JPH0893049A - 建築構造物の架構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水平力が作用した際における構造物の固有周
期が長くて合理的な構造設計が可能となり、しかも当該
構造物の重量を軽減することができるとともに、施工が
容易で、かつ多様な構造物に適用することが可能な建築
構造物の架構を得る。 【構成】柱１０間に複数の階層にわたって梁が架設され
た建築構造物の架構において、少なくとも二層階毎に、
端部が柱１０に剛接合された梁１１を架設し、その間に
位置する階層に、端部が柱１０に非剛接合された梁１２
を架設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、柱間に複数の階層にわ
たって梁が架設されてなる建築構造物の架構に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】通常、複数の階層を有する各種の建築構
造物においては、耐震構造上、各階層毎に、柱に梁を剛
接合することによってその架構が構成されている。とこ
ろが、このように各階層において総ての梁を柱に剛接合
すると、当該構造物に水平力が作用した際における固有
周期が比較的短くなってしまうという欠点がある。ま
た、構造物全体の重量が嵩んでしまううえ、特に上記柱
が鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造や鉄筋コンクリー
ト（ＲＣ）造である場合には、複雑な柱と梁との接合部
分が多くなって施工に手間を要し、この結果工期が長く
なるために、躯体費用を含めた総合的な建築コストの高
騰化を招く一因になっているという問題点があった。

【０００３】これに対して、図１０は、特公平４−６９
６９０号公報おいて提案されている、従来のこの種の複
数の階層を有する建築構造物の架構を示すものである。
この架構は、チューブ架構における外周壁を構成するも
のであって、各階の剛接合による梁１…が、互いに連続
することなく、１スパンおきに、かつ柱２…の長さ方向
に三階分逆梁にして架け渡され、最上部に設けられた梁
１…の直上および直下の階の梁が三層分省略されるとと
もに、これらの梁１が設けられていないスパンに、小梁
３…が架設されており、さらに上記梁１…として、上述
した総てが剛接合された通常の架構における梁と比較し
て、約２倍の耐力を有するものが用いられている。この
ような従来の架構によれば、建築物としての耐力を低下
させることなく、構造体全体に要する梁の鉄骨量を削減
することができるという利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の建築構造物の架構にあっては、各階層毎に、水平方
向に梁１…を剛接合するための仕口と、小梁３…を接合
するための仕口とが混在するために、特に柱２…がＳＲ
Ｃ造やＲＣ造の建築物においては、施工管理が非常に複
雑となり、却って工期の長期化を招くという問題点があ
った。また、特に高層の建築物に適用した場合には、そ
の最下部から最上部に至るまで、規則的に剛接合による
梁１…と小梁３…とが三層毎に、いわゆる千鳥状に架設
されているため、耐震設計上、当該建築物の下部から上
部に向けて減少する水平応力分布に対応させるために
は、上方の階層に行くに従って梁部材の断面二次モーメ
ントを次第に小さくするといった非合理な構造設計にな
ってしまい、この結果使用する梁部材寸法が多様なもの
となって、かかる観点からも施工管理の複雑化を招くと
いう問題点があった。そして何よりも、上記架構におい
ては、同一階層に剛接合による逆梁の梁１…と小梁３…
とが交互に架設されているため、梁上面のレベルが長手
方向に不連続となり、よって上述したようなチューブ架
構における外殻を構成する場合には適用することができ
るものの、通常の建築構造物における内部構造には適用
することが不可能であるという致命的な欠点があった。

【０００５】本発明は、上述したような従来の建築構造
物の架構が有する各種の課題を有効に解決すべくなされ
たもので、水平力が作用した際における構造物の固有周
期が長くて合理的な構造設計が可能となり、しかも当該
構造物の重量を軽減することができるとともに、施工が
容易で、かつ多様な構造物に適用することが可能な建築
構造物の架構を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る建築構造物の架構は、柱間に複数の階層にわたっ
て梁が架設された建築構造物の架構において、少なくと
も二層階毎に、端部が柱に剛接合された上記梁を架設
し、その間に位置する階層に、端部が柱に非剛接合され
た上記梁を架設したことを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、柱間に複
数の階層にわたって梁が架設された建築構造物の架構に
おいて、基礎上の複数の階層に、端部が柱に剛接合され
た上記梁を架設し、その上方の階層においては、少なく
とも二層階毎に、端部が柱に剛接合された上記梁を架設
し、その間に位置する階層に、端部が柱に非剛接合され
た上記梁を架設したことを特徴とするものである。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、上記請
求項１または２に記載の発明において、上記柱に剛接合
された梁を架設する階層間隔が、上記建築構造物の下方
から上方に向けて漸次大きくなるように、例えば剛接合
された梁を上記建築構造部の下方においては１階層間隔
で、中央部においては２階層間隔で、さらに上部におい
ては３階層間隔で上記柱に架設したものである。なお、
上記請求項１〜３において、上記非剛接合とは、端部が
ピン接合または水平力作用時に降伏可能な接合をいう。

【０００９】この際に、請求項４に記載の発明は、上記
請求項１〜３のいずれかに記載の柱が鉄筋コンクリート
（ＲＣ）造またはプレキャストコンクリート（ＰＣ）造
である場合に、上記柱に剛接合された梁として、鉄骨
（Ｓ）造、鉄筋コンクリート（ＲＣ）造、プレキャスト
コンクリート（ＰＣ）造または複合梁のものを用い、か
つ上記柱に非剛接合された梁として、プレキャストコン
クリート（ＰＣ）造、鉄骨（Ｓ）造または複合梁のもの
を用いたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項５に記載の発明は、上記請求
項１〜３のいずれかに記載の柱が鉄骨鉄筋コンクリート
（ＳＲＣ）造である場合に、上記柱に剛接合された梁と
して、鉄骨鉄筋コンクリート（ＳＲＣ）造、鉄骨（Ｓ）
造または複合梁のものを用い、かつ上記柱に非剛接合さ
れた梁として、プレキャストコンクリート（ＰＣ）造、
鉄骨（Ｓ）造または複合梁のものを用いたことを特徴と
するものである。さらに、請求項６に記載の発明は、上
記請求項１〜３のいずれかに記載の柱が鉄骨（Ｓ）造ま
たは鋼管コンクリート（ＳＣ）造である場合には、上記
柱に剛接合された梁として、鉄骨（Ｓ）造または複合梁
のものを用い、上記柱に非剛接合された梁として、プレ
キャストコンクリート（ＰＣ）造、鉄骨（Ｓ）造または
複合梁のものを用いたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、少なくとも二
層階毎に、端部が柱に剛接合された梁を架設し、その間
に位置する階層に、柱に端部がピン接合または水平力作
用時に降伏可能な非剛接合による梁を架設しているの
で、耐震設計上非剛接合による梁を無視して、剛接合さ
れた梁間で柱の部材長を決定すればよいため、構造計算
が簡略化されるとともに、水平力が作用した際における
当該構造物の固有周期が長くなるため振動解析上有利と
なり、よって合理的な設計が可能となる。特に、請求項
２に記載の発明のように、基礎上の複数の階層に端部が
柱に剛接合された梁を架設し、その上方の階層におい
て、少なくとも二層階毎に、端部が柱に剛接合された梁
を架設して、その間に位置する階層に端部が柱に非剛接
合された梁を架設すれば、当該構造物の下部において、
要求される高い剛性を得ることができ、さらに請求項３
に記載の発明のように、上記柱に剛接合された梁を架設
する階層間隔を、建築構造物の下方から上方に向けて漸
次大きくなるようにすれば、当該構造物の下方から上方
に向けてその剛性が漸次減少する構造となるために、耐
震設計上一段と合理的な構造物となる。

【００１２】また、上記請求項１〜３のいずれかに記載
の発明によれば、階層毎に剛接合による梁と非剛接合に
よる梁とが規則的に架設されている結果、各階層におけ
る柱と梁との接合が、剛接合のみの仕口あるいは非剛接
合のみの仕口となるため、施工管理が容易になるととも
に、非剛接合の梁が架設された階層においては、複雑な
剛接合による施工が不要となり、よって梁および床等の
現場施工の簡略化と工期の短縮化を図ることができる。

【００１３】しかも、非剛接合する梁として、剛接合に
よる梁よりも寸法の小さいものを用いることができるた
め、当該階層における階高を低減化することができて建
築構造物の高さを低くすることができるうえ、さらに剛
接合する梁において、その断面二次モーメント等の機械
的強度を増加させても、これと比例してその重量は増加
しないため、建築構造物全体として、構造体重量を軽量
化することができ、よって当該建築構造物の基礎を含め
て、総合的な躯体費用を大幅に低減化することが可能と
なる。

【００１４】ちなみに、上記請求項１〜３に記載の発明
においては、上記柱と剛接合による梁および非剛接合に
よる梁との組合せとして、請求項４〜６に記載の組合せ
が適用可能であるが、特に請求項４または５に記載の発
明のように、上記柱として、剛接合による梁との仕口が
複雑なＲＣ造またはＳＲＣ造の柱を使用する建築構造物
に適用した場合に、上述した効果が一層顕著なものとな
る。

【００１５】

【実施例】図１および図２は、本発明に係る建築構造物
の架構の第一実施例を示すもので、図中符号１０がＰＣ
柱である。このＰＣ柱１０は、２層階分の長さ寸法に成
形されたものであり、その上下端部に位置する奇数階
（ｎ−１，ｎ＋１階）には、ＰＣ梁１１が両端剛接合に
より架設されている。そして、上記ＰＣ柱１０のこれら
剛接合によるＰＣ梁１１の中間に位置する偶数階（ｎ
階）には、Ｓ梁１２が架設されている。このＳ梁１２
は、サイドアングル１３を介して３本のボルト１４…お
よびナットにより上記ＰＣ柱１０に接合されており、こ
の結果上記Ｓ梁１２は、ＰＣ柱１０間に、水平力が作用
した際に降伏可能である非剛接合によって架設されてい
る。したがって、上記剛接合によるＰＣ梁１１は、上記
ＰＣ柱１０間に二層階毎に架設されている。そして、こ
れらＰＣ梁１１およびＳ梁１２の上面には、それぞれＰ
Ｃ床１５、１６が敷設されている。

【００１６】このような架構を構築する施工法として
は、先ず２層階分が１節とされたＰＣ柱１０を立設し、
次いで上記ＰＣ柱１０の中間部に、サイドアングル１３
を介してＳ梁１２を取付け、ボルト１４…とナットを本
締めした後に、戸境壁や外壁等の先行仕上工事１７を施
工するとともに、クレーン等により先行揚重物１８を仮
置きし、次いでＰＣ床版１５（又は現場打ちＲＣ床）を
敷設した後に、上階のＰＣ梁１１を架設する。そして、
上記ＰＣ床１５上に先行揚重物１９を仮置きし、戸境壁
や外壁等の先行仕上工事２１を施工した後に、上記ＰＣ
梁１１上にＰＣ床１６を敷設し、パネルゾーン２０等の
施工およびコンクリートの打設を行う。次いで、ＰＣ梁
１１上の上記施工が終了した後に、さらにその上階に向
けてＰＣ梁１０を立設し、上述した手順と同様にして順
次上方の階層を構築して行く。

【００１７】また、上記架構を構築する他の施工法とし
て、上記ＰＣ柱１０を立設した後に、先ず２層階毎のＰ
Ｃ梁１１を順次架設して行き、これと並行して、これら
の架設したＰＣ梁１１を利用して、その下方に位置する
上記Ｓ梁１２を架設するようにしてもよい。

【００１８】以上の構成からなる建築構造物の架構によ
れば、いずれの施工法を採るにせよ、階層毎に剛接合に
よる梁１１と非剛接合による梁１２とが規則的に架設さ
れているため、各階層における柱１０と梁１１、１２と
の接合が、剛接合のみの仕口あるいは非剛接合のみの仕
口となるため、施工管理が容易になる。しかも、非剛接
合の梁１２が架設された階層においては、パネルゾーン
の施工のような複雑な現場施工が不要となるため、梁１
２および床１５等の現場施工の簡略化と工期の短縮化を
図ることができる。

【００１９】また、上記架構においては、二層階毎に、
端部が柱１０に剛接合された梁１１を架設し、その間に
位置する階層に、端部が柱１０に非剛接合された梁１２
を架設しているので、設計上剛接合された梁１１、１１
間で柱１０の部材長が決定されるため、構造計算が簡略
化されるとともに、水平力が作用した際における当該構
造物の固有周期が長くなるため振動解析上有利となり、
よって合理的な設計を行うことができる。しかも、非剛
接合する梁１２として、梁１１よりも寸法の小さいもの
を用いることができるため、当該階層における階高を低
減化することができて建築構造物の高さを低くすること
ができるうえ、さらに剛接合する梁１１の機械的強度
を、例えば２倍に増加させても、これと比例して梁１１
の部材重量は２倍まで増加しないため、建築構造物全体
として、構造体重量を軽量化することができ、よって当
該建築構造物の基礎を含めて、総合的な躯体費用を大幅
に低減化することができる。

【００２０】

【他の実施例】図３は、本発明に係る建築構造物の架構
の第二実施例を示すもので、この例の架構においては、
柱１０間に、三層階毎に端部が剛接合された梁１１が架
設されている。そして、これら梁１１、１１間に位置す
る二層階には、それぞれ端部が非剛接合された梁１２、
１２が架設されている。このような構成からなる架構に
よれば、三層階毎に剛接合された梁１１を架設している
ので、梁１１の剛性を一層高める必要があるものの、反
面これら梁１１、１１間において、より小寸法の梁１
２、１２を用いているため、全体としての階高をより小
さくすることが可能になるとともに、構造体重量を一段
と軽量化することができ、かつ上記固有周期がより長い
ものとなる。

【００２１】図４は、本発明の第三実施例を示すもの
で、この例の架構においては、基礎上の複数の階層（図
では２層階）に、端部が柱１０に剛接合された梁１１、
１１を架設し、その上方の階層においては、二層階毎
に、端部が柱１０に剛接合された梁１１を架設し、その
間に位置する階層に、端部が柱１０に非剛接合された梁
１２を架設したものである。上記構成からなる架構によ
れば、基礎上の二層階に端部が柱１０に剛接合された梁
１１を架設しているので、上記第一実施例における作用
効果に加えて、特に高層の構造物に適用した場合に、上
記架構に下部においてこの種の構造物に要求される高い
剛性を得ることができる。

【００２２】なお、本発明の建築構造物の架構において
は、剛接合する梁および非剛接合する梁として、各種の
複合梁も使用することが可能である。すなわち、図５に
示すように、柱１０に剛接合された梁として、中央部分
３１がＳ造であって、ＲＣ（またはＰＣ）造の端部３２
が上記柱１０に剛接合された複合梁３０を用いるととも
に、柱１０に非剛接合された梁として、中央部分３３が
ＲＣ（またはＰＣ）造であり、この中央部分３３の両端
部に埋め込まれたＳ梁からなる端部３４複合梁３５を用
い、上記柱１０に埋設されたアンカー２４によって当該
柱１０に固定された接合プレート２３と上記複合梁３５
の端部３４とをボルト１４によって非剛接合してもよ
い。また、図６に示すように、柱１０（ＳＲＣ柱）に剛
接合された梁として、中央部分３６がＳ造であって、Ｓ
ＲＣ造の端部３７が上記柱１０に剛接合された複合梁３
８を用い、柱１０に非剛接合された梁として、中央部分
３９がＳＲＣ造であって、この中央部分３９から両端側
に突出するＳ梁からなる端部４０が上記柱１０に非剛接
合された複合梁４１を用いてもよい。なお、同図中符号
２３は、アンカー２４によって上記柱１０に固定された
接合プレートを、符号１４は、上記接合プレート１０と
複合梁４１の端部４０とを連結するボルトを、それぞれ
示すものである。

【００２３】さらに、上記柱１０に非剛接合される梁と
して、図７に示すような、中央部分４２がＰＣ（または
ＲＣ）造であり、かつこの中央部分４２の両端部に、上
記柱１０と非剛接合される接続鋼板４３が埋め込まれた
複合梁４４や、あるいは図８に示すように、ＳＲＣ造か
らなる中央部分４５の両端部から内部の鉄骨４６が延出
され、この鉄骨４６が上記柱１０に非剛接合される複合
梁４７も適用することが可能である。さらにまた、図９
に示すような複合構造によって、柱１０（ＰＣ柱）にＰ
Ｃ梁１１を剛接合し、かつＳ梁１２を非剛接合してもよ
い、すなわち、上記柱１０には、鋼管４８およびこの鋼
管４８の上下端部に設けられたダイヤフラム４９、４９
とによって構成された仕口が装着されており、上記鋼管
４８に取付けられた接合プレート２２と上記ＰＣ梁１１
の端部とがボルト１４によって連結されるとともに、ダ
イヤフラム４９とＰＣ梁１１のフランジとが溶接Ｗされ
ることにより、柱１０にＰＣ梁１１が剛接合されてい
る。また、上記ＰＣ梁１１の下層階に位置する柱１０に
は、鋼管４８からなる仕口が装着されており、この鋼管
４８に取付けられた接合プレート２３に、ボルト１４を
介して上記Ｓ梁１２が非剛接合されている。ちなみに、
このような複合構造のものにあっても、同様の作用効果
を奏することが可能である。

【００２４】なお、上記第一〜第三実施例に加えて、剛
接合の梁１１を架設する階層間隔を、建築構造物の下方
から上方に向けて漸次大きくなるように、例えば剛接合
された梁を上記建築構造部の下方においては１階層間隔
で、中央部においては２階層間隔で、さらに上部におい
ては３階層間隔で上記柱に架設する等してもよい。この
ような架構によれば、当該構造物の下方から上方に向け
てその剛性が漸次減少する構造となるために、特に高層
の建築構造物の架構に適用した場合に、耐震設計上一段
と合理的な構造物となる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
記載の発明によれば、水平力が作用した際における当該
構造物の固有周期が長くなるため振動解析上有利とな
り、よって合理的な設計が可能になるとともに、階高を
低減化することができて建築構造物の高さを低くするこ
とができ、しかも建築構造物全体として、構造体重量を
軽量化することができ、よって当該建築構造物の基礎を
含めて、総合的な躯体費用を大幅に低減化することが可
能となる。加えて、階層毎に剛接合による梁と非剛接合
による梁とが規則的に架設されているため、施工管理が
容易になるとともに、複雑な剛接合による施工が減少す
るため、梁および床等の現場施工の簡略化と工期の短縮
化を図ることができる。

【００２６】また、上記効果に加えて、請求項２に記載
の発明にあっては、当該構造物の下部において要求され
る高い剛性を得ることができ、さらに請求項３に記載の
発明によれば、当該構造物の下方から上方に向けてその
剛性が漸次減少する構造となるために、耐震設計上一段
と合理的な構造物となる。この際に、特に請求項４また
は５に記載の発明のように、上記柱として、剛接合によ
る梁との仕口が複雑なＲＣ造またはＳＲＣ造の柱を使用
する建築構造物に適用した場合に、上述した効果が一層
顕著なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の建築構造物の架構の第一実施例を示す
要部の正面図である。

【図２】上記第一実施例の架構の概略構成図である。

【図３】本発明の建築構造物の架構の第二実施例を示す
概略構成図である。

【図４】本発明の建築構造物の架構の第三実施例を示す
概略構成図である。

【図５】本発明の架構に用いられる複合梁の一例を示す
要部の正面図である。

【図６】本発明の架構に用いられる他の複合梁の例を示
す要部の正面図である。

【図７】本発明の架構において非剛接合される複合梁の
一例を示す正面図である。

【図８】本発明の架構において非剛接合される複合梁の
他の例を示す正面図である。

【図９】本発明の架構に用いられる複合構造の一例を示
す要部の正面図である。

【図１０】従来の建築構造物の架構を示す要部の正面図
である。

【符号の説明】

１０ 柱 １１ 剛接合による梁 １２ 非剛接合による梁 ３０、３８ 剛接合による複合梁 ３５、４１、４４、４７ 非剛接合による複合梁

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱間に複数の階層にわたって梁が架設さ
   れた建築構造物の架構において、少なくとも二層階毎
   に、端部が上記柱に剛接合された上記梁を架設し、その
   間に位置する上記階層に、端部が上記柱に非剛接合され
   た上記梁を架設したことを特徴とする建築構造物の架
   構。
2. 【請求項２】 柱間に複数の階層にわたって梁が架設さ
   れた建築構造物の架構において、基礎上の複数の階層
   に、端部が上記柱に剛接合された上記梁を架設し、その
   上方の階層においては、少なくとも二層階毎に、端部が
   上記柱に剛接合された上記梁を架設し、その間に位置す
   る上記階層に、端部が上記柱に非剛接合された上記梁を
   架設したことを特徴とする建築構造物の架構。
3. 【請求項３】 上記柱に剛接合された上記梁を架設する
   上記階層間隔が、上記建築構造物の下方から上方に向け
   て漸次大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１
   または２に記載の建築構造物の架構。
4. 【請求項４】 上記柱は、鉄筋コンクリート造またはプ
   レキャストコンクリート造であり、かつ上記柱に剛接合
   された上記梁は、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、プレキ
   ャストコンクリート造または複合梁であるとともに、上
   記柱に非剛接合された上記梁は、プレキャストコンクリ
   ート造、鉄骨造または複合梁であることを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれかに記載の建築構造物の架構。
5. 【請求項５】 上記柱は、鉄骨鉄筋コンクリート造であ
   り、かつ上記柱に剛接合された上記梁は、鉄骨鉄筋コン
   クリート造、鉄骨造または複合梁であるとともに、上記
   柱に非剛接合された上記梁は、プレキャストコンクリー
   ト造、鉄骨造または複合梁であることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれかに記載の建築構造物の架構。
6. 【請求項６】 上記柱は、鉄骨造または鋼管コンクリー
   ト造であり、かつ上記柱に剛接合された上記梁は、鉄骨
   造または複合梁であるとともに、上記柱に非剛接合され
   た上記梁は、プレキャストコンクリート造、鉄骨造また
   は複合梁であることを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれかに記載の建築構造物の架構。