０の下面よりも上方に位置づけられ、制振梁５５と、床版支持部材１０２によって支持されたＰＣ床版１２０との間には、隙間Ｓが設けられている。
また、ＰＣ床版１２０は、床版支持部材１０２の支持部１０２ｂに対し、単に載置されているのみで、着脱可能とされている。これにより、制振梁５５のメンテナンス時、ＰＣ床版１２０の交換時等に、ＰＣ床版１２０を容易に取り外すことが可能となっている。
図４に示すように、各階には、床面Ｆを形成する床材等を支持する床スラブ１００が設けられている。床スラブ１００は、床スラブ本体１１０と、ＰＣ床版１２０を備えている。
床スラブ本体１１０は、鉄骨製の小梁１０１により支持されている。小梁１０１は、各階の梁４２間に、適宜間隔で架設されている。床スラブ本体１１０は、複数本の小梁１０１上に敷設されている。
ＰＣ床版１２０は、制振梁５５の上方に設けられている。ＰＣ床版１２０は、制振梁５５を上方から覆うように配置されている。ＰＣ床版１２０は、制振梁５５を挟んで第一方向Ｄ１の両側に配置された床スラブ本体１１０の間に配置されている。ＰＣ床版１２０は、第一方向Ｄ１両側の床スラブ本体１１０の間を閉塞する。ＰＣ床版１２０の上面１２０ｔは、床スラブ本体１１０の上面１１０ｔと同じ高さに設定されている。つまり、ＰＣ床版１２０は、床スラブ本体１１０とともに、各階の床スラブ１００を形成する。
ＰＣ床版１２０は、制振梁５５の第一方向Ｄ１の両側で床スラブ本体１１０の端部を支持する小梁１０１によって支持されている。この小梁１０１は、ＰＣ床版１２０を支持する床版支持部材１０２を一体に備えている。床版支持部材１０２は、床スラブ本体１１０を支持する上部フランジ１０１ａの端部から床スラブ本体１１０の側面に沿って上方に立ち上がる立ち上がり部１０２ａと、立ち上がり部１０２ａの上端から水平方向に延び、ＰＣ床版１２０の下面を支持する支持部１０２ｂと、を一体に有している。ＰＣ床版１２０は、第一方向Ｄ１の両側で、床版支持部材１０２の支持部１０２ｂによって下方から支持されている。ＰＣ床版１２０の厚さＴ１は、床スラブ本体１１０の厚さＴ２よりも小さい。これにより、ＰＣ床版１２０の下面は、床スラブ本体１１０の下面よりも上方に位置づけられ、制振梁５５と、床版支持部材１０２によって支持されたＰＣ床版１２０との間には、隙間Ｓが設けられている。
また、ＰＣ床版１２０は、床版支持部材１０２の支持部１０２ｂに対し、単に載置されているのみで、着脱可能とされている。これにより、制振梁５５のメンテナンス時、ＰＣ床版１２０の交換時等に、ＰＣ床版１２０を容易に取り外すことが可能となっている。
【0018】
図５は、図２のＩＩＩ―ＩＩＩ部分の縦断面図である。
図２に示すように、建物１には、上記制振壁５０の他に、例えば、ブレース架構６０が設けられている。ブレース架構６０は、上部構造部４の内部で、鉛直方向に複数の階に亘って連続して設けられている。ブレース架構６０は、平面視で、制振壁５０と直交し、第一方向Ｄ１に沿って設けられている。ブレース架構６０は、上部構造部４の内部の適宜箇所に複数設けられている。例えば、本実施形態においては、ブレース架構６０は、コア部４６の第一方向Ｄ１の端部において、第二方向Ｄ２の両側にそれぞれ設けられている。なお、ブレース架構６０の設置位置、設置数については何ら限定するものではない。
図５に示すように、ブレース架構６０は、ブレース付柱梁架構６１と、制振梁６５と、を備えている。ブレース架構６０は、第一方向Ｄ１において互いに隣り合う柱４１どうしの間に形成されている。
ブレース付柱梁架構６１は、間柱６２と、各階毎の梁６６と、ブレース６３と、を備えている。間柱６２は、第一方向Ｄ１で隣り合う柱４１どうしの中間部に配置され、鉛直方向に階を跨いで延びている。
ブレース６３は、ブレース架構６０の第一方向Ｄ１に互いに離間して位置する柱４１および間柱６２と、互いに上下に位置する２本の梁６６との間に、斜めに延びるように設けられている。ブレース６３の両端部は、柱４１、間柱６２と梁６６との接合部にそれぞれ設けられたブラケット６４に接合されている。また、ブレース６３の上部側材端は、制振梁６５に接続される梁６６の端部に接合される。ブレース６３は、本実施形態においては、中央部が角形の鋼管６３ｂにより形成されている。ブレース６３の鋼管６３ｂの端部には、断面十字形状の鋼材６３ｋが接合され、当該鋼材６３ｋがブラケット６４に接合されている。
このようなブレース付柱梁架構６１は、鉛直方向の複数の階に亘って連続して設けられている。以上のような構成により、ブレース付柱梁架構６１においては、ブレース６３は、平面視したときに、各階において同じ位置に設けられている。また、ブレース付柱梁架構６１では、ブレース６３が柱梁架構の変形を抑制し、当該ブレース付柱梁架構６１に接続されるブレース架構６０の制振梁６５によって振動エネルギーを効率的に吸収することができる。
図２に示すように、建物１には、上記制振壁５０の他に、例えば、ブレース架構６０が設けられている。ブレース架構６０は、上部構造部４の内部で、鉛直方向に複数の階に亘って連続して設けられている。ブレース架構６０は、平面視で、制振壁５０と直交し、第一方向Ｄ１に沿って設けられている。ブレース架構６０は、上部構造部４の内部の適宜箇所に複数設けられている。例えば、本実施形態においては、ブレース架構６０は、コア部４６の第一方向Ｄ１の端部において、第二方向Ｄ２の両側にそれぞれ設けられている。なお、ブレース架構６０の設置位置、設置数については何ら限定するものではない。
図５に示すように、ブレース架構６０は、ブレース付柱梁架構６１と、制振梁６５と、を備えている。ブレース架構６０は、第一方向Ｄ１において互いに隣り合う柱４１どうしの間に形成されている。
ブレース付柱梁架構６１は、間柱６２と、各階毎の梁６６と、ブレース６３と、を備えている。間柱６２は、第一方向Ｄ１で隣り合う柱４１どうしの中間部に配置され、鉛直方向に階を跨いで延びている。
ブレース６３は、ブレース架構６０の第一方向Ｄ１に互いに離間して位置する柱４１および間柱６２と、互いに上下に位置する２本の梁６６との間に、斜めに延びるように設けられている。ブレース６３の両端部は、柱４１、間柱６２と梁６６との接合部にそれぞれ設けられたブラケット６４に接合されている。また、ブレース６３の上部側材端は、制振梁６５に接続される梁６６の端部に接合される。ブレース６３は、本実施形態においては、中央部が角形の鋼管６３ｂにより形成されている。ブレース６３の鋼管６３ｂの端部には、断面十字形状の鋼材６３ｋが接合され、当該鋼材６３ｋがブラケット６４に接合されている。
このようなブレース付柱梁架構６１は、鉛直方向の複数の階に亘って連続して設けられている。以上のような構成により、ブレース付柱梁架構６１においては、ブレース６３は、平面視したときに、各階において同じ位置に設けられている。また、ブレース付柱梁架構６１では、ブレース６３が柱梁架構の変形を抑制し、当該ブレース付柱梁架構６１に接続されるブレース架構６０の制振梁６５によって振動エネルギーを効率的に吸収することができる。
【0019】
制振梁６５は、ブレース付柱梁架構６１に対し、各階ごとに接合されている。制振梁６５は、ブレース架構６０の、間柱６２とは反対側に、間柱６２から離間して設けられる柱４１と、間柱６２との間に架設されている。このようにして、ブレース付柱梁架構６１に隣接して、各階の制振梁６５が、鉛直方向に連なるように配置されている。これにより、制振梁６５は、平面視したときに、各階において同じ位置に設けられている。
本実施形態において、制振梁６５は、例えば極低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部６５ａを中央に有する制振梁である。制振梁６５は、同じ階の他の梁４２、６６よりも水平方向のスパンが短い短スパン梁とされている。
本実施形態において、制振梁６５は、例えば極低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部６５ａを中央に有する制振梁である。制振梁６５は、同じ階の他の梁４２、６６よりも水平方向のスパンが短い短スパン梁とされている。
【0020】
さらに、図２に示すように、建物１には、粘弾性ダンパー７１、オイルダンパー７２Ａ、７２Ｂが備えられている。本実施形態において、粘弾性ダンパー７１、オイルダンパー７２、７２Ｂは、コア部４５に設けられている。例えば、粘弾性ダンパー７１は、制振梁６５の一端が接続された一対の柱４１どうしの間に、第二方向Ｄ２に延在して設けられている。
オイルダンパー７２Ａは、柱４１間に設けられた間柱７０と、柱４１との間に、第一方向Ｄ１に延在して設けられている。オイルダンパー７２Ｂは、オイルダンパー７２Ａの一端が接続された一対の柱４１どうしの間に、第二方向Ｄ２に延在して設けられている。
オイルダンパー７２Ａは、柱４１間に設けられた間柱７０と、柱４１との間に、第一方向Ｄ１に延在して設けられている。オイルダンパー７２Ｂは、オイルダンパー７２Ａの一端が接続された一対の柱４１どうしの間に、第二方向Ｄ２に延在して設けられている。
【0021】
上述したような建物構造によれば、柱梁架構４０の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレースが鉛直方向に連続して設置された連層ブレース５１と、連層ブレース５１に隣接する柱梁架構４０ｓ内に設けられる制振梁５５と、を備える。
このような構成によれば、柱梁架構４０の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレース５３を鉛直方向に連続して設けることで、連層ブレース５１が形成されている。連層ブレース５１は、柱梁架構４０の内周側で高い剛性を有しており、心棒的に機能するので、建物１の変形が弾性変形域に抑えられ、特定の階層への変形集中が抑制される。Ｘ形状ブレース５３は、複数階を跨るように設置されるため、各階ごとにブレースを設ける場合に比べて、床スラブ１００に対するブレース５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの仰角を大きくすることができる。これにより、柱梁架構４０の面内方向に作用する力に対し、より効果的に、抵抗することができる。このような連層ブレース５１に隣接する柱梁架構４０ｓ内に、制振梁５５が設けられているため、地震発生時には、心棒的に高い剛性を備える連層ブレース５１が、建物１に生じる変形を弾性変形域に抑えつつ、隣接する柱梁架構４０ｓ内に設けられる制振梁５５で効率的に振動エネルギーを吸収できる。また、変形が過大となった場合にも、損傷が制振梁５５に留められて、建物１全体への影響が抑えられる。
このようにして、安定的に振動エネルギーを吸収することができる建物構造を提供することができる。
このような構成によれば、柱梁架構４０の内周側に、複数階に跨るＸ形状ブレース５３を鉛直方向に連続して設けることで、連層ブレース５１が形成されている。連層ブレース５１は、柱梁架構４０の内周側で高い剛性を有しており、心棒的に機能するので、建物１の変形が弾性変形域に抑えられ、特定の階層への変形集中が抑制される。Ｘ形状ブレース５３は、複数階を跨るように設置されるため、各階ごとにブレースを設ける場合に比べて、床スラブ１００に対するブレース５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの仰角を大きくすることができる。これにより、柱梁架構４０の面内方向に作用する力に対し、より効果的に、抵抗することができる。このような連層ブレース５１に隣接する柱梁架構４０ｓ内に、制振梁５５が設けられているため、地震発生時には、心棒的に高い剛性を備える連層ブレース５１が、建物１に生じる変形を弾性変形域に抑えつつ、隣接する柱梁架構４０ｓ内に設けられる制振梁５５で効率的に振動エネルギーを吸収できる。また、変形が過大となった場合にも、損傷が制振梁５５に留められて、建物１全体への影響が抑えられる。
このようにして、安定的に振動エネルギーを吸収することができる建物構造を提供することができる。
【0022】
特に、本実施形態においては、制振梁５５は、連層ブレース５１に対し、各階ごとに接合されている。
このような構成を有する建物１においては、振動エネルギーが各階において吸収されるため、特定階に、局所的な大変形が生じることが抑制される。
このような構成を有する建物１においては、振動エネルギーが各階において吸収されるため、特定階に、局所的な大変形が生じることが抑制される。
【0023】
また、制振梁５５の上方には床スラブ１００（ＰＣ床版１２０）が設けられ、制振梁５５と、床スラブ１００との間には、隙間Ｓが設けられている。
このような構成によれば、制振梁５５と床スラブ１００との間に隙間Ｓが設けられることで、制振梁５５と床スラブ１００とが構造的に分離される。これにより、地震発生時には、床スラブ１００で拘束されることなく、制振梁５５の挙動を確保できる。したがって、地震発生時に、制振梁５５によって地震エネルギーを効率良く吸収させることができる。
このような構成によれば、制振梁５５と床スラブ１００との間に隙間Ｓが設けられることで、制振梁５５と床スラブ１００とが構造的に分離される。これにより、地震発生時には、床スラブ１００で拘束されることなく、制振梁５５の挙動を確保できる。したがって、地震発生時に、制振梁５５によって地震エネルギーを効率良く吸収させることができる。
【0024】
また、連層ブレース５１は、建物１の地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設置されている。
このような構成によれば、連層ブレース５１を地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設けることで、特定の階の水平剛性が他の一般階より低い場合であっても、複数階を跨るＸ形状ブレース５３によって水平力を地下階まで伝達させることができる。したがって、地震発生時には、特定の階への変形の集中を抑えることができ、建物の構造安全性を向上させることができる。
このような構成によれば、連層ブレース５１を地下階から地上階の中間階、または最上階まで連続して設けることで、特定の階の水平剛性が他の一般階より低い場合であっても、複数階を跨るＸ形状ブレース５３によって水平力を地下階まで伝達させることができる。したがって、地震発生時には、特定の階への変形の集中を抑えることができ、建物の構造安全性を向上させることができる。
【0025】
なお、本発明の建物構造は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、建物１の全体構成は、上記実施形態として記載した形態に限らず、いかなる構成としてもよい。
上記実施形態では、連層ブレース５１は、一対の制振間柱５２と、各階毎の梁５６と、Ｘ形状ブレース５３とで構成されているが、制振間柱を設けることなく、隣り合う柱４１同士と、各階毎の梁５６と、Ｘ形状ブレース５３とで構成しても良い。また、ブレース付柱梁架構６１は、間柱６２と、各階毎の梁６６と、ブレース６３とで構成されているが、間柱６２を設けることなく、当該ブレース付柱梁架構６１に接続されるブレース架構６０を形成する柱４１と、各階毎の梁６６と、ブレース６３とで構成しても良い。
また、上記実施形態では、連層ブレース５１と制振梁５５を備えた制振壁５０を、コア部４５の第一方向Ｄ１の両側に配置するようにしたが、コア部４５と制振壁５０の構成、配置、設置数等は適宜変更可能である。また、連層ブレース５１と制振梁５５を備えた制振壁５０は、コア部４５以外の位置に設けるようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、建物１の全体構成は、上記実施形態として記載した形態に限らず、いかなる構成としてもよい。
上記実施形態では、連層ブレース５１は、一対の制振間柱５２と、各階毎の梁５６と、Ｘ形状ブレース５３とで構成されているが、制振間柱を設けることなく、隣り合う柱４１同士と、各階毎の梁５６と、Ｘ形状ブレース５３とで構成しても良い。また、ブレース付柱梁架構６１は、間柱６２と、各階毎の梁６６と、ブレース６３とで構成されているが、間柱６２を設けることなく、当該ブレース付柱梁架構６１に接続されるブレース架構６０を形成する柱４１と、各階毎の梁６６と、ブレース６３とで構成しても良い。
また、上記実施形態では、連層ブレース５１と制振梁５５を備えた制振壁５０を、コア部４５の第一方向Ｄ１の両側に配置するようにしたが、コア部４５と制振壁５０の構成、配置、設置数等は適宜変更可能である。また、連層ブレース５１と制振梁５５を備えた制振壁５０は、コア部４５以外の位置に設けるようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0026】
１ 建物 ５５ 制振梁
４０ 柱梁架構 １００ 床スラブ
４０ｓ 連層ブレースに隣接する柱梁架構 １２０ ＰＣ床版（床スラブ）
５１ 連層ブレース Ｓ 隙間
５３ Ｘ形状ブレース
４０ 柱梁架構 １００ 床スラブ
４０ｓ 連層ブレースに隣接する柱梁架構 １２０ ＰＣ床版（床スラブ）
５１ 連層ブレース Ｓ 隙間
５３ Ｘ形状ブレース
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】