JP6996688B2 - Fireproof coating structure of seismic isolation device - Google Patents
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Description
本発明は、免震装置の耐火被覆構造に関する。 The present invention relates to a fireproof coating structure of a seismic isolation device.
例えば、鉄筋コンクリート造の柱(RC柱)で支持される上層の建物本体部を鉄骨造(S造、SRC造)とした建物には、RC柱の上端部と鉄骨柱の下端部との間に免震装置を介装し、この免震装置を介してRC柱と鉄骨柱とを連結することで、免震性能を付与する柱頭免震鉄骨造建物がある。 For example, in a building in which the main body of the upper building supported by reinforced concrete columns (RC columns) is made of steel (S structure, SRC structure), between the upper end of the RC columns and the lower end of the steel columns. There is a stigma seismic isolation steel-framed building that imparts seismic isolation performance by interposing a seismic isolation device and connecting RC columns and steel frame columns via this seismic isolation device.
なお、上記は一例であって、鉄筋コンクリート造の柱(RC柱)以外、鉄骨柱、鉄骨鉄筋コンリート柱、コンクリート充填鋼管構造柱などの場合もあるし、鉄筋コンクリート基礎で建物を支持する場合もある。また、柱頭免震でなく、柱脚免震や柱中間免震等の免震建物の場合もある。 The above is an example, and in addition to reinforced concrete columns (RC columns), there are cases where steel columns, steel-framed reinforced concrete columns, concrete-filled steel pipe structure columns, etc., and reinforced concrete foundations support the building. In addition, there are cases where seismic isolation buildings such as pillar base isolation and pillar intermediate seismic isolation are used instead of stigma isolation.
ここで、大臣認定された既存の免震装置用耐火被覆材は、上層の柱が鉄骨造である場合が考慮されていない。つまり、火災時に鉄骨柱から免震装置に熱が伝達されることに関して考慮されていない。 Here, the existing fireproof coating material for seismic isolation devices approved by the Minister does not consider the case where the upper pillar is made of steel. That is, no consideration is given to heat transfer from the steel column to the seismic isolation device in the event of a fire.
よって、下層のコンクリート製の構造支持柱の上部と上層の鉄骨柱の下部との間に介装する免震装置に対して耐火被覆(免震装置用耐火被覆材)を行うためには、工夫が必要である。 Therefore, in order to apply fireproof coating (fireproof coating material for seismic isolation devices) to the seismic isolation device that is interposed between the upper part of the lower concrete structural support column and the lower part of the upper steel frame column, it is devised. is necessary.
そこで、特許文献1には、免震装置の耐火性能を上層が鉄筋コンクリート造の場合と同じに扱えるように、免震装置の上部と鉄骨柱の下部との間に、所定の厚さで形成されたコンクリート部材を介装させている。そして、上層が鉄筋コンクリート造である場合の大臣認定を予め取得している免震装置用耐火被覆材を用いて免震装置を被覆している。
Therefore, in
しかし、上記の先行技術では、免震装置の上部と鉄骨柱の下部との間に介装するコンクリート部材は、免震装置の耐火性能を確保するために必要な所定の厚さが必要である。 However, in the above-mentioned prior art, the concrete member interposed between the upper part of the seismic isolation device and the lower part of the steel frame column needs to have a predetermined thickness necessary for ensuring the fire resistance of the seismic isolation device. ..
また、鉄骨柱の軸力は、コンクリート部材を介して免震装置に伝達されるので、コンクリート部材には、この軸力に応じた強度を確保する必要である。 Further, since the axial force of the steel frame column is transmitted to the seismic isolation device via the concrete member, it is necessary for the concrete member to secure the strength corresponding to the axial force.
そして、コンクリート部材が厚くなると、免震装置と鉄骨柱との間が大きくなり、例えば、設計の自由度が制限される。 Then, when the concrete member becomes thick, the space between the seismic isolation device and the steel frame column becomes large, and for example, the degree of freedom in design is limited.
本発明は、上記事実に鑑み、鉄骨柱と免震装置との間にコンクリート部材を介装させることなく、免震装置の耐火性能を確保する耐火被覆構造を提供することが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a fireproof coating structure that ensures the fireproof performance of the seismic isolation device without interposing a concrete member between the steel frame column and the seismic isolation device.
第一態様は、鉄筋コンクリート柱と、前記鉄筋コンクリート柱の上部に設けられた免震装置と、前記免震装置の上部に支持された鉄骨柱と、前記鉄骨柱の少なくとも下部に設けられた第一コンクリート部と、前記鉄骨柱の下端部の周囲に設けられた第二コンクリート部と、前記鉄筋コンクリート柱と前記第二コンクリート部とに取り付けられ、前記免震装置の周囲を覆う耐火被覆材と、を備える免震装置の耐火被覆構造である。 The first aspect is a reinforced concrete pillar, a seismic isolation device provided on the upper part of the reinforced concrete pillar, a steel frame pillar supported on the upper part of the seismic isolation device, and a first concrete provided at least on the lower part of the steel frame pillar. It is provided with a portion, a second concrete portion provided around the lower end portion of the steel frame column, and a fireproof coating material attached to the reinforced concrete column and the second concrete portion and covering the periphery of the seismic isolation device. It is a fireproof coating structure for seismic isolation devices.
第一態様の免震装置の耐火被覆構造では、鉄筋コンクリート柱と第二コンクリート部とに取り付けられた耐火被覆材によって、免震装置の周囲が耐火被覆材で覆われ耐火被覆される。 In the fireproof coating structure of the seismic isolation device of the first aspect, the periphery of the seismic isolation device is covered with the fireproof coating material by the fireproof coating material attached to the reinforced concrete column and the second concrete portion, and the fireproof coating is applied.
更に、鉄骨柱の少なくとも下部に設けられた第一コンクリート部によって熱容量が増加し、鉄骨柱を介して免震装置に伝達される熱量が抑制される。 Further, the heat capacity is increased by the first concrete portion provided at least at the lower part of the steel frame column, and the amount of heat transferred to the seismic isolation device via the steel frame column is suppressed.
したがって、鉄骨柱と免震装置との間にコンクリート部材を介装させることなく、免震装置の耐火性能が確保される。 Therefore, the fire resistance of the seismic isolation device is ensured without interposing a concrete member between the steel frame column and the seismic isolation device.
第二態様は、前記免震装置の前記上部は、外側に張り出したフランジを有し、前記鉄骨柱は、鉄骨梁が接続される外側に張り出したダイアフラムを有し、前記第二コンクリート部は、前記フランジと前記ダイアフラムとの間に設けられている、第一態様に記載の免震装置の耐火被覆構造である。 In the second aspect, the upper portion of the seismic isolation device has an outwardly projecting flange, and the steel frame column has an outwardly projecting diaphragm to which a steel beam is connected, and the second concrete portion. Is the fireproof coating structure of the seismic isolation device according to the first aspect, which is provided between the flange and the diaphragm .
第二態様の免震装置の耐火被覆構造では、第二コンクリート部はフランジとダイアフラムとの間に設けられているので、鉄骨柱の下端部の外周部分と第二コンクリート部との隙間からの熱の進入が効果的に抑制される。 In the fireproof coating structure of the seismic isolation device of the second aspect, since the second concrete portion is provided between the flange and the diaphragm , from the gap between the outer peripheral portion of the lower end portion of the steel frame column and the second concrete portion. The ingress of heat is effectively suppressed.
第三態様は、前記耐火被覆材は、前記第二コンクリート部に取り付けられた上側耐火被覆材と、前記鉄筋コンクリート柱に取り付けられ、前記免震装置の高さ方向の中間部で前記上側耐火被覆材と突き合わせられた下側耐火被覆材と、を有している、第一態様又は第二態様に記載の免震装置の耐火被覆構造である。 In the third aspect , the refractory coating material is attached to the upper fireproof coating material attached to the second concrete portion and the reinforced concrete column, and the upper fireproof coating material is attached to the middle portion in the height direction of the seismic isolation device. It is a fireproof coating structure of the seismic isolation device according to the first aspect or the second aspect , which has a lower fireproof coating material butted with the above.
第三態様の免震装置の耐火被覆構造では、地震時に免震装置が変位した際、上側耐火被覆材と下側耐火被覆材とは縁が切れているので、上側耐火被覆材と下側耐火被覆材とがずれ、破損が防止される。 In the fireproof coating structure of the seismic isolation device of the third aspect, when the seismic isolation device is displaced during an earthquake, the upper fireproof coating material and the lower fireproof coating material are cut off from each other. The covering material is displaced and damage is prevented.
また、突き合わせた箇所を免震装置の高さ方向の中間部で突き合わせることで、地震時に免震装置が変位した際の上側耐火被覆材と下側耐火被覆材の互いの離間距離が最小となる。 In addition, by abutting the abutted points at the middle part in the height direction of the seismic isolation device, the distance between the upper fireproof coating material and the lower fireproof coating material when the seismic isolation device is displaced during an earthquake is minimized. Become.
本発明によれば、鉄骨柱と免震装置との間にコンクリート部材を介装させることなく、免震装置の耐火性能を確保することができる。 According to the present invention, the fire resistance of the seismic isolation device can be ensured without interposing a concrete member between the steel frame column and the seismic isolation device.
本発明の一実施形態の免震装置の耐火被覆構造について説明する。なお、各図において適宜示される矢印X及び矢印Yは水平方向における直交する2方向を示し、矢印Zは鉛直方向を示している。 The fireproof coating structure of the seismic isolation device according to the embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the arrows X and Y appropriately shown in each figure indicate two orthogonal directions in the horizontal direction, and the arrows Z indicate the vertical direction.
<構造>
先ず、本実施形態の耐火被覆構造の構造について説明する。
<Structure>
First, the structure of the fireproof coating structure of the present embodiment will be described.
図1に示すように、本実施形態の耐火被覆構造10は、鉄筋コンクリート柱30、免震装置40、鉄骨柱50(図2も参照)、内部コンクリート部60(図2も参照)、外部コンクリート部70(図2も参照)、及び耐火被覆材80を含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
鉄筋コンクリート柱30は、本実施形態では、基礎12の上に設けられ、鉄筋コンクリート柱30の上部32に免震装置40が設けられている。なお、鉄筋コンクリート柱30は、基礎12以外の上に設けられていてもよい。また、本実施形態における免震装置40は、ゴム板と鋼板を交互に重ねて接着した積層ゴムを用いた免震装置である。
In the present embodiment, the reinforced
この免震装置40の上部には、鉄骨柱50が支持されている。なお、免震装置40の上部には、外側に張り出したフランジ42が設けられている。また、本実施形態の鉄骨柱50の下端にはベースプレート52が設けられ、このベースプレート52が、免震装置40のフランジ42にボルト14で締結されている。
A
鉄骨柱50は、鋼管で構成され、鉄骨柱50の内部の下部50Aにはコンクリートが充填され内部コンクリート部60が形成されている(図2も参照)。
The
また、鉄骨柱50には、スラブ16を支持する鉄骨梁20が接続されている(図2も参照)。鉄骨柱50には、外側に張り出した上ダイアフラム53と下ダイアフラム54(図2も参照)とが設けられている。
Further, a
そして、これら上ダイアフラム53と下ダイアフラム54とに、それぞれH形鋼で構成された鉄骨梁20の上フランジ22と下フランジ24とが接続されている。なお、図2に示すように、本実施形態では、十字状に四本の鉄骨梁20が鉄骨柱50に接続されているが、一例であって、これに限定されるものではない。
The
図1に示すように、下ダイアフラム54の中心部分には孔56が形成されている。そして、この孔56からコンクリートが、後述する下端部58まで充填され、前述の内部コンクリート部60が下端部58まで形成される。
As shown in FIG. 1, a
鉄骨柱50は、鉄骨梁20が接合された下ダイアフラム54よりも下側に突出し、この突出した部位を下端部58とする。そして、この鉄骨柱50の下端部58の周囲には外部コンクリート部70が設けられている。別の観点から説明すると、免震装置40のフランジと下ダイアフラム54との間に、環状の外部コンクリート部70が設けられている。
The
また、環状の外部コンクリート部70には、前述した鉄骨柱50のベースプレート52と免震装置40のフランジ42とを接続するボルト14が埋設されていると共に下ダイアフラム54に螺合されたボルト15が埋設されている。
Further, in the annular
免震装置40の周囲を覆う耐火被覆材80は、鉄筋コンクリート柱30の上部32と外部コンクリート部70とに取り付けられている。本実施形態の耐火被覆材80は、外部コンクリート部70に取り付けられた上側耐火被覆材82と、鉄筋コンクリート柱30に取り付けられた下側耐火被覆材84と、を有している。耐火被覆材80を構成する上側耐火被覆材82と下側耐火被覆材84とは、免震装置40の高さ方向の中間部で突き合わせられている。
The
<作用及び効果>
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
<Action and effect>
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
鉄筋コンクリート柱30と外部コンクリート部70とに取り付けられた耐火被覆材80によって、免震装置40の周囲が耐火被覆材80で覆われ耐火被覆される。
The periphery of the
また、環状の外部コンクリート部70によって、免震装置40の上部と鉄骨柱50の下端部58との間からの熱の侵入が抑制される。
Further, the annular outer
更に、鉄骨柱50の内部の下部50Aに設けられた内部コンクリート部60によって熱容量が増加し、鉄骨柱50を介して免震装置40に伝達される熱量が抑制される。
Further, the heat capacity is increased by the internal
したがって、鉄骨柱50と免震装置40との間にコンクリート部材を介装させることなく、免震装置40の耐火性能が確保される。
Therefore, the fire resistance of the
また、外部コンクリート部70は、免震装置40のフランジ42と下ダイアフラム54との間に設けられているので、鉄骨柱50の下端部58の外周部分と外部コンクリート部70との隙間からの熱の進入が効果的に抑制される。
Further, since the external
なお、外部コンクリート部70は、鉄骨柱50の下端部58の周囲に設けられており、鉄骨柱50から荷重が伝達されないので、耐火性能さえ持たせればよい。よって、外部コンクリート部70が耐火性能を確保する以上に厚くする必要はない。
Since the external
また、耐火被覆材80は鉄筋コンクリート柱30と外部コンクリート部70とに取り付けるので、大臣認定された既存の免震装置用耐火被覆材を使用することができる。
Further, since the
また、本実施形態の耐火被覆材80は、上側耐火被覆材82と下側耐火被覆材84との縁が切れているので、地震時に免震装置40が変位した際には、上側耐火被覆材82と下側耐火被覆材84とがずれ、破損が防止される。
Further, in the
また、上側耐火被覆材82と下側耐火被覆材84とを免震装置40の高さ方向の中間部で突き合わせることで、地震時に免震装置40が変位した際の上側耐火被覆材82と下側耐火被覆材84との互いの離間距離が最小となる。
Further, by abutting the upper
<その他>
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。
<Others>
The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施形態における免震装置40は、ゴム板と鋼板を交互に重ねて接着した積層ゴムを用いているが、これに限定されない。例えば、滑り支承や転がり支承を用いた免震装置40であってもよい。
For example, the
また、例えば、上記実施形態では、内部コンクリート部60は、免震装置40の耐火性能を確保するために必要な熱容量となるように設定すればよいので、少なくとも鉄骨柱50の下部50Aに設けられていればよい。よって、例えば、鉄骨柱50の全長に亘って内部コンクリート部60が設けられていてもよい。
Further, for example, in the above embodiment, the internal
また、例えば、上記実施形態では鉄骨柱50は鋼管で構成されていたが、これに限定されない。鉄骨柱50は、例えば、H形鋼で構成されていてもよい。
Further, for example, in the above embodiment, the
また、例えば、上記実施形態では、鉄骨柱50には、鉄骨梁20が接合されていたが、これに限定されない。鉄骨柱50に、鉄骨梁20が接合されていなくてもよい。なお、この場合、鉄骨梁20を接続する下ダイアフラム54は不要であるが、鉄骨柱50の下端部58の外周部分と外部コンクリート部70との隙間からの熱の進入を効果的に抑制し、耐火性能を向上させるため、下ダイアフラム54を設けてもよい。
Further, for example, in the above embodiment, the
また、例えば、上記実施形態の耐火被覆材80は上側耐火被覆材82と下側耐火被覆材84とを有する構造であったが、これに限定されない。免震装置40の耐火性能が確保されれば、どのような構造の耐火被覆材80であってもよい。
Further, for example, the
外部コンクリート部70は、建設現場で打設してもよいし、プレキャストとして工場等で作製してもよい。
The external
更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that it can be carried out in various embodiments without departing from the gist of the present invention.
10 耐火被覆構造
30 鉄筋コンクリート柱
40 免震装置
42 フランジ
50 鉄骨柱
54 下ダイアフラム(ダイアフラム)
60 内部コンクリート部(第一コンクリート部)
70 外部コンクリート部(第二コンクリート部)
80 耐火被覆材
82 上側耐火被覆材
84 下側耐火被覆材
10
60 Internal concrete part (first concrete part)
70 External concrete part (second concrete part)
80
Claims (6)
前記鉄筋コンクリート柱の上部に設けられた免震装置と、
コンクリート部材を介装せずに、下端のベースプレートが前記免震装置の上部のフランジに接合された鉄骨柱と、
前記鉄骨柱に設けられ、鉄骨梁が接続される下側のダイアフラム及び上側のダイアフラムと、
前記鉄骨柱の少なくとも下部を構成する鋼管の内部における前記ベースプレートと前記上側のダイアフラムとの間に設けられた第一コンクリート部と、
前記鋼管における前記フランジと前記下側のダイアフラムとの間の下端部の周囲に設けられた環状の第二コンクリート部と、
前記鉄筋コンクリート柱と前記第二コンクリート部とに取り付けられ、前記免震装置の周囲を覆う耐火被覆材と、
を備えている免震装置の耐火被覆構造。 Reinforced concrete columns and
The seismic isolation device installed on the upper part of the reinforced concrete column,
With the steel column whose lower end base plate is joined to the upper flange of the seismic isolation device without interposing a concrete member,
The lower diaphragm and the upper diaphragm provided on the steel column and to which the steel beam is connected,
A first concrete portion provided between the base plate and the upper diaphragm inside the steel pipe constituting at least the lower part of the steel column, and
An annular second concrete portion provided around the lower end portion between the flange and the lower diaphragm in the steel pipe,
A fireproof coating material attached to the reinforced concrete column and the second concrete portion and covering the periphery of the seismic isolation device, and
The fireproof coating structure of the seismic isolation device.
請求項1に記載の免震装置の耐火被覆構造。 A hole is formed in the central portion of the lower diaphragm .
The fireproof coating structure of the seismic isolation device according to claim 1.
前記第二コンクリート部に取り付けられた上側耐火被覆材と、
前記鉄筋コンクリート柱に取り付けられ、前記免震装置の高さ方向の中間部で前記上側耐火被覆材と突き合わせられた下側耐火被覆材と、
を有している、請求項1又は請求項2に記載の免震装置の耐火被覆構造。 The refractory coating material is
The upper fireproof coating material attached to the second concrete part and
The lower fireproof coating material attached to the reinforced concrete column and abutted with the upper fireproof coating material at the middle portion in the height direction of the seismic isolation device.
The fireproof coating structure of the seismic isolation device according to claim 1 or 2.
前記鉄骨柱の前記ベースプレートと前記免震装置の前記フランジとを締結するボルトが埋設されている、
請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の免震装置の耐火被覆構造。 In the second concrete part,
A bolt for fastening the base plate of the steel frame column and the flange of the seismic isolation device is embedded.
The fireproof coating structure of the seismic isolation device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の免震装置の耐火被覆構造。 The second concrete portion projects outward from the flange and the end portion of the base plate.
The fireproof coating structure of the seismic isolation device according to any one of claims 1 to 4.
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の免震装置の耐火被覆構造。
The steel beam is not buried in concrete,
The fireproof coating structure of the seismic isolation device according to any one of claims 1 to 5.
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