JP2010196430A - Seismic-response controlled structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の制震構造に関する。 The present invention relates to a vibration control structure for a building.
構造物を構築する際にプレキャスト製の部材を使用することで、現場での作業の省力化、品質の均一化等を図る場合がある。 In some cases, precast members are used when constructing a structure to save labor on site and make the quality uniform.
従来、柱とプレキャストコンクリート製の梁との一体化を行う工法として、特許文献1に示すように、プレキャストコンクリート梁に貫通させたPC鋼材を柱に定着させた状態で、このPC鋼材にプレストレス力を導入することで柱とプレキャストコンクリート梁とを圧着接合する圧着工法が知られている。
Conventionally, as a method of integrating a column and a precast concrete beam, as shown in
ところが、従来の圧着工法は、地震エネルギーを吸収する機能は備えていなかった。 However, the conventional crimping method does not have a function of absorbing seismic energy.
そのため、従来の圧着工法による構造物は、耐震壁等の強度と剛性を有する耐震要素を別途配置することで、耐震性を有する構造物とするのが一般的であった。
このように耐震要素を配置すると、設計の自由度が制限されるとともに、費用が嵩むという問題点を有していた。
For this reason, it is common for a structure by a conventional crimping method to be a structure having earthquake resistance by separately arranging earthquake resistant elements having strength and rigidity such as earthquake resistant walls.
When the seismic elements are arranged in this way, the degree of freedom of design is limited and the cost increases.
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、建物の設計の自由度を増加させることを可能とし、かつ、安価に構築することを可能とした建物の制震構造を提案することを課題とする。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and it is possible to increase the degree of freedom of building design, and it is possible to construct the building seismic control structure at low cost. It is an issue to propose.
前記課題を解決するために、本発明の制震構造は、柱と、前記柱の側面に端面が当接するように配設された梁と、前記柱と前記梁とに貫設されたPC鋼材と、を備え、前記PC鋼材に導入されたプレストレス力により前記柱と前記梁とが圧着されてなる制震構造であって、前記PC鋼材は、前記梁の梁せいの中央部に配置されており、前記柱と前記梁との突合部の周囲に配設されたエネルギー吸収部材を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a vibration control structure of the present invention includes a column, a beam disposed so that an end surface thereof is in contact with a side surface of the column, and a PC steel material penetrating the column and the beam. And a vibration control structure in which the column and the beam are pressure-bonded by a prestressing force introduced into the PC steel material, wherein the PC steel material is disposed at a central portion of the beam of the beam. And an energy absorbing member disposed around the abutting portion between the column and the beam.
かかる制震構造によれば、梁の上下に配設されたエネルギー吸収部材により、地震エネルギーを吸収させるため、構造体の損傷を最小限に抑えることができる。 According to such a seismic control structure, the energy absorption members disposed above and below the beam absorb the seismic energy, so that damage to the structure can be minimized.
また、本発明によれば、耐震壁等の耐震要素を省略あるいは削減することができる。つまり本発明によれば、制震機能を備えたラーメン構造が得られるため、設計の自由度が増加するとともに、安価に構築することが可能となる。 Moreover, according to this invention, seismic elements, such as a seismic wall, can be abbreviate | omitted or reduced. That is, according to the present invention, a ramen structure having a seismic control function is obtained, so that the degree of freedom in design is increased and it can be constructed at a low cost.
また、本発明によれば、エネルギー吸収部材は交換可能に配設されているため、エネルギー吸収部材を交換するのみで地震後の復旧ができる。 Moreover, according to this invention, since the energy absorption member is arrange | positioned so that replacement | exchange is possible, the recovery | restoration after an earthquake can be performed only by replacing | exchanging an energy absorption member.
また、前記梁の端面の梁せいの中央部に、凸部が形成されていれば、予め梁の端部と柱の側面との突合部の周囲に隙間が形成されるため、梁端部の回転の自由度を高めることができる。これにより、大きな曲げモーメントが梁端部に発生するのを防ぐことができる。 In addition, if a convex portion is formed at the center of the beam end of the beam, a gap is formed in advance around the abutting portion between the end of the beam and the side surface of the column. The degree of freedom of rotation can be increased. Thereby, it is possible to prevent a large bending moment from occurring at the beam end.
本発明の制震構造によれば、設計の自由度を増加させることを可能とし、かつ、安価に構築することを可能となる。 According to the vibration control structure of the present invention, it is possible to increase the degree of freedom in design and to construct it at a low cost.
第1の実施の形態にかかる制震構造1は、図1に示すように、柱10と、柱10の側面に端面が当接するように配設された梁20と、柱10と梁20とに貫設されたPC鋼材30と、柱10と梁20との突合部の周囲に配設されたエネルギー吸収部材40と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
柱10は、鉄筋コンクリートにより構成されている。なお、柱10は、プレキャストコンクリート柱であっても、現場打ちコンクリート柱であってもよい。
The
柱10には、梁20の梁せいの中央部に対応する位置にPC鋼材30を挿通させるためのシース管11が配管されている。また、シース管11の上下には、鉄筋41を挿通させるためのシース管12,12が配管されている。なお、シース管11の寸法等は、適宜定めるものとする。また、シース管12は、PC鋼材30の定着方法に応じて省略することも可能である。
The
梁20は、プレキャストコンクリート部材であって、梁せいの中央部にシース管21が配管されている。シース管21は、柱10と直交する方向に配管されており、シース管11と連通する。
梁20の柱10側の端部は、凸形に、すなわち、梁20の端部に欠き込み部22が形成されていることで、梁せいの中央部に短柱状の凸部23が形成されている。
The
The
また、梁20の上面には、スラブ50が形成されている。スラブ50の端部には、エネルギー吸収部材40の設置箇所に対応して凹部51が形成されている。
A
PC鋼材30は、柱10のシース管11と梁20のシース管21とに跨って配設されている。PC鋼材30にはプレストレス力が導入されており、梁20を柱10の側面に圧着している。
The
PC鋼材30を構成する材料は限定されるものではなく、例えばPC鋼線、PC鋼棒やPC鋼より線等、あらゆるPC鋼材が採用可能である。
The material which comprises the PC
PC鋼材30は、シース管11,21を挿通していることで、アンボンド状態で配設されている。本実施形態では、PC鋼材30を柱10に貫通させるとともに左右の梁20,20に配設し、梁20,20の柱10と反対側端面において図示しない定着部材を介して定着するものとする。なお、PC鋼材30の配置は限定されるものではなく、例えば、左右の柱10,10と両柱10,10の間に配設された梁20とに跨って配設し、両端を左右の柱10,10に定着させてもよい。
The
エネルギー吸収部材40は、図2に示すように、梁20の上面または下面に一部が露出した状態で配設されており、鉄筋41と、定着板42と、固定用ナット43,43,…と、定着鉄筋44,44と、固定板45と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
鉄筋41は、図1に示すように、柱10のシース管12に挿通され、両端部が、左右の梁20,20に固定板45を介して固定されている。
As shown in FIG. 1, the reinforcing
定着板42は、矩形状の鋼板であって、図2に示すように、柱10の表面と面一となるように一方の面が露出した状態で柱10に埋設されている。
本実施形態では、定着板42を鋼板により構成するが、鉄筋41の定着部材として機能することが可能であれば、その材質や形状等は限定されるものではない。
The
In the present embodiment, the
定着板42は、4隅に固定された定着鉄筋44,44を介して柱10に固定される。これにより、柱10からの抜け出し(脱落)が防止されている。
The
鉄筋41と定着板42との固定は、固定用ナット43により行われる。
本実施形態では、ダブルナット(固定用ナット43,43)を鉄筋41に螺着する。また、定着板42側の固定用ナット43は、定着板42に溶接43aされており、固定状態の緩みが防止されている。
The reinforcing
In the present embodiment, double nuts (
固定板45は、梁20の表面に突設された鋼板であって、鉄筋41を挿通するための挿通孔(図示省略)が形成されている。
固定板45は、一方の端部45aを梁20の表面から突出させた状態で、他方の端部45bを梁20に埋設することで、梁20に固定されている。
The
The
固定板45による鉄筋41の固定は、固定板45の前後に配設された固定用ナット43を介して行う。鉄筋41の端部は、ダブルナット(固定用ナット43,43)により緩みが防止されているとともに、固定板45側の固定用ナット43が固定板45に溶接43aされることで強固に固定されている。
The reinforcing
制震構造1によれば、図3に示すように、地震エネルギーが作用することで柱10と梁20とにより形成されたラーメン構造に変形が生じた場合であっても、エネルギー吸収部材40の鉄筋41の露出した部分が降伏して地震エネルギーを吸収するため、構造体(柱10、梁20)の損傷を最小限に抑えることができる。
According to the
そのため、耐震壁等の耐震要素を省略あるいは削減することができ、建物の構造体をラーメン構造として、建物の使用プランの自由度を増加させることが可能となる。 Therefore, seismic elements such as seismic walls can be omitted or reduced, and the structure of the building can be made into a ramen structure to increase the degree of freedom of the building use plan.
鉄筋41は、定着板42と固定板45との間において固定用ナット43,43,…を介して固定することで、鉄筋降伏長さが定着板42と固定板45との離隔距離に設定されている。このように鉄筋41の鉄筋降伏長さが短く設定されているため、鉄筋41を早期に降伏させて、履歴によるエネルギー吸収を大きくとることが可能となる。
The reinforcing
エネルギー吸収部材40は、梁20の上面または下面において露出しているため、地震エネルギーにより変形(降伏)した鉄筋41を交換することにより、制震構造1を復旧することができる。
鉄筋41は、シース管12内を挿通し、柱10には固定されていないため、固定用ナット43を緩めることで、簡易に交換することができる。
Since the
Since the reinforcing
梁20の端面に凸部23が形成されているため、地震エネルギーが作用した際に、回転しやすくなり、エネルギー吸収部材40による地震エネルギーの吸収性能が向上する。
Since the projecting
第2の実施の形態にかかる制震構造2は、図4に示すように、柱10と、柱10の側面に端面が当接するように配設された梁20と、柱10と梁20とに貫設されたPC鋼材30と、柱10と梁20との突合部の周囲に配設されたエネルギー吸収部材60と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 4, the
柱10には、梁20の梁せいの中央部に対応する位置に、PC鋼材を挿通させるためのシース管11が配管されている。
この他の柱10の構成は、第1の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
The
Since the structure of this
梁20の柱10側の端面には、テーパー状に切り欠かれることで、欠き込み部22’が形成されており、梁せいの中央部にテーパー状の凸部23が形成されている。
この他の梁20の構成は、第1の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
A
Since the configuration of the
また、梁20の上面には、スラブ50が形成されている。スラブ50の端部には、エネルギー吸収部材60の設置箇所に対応して凹部51が形成されている。
A
また、PC鋼材30に関する事項は、第1の実施の形態と同様なため、詳細な説明は省略する。
Moreover, since the matter regarding
エネルギー吸収部材60は、梁20の上面または下面において、一部が露出した状態で配設されている。
The
エネルギー吸収部材60は、図5(a)に示すように、低降伏点鋼製プレート61と、定着板62と、固定用ボルト63,63と、固定用ナット64,64と、定着鉄筋65,65と、固定板66と、を備えて構成されている。
As shown in FIG. 5A, the
低降伏点鋼製プレート61は、一端が柱10の側面に配置された定着板62に固定されており、他端が梁20の表面に配置された固定板66に固定されている。
The low yield
低降伏点鋼製プレート61は、図5(a)および(b)に示すように、両端がそれぞれ固定用ボルト63および固定用ナット64により固定されている。低降伏点鋼製プレート61の端部は、固定用ボルト63の挿通が可能となるように拡幅されている。
低降伏点鋼製プレート61の厚みや幅等は、地震時に早期に降伏して地震エネルギーを吸収することが可能となるように、適宜設定する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the low yield
The thickness, width, and the like of the low yield
定着板62は、矩形状の鋼板であって、一方の面が柱10の表面と面一となるように露出した状態で柱10に埋設されている。
本実施形態では、定着板62を鋼板により構成するが、その材質は限定されるものではない。
The fixing
In the present embodiment, the fixing
定着板62の表面には、低降伏点鋼製プレート61を固定するための固定部材67が突設されている。
本実施形態では、定着板62に溶接接合された鋼板により固定部材67を構成するが、固定部材67の構成は限定されるものではない。
On the surface of the fixing
In the present embodiment, the fixing
低降伏点鋼製プレート61は、低降伏点鋼製プレート61と固定部材67とを貫通した固定用ボルト63をナット64で締め付けることにより、定着板62に固定される。ここで、図面の符号68はワッシャーである。
なお、定着板62として断面T字状の型鋼を使用することで、固定部材67が予め一体に形成されたものを使用してもよい。
The low yield
In addition, by using a steel plate having a T-shaped cross section as the fixing
定着板62は、4隅に固定された定着鉄筋65,65を介して柱10に固定されており、柱10からの抜け出し(脱落)が防止されている。
The fixing
固定板66は、矩形状の鋼板であって、一方の面が梁20の表面と面一となるように露出した状態で梁20に埋設されている。
本実施形態では固定板66を鋼板により構成するが、固定板66の材質は限定されるものではない。
The fixed
In the present embodiment, the fixed
固定板66は、4隅に固定された定着鉄筋65,65,…を介して梁20に固定されており、梁20からの抜け出しが防止されている。
The fixing
低降伏点鋼製プレート61は、低降伏点鋼製プレート61と固定板66とを貫通した固定用ボルト63をナット64で締め付けることにより、固定板66に固定される。固定用ボルト63は、梁20に頭部が埋設されている。
なお、低降伏点鋼製プレート61の固定方法は限定されるものではない。
The low yield
The fixing method of the low yield
以上、制震構造2によれば、地震エネルギーが作用することで柱10と梁20とにより形成されたラーメン構造に変形が生じた場合であっても、低降伏点鋼製プレート61が降伏して地震エネルギーを吸収するため、構造体(柱10、梁20)の損傷を最小限に抑えることができる。
As described above, according to the
低降伏点鋼製プレート61は、早期に降伏して履歴によるエネルギー吸収を大きくとることが可能となる厚みと幅に形成されているため、柱10および梁20の損傷を最小限に抑える。
The low yield
エネルギー吸収部材60(低降伏点鋼製プレート61)は、梁20の上面または下面において露出しているため、地震エネルギーにより変形(降伏)した低降伏点鋼製プレート61を簡易に交換することができ、制震構造2を復旧を容易に行うことができる。
Since the energy absorbing member 60 (the low yield point steel plate 61) is exposed on the upper surface or the lower surface of the
梁20の端面に形成された凸部23は、テーパー状に形成されているため、地震エネルギーが作用することで、梁20の端部が回転した際に圧壊しにくい。
Since the
この他の第2の実施の形態に係る制震構造2の作用効果は、第1の実施の形態に係る制震構造1と同様なため、詳細な説明は省略する。
Since the effect of the damping
第3の実施の形態に係る制震構造3は、図6に示すように、柱10の内部に定着部材46が配設されている点で、柱10の表面に定着板42が配設された第1の実施の形態の制震構造1と異なっている。
As shown in FIG. 6, the damping structure 3 according to the third embodiment has a fixing
鉄筋41の定着部材46への固定は、シース管12に鉄筋41を挿入し、定着部材46に固定された固定用ナット43に鉄筋41の端部を螺着することにより行う。
この他の制震構造3の構成は、第1の実施の形態で示した制震構造1と同様なため、詳細な説明は省略する。
The reinforcing
Since the structure of this other damping structure 3 is the same as that of the damping
制震構造3によれば、鉄筋41の鉄筋降伏長さが定着部材46と固定板45との離隔距離に設定されているため、鉄筋41を早期に降伏させて、履歴によるエネルギー吸収を大きくとることが可能となる。
この他の制震構造3による作用効果は、第1の実施の形態に係る制震構造1と同様なため、詳細な説明は省略する。
According to the vibration control structure 3, since the reinforcing bar yield length of the reinforcing
Since the effect by this other damping structure 3 is the same as that of the damping
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the above-described constituent elements can be appropriately changed in design without departing from the spirit of the present invention.
例えば、前記各実施形態では、梁20の端面の梁せいの中央部に凸部23を形成するものとしたが、凸部23は必要に応じて形成すればよく、省略することも可能である。
For example, in each of the embodiments described above, the
梁20の構成は限定されるものではなく、例えば鉄骨造梁であってもよいし、スパン長が長い場合にはプレテンションのPCa梁を使用してもよい。
また、凹部51は、必要に応じて形成すればよく、例えば、エネルギー吸収部材40(60)をスラブ50の上面に配置する場合等には、省略することが可能である。
The configuration of the
Moreover, what is necessary is just to form the recessed
1,2,3 制震構造
10 柱
20 梁
23 凸部
30 PC鋼材
40,60 エネルギー吸収部材
1, 2, 3 Damping
Claims (2)
前記PC鋼材に導入されたプレストレス力により前記柱と前記梁とが圧着されてなる制震構造であって、
前記PC鋼材は、前記梁の梁せいの中央部に配置されており、
前記柱と前記梁との突合部の周囲に配設されたエネルギー吸収部材を備えていることを特徴とする、制震構造。 A column, a beam disposed so that an end surface is in contact with a side surface of the column, and a PC steel material penetrating the column and the beam,
A vibration control structure in which the column and the beam are pressure-bonded by a prestressing force introduced into the PC steel material,
The PC steel material is arranged at the center of the beam of the beam,
An energy-damping structure comprising an energy absorbing member disposed around an abutting portion between the column and the beam.
The vibration control structure according to claim 1, wherein a convex portion is formed at a central portion of the beam end of the beam.
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