JP7449143B2 - 建物の架構構造 - Google Patents
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Description
本発明は、建物から外方へ張り出す構造物を片持ち支持する建物の架構構造に関する。
建物の架構部においては、通常、その構面内にＸ形に配設される一対のブレースが、いずれも鉄骨からなる高剛性のブレースで構成されるのが一般的である。
特殊な例として、Ｘ形に配設される一対のブレースのうち、一方のブレースがエネルギー吸収機能を有する剛性の高いブレースで構成され、他方のブレースが弾性範囲の大きい復元機能を有する剛性の低いブレースで構成された架構構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特殊な例として、Ｘ形に配設される一対のブレースのうち、一方のブレースがエネルギー吸収機能を有する剛性の高いブレースで構成され、他方のブレースが弾性範囲の大きい復元機能を有する剛性の低いブレースで構成された架構構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ところが、構造物を片持ち支持する建物の架構部では、構造物の片持ち支持に起因する偏荷重により上方への浮き上がり力が作用する浮上対象柱が存在するため、Ｘ形に配設される一対のブレースが、いずれも鉄骨からなる高剛性ブレースであると、地震などによって架構部に大きな外力が作用した際、その浮上対象柱が浮き上がるおそれがある。
つまり、浮上対象柱には、常に浮き上がり力が作用しているため、地震などによって架構部に大きな外力が作用すると、その浮上対象柱に対して更に大きな浮き上がり力が付加されて上方へ浮き上がってしまう可能性がある。
ちなみに、上記特許文献１に記載の技術は、一方のブレースが剛性の高いブレースで、他方のブレースが剛性の低いブレースで構成されてはいるものの、大地震などで大きな振動が入力された後においても、架構部やブレースの残留変形の発生および残留変形量を抑制する技術に関するものであり、浮上対象柱を有する架構部に関するものではない。
つまり、浮上対象柱には、常に浮き上がり力が作用しているため、地震などによって架構部に大きな外力が作用すると、その浮上対象柱に対して更に大きな浮き上がり力が付加されて上方へ浮き上がってしまう可能性がある。
ちなみに、上記特許文献１に記載の技術は、一方のブレースが剛性の高いブレースで、他方のブレースが剛性の低いブレースで構成されてはいるものの、大地震などで大きな振動が入力された後においても、架構部やブレースの残留変形の発生および残留変形量を抑制する技術に関するものであり、浮上対象柱を有する架構部に関するものではない。
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、浮上対象柱を有する架構部において、たとえ地震などによって架構部に大きな外力が作用しても、浮上対象柱の浮き上がりを確実に阻止し得る建物の架構構造を提供することにある。
本発明の第１特徴構成は、建物から外方へ張り出す構造物を片持ち支持する建物の架構構造であって、前記構造物の片持ち支持に起因する偏荷重により上方への浮き上がり力が作用する浮上対象柱を有する架構部において、その架構部の構面内にＸ形に配設される一対のブレースのうち、前記浮上対象柱の下端に接続される第１ブレースが低剛性ブレースで構成され、前記浮上対象柱の上端に接続される第２ブレースが高剛性ブレースで構成される点にある。
本構成によれば、浮上対象柱を有する架構部にＸ形に配設される一対のブレースのうち、浮上対象柱の下端に接続される第１ブレースが、剛性が低くて変形し易い低剛性ブレースで構成されるので、例えば、地震などによって架構部に大きな外力が作用し、架構部の上辺が偏荷重の原因である構造物側へ変位するように変形しようとすると、低剛性の第１ブレースが伸び変形するので、浮上対象柱に付加される浮き上がり力が軽減される。
すなわち、浮上対象柱には、通常時から常に浮き上がり力が作用しており、地震などによって更に大きな浮き上がり力が付加されるおそれがあるが、その付加されるべき浮き上がり力が軽減されるので、たとえ地震発生時などにおいても浮上対象柱の浮き上がりは確実に阻止される。
そして、他の第２ブレースが高剛性ブレースで構成されるので、浮上対象柱を有する架構部は、全体として地震などにも十分に対応可能な剛性と耐力をバランスよく備えた合理的な構造となる。
すなわち、浮上対象柱には、通常時から常に浮き上がり力が作用しており、地震などによって更に大きな浮き上がり力が付加されるおそれがあるが、その付加されるべき浮き上がり力が軽減されるので、たとえ地震発生時などにおいても浮上対象柱の浮き上がりは確実に阻止される。
そして、他の第２ブレースが高剛性ブレースで構成されるので、浮上対象柱を有する架構部は、全体として地震などにも十分に対応可能な剛性と耐力をバランスよく備えた合理的な構造となる。
本発明の第２特徴構成は、前記浮上対象柱を有する架構部が、その浮上対象柱を共有する状態で複数配設され、それら複数の架構部のそれぞれにおいて、前記第１ブレースが低剛性ブレースで、前記第２ブレースが高剛性ブレースで構成される点にある。
本構成によれば、浮上対象柱を共有する複数の架構部のそれぞれにおいて、第１ブレースが低剛性ブレースで構成されるので、複数の架構部が浮上対象柱を共有するにもかかわらず、地震発生時などにおいて、浮上対象柱に作用する浮き上がり力は確実に軽減される。そして、各架構部の第２ブレースが高剛性ブレースで構成されるので、浮上対象柱を共有する各架構部は、いずれも剛性と耐力をバランスよく備えた合理的な構造となる。
本発明の第３特徴構成は、前記第１ブレースが鉄筋で構成され、前記第２ブレースが鉄骨で構成される点にある。
本構成によれば、浮上対象柱の下端に接続される第１ブレースが鉄筋で構成されるので、鉄筋の低剛性を有効に利用して、浮上対象柱に付加される浮き上がり力を確実に軽減することができる。そして、他の第２ブレースが鉄骨で構成されるので、比較的安価で入手も容易な鉄筋と鉄骨を使用して、剛性と耐力をバランスよく備えた合理的な架構部を施工性良く構築することができる。
本発明の第４特徴構成は、前記構造物が屋根である点にある。
本構成によれば、建物から外方へ張り出して片持ち支持される構造物が屋根であるから、例えば、各種商業施設において広場などを覆う大きな屋根を建物で片持ち支持することが可能で、その屋根の偏荷重に起因する浮上対象柱の浮き上がりを確実に阻止することができる。
本発明による建物の架構構造の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る建物は、図１および図２に示すように、例えば、多数の鉄骨製の柱１や多数の鉄骨製の梁２などを備えた商業施設用の建物３であり、構造物の一例である屋根５が、建物３の屋根４とは別に、建物３に対し連結材６を介して建物３から外方へ突出して広場や歩道などを覆うように取り付けられる。つまり、本発明は、建物３から外方へ張り出す構造物としての屋根５を片持ち支持するような建物３に係り、その建物３の架構構造に関する。
このような建物３では、図２を参照して、多数の柱１において、構造物である屋根５の片持ち支持に起因する偏荷重Ｌにより上方への浮き上がり力Ｆが作用する浮上対象柱７が生じる。浮上対象柱７は、主に偏荷重Ｌの中心から最も遠くに位置する柱１が該当し、その最も遠い浮上対象柱７と偏荷重Ｌの中心との間に位置する別の柱１が支点となって、浮上対象柱７に浮き上がり力Ｆを付与するのであり、このような浮上対象柱７を有する架構部８の構造に関する。
本発明に係る建物は、図１および図２に示すように、例えば、多数の鉄骨製の柱１や多数の鉄骨製の梁２などを備えた商業施設用の建物３であり、構造物の一例である屋根５が、建物３の屋根４とは別に、建物３に対し連結材６を介して建物３から外方へ突出して広場や歩道などを覆うように取り付けられる。つまり、本発明は、建物３から外方へ張り出す構造物としての屋根５を片持ち支持するような建物３に係り、その建物３の架構構造に関する。
このような建物３では、図２を参照して、多数の柱１において、構造物である屋根５の片持ち支持に起因する偏荷重Ｌにより上方への浮き上がり力Ｆが作用する浮上対象柱７が生じる。浮上対象柱７は、主に偏荷重Ｌの中心から最も遠くに位置する柱１が該当し、その最も遠い浮上対象柱７と偏荷重Ｌの中心との間に位置する別の柱１が支点となって、浮上対象柱７に浮き上がり力Ｆを付与するのであり、このような浮上対象柱７を有する架構部８の構造に関する。
その架構部８は、図２に示すように、例えば、鉄筋コンクリート製の基礎９の上に立設される浮上対象柱７と隣接する通常の柱１、両柱を連結する梁２、および、鉄筋コンクリート製の基礎梁１０などを備え、必要に応じて間柱１１なども備えている。
架構部８の構面内には、一対のブレース１２、１３、すなわち、浮上対象柱７の下端に第１下端ガセットプレート１４ａを介して接続され、隣接する通常の柱１の上端に第１上端ガセットプレート１４ｂを介して接続される第１ブレース１２と、通常の柱１の下端に第２下端ガセットプレート１５ａを介して接続され、浮上対象柱７の上端に第２上端ガセットプレート１５ｂを介して接続される第２ブレース１３とがＸ形に配設される。
なお、図示の例では、ブレースが長いので、第１ブレース１２が２本のブレース１２ａ、１２ｂに、第２ブレース１３も２本のブレース１３ａ、１３ｂに分割され、それぞれ中間接続プレート１６を介して連結されて実質的にＸ形に配設されているが、短いブレースであれば、１本の第１ブレース１２と１本の第２ブレース１３がＸ形に配設されることになる。
架構部８の構面内には、一対のブレース１２、１３、すなわち、浮上対象柱７の下端に第１下端ガセットプレート１４ａを介して接続され、隣接する通常の柱１の上端に第１上端ガセットプレート１４ｂを介して接続される第１ブレース１２と、通常の柱１の下端に第２下端ガセットプレート１５ａを介して接続され、浮上対象柱７の上端に第２上端ガセットプレート１５ｂを介して接続される第２ブレース１３とがＸ形に配設される。
なお、図示の例では、ブレースが長いので、第１ブレース１２が２本のブレース１２ａ、１２ｂに、第２ブレース１３も２本のブレース１３ａ、１３ｂに分割され、それぞれ中間接続プレート１６を介して連結されて実質的にＸ形に配設されているが、短いブレースであれば、１本の第１ブレース１２と１本の第２ブレース１３がＸ形に配設されることになる。
このような浮上対象柱７を有する架構部８において、そのＸ形に配設される一対のブレース１２、１３のうち、浮上対象柱７の下端に接続される第１ブレース１２が低剛性ブレース、例えば、鉄筋で構成され、浮上対象柱７の上端に接続される第２ブレース１３が高剛性ブレース、例えば、Ｈ形鋼などの各種形鋼からなる鉄骨で構成される。なお、図示の例では、第１ブレース１２が２本の鉄筋で構成されているが、架構部８の剛性や耐力などに対応して、１本の鉄筋で構成することも、また、３本以上の鉄筋で構成することも可能である。
また、図１の平面図を参照して、浮上対象柱７は、主として屋根５の中心から最も離れた左下角部と右下角部の２箇所にあり、各浮上対象柱７を共有する状態で、それぞれ平面視において直交する２つの架構部８が存在するが、それら架構部８のそれぞれにおいて、第１ブレース１２が鉄筋からなる低剛性ブレースで、第２ブレース１３が鉄骨からなる高剛性ブレースで構成される。ただし、建物３の規模や構造によっては、浮上対象柱７を有する架構部８がひとつだけの場合、または、３つ以上の場合もあるが、いずれの場合にも適用可能である。
また、図１の平面図を参照して、浮上対象柱７は、主として屋根５の中心から最も離れた左下角部と右下角部の２箇所にあり、各浮上対象柱７を共有する状態で、それぞれ平面視において直交する２つの架構部８が存在するが、それら架構部８のそれぞれにおいて、第１ブレース１２が鉄筋からなる低剛性ブレースで、第２ブレース１３が鉄骨からなる高剛性ブレースで構成される。ただし、建物３の規模や構造によっては、浮上対象柱７を有する架構部８がひとつだけの場合、または、３つ以上の場合もあるが、いずれの場合にも適用可能である。
〔別実施形態〕
先の実施形態では、第１ブレース１２を鉄筋で、第２ブレース１３を鉄骨で構成した例を示したが、これら第１ブレース１２と第２ブレース１３を鉄筋や鉄骨以外の各種の鋼材などで構成することもできる。
また、構造物の一例として屋根５を例示したが、例えば、ベランダやサンデッキなどの各種構造物を片持ち支持する建物３の架構部８に適用可能である。
先の実施形態では、第１ブレース１２を鉄筋で、第２ブレース１３を鉄骨で構成した例を示したが、これら第１ブレース１２と第２ブレース１３を鉄筋や鉄骨以外の各種の鋼材などで構成することもできる。
また、構造物の一例として屋根５を例示したが、例えば、ベランダやサンデッキなどの各種構造物を片持ち支持する建物３の架構部８に適用可能である。
３ 建物
５ 構造物としての屋根
７ 浮上対象柱
８ 架構部
１２ 第１ブレース
１３ 第２ブレース
Ｌ 偏荷重
Ｆ 浮き上がり力
５ 構造物としての屋根
７ 浮上対象柱
８ 架構部
１２ 第１ブレース
１３ 第２ブレース
Ｌ 偏荷重
Ｆ 浮き上がり力
Claims (4)
- 建物から外方へ張り出す構造物を片持ち支持する建物の架構構造であって、
前記構造物の片持ち支持に起因する偏荷重により上方への浮き上がり力が作用する浮上対象柱を有する架構部において、その架構部の構面内にＸ形に配設される一対のブレースのうち、前記浮上対象柱の下端に接続される第１ブレースが低剛性ブレースで構成され、前記浮上対象柱の上端に接続される第２ブレースが高剛性ブレースで構成される建物の架構構造。 - 前記浮上対象柱を有する架構部が、その浮上対象柱を共有する状態で複数配設され、それら複数の架構部のそれぞれにおいて、前記第１ブレースが低剛性ブレースで、前記第２ブレースが高剛性ブレースで構成される請求項１に記載の建物の架構構造。
- 前記第１ブレースが鉄筋で構成され、前記第２ブレースが鉄骨で構成される請求項１または２に記載の建物の架構構造。
- 前記構造物が屋根である請求項１～３のいずれか１項に記載の建物の架構構造。
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| JP2005325529A (ja) | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Sekisui House Ltd | 制振構造 |
| JP2006002511A (ja) | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Sekisui House Ltd | 制振構造 |
| JP2016084594A (ja) | 2014-10-24 | 2016-05-19 | 積水ハウス株式会社 | 持ち出し梁支持構造 |
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