JP3951785B2 - コンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパ - Google Patents
コンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はコンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構の柱・梁接合部において、梁の架設時に梁を支持しながら、地震時の柱・梁の相対変形時にエネルギ吸収能力を発揮するコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
コンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構の柱・梁接合部に、地震時の柱・梁間の相対変形時にエネルギ吸収機能を持たせようとする場合、特開平11-172761号の図６、図７のようにダンパを柱・梁間に跨って架設し、双方に接合することが行われるが、ダンパはエネルギ吸収のための専用の部材であるため、梁を柱に圧着接合する緊張材とは別にダンパを設置することが必要になり、柱・梁の架構内に設置のための特別な空間を確保しなければならない。同様のことは柱・梁の架構が鉄骨造の場合である特開2001-254436についても言える。
【０００３】
ダンパを柱・梁接合部に設置する場合、架構全体では多数のダンパにエネルギを分散させて吸収させることから、ダンパの設置数が多くなるか、一個当たりのダンパの規模が大きくなる傾向があるため、ダンパが梁の下、もしくは上に突出することで、ダンパの設置が仕上げの障害になることが多い上、柱・梁からなる架構内で確保できる開口部の大きさを制限することになる。
【０００４】
この発明は上記背景より、柱・梁接合部においてダンパ設置のための格別な空間を必要としない形態のダンパを提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明ではコンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構において、柱の梁との接合部に接合され、梁の架設時に梁を支持する梁受け材をダンパとして兼用することにより、ダンパ設置のための格別な空間を不要にし、もしくは削減し、仕上げ上の障害の問題と、開口部への制約の問題を回避する。
【０００６】
請求項１に係るコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパは、コンクリートの柱にプレキャストコンクリートの梁を架設するための梁受け材であり、柱に接合される柱接合部と梁に接合される梁接合部とからなるＬ形の形状を有し、梁の柱に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部を梁接合部に多数の孔を穿設することにより形成してあることを特徴とするものである。
梁受け材は、梁の架設後に梁に接合されることにより柱の側面と梁の下端間に跨る。梁受け材はエネルギ吸収機能を持ちながらも、梁の架設時には梁を支持する機能を有すればよいことから、少なくとも柱に接合される柱接合部と、梁に接合される梁接合部を持てばよいため、仕上げと開口部の空間へ影響を与えることがない。形態上は、柱接合部と梁接合部が共に板状で、梁受け材自体がアングル形状であるため最も単純な形となる。
【０００７】
梁受け材のエネルギ吸収部は柱と梁の相対変形時に負担する引張力や曲げモーメント、またはせん断力、あるいはその組合せ応力により降伏し、弾塑性履歴吸収エネルギにより地震時のエネルギを吸収する。
【０００８】
梁受け材が梁の下端側に位置することで、架構に図２−(a) に示す平常状態から水平力により(b)に示すような水平変形を生じ、梁２の下端と柱１側面との間に変位が生じたとき、エネルギ吸収部が形成される梁接合部、または連結部には引張力と曲げモーメントが作用し、エネルギ吸収部の、多数の孔以外の部分が伸び変形、もしくは曲げ変形し、降伏して塑性変形することによりエネルギを吸収する。すなわち、エネルギ吸収部は板部分に多数の孔が穿設されることにより、その他の部分より相対的に降伏耐力が低下させられた形で形成される。
【０００９】
梁受け材兼用ダンパは請求項１に記載のように柱に接合される柱接合部と、梁に接合される梁接合部のみを持つ場合と、請求項２〜４に記載のように柱接合部と梁接合部の他、両接合部間に跨る連結部を持つ場合があり、前者の場合、エネルギ吸収部は梁接合部に形成され、後者の場合は梁接合部と連結部のいずれかに形成される。
【００１１】
エネルギ吸収部が連結部に形成される場合、連結部は例えば両端において柱接合部と梁接合部に接合される板状に形成される。この場合、連結部は梁の側面に平行に配置される場合と、それに直交した形で配置される場合がある。
【００１２】
連結部が板状の場合、連結部を１枚の板から構成する場合もあるが、請求項３に記載のように複数枚の板から構成し、各板の降伏応力を変化させる等により調整することで、連結部全体としての降伏時の応力を多段階に設定することができる他、エネルギ吸収量を自由に設定することも可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明は図１に示すようにコンクリートの柱１とプレキャストコンクリートの梁２からなる架構において、柱１の梁２との接合部に接合され、梁２の架設時に梁２を支持し、梁２の架設後に梁２に接合され、梁２の柱１に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部30を有する梁受け材兼用ダンパ（以下梁受け材）３である。柱１はプレキャストコンクリートの場合と現場打ちコンクリート造、または両者の複合構造や、ＳＲＣ造等の場合がある。
【００１４】
柱１と梁２は中実断面材であるか中空断面材であるかを問わず、架構は接合部において図示するように柱１が貫通する形式であるか梁２が貫通する形式であるかを問わない。柱１と梁２は断面形状に応じ、ＰＣ鋼棒等の鋼材を用いた圧着接合の他、接合部への配筋とコンクリートの打設により接合される。
【００１５】
梁受け材３は図３−(a) に示すように基本的に柱１に接合される柱接合部31と、梁２に接合される梁接合部32からＬ形の形状をし、(b)に示すように柱接合部31と梁接合部32間に連結部33が跨り、双方に接合された形をする場合もある。前者の場合、エネルギ吸収部30は梁接合部31に、後者の場合は柱接合部31、または連結部33に形成される。図３中、点を付した部分がエネルギ吸収部30を示す。
【００１６】
柱接合部31と梁接合部32にはそれぞれ柱１と梁２に接合されるためのボルト孔が形成され、各ボルト孔にボルト４，５が付属する。梁受け材３は予め柱接合部31においてボルト４により柱１に接合され、柱１，１間に梁２が架設され、梁接合部32上に梁２が載置されたときに梁接合部32がボルト５により梁２に接合される。
【００１７】
図４は図３−(a) に示す形の具体的な例として梁接合部32のエネルギ吸収部30を多数の孔3aを穿設することにより形成した場合を示す。図４−(a) は図３−(a) の詳細を、(b)はその底面を示す。梁接合部32のエネルギ吸収部30はボルト５との干渉が生じない部分に形成される。
【００１８】
孔3aの形状は問われないが、図２−(b) に示す架構の変形により梁接合部32に梁２の軸方向に引張力が作用したとき、梁接合部32の孔3a以外の部分が曲げモーメントによって降伏することから、孔3aは孔3a以外の部分が均等に降伏し、効率的にエネルギを吸収するよう、図４−(b)に示すように梁２の軸方向に複数列配列し、各列の孔3aは千鳥状に配置される。
【００１９】
図５は図３−(b) に示す形の具体的な例として連結部33が柱接合部31と梁接合部32のそれぞれの面に垂直な面をなして双方に接合される板である場合を示す。連結部33である板33ａの形状、枚数は問われないが、板33ａは梁接合部32に作用する梁２の軸方向の引張及び回転によって降伏するように配置される。
【００２０】
図５では平板状の板33ａの両端間距離を稼ぐために板33ａの両側を曲線状に切断した上で、板33ａを梁２の側面に平行な面をなして配置し、また連結部33全体としてのエネルギ吸収効果を上げるために複数枚（２枚）の板33ａ，33ａを梁２の幅方向に平行に配置しているが、板33ａ自体を曲面状に加工し、図５の場合の板33ａに直交する面をなして配置する場合もある。いずれの場合も、板33ａはボルト４，５との干渉が生じないように配置され、梁接合部32に梁２の軸方向に引張及び回転が発生したときの引張力と曲げモーメントにより降伏する。
【００２１】
図５のように連結部33をエネルギ吸収部30として利用し、１枚、もしくは複数枚の板33ａから構成する場合、板33ａに図４と同様の多数の孔3aを形成し、塑性変形能力を高めることもある。
【００２２】
この他、連結部33は梁２の軸方向の引張力と曲げモーメントによって降伏すればよいことから、連結部33自体を棒状その他の形状に形成することもある。
【００２３】
【発明の効果】
コンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構において、柱の梁との接合部に接合され、梁の架設時に梁を支持する梁受け材をダンパとして兼用するため、ダンパ設置のための格別な空間が不要になるか削減され、仕上げ上の障害の問題と、開口部への制約の問題が回避される。
【００２４】
また、柱接合部と梁接合部が共に板状で、梁受け材自体が最も単純なアングル形状であるため、仕上げ上の問題と、開口部への問題が最小に抑えられる。
【００２５】
請求項３では連結部を複数枚の板から構成するため、連結部全体としての降伏時の応力を多段階に設定することができる上、エネルギ吸収量を自由に設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】柱・梁の架構と梁受け材との関係を示した立面図である。
【図２】 (a) は平常時の柱・梁接合部を示した立面図、(b)は水平力作用時の柱・梁接合部を示した立面図である。
【図３】 (a) は梁接合部にエネルギ吸収部を形成した場合の梁受け材を示した図１の破線円部分の拡大図、(b)は連結部にエネルギ吸収部を形成した場合の梁受け材を示した図１の破線円部分の拡大図である。
【図４】 (a) は図３−(a) の具体例を示した拡大図、(b)は(a) の底面図である。
【図５】 (a) は図３−(b)の具体例を示した拡大図、(b)は(a) の底面図である。
【符号の説明】
１……柱、２……梁、３……梁受け材、30……エネルギ吸収部、31……柱接合部、32……梁接合部、3a……孔、33……連結部、33ａ……板、４，５……ボルト。
【発明の属する技術分野】
この発明はコンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構の柱・梁接合部において、梁の架設時に梁を支持しながら、地震時の柱・梁の相対変形時にエネルギ吸収能力を発揮するコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
コンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構の柱・梁接合部に、地震時の柱・梁間の相対変形時にエネルギ吸収機能を持たせようとする場合、特開平11-172761号の図６、図７のようにダンパを柱・梁間に跨って架設し、双方に接合することが行われるが、ダンパはエネルギ吸収のための専用の部材であるため、梁を柱に圧着接合する緊張材とは別にダンパを設置することが必要になり、柱・梁の架構内に設置のための特別な空間を確保しなければならない。同様のことは柱・梁の架構が鉄骨造の場合である特開2001-254436についても言える。
【０００３】
ダンパを柱・梁接合部に設置する場合、架構全体では多数のダンパにエネルギを分散させて吸収させることから、ダンパの設置数が多くなるか、一個当たりのダンパの規模が大きくなる傾向があるため、ダンパが梁の下、もしくは上に突出することで、ダンパの設置が仕上げの障害になることが多い上、柱・梁からなる架構内で確保できる開口部の大きさを制限することになる。
【０００４】
この発明は上記背景より、柱・梁接合部においてダンパ設置のための格別な空間を必要としない形態のダンパを提案するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明ではコンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構において、柱の梁との接合部に接合され、梁の架設時に梁を支持する梁受け材をダンパとして兼用することにより、ダンパ設置のための格別な空間を不要にし、もしくは削減し、仕上げ上の障害の問題と、開口部への制約の問題を回避する。
【０００６】
請求項１に係るコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパは、コンクリートの柱にプレキャストコンクリートの梁を架設するための梁受け材であり、柱に接合される柱接合部と梁に接合される梁接合部とからなるＬ形の形状を有し、梁の柱に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部を梁接合部に多数の孔を穿設することにより形成してあることを特徴とするものである。
梁受け材は、梁の架設後に梁に接合されることにより柱の側面と梁の下端間に跨る。梁受け材はエネルギ吸収機能を持ちながらも、梁の架設時には梁を支持する機能を有すればよいことから、少なくとも柱に接合される柱接合部と、梁に接合される梁接合部を持てばよいため、仕上げと開口部の空間へ影響を与えることがない。形態上は、柱接合部と梁接合部が共に板状で、梁受け材自体がアングル形状であるため最も単純な形となる。
【０００７】
梁受け材のエネルギ吸収部は柱と梁の相対変形時に負担する引張力や曲げモーメント、またはせん断力、あるいはその組合せ応力により降伏し、弾塑性履歴吸収エネルギにより地震時のエネルギを吸収する。
【０００８】
梁受け材が梁の下端側に位置することで、架構に図２−(a) に示す平常状態から水平力により(b)に示すような水平変形を生じ、梁２の下端と柱１側面との間に変位が生じたとき、エネルギ吸収部が形成される梁接合部、または連結部には引張力と曲げモーメントが作用し、エネルギ吸収部の、多数の孔以外の部分が伸び変形、もしくは曲げ変形し、降伏して塑性変形することによりエネルギを吸収する。すなわち、エネルギ吸収部は板部分に多数の孔が穿設されることにより、その他の部分より相対的に降伏耐力が低下させられた形で形成される。
【０００９】
梁受け材兼用ダンパは請求項１に記載のように柱に接合される柱接合部と、梁に接合される梁接合部のみを持つ場合と、請求項２〜４に記載のように柱接合部と梁接合部の他、両接合部間に跨る連結部を持つ場合があり、前者の場合、エネルギ吸収部は梁接合部に形成され、後者の場合は梁接合部と連結部のいずれかに形成される。
【００１１】
エネルギ吸収部が連結部に形成される場合、連結部は例えば両端において柱接合部と梁接合部に接合される板状に形成される。この場合、連結部は梁の側面に平行に配置される場合と、それに直交した形で配置される場合がある。
【００１２】
連結部が板状の場合、連結部を１枚の板から構成する場合もあるが、請求項３に記載のように複数枚の板から構成し、各板の降伏応力を変化させる等により調整することで、連結部全体としての降伏時の応力を多段階に設定することができる他、エネルギ吸収量を自由に設定することも可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明は図１に示すようにコンクリートの柱１とプレキャストコンクリートの梁２からなる架構において、柱１の梁２との接合部に接合され、梁２の架設時に梁２を支持し、梁２の架設後に梁２に接合され、梁２の柱１に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部30を有する梁受け材兼用ダンパ（以下梁受け材）３である。柱１はプレキャストコンクリートの場合と現場打ちコンクリート造、または両者の複合構造や、ＳＲＣ造等の場合がある。
【００１４】
柱１と梁２は中実断面材であるか中空断面材であるかを問わず、架構は接合部において図示するように柱１が貫通する形式であるか梁２が貫通する形式であるかを問わない。柱１と梁２は断面形状に応じ、ＰＣ鋼棒等の鋼材を用いた圧着接合の他、接合部への配筋とコンクリートの打設により接合される。
【００１５】
梁受け材３は図３−(a) に示すように基本的に柱１に接合される柱接合部31と、梁２に接合される梁接合部32からＬ形の形状をし、(b)に示すように柱接合部31と梁接合部32間に連結部33が跨り、双方に接合された形をする場合もある。前者の場合、エネルギ吸収部30は梁接合部31に、後者の場合は柱接合部31、または連結部33に形成される。図３中、点を付した部分がエネルギ吸収部30を示す。
【００１６】
柱接合部31と梁接合部32にはそれぞれ柱１と梁２に接合されるためのボルト孔が形成され、各ボルト孔にボルト４，５が付属する。梁受け材３は予め柱接合部31においてボルト４により柱１に接合され、柱１，１間に梁２が架設され、梁接合部32上に梁２が載置されたときに梁接合部32がボルト５により梁２に接合される。
【００１７】
図４は図３−(a) に示す形の具体的な例として梁接合部32のエネルギ吸収部30を多数の孔3aを穿設することにより形成した場合を示す。図４−(a) は図３−(a) の詳細を、(b)はその底面を示す。梁接合部32のエネルギ吸収部30はボルト５との干渉が生じない部分に形成される。
【００１８】
孔3aの形状は問われないが、図２−(b) に示す架構の変形により梁接合部32に梁２の軸方向に引張力が作用したとき、梁接合部32の孔3a以外の部分が曲げモーメントによって降伏することから、孔3aは孔3a以外の部分が均等に降伏し、効率的にエネルギを吸収するよう、図４−(b)に示すように梁２の軸方向に複数列配列し、各列の孔3aは千鳥状に配置される。
【００１９】
図５は図３−(b) に示す形の具体的な例として連結部33が柱接合部31と梁接合部32のそれぞれの面に垂直な面をなして双方に接合される板である場合を示す。連結部33である板33ａの形状、枚数は問われないが、板33ａは梁接合部32に作用する梁２の軸方向の引張及び回転によって降伏するように配置される。
【００２０】
図５では平板状の板33ａの両端間距離を稼ぐために板33ａの両側を曲線状に切断した上で、板33ａを梁２の側面に平行な面をなして配置し、また連結部33全体としてのエネルギ吸収効果を上げるために複数枚（２枚）の板33ａ，33ａを梁２の幅方向に平行に配置しているが、板33ａ自体を曲面状に加工し、図５の場合の板33ａに直交する面をなして配置する場合もある。いずれの場合も、板33ａはボルト４，５との干渉が生じないように配置され、梁接合部32に梁２の軸方向に引張及び回転が発生したときの引張力と曲げモーメントにより降伏する。
【００２１】
図５のように連結部33をエネルギ吸収部30として利用し、１枚、もしくは複数枚の板33ａから構成する場合、板33ａに図４と同様の多数の孔3aを形成し、塑性変形能力を高めることもある。
【００２２】
この他、連結部33は梁２の軸方向の引張力と曲げモーメントによって降伏すればよいことから、連結部33自体を棒状その他の形状に形成することもある。
【００２３】
【発明の効果】
コンクリートの柱とプレキャストコンクリートの梁からなる架構において、柱の梁との接合部に接合され、梁の架設時に梁を支持する梁受け材をダンパとして兼用するため、ダンパ設置のための格別な空間が不要になるか削減され、仕上げ上の障害の問題と、開口部への制約の問題が回避される。
【００２４】
また、柱接合部と梁接合部が共に板状で、梁受け材自体が最も単純なアングル形状であるため、仕上げ上の問題と、開口部への問題が最小に抑えられる。
【００２５】
請求項３では連結部を複数枚の板から構成するため、連結部全体としての降伏時の応力を多段階に設定することができる上、エネルギ吸収量を自由に設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】柱・梁の架構と梁受け材との関係を示した立面図である。
【図２】 (a) は平常時の柱・梁接合部を示した立面図、(b)は水平力作用時の柱・梁接合部を示した立面図である。
【図３】 (a) は梁接合部にエネルギ吸収部を形成した場合の梁受け材を示した図１の破線円部分の拡大図、(b)は連結部にエネルギ吸収部を形成した場合の梁受け材を示した図１の破線円部分の拡大図である。
【図４】 (a) は図３−(a) の具体例を示した拡大図、(b)は(a) の底面図である。
【図５】 (a) は図３−(b)の具体例を示した拡大図、(b)は(a) の底面図である。
【符号の説明】
１……柱、２……梁、３……梁受け材、30……エネルギ吸収部、31……柱接合部、32……梁接合部、3a……孔、33……連結部、33ａ……板、４，５……ボルト。
Claims (4)
- コンクリートの柱にプレキャストコンクリートの梁を架設するための梁受け材であり、前記柱に接合される柱接合部と前記梁に接合される梁接合部とからなるＬ形の形状を有し、前記梁の前記柱に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部を前記梁接合部に多数の孔を穿設することにより形成してあることを特徴とするコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパ。
- コンクリートの柱にプレキャストコンクリートの梁を架設するための梁受け材であり、前記柱に接合される柱接合部と前記梁に接合される梁接合部とからなるＬ形の形状を有し、さらに前記柱接合部と前記梁間に跨る連結部を有し、前記連結部を梁の柱に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部としたことを特徴とするコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパ。
- 前記連結部は両端において前記柱接合部と前記梁接合部に接合される複数枚の板から構成されていることを特徴とする請求項２記載のコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパ。
- コンクリートの柱にプレキャストコンクリートの梁を架設するための梁受け材であり、前記柱に接合される柱接合部と前記梁に接合される梁接合部とからなるＬ形の形状を有し、さらに前記柱接合部と前記梁間に跨る連結部を有し、梁の柱に対する相対変形時にエネルギを吸収するエネルギ吸収部を前記連結部に多数の孔を穿設することにより形成してあることを特徴とするコンクリート造架構における梁受け材兼用ダンパ。
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| JP4181680B2 (ja) * | 1998-11-02 | 2008-11-19 | 新日本製鐵株式会社 | 制震ブレースダンパー及びそれに用いるエネルギー吸収体とこれの設計方法 |
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| JP3629638B2 (ja) * | 2000-03-09 | 2005-03-16 | 新日本製鐵株式会社 | 高剛性で損傷制御性に優れた鉄骨構造用の鋼製柱と鋼製梁の接合構造 |
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2002
- 2002-04-23 JP JP2002120550A patent/JP3951785B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2003313945A (ja) | 2003-11-06 |
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