JP2004169420A

JP2004169420A - Structure of building

Info

Publication number: JP2004169420A
Application number: JP2002336692A
Authority: JP
Inventors: Masami Tozawa; 正美戸沢; Taku Harada; 卓原田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2002-11-20
Filing date: 2002-11-20
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rational structure adaptable for a high-rise building or an extremely high-rise building. <P>SOLUTION: The high-rise building or an extremely high-rise building has a tubular structure forming a chief frame composed of an outer peripheral tube frame 1 provided at the outer periphery and a core tube frame 2 provided at the center. The core tube frame is formed of a rigid frame of a reinforced concrete core column 10 and a core beam 11 in the apex of the building, and the other part except the apex is made of a reinforced concrete high rigid core wall 9 . The core wall constituting the core tube frame except the apex is formed into peripherally divided cylindrical shapes and in the divided part of the core wall, boundary beams 12 functioning as vibration proof dampers are provided on respective layers. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高層ないし超高層の建物の構造、特に鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物に適用して好適な構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高層ないし超高層の集合住宅建物の構造としてたとえば特許文献１に示されるようにコアウォールを採用したものが提案されている。これは、建物の中心部を上下方向に貫くように高剛性の鉄筋コンクリート造のコアウォールを設けて、そのコアウォールにより建物全体の水平剛性を高めて構造安定性と耐震性を確保するというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２８０７２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで特許文献１に示される構造ではコアウォールを建物の低層部から最上層まで連続的に設けるのであるが、建物の最上層にコアウォールを設けてもそこでの地震力の負担は小さいのでさほど効果的ではないし、その割りにはコアウォールを最上層まで施工するに要するコンクリート量は多大であるので、その点で上記構造は必ずしも合理的ではないと考えられる。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明はコアウォールによる構造的な特質を生かしながらより合理的な構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、外周部に設けられた外周チューブ架構と、中心部に設けられたコアチューブ架構とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においてはコア柱とコア梁とによる鉄筋コンクリート造のラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォールからなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明の建物の構造において、頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁が各層に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１〜図２は本発明を３６階建ての鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物に適用した場合の実施形態を示すものである。図２に示すようにこの建物は平面形状が長方形状をなし、その構造は外周チューブ架構１とコアチューブ架構２とを主架構とするいわゆるチューブ構造を基本とするものである。そして、この建物ではコアチューブ架構２の内側がコア部３とされてそこにエレベータや階段室等の共用部が集約配置され、コアチューブ架構２と外周チューブ架構１との間に確保される住戸ゾーン４には必要最少限の梁５が設けられているとともに各層の床は無梁のフラットスラブ６により構成され、その住戸ゾーン４は実質的に無梁無柱空間とされていてここに複数の住戸を適宜区画して設けることができるようになっている。
【０００９】
外周チューブ架構１は、この建物の外周部に比較的密に設けられた外周柱７と、それら外周梁７間の各層に架設された外周梁８とにより構成されたラーメン架構によるものであるが、コアチューブ架構２は頂部とそれ以外とでは異なる構造が採用されている。すなわち、この建物の頂部を除く低層部から高層部までの範囲（図示例のものでは３０階まで）においては、コアチューブ架構２は図２（ａ）に示すように鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォール９により構成されているが、頂部（３１階以上）においてはコアチューブ架構２は図２（ｂ）に示すように鉄筋コンクリート造のコア柱１０とコア梁１１とによるラーメン架構、つまりコアウォールを有していない純ラーメン架構により構成されている。
【００１０】
そして、低層部から高層に設けられているコアウォール９は全体として角筒状の形態で設けられてはいるが、要所に開口部が設けられることで周方向に分割されており、その分割部には制震ダンパーとして機能する短スパンの境界梁１２が設けられている。境界梁１２としては制震効果が得られるものであれば適宜の構造、形態のものが採用可能であるが、普通鋼あるいは低降伏点鋼による短スパンの鉄骨梁や鉄骨鉄筋コンクリート梁をそれ自体の塑性変形を利用してダンパーとして機能させるもの、境界梁１２を左右に分断してその間に各種のダンパーを組み込むもの、境界梁１２とコアウォール９との接合部にダンパー機能を持たせるもの等の採用が考えられる。
【００１１】
本発明の構造によれば、外周チューブ架構１とコアチューブ架構２とを主架構とするチューブ構造を基本とするので、優れた構造安定性と耐震性を確保できるし、外周チューブ架構１とコアチューブ架構２との間に実質的に無梁無柱の住戸ゾーン４を確保することが可能であるので万全なフリープラン対応が可能であり、超高層集合住宅建物の構造として極めて有効なものである。
【００１２】
特に本発明の構造では、コアチューブ架構２を頂部を除いて高剛性のコアウォール９により構成することで特許文献１に示されるような従来一般のコアウォールによる構造と同様に建物全体の水平剛性を充分に確保しつつ、地震力の負担が小さい頂部にまで高剛性のコアウォール９をそのまま設けるという過剰設計を廃して頂部のみはコア柱１０とコア梁１１のみによる純ラーメン架構を採用したので、建物全体の耐震性能を支障なくかつ過不足なく確保することができるばかりでなく、全層にわたってバランスの良い架構を実現できて構造的に合理的であり、しかも頂部までコアウォールを設ける場合に較べて所要コンクリート量や鉄筋量、型枠量も削減できるので施工の合理化と工費削減を図ることも可能である。
【００１３】
しかも、低層部から高層部に設けるコアウォール９にはその分割部に制震ダンパーとして機能する境界梁１２を設けたので、その境界梁１２により建物全体の地震時の振動が効率的に吸収、減衰されて優れた制震効果が得られる。
【００１４】
図３は本実施形態の建物の地震時の挙動を示すシミュレーション結果を示すものである。図３は層間変形角の分布を示す図であって、Ｘ方向（図２に示す平面図における左右方向）、Ｙ方向（同、上下方向）ともに全層で１／２００以下と良好な結果が得られている。また、図４は剛性率分布を示す図であって、最下層部および最上層を除いて両方向ともに０．８〜１．０の範囲に分布している。これらのデータから、コアチューブ架構２としてコアウォール９を基本としつつも頂部においてはコアウォール９を省略してコア柱１０とコア梁１１とによる純ラーメン架構とするという本実施形態の架構形式は、全層にわたって極めてバランスが良いものであることが検証された。
【００１５】
また、上記建物に対する施工に関しての試算によれば、頂部も含めて全層にわたって一律にコアウォール９を設ける場合に較べて、３１階以上のコアウォール９を省略した場合にはコンクリート量を１．６％程度削減できるという試算結果が得られ、それに伴う鉄筋量や型枠量の削減等を考慮すると充分な工費削減を期待することができる。
【００１６】
なお、上記実施形態は３６階建ての超高層集合住宅を対象としてその３０階までコアウォール９を設け、３１階以上は純ラーメン架構としたが、それはあくまで一例であって、本発明は様々な用途、規模、形態の建物に広く適用できるものであり、特にコアチューブ架構２をコアウォール９により構成する範囲とラーメン架構により構成する範囲は、建物の規模や形態に応じて最適に設定すれば良い。また、コアウォール９の形態も各階の平面プランに応じて適宜の設計変更が可能であるし、上記実施形態においてコアウォール９の分断部に設けた境界梁１２はその有無も含めて任意に設計すれば良い。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、外周部に設けられた外周チューブ架構と、中心部に設けられたコアチューブ架構とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においては鉄筋コンクリート造のラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォールからなるので、基本的にチューブ構造による優れた構造安定性と耐震性を確保できるとともに、実質的に無梁無柱の大空間を確保することが可能であるのでフリープラン対応が可能であり、超高層集合住宅建物の構造として極めて有効なものである。そして、特に本発明では、地震力の負担が小さい頂部においてはコアウォールを省略してラーメン架構を採用したことにより、建物全体の耐震性能を支障なくかつ過不足なく確保することができるばかりでなく、全層にわたってバランスの良い架構を実現できて構造的に合理的であるし、頂部までコアウォールを設ける従来一般の構造に較べて所要コンクリート量や鉄筋量、型枠量も削減できるので施工の合理化と工費削減を図ることも可能であり、鉄筋コンクリート造の超高層集合住宅建物に適用して最適である。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の建物の構造において、頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁が各層に設けられているので、地震時の振動が境界梁により効率的に吸収、減衰されて優れた制震効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を超高層集合住宅建物に適用した場合の実施形態を示す断面図である。
【図２】同、平面図であって、（ａ）は頂部以外の基準階平面図、（ｂ）は頂部の基準階平面図である。
【図３】同、層間変形角分布を示す図である。
【図４】同、剛性率分布を示す図である。
【符号の説明】
１外周チューブ架構
２コアチューブ架構
３コア部
４住戸ゾーン
５梁
６フラットスラブ
７外周柱
８外周梁
９コアウォール
１０コア柱
１１コア梁
１２境界梁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a high-rise or super-high-rise building, particularly a structure suitable for being applied to a reinforced concrete super-high-rise apartment building.
[0002]
[Prior art]
As a structure of a high-rise or super-high-rise apartment building, a structure employing a core wall as disclosed in Patent Document 1, for example, has been proposed. This is to provide a high-rigidity reinforced concrete core wall that penetrates the center of the building in the vertical direction, and increases the horizontal rigidity of the whole building with the core wall to secure structural stability and earthquake resistance. is there.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-280725
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the structure shown in Patent Literature 1, the core wall is provided continuously from the lower part of the building to the uppermost layer, but even if the core wall is provided on the uppermost layer of the building, the seismic load there is small, so the effect is very large. It is not appropriate, and the amount of concrete required to construct the core wall up to the uppermost layer is large. Therefore, it is considered that the above structure is not necessarily rational in that respect.
[0005]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a more rational structure while utilizing the structural characteristics of the core wall.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a high-rise or super-high-rise building structure having a tube structure having a main frame including an outer peripheral tube frame provided at an outer peripheral portion and a core tube frame provided at a central portion. The frame is characterized by a reinforced concrete frame frame composed of core pillars and core beams at the top of the building, and a high-rigidity core wall made of reinforced concrete except at the top.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the structure of the building according to the first aspect of the present invention, the core wall constituting the core tube frame other than the top is provided in a cylindrical shape divided in a circumferential direction. It is characterized in that a boundary beam functioning as a vibration damper is provided in each layer in the division.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a 36-story reinforced concrete super high-rise apartment building. As shown in FIG. 2, this building has a rectangular shape in plan view, and its structure is based on a so-called tube structure having an outer tube structure 1 and a core tube structure 2 as main structures. In this building, the inside of the core tube frame 2 is a core portion 3, where common parts such as elevators and staircases are collectively arranged, and dwelling units secured between the core tube frame 2 and the outer tube frame 1. The zone 4 is provided with the minimum required beams 5 and the floor of each layer is constituted by a flat slab 6 without beams. The dwelling unit zone 4 is substantially a beamless and column-free space, and a plurality of dwelling units are provided here. Can be appropriately divided and provided.
[0009]
The outer peripheral tube frame 1 is a ramen frame composed of outer peripheral columns 7 provided relatively densely on the outer peripheral portion of the building and outer peripheral beams 8 provided on each layer between the outer peripheral beams 7. The core tube frame 2 has a different structure between the top and the rest. That is, in the range from the low-rise section to the high-rise section except the top of this building (up to the 30th floor in the illustrated example), the core tube frame 2 is made of a reinforced concrete high rigidity core as shown in FIG. As shown in FIG. 2 (b), the core tube frame 2 is a ramen frame composed of a reinforced concrete core pillar 10 and a core beam 11, that is, a core wall. It consists of a pure ramen frame that it does not have.
[0010]
Although the core wall 9 provided from the low layer portion to the high layer is provided in the form of a rectangular tube as a whole, the core wall 9 is divided in the circumferential direction by providing an opening at a key point, and the division is performed. The section is provided with a short span boundary beam 12 functioning as a vibration damper. As the boundary beam 12, any appropriate structure and form can be adopted as long as the seismic effect can be obtained, but a short span steel beam or a steel reinforced concrete beam made of ordinary steel or low yield point steel can be used. One that functions as a damper using plastic deformation, one that divides the boundary beam 12 into right and left and incorporates various dampers between them, one that has a damper function at the joint between the boundary beam 12 and the core wall 9, and the like. Adoption is conceivable.
[0011]
According to the structure of the present invention, since the basic structure is a tube structure including the outer tube structure 1 and the core tube structure 2 as the main structures, excellent structural stability and earthquake resistance can be secured, and the outer tube structure 1 and the core structure can be secured. Since it is possible to secure a dwelling zone 4 having substantially no beams and pillars between the tube frame 2 and a complete free plan, it is extremely effective as a structure of a super high-rise apartment building.
[0012]
In particular, in the structure of the present invention, the core tube frame 2 is formed of a high-rigidity core wall 9 except for the top portion, so that the horizontal rigidity of the entire building is similar to the structure of a conventional general core wall as shown in Patent Document 1. Since the over-design of providing the high rigidity core wall 9 as it is even to the top where the seismic force is small is abolished while securing enough, the pure ramen frame only with the core pillar 10 and the core beam 11 was adopted for the top only. In addition to ensuring the seismic performance of the entire building without hindrance and without excess or deficiency, it is also possible to realize a well-balanced frame over all layers and to be structurally reasonable, and to provide a core wall up to the top. In comparison, the required amount of concrete, reinforcing bars, and formwork can be reduced, so it is possible to streamline construction and reduce construction costs.
[0013]
In addition, since the boundary wall 12 functioning as a vibration damper is provided in the divided portion of the core wall 9 provided from the low-rise section to the high-rise section, the vibration at the time of the earthquake of the whole building is efficiently absorbed by the boundary beam 12, Excellent damping effect is obtained by damping.
[0014]
FIG. 3 shows simulation results showing the behavior of the building of the present embodiment during an earthquake. FIG. 3 is a diagram showing the distribution of the interlayer deformation angle. In both the X direction (the horizontal direction in the plan view shown in FIG. 2) and the Y direction (the same, the vertical direction), a satisfactory result of 1/200 or less is obtained for all the layers. Have been obtained. FIG. 4 is a diagram showing the rigidity distribution, which is distributed in the range of 0.8 to 1.0 in both directions except for the lowermost layer and the uppermost layer. From these data, the frame type of the present embodiment in which the core wall 9 is basically used as the core tube frame 2 but the core wall 9 is omitted at the top and a pure ramen frame including the core pillars 10 and the core beams 11 is formed is as follows. It was verified that the balance was extremely good over all layers.
[0015]
Further, according to the trial calculation for the construction of the building, compared to the case where the core wall 9 is provided uniformly over all the layers including the top, when the core wall 9 of 31 floors or more is omitted, the amount of concrete is 1. A trial calculation result of about 6% reduction can be obtained, and a sufficient reduction in construction cost can be expected in view of the accompanying reduction in the amount of reinforcing bars and formwork.
[0016]
In the above embodiment, a core wall 9 is provided up to the 30th floor and a pure ramen frame is provided up to the 31st floor for a 36-storey high-rise apartment building. However, this is merely an example, and the present invention has various aspects. It can be widely applied to buildings of use, scale, and form. In particular, the range in which the core tube frame 2 is constituted by the core wall 9 and the range in which the core tube frame is formed by the ramen frame are optimally set according to the scale and form of the building. good. Also, the form of the core wall 9 can be appropriately changed in design according to the plan of each floor, and the boundary beam 12 provided at the dividing portion of the core wall 9 in the above embodiment is arbitrarily designed including its presence or absence. Just do it.
[0017]
【The invention's effect】
The invention according to claim 1 is a high-rise or super-high-rise building structure having a tube structure having a main frame including an outer peripheral tube frame provided at an outer peripheral portion and a core tube frame provided at a central portion. The frame consists of a reinforced concrete frame frame at the top of the building and a high-rigidity core wall made of reinforced concrete at the rest of the building, so basically the tube structure ensures excellent structural stability and earthquake resistance. Since it is possible to secure a large space with virtually no beams and no pillars, it is possible to cope with a free plan, and this is extremely effective as a structure of a high-rise apartment building. And, in particular, in the present invention, by omitting the core wall and adopting the ramen frame at the top portion where the burden of seismic force is small, not only the seismic performance of the entire building can be ensured without hindrance and without excess or shortage, but also It is possible to realize a well-balanced frame over all layers, and it is structurally rational.The required amount of concrete, rebar, and formwork can be reduced compared to the conventional structure in which a core wall is provided up to the top. It is possible to streamline and reduce construction costs, and it is optimally applied to reinforced concrete high-rise apartment buildings.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the structure of the building according to the first aspect of the present invention, the core wall constituting the core tube frame other than the top is provided in a cylindrical shape divided in a circumferential direction. Since the dividing section is provided with a boundary beam functioning as a vibration damper in each layer, vibration during an earthquake is efficiently absorbed and attenuated by the boundary beam, and an excellent vibration damping effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment when the present invention is applied to a high-rise apartment building.
FIGS. 2A and 2B are plan views, in which FIG. 2A is a plan view of a reference floor other than the top, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a distribution of interlayer deformation angles.
FIG. 4 is a diagram showing a rigidity distribution.
[Explanation of symbols]
1 outer tube frame 2 core tube frame 3 core part 4 dwelling zone 5 beam 6 flat slab 7 outer column 8 outer beam 9 core wall 10 core column 11 core beam 12 boundary beam

Claims

外周部に設けられた外周チューブ架構と、中心部に設けられたコアチューブ架構とを主架構とするチューブ構造の高層ないし超高層の建物の構造であって、コアチューブ架構は、建物の頂部においてはコア柱とコア梁とによる鉄筋コンクリート造のラーメン架構からなり、頂部以外においては鉄筋コンクリート造の高剛性のコアウォールからなることを特徴とする建物の構造。An outer tube structure provided on the outer periphery, a high-rise or super-high-rise building structure of a tube structure having a main structure including a core tube structure provided in the center portion, wherein the core tube structure is provided at the top of the building. Is a reinforced concrete frame frame composed of core columns and core beams, and a high-rigidity core wall made of reinforced concrete except for the top.

頂部以外のコアチューブ架構を構成しているコアウォールは周方向に分割された筒状の形態で設けられ、そのコアウォールの分割部には制震ダンパーとして機能する境界梁が各層に架設されていることを特徴とする請求項１記載の建物の構造。The core wall constituting the core tube frame other than the top is provided in a cylindrical shape divided in the circumferential direction, and a boundary beam functioning as a vibration damper is erected on each layer in the divided portion of the core wall. The building structure according to claim 1, wherein