JP3951865B2 - Seismic control structure of column base - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、柱脚部とこれを支承する基礎部分との間に設けられて地震時に制振機能を発揮する柱脚部の制震構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、鉄骨造の多数本の柱を有する構造物として、ベースプレート上に複数のラックを並列的に立設したラック状格納棚が知られている。ここで、上記ラックは、角型鋼管等によって構成された架構の柱間に、多段にわたって棚が設けられたもので、一般に上記ラック間には、格納物を上記棚に対して搬入・搬出するためのスタッカークレーン等の搬送装置が設けられている。
【0003】
ところで、上記ラック状格納棚にあっては、収納効率を高めるべくラックの高層化を図る場合には、地震時における安全性を確保するために、当該ラックの耐震性を考慮する必要が生じる。
そこで、従来のラック状格納棚においては、ラックを構成する架構の適宜箇所にブレースを取り付けたり、あるいは隣接するラックの頂部同士を梁によって連結したり、さらにはラックの脚部をベースプレートに強固に緊結したりすることにより上記架構の剛性を高め、耐震性を向上させる対策が採られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、地震等の外力が作用した際の耐震性能は、ラックを構成するトラス構成部材が引張力に対して充分な耐力を有する場合には、圧縮を受けるブレース等の各種部材の強度によって決定されることになる。このため、上記従来のラック状格納棚にあっては、これを高層化させる場合には、柱や棚のみならず、特に上記部材に大きな断面を確保する必要が生じ、この結果全体の部材断面が大きくなって、鋼材量が増加し、資材コストや施工コストの高騰化を招くという問題点があった。
【0005】
加えて、柱の脚部は、単にベースプレートに緊結されているのみであるため、格納棚全体の重量が増加すると、地震時における揺れの発生に伴って、当該脚部に極めて大きな引張力と圧縮力とが交互に作用することになり、この結果、上記脚部に過大な力が作用するという問題点があった。
【0006】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、柱の脚部に制震機能を付与することにより地震時における構造物の安全性を容易に確保することが可能となる柱脚部の制震構造を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の本発明に係る柱脚部の制震構造は、柱の脚部に、基礎部分に固定された案内支柱を挿入することにより、上記柱の脚部を水平方向の変位が拘束された状態で上下方向に変位可能に設けるとともに、上記脚部と上記基礎部分との間に、板面を水平方向に沿わせて配設されるとともに一側面が上記基礎部分に固定され、他側面が上記脚部に固定された曲げパネルを設け、上記柱に引張力が作用した際に、上記曲げパネルが曲げ降伏して上記引張力を吸収するようにしたことを特徴とするものである。
【0008】
ここで、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成したことを特徴とするものである。
【0009】
請求項1または2に記載の本発明に係る柱脚部の制震構造によれば、地震等により構造物に大きな揺れが発生し、上記構造物の柱脚部に、これを浮き上がらせる方向に引張力が作用すると、上記柱は、案内支柱に上下方向に変位可能に設けられているため、当該案内支柱に沿って上方に変位動する。すると、これらの間に介装されている上記ベースプレートダンパが曲げ降伏し、この結果上記ベースプレートダンパにおける履歴エネルギーによって上記引張力が吸収される。このため、地震時に上記柱に作用する引張力を低減して、制震機能を発揮することができるために、地震時における構造物の安全性を容易に確保することができる。
【0010】
この際に、特に上記ベースプレートダンパとして、曲げ降伏によって引張力を吸収するものを使用すれば、板面を水平方向に沿わせて配置した高靭性パネル等の平板状部材を用いて、その一端部を基礎部分に固定するとともに他端部を上記脚部に固定することによって上記ベースプレートダンパを構成することができる。このため、せん断降伏を用いるベースプレートダンパと比較して、上記脚部の周囲に通行の妨げ等になるプレートが突出することが無いという利点がある。
【0011】
さらに、本発明においては、柱の脚部を、基礎部分に固定された案内支柱に水平方向の変位を拘束するとともに上下方向に変位可能に設けているので、地震時等に構造物に揺れが生じた場合に、柱には上記案内支柱に沿った上下方向の変位のみが許容される。したがって、上記ベースプレートダンパを、柱の水平方向へのバランスを考慮して、周方向に複数均等に設ける必要がなく、1または複数のベースプレートダンパを当該柱の周囲に自由に設置することが可能になり、設計の自由度が増すという利点もある。
【0012】
加えて、請求項2に記載の発明によれば、上記柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成しているので、両者が面接触することが無く、よって上記脚部の水平方向の変位を確実に拘束することができるとともに、両者間の摩擦抵抗が小さいために、引張力が作用した際の上下方向への応答変位を、円滑に行わせることが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
図1および図2は、本発明に係る柱脚部の制震構造の第1実施形態を示すもので、図中符合1が、ベースプレート(基礎部分)1であり、符合2が上記ベースプレート1上に立設される格納棚等の構造物における鉄骨造の柱を示すものである。
この柱2は、角型鋼管からなるものであり、その脚部に、ベースプレートダンパ3が設けられている。このベースプレートダンパ3は、柱2の脚部の一側方において、ボルト4によってベースプレート1に固定された取付プレート5と、この取付プレート5と柱2との間に板面を水平方向に沿わせて配設された高靭性パネル等の曲げパネル6とを備えたもので、曲げパネル6の一側面が取付プレート5に接合されるとともに他側面が柱2に接合されている。
【0014】
また、上記柱2の脚部は、ベースプレート1に水平方向の変位が拘束されるとともに上下方向に変位可能に設けられている。
すなわち、ベースプレート1上には、柱2の中央部に位置するように円管からなる案内支柱7の下端部が固定されている。そして、この案内支柱7に、柱2の脚部が上下方向に変位可能となるように挿入されている。ここで、案内支柱7の外径は、柱2の内接円の径とほぼ等しくなるように形成されており、これにより柱2は水平方向への変位が拘束されている。
【0015】
以上の構成からなる柱脚部の制震構造によれば、地震等により構造物に大きな揺れが発生し、図2(b)に示すように、上記構造物に揺れが生じて柱2に上方へ浮き上がる引張力が作用すると、柱2は、案内支柱7に上下方向に変位可能に設けられているため、案内支柱7に沿って上方に変位動する。すると、高靭性パネル等からなる曲げパネル6が曲げ降伏し、その際の履歴エネルギーによって上記引張力を吸収することができる。このため、地震時に上記柱2に作用する引張力を低減して、制震機能を発揮することができるために、地震時における構造物の安全性を容易に確保することができる。
この結果、上記柱脚部の制震構造にあっては、耐震上、上記構造物を構成する架構の鋼材量を低減することができ、よって容易に高層化に対応することができる。
【0016】
また、柱2の脚部を、ベースプレート1に固定された案内支柱7に水平方向の変位を拘束するとともに上下方向に変位可能に設けているので、地震時等に構造物に揺れが生じた場合に、柱2には案内支柱7に沿った上下方向の変位のみが許容される。したがって、図1に点線で示すように、ベースプレートダンパ3を、柱2の水平方向へのバランスを考慮して、周方向の4箇所に均等に配置する必要がなく、1つのベースプレートダンパ3のみを柱2の周囲の適宜箇所に自由に設置することが可能になる。しかも、ベースプレートダンパ3の曲げパネル6は、板面を水平に沿わせた状態でベースプレート1上に載置されているために、上記脚部の周囲に通行の妨げ等になるプレートが突出することも無い。
【0017】
加えて、柱2の脚部を角型鋼管によって構成し、かつ案内支柱7を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管によって形成しているので、両者が面接触することが無く、よって上記脚部の水平方向の変位を確実に拘束することができるとともに、両者間の摩擦抵抗が小さいために、引張力が作用した際の柱2の上下方向への応答変位を、円滑に行わせることができるといった効果も得られる。
【0018】
(実施の形態2)
図3および図4は、本発明の第2実施形態を示すもので、図1および図2に示したものと同一構成部分については同一符合を付してその説明を簡略化する。
本実施形態の柱脚部の制震構造が上記第1の実施形態と異なる点は、柱2の脚部に、ベースプレートダンパ3に代えて、せん断降伏により柱2に作用する引張力を吸収するベースプレートダンパ10を設けた点にある。
【0019】
すなわち、この柱脚部の制震構造においては、ベースプレート1上にボルト11によって方形板状の支承プレート12が固定され、この支承プレート12の中央部に、円管からなる上記案内支柱7の下端部が固定されている。そして、この案内支柱7に、角型鋼管からなる上記柱2の脚部が、水平方向の変位が拘束されるとともに上下方向に変位可能に設けられている。
【0020】
そして、上記支柱プレート12上であって、柱2から所定間隔をおいた位置に、平板状の支持プレート13が立設されている。この支持プレート13は、その板面を柱2の側面と対向させて配置されており、これら支持プレート13と柱2との間にせん断パネル14がその板面を垂直にして配置され、かつその一側面が上記支持プレート13に接合されるとともに、他側面が上記柱2の側面に接合されている。そして、これら支持プレート13およびせん断パネル14によって、上記ベースプレートダンパ10が構成されている。
【0021】
したがって、上記構成からなる柱脚部の制震構造においては、図4(b)に示すように、地震時に構造物に揺れが生じて、柱2に上方へ浮き上がる引張力が作用すると、当該柱2が案内支柱7に沿って上方に変位し、これに伴ってベースプレートダンパ10のせん断パネル14がせん断降伏することにより、その履歴エネルギーによって上記引張力が吸収されることになるため、第1の実施形態に示したものと同様の作用効果を得ることができる。
また、上記構成からなる柱脚部の制震構造によっても、図3に点線で示すように、ベースプレートダンパ10を、柱2の水平方向へのバランスを考慮して、周方向の4箇所に均等に配置する必要がなく、1つのベースプレートダンパ10のみを柱2の周囲の適宜箇所に自由に設置することが可能になる。
【0022】
なお、本発明に係る柱脚部の制震構造は、必ずしも構造物の全ての柱に対して適用する必要はなく、特に構造物の外周側に位置する柱2の脚部に設けることにより、当該構造物に対して効果的な制震効果を発揮することが可能となる。この場合には、上記構造物において中柱となる中央部の柱の脚部については従来と同様にベースプレート1に緊結するようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1または2に記載の本発明に係る柱脚部の制震構造によれば、地震等により構造物に大きな揺れが発生して当該構造物の柱脚部に上方への引張力が作用した際に、案内支柱に沿う柱の上方への変位動に伴ってベースプレートダンパが曲げ降伏し、その履歴エネルギーによって上記引張力を吸収することができるため、上記引張力を低減して、上記構造物に対する制震機能を発揮することができ、よって地震時における構造物の安全性を容易に確保することができる。
【0024】
加えて、柱の脚部を、基礎部分に固定された案内支柱に水平方向の変位を拘束するとともに上下方向に変位可能に設けているので、地震時等に構造物に揺れが生じた場合に、柱には上記案内支柱に沿った上下方向の変位のみが許容される。この結果、上記ベースプレートダンパを、柱の水平方向へのバランスを考慮して、周方向に複数均等に設ける必要がなく、1または複数のベースプレートダンパを当該柱の周囲に自由に設置することが可能になるために、設計の自由度が増すという利点もある。
【0025】
さらに、請求項2に記載の発明によれば、上記柱の脚部を角管状に形成し、かつ上記案内支柱を、外径が上記脚部の内接円の径とほぼ等しくなる円管または円柱によって形成しているので、両者が面接触することが無く、よって上記脚部の水平方向の変位を確実に拘束することができるとともに、両者間の摩擦抵抗が小さいために、引張力が作用した際の上下方向への応答変位を、円滑に行わせることが可能になるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す横断面図である。
【図2】(a)は図1の平常時における状態を示す正面図、(b)は同じく引張力が作用した際の変位を示す正面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を示す横断面図である。
【図4】(a)は図3の平常時における状態を示す正面図、(b)は同じく引張力が作用した際の変位を示す正面図である。
【符号の説明】
1 ベースプレート(基礎部分)
2 柱
3、10 ベースプレートダンパ
5 取付プレート
6 曲げパネル
7 案内支柱
13 支持プレート
14 せん断パネル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration control structure for a column base that is provided between a column base and a foundation portion that supports the column base and that exhibits a vibration control function during an earthquake.
[0002]
[Prior art]
For example, a rack-shaped storage shelf in which a plurality of racks are erected in parallel on a base plate is known as a structure having a large number of steel-framed columns. Here, the rack is provided with shelves in multiple stages between pillars of a frame constituted by square steel pipes or the like, and generally, the stored items are carried into and out of the shelves between the racks. A transport device such as a stacker crane is provided.
[0003]
By the way, in the rack-shaped storage shelf, when the rack is to be raised in order to increase the storage efficiency, it is necessary to consider the earthquake resistance of the rack in order to ensure safety in the event of an earthquake.
Therefore, in conventional rack-shaped storage shelves, braces are attached to appropriate positions of the frame constituting the rack, or the tops of adjacent racks are connected by beams, and the rack legs are firmly attached to the base plate. Measures are taken to increase the rigidity of the frame by tightening or to improve the earthquake resistance.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the seismic performance when an external force such as an earthquake is applied is determined by the strength of various members such as braces subjected to compression when the truss constituent members constituting the rack have sufficient strength against tensile force. Will be. For this reason, in the conventional rack-shaped storage shelf, when increasing the height, it is necessary to secure a large cross section not only for the pillars and the shelves but also for the members in particular. However, there is a problem that the amount of steel increases and the material cost and construction cost increase.
[0005]
In addition, the column legs are simply tied to the base plate, so if the weight of the entire storage shelf increases, extremely large tensile forces and compression are applied to the legs due to the occurrence of shaking during an earthquake. As a result, there is a problem that an excessive force acts on the legs.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to easily prevent the structure of the column base part by providing a vibration control function to the column leg part so that the safety of the structure during an earthquake can be easily secured. The purpose is to provide a seismic structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Seismic structure of columnar leg portion according to the present invention as set forth in
[0008]
Here, in the invention described in
[0009]
According to the vibration control structure of the column base part according to the present invention as set forth in
[0010]
At this time, in particular, if a base plate damper that absorbs tensile force by bending yielding is used, a flat plate member such as a high toughness panel with the plate surface arranged in the horizontal direction is used. The base plate damper can be configured by fixing the base plate to the base portion and the other end portion to the leg portion. For this reason, compared with a base plate damper using shear yielding, there is an advantage that a plate that obstructs passage does not protrude around the leg portion.
[0011]
Further, in the present invention, the column leg is provided on the guide column fixed to the foundation part so as to restrain the displacement in the horizontal direction and to be displaced in the vertical direction, so that the structure is shaken during an earthquake or the like. When this occurs, the column is only allowed to move up and down along the guide column. Therefore, it is not necessary to uniformly provide a plurality of the base plate dampers in the circumferential direction in consideration of the balance of the pillars in the horizontal direction, and it is possible to freely install one or a plurality of base plate dampers around the pillars. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom of design increases.
[0012]
In addition, according to the second aspect of the present invention, the leg portion of the column is formed in a square tube shape, and the guide column is formed such that the outer diameter is substantially equal to the diameter of the inscribed circle of the leg portion. Alternatively, since they are formed by a cylinder, they do not come into surface contact with each other, so that the horizontal displacement of the legs can be reliably restrained and the frictional resistance between the two is small, so that the tensile force is low. It is possible to smoothly perform the response displacement in the vertical direction when acting.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
1 and 2 show a first embodiment of a column base vibration control structure according to the present invention, in which
The
[0014]
Further, the leg portion of the
That is, on the
[0015]
According to the vibration control structure of the column base portion having the above configuration, the structure is greatly shaken by an earthquake or the like, and the structure is shaken as shown in FIG. When the tensile force floating upward is applied, the
As a result, in the vibration control structure of the column base part, the steel material amount of the frame constituting the structure can be reduced in terms of seismic resistance, and therefore, it is possible to easily cope with the increase in the height.
[0016]
In addition, since the leg portion of the
[0017]
In addition, the leg portion of the
[0018]
(Embodiment 2)
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. The same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified.
The damping structure of the column base part of the present embodiment is different from that of the first embodiment in that the leg part of the
[0019]
That is, in this column base vibration control structure, a rectangular plate-
[0020]
A
[0021]
Therefore, in the seismic structure of the column base having the above-described structure, as shown in FIG. 4B, when the structure is shaken during the earthquake and a tensile force floating upward is applied to the
In addition, the
[0022]
In addition, the damping structure of the column base part according to the present invention is not necessarily applied to all the columns of the structure, and in particular, by being provided on the leg part of the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the vibration control structure for a column base according to the present invention described in
[0024]
In addition, the column legs are provided in a guide column fixed to the foundation so that the displacement in the horizontal direction is constrained and can be displaced in the vertical direction, so if the structure is shaken during an earthquake, etc. The column is only allowed to move up and down along the guide column. As a result, it is not necessary to provide a plurality of base plate dampers in the circumferential direction in consideration of the horizontal balance of the columns, and one or a plurality of base plate dampers can be freely installed around the columns. Therefore, there is an advantage that the degree of freedom of design increases.
[0025]
Furthermore, according to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
2A is a front view showing a state in the normal state of FIG. 1, and FIG. 2B is a front view showing displacement when a tensile force is applied.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
4A is a front view showing a state in a normal state of FIG. 3, and FIG. 4B is a front view showing a displacement when a tensile force is similarly applied.
[Explanation of symbols]
1 Base plate (base part)
2
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