JP6164467B2 - 集合住宅の構造 - Google Patents

Description

本発明は、いわゆるトライスター型の集合住宅の構造に関する。

集合住宅などにおいては、平面視で三方に延びるウィング部を備えたいわゆるトライスター型のものが知られている。トライスター型の集合住宅は、大型の集合住宅を建設する場合に、事業収支上、非常に効率が良い。また、トライスター型の集合住宅は、敷地の形状に合わせて回転させることで、敷地境界からの離隔距離を確保しやすいため、不整形な敷地にも適した形状といえる。
しかし、トライスター型の集合住宅は、耐震性を向上するために、躯体を高強度に構築しなければならない。この場合、部屋内に柱、梁などが突出し、外周部の柱梁が大きくなってしまう。そのため、高層住宅とした場合に眺望が十分に得られず商品性が損なわれてしまうという問題があった。
そこで、特許文献１には、連続耐震壁を平面的に三角形に配置し、この三角形の部分の外周に、居住空間を設けることで、居住空間の外周部を小さな柱及び梁で構成して、居住空間の外周側に大きな窓を確保可能な建築物が提案されている。

特開平６−１２９１３５号公報

トライスター型の超高層集合住宅は、その構造上、鉛直方向に延びる中心軸回りに捩じれ易い性質を有している。この捩じれは、上述した連続耐震壁を三角形状に配置する技術を用いたとしても、十分に抑制することはできない。
この捩じれを抑制するためには、一般に、外周架構、特にウィング部の先端側の外周に配される柱のスパンを短くするなどして固めることが有効とされている。
一方で、トライスター型の集合住宅においては、外周の柱のスパンを短くした場合、住戸の部屋割りが難しくなるという課題がある。
また、トライスター型の集合住宅においては、住戸を販売する上で、ウィング部の先端側の住戸の眺望を最もよくすることが望まれている。
つまり、捩じれの抑制を考慮すると、ウィング部の先端側における柱の間隔を最も小さくする必要があるため、これら柱によってウィング部の先端側の住戸における眺望が損なわれ商品性が低下してしまう。
そこでなされた本発明の目的は、捩じれを抑制しつつ、住戸の部屋割りを容易に行うことができ、さらに眺望を確保して商品性を向上できる集合住宅の構造を提供することである。

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、本発明は、平面視で三方に突出するウィング部を備え、該ウィング部の外周に架構として所定間隔で複数の柱が配された集合住宅の構造であって、前記複数の柱のうち、前記ウィング部の先端部から少なくとも一つ内側の同一スパンに該ウィング部の幅方向に対向するように設けられ、前記ウィング部の先端部に配される柱よりも大型に形成される一対の第１捩じれ抑制柱と、前記第１捩じれ抑制柱どうしの間に互いに所定間隔をあけて配され、前記ウィング部の先端部に配される柱よりも大型に形成される一対の第２捩じれ抑制柱と、該一対の第２捩じれ抑制柱どうしの間に渡るように取り付けられる第１制震装置と、を備えることを特徴としている。
この集合住宅の構造は、平面視で三方に突出するウィング部の幅方向で、一対の第１捩じれ抑制柱と、一対の第２捩じれ抑制柱とが同一直線上に配置されるので、ウィング部の先端部から少なくとも一つ内側の同一スパンにおいて、周囲よりも相対的に強度が高い部分を形成して、建物の振動とりわけ捩じれ方向への振動を抑制することができる。また、第２捩じれ抑制柱の間に取り付けられた第１制震装置によって上記振動を減衰させることができる。
これにより、ウィング部の先端部における柱のスパンを短縮することなしに建物の捩じれを抑制できる。また、ウィング部の先端部における眺望を確保して商品性を向上できる。
また、前記一対の第２捩じれ抑制柱は、同一スパンに配された前記一対の第１捩じれ抑制柱を結んだ直線上に配されていてもよい。
また、本発明は、平面視で三方に突出するウィング部を備え、該ウィング部の外周に架構として所定間隔で複数の柱が配された集合住宅の構造であって、前記複数の柱のうち、前記ウィング部の先端部から少なくとも一つ内側の同一スパンに該ウィング部の幅方向に対向するように、かつ、前記ウィング部の幅方向略中央部に設けられ、前記ウィング部の先端部に配される柱よりも大型に形成される一対の第２捩じれ抑制柱と、該一対の第２捩じれ抑制柱どうしの間に渡るように取り付けられる第１制震装置と、を備えることを特徴としている。

また、前記三方に突出するウィング部の各基部が接続される中央部に、平面視で環状に配される複数の耐震壁と、周方向で隣り合う前記耐震壁どうしの間に渡るように取り付けられる第２制震装置と、を備えていてもよい。
これにより、耐震壁が平面視で環状に配されることで、中央部の強度が高まり、各ウィング部の振動を環状に配された耐震壁により抑制することができる。また、環状に配された複数の耐震壁の間に設けられた第２制震装置によって、建物の振動を減衰させることができる。その結果、上記第１捩じれ抑制柱、第２捩じれ抑制柱、および、第１制震装置との相乗効果により建物に捩じれが発生することを更に抑制することができる。
また、前記第１制震装置および前記第２制震装置は、屋根付近を除く階に設けられていてもよい。

また、前記第１制震装置と前記第２制震装置との少なくとも一方は、境界梁型の制震ダンパーであってもよい。
これにより、第１、第２制震装置が大型化することを防止できる。その結果、住戸の部屋割りなどの設計自由度を向上できる。
また、前記ウィング部の幅方向中央部には、前記ウィング部の基部から前記第２捩じれ抑制柱まで延びるように大梁が設けられていてもよい。

また、前記柱の下端と基礎との間に免震装置を備えていてもよい。
これにより、建物全体の地震による揺れを抑制するとともに、建物が捩じれることを更に抑制することができる。

本発明によれば、捩じれを抑制しつつ、住戸の部屋割りを容易に行うことができ、さらに眺望を確保して商品性を向上することが可能となる。

本発明の実施形態における集合住宅の平面図である。 上記集合住宅の断面図であって、（ａ）は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 境界梁型ダンパーの一例を示す正面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明による集合住宅の構造を実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。
図１は、集合住宅の平面図、図２は、集合住宅の断面図である。
本実施形態の集合住宅１は、超高層集合住宅である。図１に示すように、集合住宅１は、複数のウィング部２と、中央部３とを備えている。

ウィング部２は、平面視で三方に突出するように配されている。より具体的には、３つのウィング部２は、中央部３から放射状に突出するように形成されている。隣り合うウィング部２どうしの周方向の角度は略同一角度となっている。また、ウィング部２は、ウィング部２の突出する長さよりも短い略一定の幅寸法とされている。これらウィング部２の先端部５には、ウィング部２が延びる方向と略直交する方向に延びる端面６が形成されている。ここで、上記「先端部」とは、端面６から基部側に一つ内側のスパンまでの範囲である。

各ウィング部２は、それらの外周部に架構を構成する柱７を備えている。これら柱７は、鉄筋コンクリート等よりなり、上下方向に延びるように形成されている（図２参照）。これら柱７は、主にウィング部２の外周部に配され、隣り合う柱７どうしが所定の間隔をあけて配されている。上記外周部に配される柱７のうち、ウィング部２の幅方向両側に配される柱７は、端面６から略等距離となるスパン（以下、単に同一スパンと称する）でそれぞれ配されている。また、先端部５の端面６において、柱７は、ウィング部２の幅方向中央部とその両側にそれぞれ配されている。上記外周部に配される隣り合う柱７どうしの間には、それぞれ架構を構成する梁８が渡されている。

上記ウィング部２の外周部に設けられる複数の柱７は、一対の第１捩じれ抑制柱９を含んでいる。これら第１捩じれ抑制柱９は、外周部で隣り合う柱７よりも強度を高くするべく、大型に形成されている。より具体的には、本実施形態の第１捩じれ抑制柱９は、その外側面の面積を、隣り合う他の柱７と同一としつつ上記柱７よりも幅方向内側に延びて、その断面積が大きく形成されている。

一対の第１捩じれ抑制柱９は、ウィング部２の先端部５から基部側に向かって１つ目の同一スパンに設けられている。本実施形態においては、第１捩じれ抑制柱９が、１つ目の同一スパンに設けられる一例を示したが、先端部５から少なくとも１つ内側の同一スパンに設けられていればよい。換言すれば、ウィング部２の先端部５から１つ内側のスパンと、最も基部側のスパンとの間の同一スパンに設けられていればよい。この場合、鉛直方向に延びる建物の中心軸回りの捩じれを抑制するという点においては、より先端部５側の同一スパンに第１捩じれ抑制柱９を配することが好ましい。

ウィング部２は、更に一対の第２捩じれ抑制柱１０を備えている。
各第２捩じれ抑制柱１０は、平面視で第１捩じれ抑制柱９と略同一の断面形状とされ、一対の第１捩じれ抑制柱９よりも、ウィング部２の幅方向内側に配されている。より具体的には、一対の第２捩じれ抑制柱１０は、同一スパンに配された一対の第１捩じれ抑制柱９を結んだ直線上に、互いに所定間隔をあけて配されている。また、これら第２捩じれ抑制柱１０は、ウィング部２の幅方向の略中央部に配置されている。第２捩じれ抑制柱１０どうしの間隔は、第１捩じれ抑制柱９と第２捩じれ抑制柱１０との間隔よりも短くされている。また、第１捩じれ抑制柱９と第２捩じれ抑制柱１０とは、梁８を介して接続されている。

上記第２捩じれ抑制柱１０どうしの間には、第１捩じれ抑制柱９と第２捩じれ抑制柱１０とからなるフレーム１１に加わる建物の振動を減衰させる第１制震装置１２が取り付けられている。さらに、上記ウィング部２の幅方向中央部１３には、ウィング部２の基部から上記第２捩じれ抑制柱１０まで延びるように大梁１４が設けられている。さらに、大梁１４と直交する水平方向に複数の小梁１５が延びている。ここで、上記ウィング部２は、先端部５から少なくとも一つ内側のスパンにおいて、ウィング部２の幅方向中央部１３に廊下などの供用部が配される。つまり、上述した第２捩じれ抑制柱１０および第１制震装置１２は、それぞれ集合住宅１の共用部に配されることとなる。なお、本実施形態における第１制震装置１２としては、詳細を後述する境界梁型の制震ダンパーが用いられている。

中央部３は、集合住宅１の軸中心周りを形成する部分である。この中央部３には、上述した３つのウィング部２の基部側がそれぞれ接続されている。中央部３は、その中心付近に、周囲よりも高強度に形成されるコア部２０を有している。このコア部２０は、平面視で環状に配される複数のコアウォール（耐震壁）２１、より具体的には、３つのコアウォール２１を備えている。これら３つのコアウォール２１は、鉄筋コンクリート等よりなり、主板部２２と、この主板部２２の幅方向両側から内側に向かって延びる側壁部２３とにより形成されている。

コアウォール２１は、各主板部２２の表裏面に直交する方向が、周方向で隣り合うウィング部２の中間位置を向くように配されている。これら３つのコアウォール２１は、それぞれ周囲の他の壁部（図示せず）よりも十分に肉厚に形成されている。つまり、コアウォール２１は、主板部２２および側壁部２３により屈曲形状とされ、かつ、他の壁部よりも肉厚に形成されることで、コア部２０の周囲に配される架構よりも大幅に強度が向上されている。

さらに、隣り合うコアウォール２１どうしの間には、建物の振動を減衰させる第２制震装置２４が設けられている。これら第２制震装置２４も、上述した第１制震装置１２と同様に、境界梁型制震ダンパーにより構成されている。また、各第２制震装置２４は、三方に延びるウィング部２の幅方向中央部の近傍に配されている。なお、各コアウォール２１の主板部と側壁部とにより囲まれる内側領域には、エレベータ用のピットが配置されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、上述した第１制震装置１２、および、第２制震装置２４は、屋根２５付近を除く階に設けられている。このように第１制震装置１２と第２制震装置２４とが設けられていることで、第１捩じれ抑制柱９と第２捩じれ抑制柱１０とからなるフレーム１１とコアウォール２１とを介して加わる建物の振動を十分に減衰させることが可能となっている。また、第１制震装置１２と第２制震装置２４とが屋根２５付近に配されていないため、第１制震装置１２と第２制震装置２４とが動作する際に屋根２５に負担がかかることを防止している。

また、本実施形態の集合住宅１においては、複数の柱７（第１捩じれ抑制柱９を含む）の下端部２６、および、第２捩じれ抑制柱１０の下端部２７と、基礎２８との間に免震装置３０が装着されている。これら免震装置３０としては、例えば、ゴムと鋼板とを上下方向に積層した積層ゴムアイソレータを備えたものを用いることができる。これら免震装置３０を設けることで、第１捩じれ抑制柱９および第２捩じれ抑制柱１０において、更なる振動減衰効果を得ることができる。

本実施形態におけるコアウォール２１は、各下端部３１が一体化されている。そして、コアウォール２１の下端部３１と、基礎２８との間には、ダンパーを備える複数の免震装置３２が装着されている。これら免震装置３２を設けることで、コアウォール２１において、更なる振動減衰効果を得ることができる。

上記免震装置３０，３２に対して、振動を減衰させるダンパーを組み合わせても良い。このダンパーとしては、下端部２６，２７，３１と基礎２８との間を上下方向で接続する鉛部材を用いることができる。また、鉛部材は、ゴムアイソレータを上下に貫通させるなどして配置するようにしても良い。さらに、上記ダンパーを備える免震装置３０，３２を建物の外周に配置する一方で、上記ダンパーを備えていない免震装置３０，３２を建物の外周よりも内側に配置するなどしても良い。つまり、ダンパーを有する免震装置３０，３２とダンパーを有さない免震装置３０，３２を組み合わせ、適所にダンパーを有する免震装置３０，３２を配置するようにしてもよい。

図３は、第１制震装置１２および第２制震装置２４を構成する境界梁型のダンパーの一例を示す正面図である。
上述したように、この実施形態における第１制震装置１２と第２制震装置２４とは、それぞれ境界梁型のダンパーからなる。第１制震装置１２と第２制震装置２４との基本的な構造は同一であるため、以下の説明においては第１制震装置１２に用いられる境界梁型のダンパーについてのみ説明し、第２制震装置２４に用いられる境界梁型のダンパーの説明を省略する。

図３に示すように、実施形態における第１制震装置１２は、鉄筋コンクリート等よりなる第２捩じれ抑制柱１０どうしの間に架け渡される短スパン梁として用いられている。
第１制震装置１２は、Ｈ形鋼３４と第２捩じれ抑制柱１０との取り合い部を覆う鉄筋コンクリート３５を備えている。Ｈ形鋼３４は、両端部に一般鋼材からなる部材３６と、長手方向中央部に配される軟鋼パネル３７と、を備えている。Ｈ形鋼３４は、長手方向中央部のウェブ３８に開口部３９が形成され、この開口部３９のウェブ３８側の両側部に、上下フランジ４０と略同一幅で、かつ、略同一高さを有するリブプレート（図示せず）が設けられている。さらに、Ｈ形鋼３４は、リブプレート間で、かつ、上下フランジ４０間となる開口部３９に、軟鋼パネル３７が取り付けられている。この軟鋼パネル３７は、そのパネル面がウェブ面と一致するようにして開口部３９に取り付けられ、溶接等により剛となるようにＨ形鋼３４に対して一体的に結合されている。

鉄筋コンクリート３５は、主筋４１と、あばら筋４２と、コンクリート４３とを備えている。主筋４１は、Ｈ形鋼３４と略平行に配され、上記軟鋼パネル３７とは反対側に配される端部側が、第２捩じれ抑制柱１０の柱面にまで延びている。また、鉄筋コンクリート３５は、Ｈ形鋼３４における軟鋼パネル３７と部材３６との境界部から第２捩じれ抑制柱１０との取り合い部までを根巻きするように設けられている。これにより、第１制震装置１２と、第２捩じれ抑制柱１０とが、剛となるように結合されている。そして、上記のように第１制震装置１２が構成されていることで、地震等が生じた際に、上記軟鋼パネル３７がせん断変形を起こして振動エネルギーを吸収するようになっている。

ここで、軟鋼パネル３７をせん断変形させて振動エネルギーを吸収するため、上記第２捩じれ抑制柱１０どうしの間隔は、可能な限り短く形成することが好ましい。このようにすることで、迅速に軟鋼パネル３７をせん断変形させることができる。なお、軟鋼パネル３７は、Ｈ形鋼３４の部材３６よりも降伏点の低い鋼材で形成されていればよく、軟鋼に限られるものではない。例えば、極軟鋼や一般鋼からなるパネルを用いても良い。また、第１制震装置１２を一例にして説明したが、第２制震装置２４も同様の構成であり、上記「第２捩じれ抑制柱１０」を「コアウォール２１」に読み替えれば良い。

従って、上述した本実施形態の集合住宅１の構造によれば、平面視で三方に突出するウィング部２の幅方向で、一対の第１捩じれ抑制柱９と、一対の第２捩じれ抑制柱１０とが同一直線上に配置されるので、ウィング部２の先端部から少なくとも一つ内側の同一スパンにおいて、周囲よりも相対的に強度が高い部分（面）を形成して建物の振動、とりわけ捩じれ方向への振動を抑制することができる。また、周囲よりも第１捩じれ抑制柱９及び第２捩じれ抑制柱１０が高強度であることで、第１捩じれ抑制柱９と第２捩じれ抑制柱１０とからなるフレーム１１に建物の振動が集中することとなるが、この建物の振動を第１制震装置１２によって減衰させることができる。これにより、ウィング部２の先端部５における柱７のスパンを短縮することなしに建物の捩じれを抑制できる。また、住戸の部屋割りを容易に行うことができ、さらにウィング部２の先端部５における眺望を確保して商品性を向上できる。

さらに、コアウォール２１が平面視で環状に配されることで、中央部３の強度が高まり、各ウィング部２の振動を環状に配されたコアウォール２１により抑制することができる。また、環状に配された複数のコアウォール２１の間に設けられた第２制震装置２４によって、各コアウォール２１を介して加わる建物の振動を減衰させることができる。その結果、上記第１捩じれ抑制柱９、第２捩じれ抑制柱１０、および、第１制震装置１２との相乗効果により建物に捩じれが発生することを更に抑制することができる。

さらに、第１制震装置１２と第２制震装置２４に境界梁型のダンパーを用いることで、第１制震装置１２および第２制震装置２４が大型化することを防止できる。その結果、住戸の部屋割りなどの設計自由度を向上できる。
また、下端２６，２７，３１と基礎２８との間に免震装置３０，３２が設けられているため、建物全体の地震による揺れを抑制するとともに、建物が捩じれることを更に抑制することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の各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、第１制震装置１２および第２制震装置２４として境界梁型のダンパーを用いる場合について説明したが、ブレース型、壁型、間柱型など、さまざまな形式の制震装置を用いてもよい。また、第１制震装置１２と第２制震装置２４とを異なる形式の制震装置としても良い。また、複数の第１制震装置１２や、複数の第２制震装置２４の中で、異なる形式の制震装置を混在させて用いてもよい。

各ウィング部２において、第１捩じれ抑制柱９を省略して第２捩じれ抑制柱１０のみを設けるようにしても良い。
また、上記実施形態においては、第１制震装置１２および免震装置３０，３２を設ける場合について説明したが、必要に応じて適宜設けるようにしてもよい。

さらに、第１制震装置１２および第２制震装置２４に用いる境界梁型のダンパーとして上記に説明したものは一例に過ぎず、適宜変更することが可能である。
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。

１ 集合住宅
２ ウィング部
３ 中央部
５ 先端部
６ 端面
７ 柱
８ 梁
９ 第１捩じれ抑制柱
１０ 第２捩じれ抑制柱
１１ フレーム
１２ 第１制震装置
１３ 幅方向中央部
１４ 大梁
１５ 小梁
２０ コア部
２１ コアウォール
２２ 主板部
２３ 側壁部
２４ 第２制震装置
２５ 屋根
２６ 下端部
２７ 下端部
２８ 基礎
３０ 免震装置
３１ 下端部
３２ 免震装置
３４ Ｈ形鋼
３５ 鉄筋コンクリート
３６ 部材
３７ 軟鋼パネル
３８ ウェブ
３９ 開口部
４０ フランジ
４１ 主筋
４２ あばら筋
４３ コンクリート

Claims (8)

1. 平面視で三方に突出するウィング部を備え、該ウィング部の外周に架構として所定間隔で複数の柱が配された集合住宅の構造であって、
   前記複数の柱のうち、前記ウィング部の先端部から少なくとも一つ内側の同一スパンに該ウィング部の幅方向に対向するように設けられ、前記ウィング部の先端部に配される柱よりも大型に形成される一対の第１捩じれ抑制柱と、
   前記第１捩じれ抑制柱どうしの間に互いに所定間隔をあけて配され、前記ウィング部の先端部に配される柱よりも大型に形成される一対の第２捩じれ抑制柱と、
   該一対の第２捩じれ抑制柱どうしの間に渡るように取り付けられる第１制震装置と、を備えることを特徴とする集合住宅の構造。
2. 前記一対の第２捩じれ抑制柱は、同一スパンに配された前記一対の第１捩じれ抑制柱を結んだ直線上に配されていることを特徴とする請求項１に記載の集合住宅の構造。
3. 平面視で三方に突出するウィング部を備え、該ウィング部の外周に架構として所定間隔で複数の柱が配された集合住宅の構造であって、
   前記複数の柱のうち、前記ウィング部の先端部から少なくとも一つ内側の同一スパンに該ウィング部の幅方向に対向するように、かつ、前記ウィング部の幅方向略中央部に設けられ、前記ウィング部の先端部に配される柱よりも大型に形成される一対の第２捩じれ抑制柱と、
   該一対の第２捩じれ抑制柱どうしの間に渡るように取り付けられる第１制震装置と、を備えることを特徴とする集合住宅の構造。
4. 前記三方に突出するウィング部の各基部が接続される中央部に、平面視で環状に配される複数の耐震壁と、
   周方向で隣り合う前記耐震壁どうしの間に渡るように取り付けられる第２制震装置と、を備える請求項１から３の何れか一項に記載の集合住宅の構造。
5. 前記第１制震装置および前記第２制震装置は、屋根付近を除く階に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の集合住宅の構造。
6. 前記第１制震装置と前記第２制震装置との少なくとも一方は、境界梁型の制震ダンパーである請求項４又は５に記載の集合住宅の構造。
7. 前記ウィング部の幅方向中央部には、前記ウィング部の基部から前記第２捩じれ抑制柱まで延びるように大梁が設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の集合住宅の構造。
8. 前記柱の下端と基礎との間に免震装置を備える請求項１から７の何れか一項に記載の集合住宅の構造。

Images