JP4768587B2 - Seismic structure of buildings - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物の耐震構造に関するものである。 The present invention relates to a seismic structure of a building.
建物の耐震構造として、上下の大梁間に一対の縦材を立設するととともに、その縦材間に筋交いを設けた構造が知られている。また、かかる耐震構造においては、筋交いの座屈長さを短縮して筋交いの耐力を向上させるために、筋交いの中間部を間柱等に固定することが行われている(例えば、特許文献1参照)。また、各筋交いにおいてその一部に、エネルギ吸収部を設け、そのエネルギ吸収部により振動エネルギを吸収するようにした技術も提案されている。
上記のように筋交いの一部にエネルギ吸収部を設けた耐震構造では、筋交いが長くなると、圧縮荷重を受けた時にエネルギ吸収部でエネルギを吸収する以前に面外座屈が生じる。そのため、従来既存の構成では、縦桟や横桟よりなる座屈防止部材が不可欠となっている。 In the earthquake resistant structure in which the energy absorbing portion is provided in a part of the bracing as described above, when the bracing becomes long, out-of-plane buckling occurs before the energy absorbing portion absorbs energy when a compressive load is applied. Therefore, in the existing configuration, a buckling prevention member composed of a vertical beam and a horizontal beam is indispensable.
本発明は、所望とする耐震強度を確保しつつ、しかも座屈防止部材を不要として構成の簡素化を図ることができる建物の耐震構造を提供することを主たる目的とするものである。 The main object of the present invention is to provide a seismic structure for a building that can secure a desired seismic strength and can simplify the structure without using a buckling prevention member.
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施形態において対応する構成例を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。 Hereinafter, means and the like effective for solving the above-described problems will be described while showing functions and effects as necessary. In the following, in order to facilitate understanding, a corresponding configuration example in the embodiment of the invention is appropriately shown in parentheses, etc., but is not limited to the specific configuration shown in parentheses.
本発明における建物の耐震構造では、建物に設けられる上下の各梁(上大梁11,下大梁12)間に一対の縦材(縦材13,14)を連結するとともに、その縦材間に、振動時のエネルギを吸収するエネルギ吸収部(塑性ヒンジ部17b)を両端部であって前記縦材との連結部近傍に有してなる耐震要素(斜め材17)を設け、該耐震要素を複数用いてそれら各耐震要素を前記縦材間で互いに連結したことを特徴とする。
In the earthquake-resistant structure of the building in the present invention, a pair of vertical members (
上記構成によれば、縦材間に設けられた耐震要素のエネルギ吸収部によって振動時のエネルギが吸収される。この場合、耐震要素は、その両端部であって縦材との連結部近傍にエネルギ吸収部を有するため、同耐震要素において外力による荷重を分散して負担させることができ、耐震性能の向上を図ることができる。また、エネルギ吸収部を耐震要素1つ当たり2カ所設けることにより、各エネルギ吸収部ごとの耐震性能を下げることが可能となる。 According to the said structure, the energy at the time of a vibration is absorbed by the energy absorption part of the seismic element provided between the vertical members. In this case, since the seismic element has energy absorbing portions in the vicinity of the connecting portion with the vertical member at both ends, the load due to external force can be distributed and borne in the seismic element, improving the seismic performance. Can be planned. Further, by providing two energy absorbing portions per seismic element, it is possible to lower the earthquake resistance performance of each energy absorbing portion.
また、複数の耐震要素を縦材間で互いに連結する構成としたため、エネルギ吸収部によるエネルギ吸収以前に横座屈(面外座屈)が生じるといった不都合が抑制できる。つまり、建物においてある方向に地震力等の外力が作用する場合、複数の耐震要素においてその一部に圧縮荷重が作用し、他の部位に引張荷重が作用する。かかる場合、複数の耐震要素を縦材間で連結することで、圧縮荷重を受けていない耐震要素(引張荷重を受ける耐震要素の部位)により、圧縮荷重を受けている耐震要素の座屈が拘束される。したがって、縦桟や横桟等の座屈防止部材を設けなくても、耐震要素の座屈を防止できる。以上により、所望とする耐震強度を確保しつつ、しかも座屈防止部材を不要として構成の簡素化を図ることができる。 In addition, since the plurality of seismic elements are connected to each other between the longitudinal members, inconveniences such as lateral buckling (out-of-plane buckling) occurring before energy absorption by the energy absorbing portion can be suppressed. That is, when an external force such as seismic force acts in a certain direction in the building, a compressive load acts on a part of the plurality of seismic elements, and a tensile load acts on other parts. In such a case, the buckling of the seismic element receiving the compressive load is constrained by connecting multiple seismic elements between the longitudinal members and the seismic element not receiving the compressive load (the part of the seismic element receiving the tensile load). Is done. Therefore, the buckling of the seismic element can be prevented without providing a buckling prevention member such as a vertical beam or a horizontal beam. As described above, it is possible to simplify the structure while ensuring the desired seismic strength and eliminating the need for a buckling prevention member.
前記耐震要素は前記縦材に対して斜め方向に設けられた剛材よりなり、前記エネルギ吸収部は、曲げ変形により振動時のエネルギを吸収するものであると良い。この場合、剛材における曲げ変形により振動時のエネルギが吸収される。 The seismic element is preferably made of a rigid material provided in an oblique direction with respect to the longitudinal member, and the energy absorbing part absorbs energy during vibration by bending deformation. In this case, energy during vibration is absorbed by bending deformation in the rigid material.
前記エネルギ吸収部は、荷重により断面が降伏することで塑性ヒンジ(降伏ヒンジ)が形成される塑性ヒンジ部であると良い。 The energy absorbing portion may be a plastic hinge portion in which a plastic hinge (yield hinge) is formed by yielding a cross section by a load.
前記複数の耐震要素は、前記一対の縦材間において正面視左右対称形をなす略X字状に配置されていると良い。これにより、建物において上下の各梁にいずれの方向の地震力が作用したとしても、バランス良く耐震効果を発揮することができる。 The plurality of seismic elements may be arranged in a substantially X shape having a symmetrical shape in front view between the pair of longitudinal members. Thereby, even if the earthquake force of which direction acts on each beam on the upper and lower sides in a building, the earthquake-proof effect can be exhibited with sufficient balance.
複数の耐震要素、及びその耐震要素による耐震構造は、具体的には次の(a1)〜(a3)のように構成されると良い。 A plurality of seismic elements and the seismic structure by the seismic elements are specifically configured as the following (a1) to (a3).
(a1)前記耐震要素(斜め材17,21)は、前記一対の縦材間に架け渡すようにして直線状に設けられるものであり、前記複数の耐震要素が交差するように設置されてその交差部分が連結されている。
(A1) The seismic elements (
(a2)前記耐震要素(耐震バー31)は、相異なる方向に延びる2辺の傾斜部(傾斜部31a)を有しかつ上下方向に離間した位置で両端が同一の縦材に連結されて設けられるものであり、前記一対の縦材間において各縦材に連結された前記複数の耐震要素の頂部同士が連結されている。 (A2) The seismic element (seismic bar 31) has two inclined portions (inclined portions 31a) extending in different directions and is provided with both ends connected to the same vertical member at positions separated in the vertical direction. The top portions of the plurality of seismic elements connected to each longitudinal member are connected between the pair of longitudinal members.
(a3)前記耐震要素(耐震バー33)は、相異なる方向に延びる2辺の傾斜部(傾斜部33a)を有しかつ前記一対の縦材に同一高さ位置で両端が連結されて設けられるものであり、前記一対の縦材間において前記複数の耐震要素の頂部同士が連結されている。なお、(a2),(a3)においては、耐震要素は概ね山形状、台形形状をなすものとなっている。
(A3) The seismic element (seismic bar 33) has two sides of inclined portions (
上記(a1)〜(a3)では、いずれも地震力等の外力が作用した場合において耐震要素の座屈を好適に防止できる。また、上記(a1)〜(a3)では、いずれも複数の耐震要素が略X字状に配置される構成となる。それ故、上述のとおり、建物において上下の各梁にいずれの方向の地震力が作用したとしても、バランス良く耐震効果を発揮することができる。 In any of the above (a1) to (a3), the buckling of the seismic element can be suitably prevented when an external force such as seismic force is applied. Moreover, in said (a1)-(a3), all become a structure by which a some earthquake-resistant element is arrange | positioned at substantially X shape. Therefore, as described above, even if the seismic force in any direction acts on the upper and lower beams in the building, the seismic effect can be exhibited with a good balance.
前記耐震要素の連結部に中間プレート(中間プレート18)が設けられ、その中間プレートに対して前記複数の耐震要素が溶接により連結されていると良い。つまり、耐震要素が丸鋼材や角鋼材等、棒状の鋼材により構成される場合などにおいては、耐震要素(鋼材)同士を溶接する作業が困難になると考えられる。この点、中間プレートを介在させて各耐震要素を溶接することにより、その溶接作業が容易となる。また、溶接部分の品質が安定する。 It is preferable that an intermediate plate (intermediate plate 18) is provided at the connecting portion of the earthquake-resistant element, and the plurality of earthquake-resistant elements are connected to the intermediate plate by welding. That is, when the seismic element is composed of a rod-shaped steel material such as a round steel material or a square steel material, it is considered that the work of welding the seismic elements (steel materials) to each other becomes difficult. In this respect, welding is facilitated by welding each seismic element with an intermediate plate interposed. In addition, the quality of the welded portion is stabilized.
エネルギ吸収部は、次の(b1),(b2)の如く構成されると良い。 The energy absorbing unit may be configured as shown in the following (b1) and (b2).
(b1)前記耐震要素(斜め材17)において前記縦材に接合される接合部(接合端部17a)を前記縦材の軸方向に沿うように設けるとともに、その接合部から離間した位置に曲げ部分を形成して同曲げ部分を前記エネルギ吸収部(塑性ヒンジ部17b)とする。この場合、接合部から離間してエネルギ吸収部(曲げ部分)が形成されることにより、エネルギ吸収部の曲げ変形領域が確保できる。したがって、エネルギ吸収部において良好なるエネルギ吸収効果が実現できる。
(B1) In the seismic element (oblique member 17), a joint portion (
(b2)前記耐震要素(斜め材21)において前記縦材に接合される接合部(接合端部21a)を前記縦材の軸方向に沿うように設けるとともに、前記縦材と前記耐震要素とを、前記縦材と前記接合部との間にスペーサ片(スペーサ片22)を介在させて連結し、前記接合部の端部における曲げ部分を前記エネルギ吸収部(塑性ヒンジ部21b)とする。この場合、スペーサ片によって縦材から浮かせた状態でエネルギ吸収部が設けられることにより、エネルギ吸収部の曲げ変形領域が確保できる(曲げ変形時における縦材との干渉が抑制される)。したがって、エネルギ吸収部において良好なるエネルギ吸収効果が実現できる。
(B2) In the seismic element (diagonal member 21), a joint (joint end 21a) to be joined to the longitudinal member is provided along the axial direction of the longitudinal member, and the longitudinal member and the seismic element are provided. In addition, a spacer piece (spacer piece 22) is interposed between the longitudinal member and the joint portion, and a bent portion at an end portion of the joint portion is defined as the energy absorbing portion (
上記(b1),(b2)を比較した場合、(b1)の構成ではスペーサ片を要しない。そのため、構成の簡素化を図る上では(b1)の構成が有利であると考えられる。 When the above (b1) and (b2) are compared, the configuration of (b1) does not require a spacer piece. Therefore, it is considered that the configuration (b1) is advantageous in simplifying the configuration.
前記一対の縦材間において、複数の耐震要素を互いに連結してなる構造体が、上下方向に並べて複数設置されていると良い。これにより、上下の各梁及び一対の縦材からなる同一平面上の耐震効果を大いに高めることができる。 Between the pair of longitudinal members, a plurality of structures formed by connecting a plurality of seismic elements to each other may be arranged in the vertical direction. Thereby, the seismic effect on the same plane which consists of each beam up and down and a pair of vertical member can be improved greatly.
以下に、本明細書の開示範囲内において上記以外に抽出可能な技術的思想を記載する。 The technical ideas that can be extracted in addition to the above within the disclosure scope of the present specification are described below.
(1)建物に設けられる上下の各梁(上大梁11,下大梁12)間に一対の縦材(縦材13,14)を連結するとともに、その縦材間に、振動時のエネルギを吸収する複数のエネルギ吸収部(塑性ヒンジ部17b)を有してなる耐震要素(斜め材17)を設けたことを特徴とする建物の耐震構造。
(1) A pair of vertical members (
上記(1)の構成によれば、耐震要素に複数のエネルギ吸収部を設けたことにより、当該耐震要素において外力による荷重を分散して受けることができ、耐震性能の向上を図ることができる。また、エネルギ吸収部を耐震要素1つ当たり複数設けることにより、各エネルギ吸収部ごとの耐震性能を下げることが可能となる。例えば、耐震要素の両端部であって縦材との連結部近傍にエネルギ吸収部が設けられていると良い。 According to the configuration of (1) above, by providing a plurality of energy absorbing portions in the seismic element, it is possible to receive a load due to an external force in the seismic element and to improve the seismic performance. In addition, by providing a plurality of energy absorbing portions per seismic element, it is possible to reduce the seismic performance of each energy absorbing portion. For example, it is preferable that energy absorbing portions are provided in the vicinity of the connecting portion with the longitudinal member at both ends of the earthquake-resistant element.
前記エネルギ吸収部は、荷重により断面が降伏することで塑性ヒンジ(降伏ヒンジ)が形成される塑性ヒンジ部であると良い。 The energy absorbing portion may be a plastic hinge portion in which a plastic hinge (yield hinge) is formed by yielding a cross section by a load.
(2)上記(1)において、前記耐震要素は前記縦材に対して斜め方向に設けられた鋼材よりなり、前記エネルギ吸収部は、曲げ変形により振動時のエネルギを吸収するものである建物の耐震構造。 (2) In the above (1), the seismic element is made of a steel material provided obliquely with respect to the longitudinal member, and the energy absorbing part absorbs energy during vibration by bending deformation. Seismic structure.
(3)上記(1),(2)において、前記耐震要素において前記縦材に接合される接合部(接合端部17a)を前記縦材の軸方向に沿うように設けるとともに、該接合部から離間した位置に曲げ部分を形成して同曲げ部分を前記エネルギ吸収部とした建物の耐震構造。
(3) In the above (1) and (2), a joint portion (
上記(3)の構成によれば、接合部から離間してエネルギ吸収部(曲げ部分)が形成されることにより、エネルギ吸収部の曲げ変形領域が確保できる。したがって、エネルギ吸収部において良好なるエネルギ吸収効果が実現できる。特に本構成では、エネルギ吸収部の曲げ変形領域を確保するためのスペーサ片を要しない。そのため、構成の簡素化を図る上で有利であると考えられる。 According to the configuration of (3) above, the energy absorbing portion (bending portion) is formed away from the joint portion, thereby ensuring a bending deformation region of the energy absorbing portion. Therefore, a good energy absorption effect can be realized in the energy absorption part. In particular, this configuration does not require a spacer piece for securing a bending deformation region of the energy absorbing portion. Therefore, it is considered advantageous for simplifying the configuration.
[第1の実施形態]
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、鉄骨構造を有してなる住宅等の建物に適用されるものであり、その耐震構造を図1に示す。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a building such as a house having a steel structure, and the seismic structure is shown in FIG.
図1において、H形鋼等よりなる上大梁11と下大梁12との間には、左右一対の縦材13,14が設けられている。縦材13,14はそれぞれ角鋼材よりなり、その上端部及び下端部にはそれぞれ柱脚プレート15が取り付けられている。そして、ボルト及びナット等の締結具により各柱脚プレート15が上下の各大梁11,12に締結されることで、縦材13,14が各大梁11,12に連結されている。
In FIG. 1, a pair of left and right
左右一対の縦材13,14間には、同縦材13,14に対して斜め方向に延びるようにして耐震要素としての複数の斜め材17が設けられている。本実施形態では、丸鋼材よりなる斜め材17がX字状に交差させて組み付けられ、それが上下に3組設置されることで耐震構造が構築されている。以下、同耐震構造の詳細を図1〜図3により説明する。図2は、縦材14に対する斜め材17の連結部分を拡大して示す図であり、図3は斜め材17の交差部分を拡大して示す図である。
Between the pair of left and right
斜め材17は全体として直線状をなす形状をしており、その両端部にて曲げ加工が施されることで接合端部17aが形成されている。接合端部17aは、斜め材17を縦材13,14に組み付けた場合に同縦材13,14の軸方向に平行に延びる部位であり、その接合端部17aが溶接等により接合されることで斜め材17が縦材13,14に固定されるようになっている。このとき、斜め材17は、縦材13,14の側面においてその中心をずらすようにして取り付けられている。
The
また、斜め材17において、接合端部17aよりも内側が塑性ヒンジ部17bとなっている。この場合、各斜め材17は、1本当たり2カ所ずつの塑性ヒンジ部17bを有している。塑性ヒンジ部17bは、地震力などの外力が作用した場合に曲げ変形して振動エネルギを吸収するエネルギ吸収部に相当し、更に言えば、荷重により断面が降伏することで塑性ヒンジ(降伏ヒンジ)が形成される領域となっている。塑性ヒンジ部17bは接合端部17aよりも内側に設定されており、それ故に、斜め材17を縦材13,14に接合固定した場合には、塑性ヒンジ部17bが斜め材17から離間して設けられることとなる。したがって、縦材13,14間には塑性ヒンジ部17bの曲げ変形領域が確保され、同領域内では、縦材13,14等と干渉することなく塑性ヒンジ部17bが変形できるようになっている。
Further, in the
X字状に交差する2本の斜め材17の交差部分には中間プレート18が設けられており、この中間プレート18に対して各斜め材17が溶接により接合されることで2本の斜め材17の交差部分が連結固定されている。なおこのとき、中間プレート18の表裏両面に斜め材17が1本ずつ溶接されている。
An
ここで、斜め材17は、圧縮力が作用した場合に塑性ヒンジ部17bにおける圧縮曲げによりエネルギを吸収するものである(図4参照)。かかる場合、斜め材17が長くなると、圧縮曲げによりエネルギを吸収する前に面外座屈が生じることが懸念されるため、座屈防止のための中柱(縦桟)又は横桟が必要となる。この点、本実施形態の耐震構造では、2つの斜め材17を交差させるとともにその交差部分を連結しているため、一方の斜め材17によって他方の斜め材17の座屈が拘束される。それにより面外座屈が防止される。
Here, the
その詳細を図5により説明する。図5の(a)に示すように、建物の上大梁に図の左向きの地震力が作用する場合には、一方の斜め材17Aに圧縮荷重が作用し、他方の斜め材17Bに引張荷重が作用する。このとき、引張側の斜め材17Bにより圧縮側の斜め材17Aの座屈が拘束される。またその逆に、図5の(b)に示すように、建物の上大梁に図の右向きの地震力が作用する場合には、一方の斜め材17Bに圧縮荷重が作用し、他方の斜め材17Aに引張荷重が作用する。このとき、引張側の斜め材17Aにより圧縮側の斜め材17Bの座屈が拘束される。
The details will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5A, when a leftward seismic force acts on the upper large beam of the building, a compressive load acts on one
上記によれば、縦桟や横桟等の座屈防止部材を設けなくても、各斜め材17A,17Bの座屈を防止できる。このとき、各斜め材17A,17Bでは、地震力の向きにより圧縮側・引張側が交互に反転するが、いずれの場合にも各斜め材17A,17Bで力の向きが相反する。したがって、十分な耐震効果を発揮する。
According to the above, it is possible to prevent buckling of the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
一対の縦材13,14間に、複数の塑性ヒンジ部17bを有してなる斜め材17を設けたため、この塑性ヒンジ部17bによって振動時のエネルギを吸収することができる。特に、斜め材17の両端部に、すなわち各斜め材17に2つずつ塑性ヒンジ部17bを設けたため、斜め材17において外力による荷重を分散して負担させることができ、耐震性能の向上を図ることができる。この場合、各斜め材17に塑性ヒンジ部17bを2カ所ずつ設けることにより、各塑性ヒンジ部17bにおける耐震性能を下げることが可能となる。これにより、斜め材17について材料の選定が容易となる等のメリットが得られると考えられる。
Since the
また、2つの斜め材17を縦材13,14間で互いに連結する構成としたため、塑性ヒンジ部17bによるエネルギ吸収以前に横座屈(面外座屈)が生じるといった不都合が抑制できる。以上により、所望とする耐震強度を確保しつつ、しかも縦桟(中柱)や横桟等の座屈防止部材を不要として構成の簡素化を図ることができる。
In addition, since the two
中柱等の縦桟を設けなくても各縦材13,14間の間隔を拡げることができる。例えば、縦材13,14間の間隔が1mである場合、既存の技術では、縦材13,14間に中柱が必要であったが、この中柱が省略できる。柱材やその柱材の両端に設けられる柱脚プレートが削減できることから、部品点数の削減を図ることができる。
The interval between the
斜め材17において、各縦材13,14に接合される接合端部17aから離間した位置に塑性ヒンジ部17bを設けたため、接合端部17aよりも内側(各縦材13,14で挟まれた中間領域の中央側)に塑性ヒンジ部17bの曲げ変形領域が確保できる。したがって、塑性ヒンジ部17bにおいて良好なるエネルギ吸収効果が実現できる。また本構成では、塑性ヒンジ部17bの曲げ変形領域を確保するためのスペーサ片を要しない。そのため、構成の簡素化を図る上で有利であると考えられる。
In the
複数の斜め材17を、一対の縦材13,14間においてX字状に配置したため、建物において上下の各大梁にいずれの方向の地震力が作用したとしても、バランス良く耐震効果を発揮することができる。
Since a plurality of
2つの斜め材17の連結部に中間プレート18を設け、その中間プレート18に対して各斜め材17を溶接により連結したため、丸鋼材からなる斜め材17の交差部分においてその溶接作業を簡易に行わせることができる。またこれにより、溶接部分の品質が安定する。
Since the
一対の縦材13,14間において、各2つずつの斜め材17をX字状に組み合わせてなる耐震構造体を、上下方向に並べて複数設置したため、上下の各大梁11,12及び一対の縦材13,14からなる同一平面上においてその耐震効果を大いに高めることができる。
Between the pair of
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図6は、本実施形態における耐震構造を示す正面図であり、図7は、縦材に対する斜め材の連結部分を拡大して示す図である。なお、図6,図7において、上下の各大梁11,12や縦材13,14など、第1の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を割愛する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a front view showing the earthquake-resistant structure in the present embodiment, and FIG. 7 is an enlarged view showing a connecting portion of the diagonal member with respect to the vertical member. 6 and 7, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment, such as the upper and lower
図6に示すように、左右一対の縦材13,14間には、同縦材13,14に対して斜め方向に延びるようにして耐震要素としての複数の斜め材21が設けられている。本実施形態では、丸鋼材よりなる斜め材21をX字状に交差させて組み付け、それを上下に3組設置することで耐震構造を構築している。
As shown in FIG. 6, between the pair of left and right
斜め材21は全体として直線状をなす形状をしており、その両端部にて曲げ加工が施されることで接合端部21aが形成されている。接合端部21aは、斜め材21を縦材13,14に組み付けた場合に同縦材13,14の軸方向に平行に延びる部位であり、その接合端部21aが溶接等により接合されることで斜め材21が縦材13,14に固定されるようになっている。
The
ここで、斜め材21では、スペーサ片22を介して縦材13,14に接合固定されていることが、上述した斜め材17(図1,図2参照)と相違しており、それに伴い塑性ヒンジ部21bの形状も異なるものとなっている。すなわち、塑性ヒンジ部21bは、接合端部21aの折れ曲がり端部に設けられている。本構成によれば、スペーサ片22によって縦材13,14から浮かせた状態で斜め材21が設けられ、それにより斜め材21の曲げ変形領域が確保されている。したがって、斜め材21において、曲げ変形時における縦材13,14との干渉が抑制され、良好なるエネルギ吸収効果が実現できる。
Here, the
なお、上述した斜め材17と同等、各斜め材21は、1本当たり2カ所ずつの塑性ヒンジ部21bを有する。また、斜め材21は、縦材13,14の側面においてその中心をずらすようにして取り付けられている。
In addition, each
以上詳述した第2の実施形態においても、前記同様、一対の縦材13,14間に、複数の塑性ヒンジ部21bを有してなる斜め材21を設けたため、この塑性ヒンジ部21bによって振動時のエネルギを吸収することができる。また、2つの斜め材21を縦材13,14間で互いに連結する構成としたため、塑性ヒンジ部21bによるエネルギ吸収以前に横座屈(面外座屈)が生じるといった不都合が抑制できる。以上により、所望とする耐震強度を確保しつつ、しかも縦桟(中柱)や横桟等の座屈防止部材を不要として構成の簡素化を図ることができる。
Also in the second embodiment described in detail above, since the slanted
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。上記実施形態では、直線状をなす複数の耐震要素を用いそれらを交差させて連結する構成としたが、本実施形態では、これに代えて、2辺の傾斜部を有する複数の耐震要素を用いそれらの各頂部を連結する構成としている。図8は、第3の実施形態における耐震構造を示す図である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the above embodiment, a plurality of linear seismic elements are used to cross and connect, but in this embodiment, instead of this, a plurality of seismic elements having two inclined portions are used. It is set as the structure which connects each of those top parts. FIG. 8 is a diagram showing an earthquake-resistant structure in the third embodiment.
図8(a)において、左右一対の縦材13,14間には、耐震要素として2つの耐震バー31が設けられている。耐震バー31は丸鋼材よりなり、相異なる方向に延びる2辺の傾斜部31aと、その2辺の傾斜部31a間にて折り曲げ形成される中間部31bと、その中間部31bとは逆側にて折り曲げ形成される接合端部31cとを有する。そして、上下方向に離間した位置で両端の接合端部31cが各縦材13,14に連結されることで、2つの耐震バー31が縦材13,14にそれぞれ連結されている。また特に、2つの耐震バー31において頂部である中間部31b同士が溶接等により連結されている。
In FIG. 8A, two
上記図8(a)の耐震構造では、地震力等の外力が作用した場合、2つの耐震バー31の連結部分(中間部31bの両端)が塑性ヒンジ部32となり、この塑性ヒンジ部32によって振動時のエネルギが吸収される。つまり、地震力等の外力が作用した場合、各塑性ヒンジ部32は、各傾斜部31aに作用する圧縮又は引張の荷重に応じて曲げ変形し、その曲げ変形により振動エネルギが吸収される。
In the earthquake-resistant structure shown in FIG. 8A, when an external force such as a seismic force is applied, the connecting portions of the two earthquake-resistant bars 31 (both ends of the
また、2つの耐震バー31を縦材13,14間で互いに連結する構成としたため、塑性ヒンジ部32によるエネルギ吸収以前に横座屈(面外座屈)が生じるといった不都合が抑制できる。以上により、所望とする耐震強度を確保しつつ、しかも縦桟(中柱)や横桟等の座屈防止部材を不要として構成の簡素化を図ることができる。本構成においても、各耐震バー31が略X字状に配置される構成となるため、建物において上下の各大梁にいずれの方向の地震力が作用したとしても、バランス良く耐震効果を発揮することができる。
In addition, since the two
また、図8(b)において、左右一対の縦材13,14間には、耐震要素として2つの耐震バー33が設けられている。耐震バー33は丸鋼材よりなり、相異なる方向に延びる2辺の傾斜部33aと、その2辺の傾斜部33a間にて折り曲げ形成される中間部33bと、その中間部33bとは逆側にて折り曲げ形成される接合端部33cとを有する。そして、各縦材13,14に同一高さ位置で両端の接合端部33cが連結されることで、2つの耐震バー33が縦材13,14にそれぞれ連結されている。また特に、2つの耐震バー33において頂部である中間部33b同士が溶接等により連結されている。
Further, in FIG. 8B, two
上記図8(b)の耐震構造では、地震力等の外力が作用した場合、2つの耐震バー33の連結部分(中間部33bの両端)が塑性ヒンジ部34となり、この塑性ヒンジ部34によって振動時のエネルギが吸収される。つまり、地震力等の外力が作用した場合、各塑性ヒンジ部34は、各傾斜部33aに作用する圧縮又は引張の荷重に応じて曲げ変形し、その曲げ変形により振動エネルギが吸収される。
In the earthquake-resistant structure shown in FIG. 8B, when an external force such as a seismic force is applied, the connecting portion of the two earthquake-resistant bars 33 (both ends of the
また、2つの耐震バー33を縦材13,14間で互いに連結する構成としたため、塑性ヒンジ部34によるエネルギ吸収以前に横座屈(面外座屈)が生じるといった不都合が抑制できる。以上により、所望とする耐震強度を確保しつつ、しかも縦桟(中柱)や横桟等の座屈防止部材を不要として構成の簡素化を図ることができる。本構成においても、各耐震バー33が略X字状に配置される構成となるため、建物において上下の各大梁にいずれの方向の地震力が作用したとしても、バランス良く耐震効果を発揮することができる。
In addition, since the two
なお、図8(a),(b)に示す耐震構造において、耐震バー31,33は図示のように台形形状である以外に、三角山形状であっても良い。すなわちこの場合、各耐震バー31,33において中間部31b,33bを省略し、各2辺の傾斜部31a,33aの頂部同士を溶接により連結する。
In the earthquake-resistant structure shown in FIGS. 8A and 8B, the earthquake-
また、各耐震バー31,33をスペーサ片を介して縦材13,14に接合固定する構成とすることも可能である。この場合、塑性ヒンジ部は、接合端部31c,33cの折れ曲がり端部(傾斜部31a,33aと接合端部31c,33cとを結ぶ曲げ部分)に設けられることとなる。
Moreover, it is also possible to adopt a configuration in which the
[別の実施形態]
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されても良い。
[Another embodiment]
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
上記実施形態では、耐震要素(斜め材、耐震バー)を丸鋼材により構成したが、これを変更し、他の鋼材により耐震要素を構成することも可能である。例えば、斜め材や耐震バーを角鋼材により構成する。 In the said embodiment, although the earthquake-resistant element (diagonal material, earthquake-resistant bar) was comprised with the round steel material, this can be changed and an earthquake-resistant element can also be comprised with another steel material. For example, diagonal materials and earthquake-resistant bars are made of square steel materials.
上記実施形態では、複数の耐震要素(斜め材17,21、耐震バー31,33)を用いた耐震構造において、左右一対の縦材間で各耐震要素を溶接により連結したが、各耐震要素を溶接以外の手法にて連結することも可能である。例えば、連結金具等を用いて複数の耐震要素を連結する。
In the above embodiment, in the earthquake resistant structure using a plurality of earthquake resistant elements (
上記実施形態では、左右一対の縦材13,14間において上下方向に3個の耐震構造体(2つの耐震要素を略X字状に組み付けた構造体)を設置したが、これは一例に過ぎず、4個以上の耐震構造体を設置することも可能である。また、左右一対の縦材13,14間に1個の耐震構造体を設置することも可能である。
In the above embodiment, three seismic structures (a structure in which two seismic elements are assembled in a substantially X shape) are installed between the pair of left and right
11…上大梁、12…下大梁、13,14…縦材、17…斜め材(耐震要素)、17a…接合端部、17b…塑性ヒンジ部(エネルギ吸収部)、18…中間プレート、21…斜め材(耐震要素)、21a…接合端部、21b…塑性ヒンジ部(エネルギ吸収部)、22…スペーサ片、31…耐震バー(耐震要素)、31a…傾斜部、32…塑性ヒンジ部(エネルギ吸収部)、33…耐震バー(耐震要素)、33a…傾斜部、34…塑性ヒンジ部(エネルギ吸収部)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記耐震要素は前記縦材に対して斜め方向に設けられた鋼材よりなり、前記エネルギ吸収部は、曲げ変形により振動時のエネルギを吸収するものであり、
前記エネルギ吸収部は、荷重により断面が降伏することで塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ部であり、
前記鋼材は全体として直線状をなしており、
その両端部にて曲げ加工が施されることで、前記両端部に接合端部が形成されており、
前記両接合端部は、互いに異なる側に先端が向くようにして前記縦材の軸方向に平行に延び、両接合端部が前記縦材に接合されることにより前記鋼材が前記縦材に固定されており、
前記接合端部の曲げ加工部分が内側に延びることにより、前記塑性ヒンジ部は前記鋼材の両端部において前記接合端部よりも内側に形成されており、
前記鋼材の延びる方向である前記斜め方向に対して、前記塑性ヒンジ部は鈍角となる角度に折り曲げられており、
前記耐震要素は複数備えられており、前記複数の耐震要素は、前記一対の縦材間において正面視左右対称形をなす略X字状に配置されており、前記複数の耐震要素の交差部分が連結されており、
これらにより、前記耐震要素の両端部に設けられた前記塑性ヒンジ部は、前記斜め方向に対して交差する方向に曲がるものであり、かつその曲がる向きが前記両端部の塑性ヒンジ部で互いに逆向きとなるように構成されていることを特徴とする建物の耐震構造。 A pair of vertical members are connected between the upper and lower beams provided in the building, and energy absorbing portions that absorb energy during vibration are provided between the vertical members at both ends and in the vicinity of the connecting portion with the vertical members. Seismic elements
The seismic element is made of a steel material provided in an oblique direction with respect to the longitudinal member, and the energy absorbing portion absorbs energy during vibration by bending deformation,
The energy absorbing part is a plastic hinge part in which a plastic hinge is formed by yielding a cross section by a load,
The steel material has a linear shape as a whole,
By being bent at both ends, joint ends are formed at both ends,
The joint ends extend parallel to the longitudinal direction of the longitudinal member so that the tips are directed to different sides, and the steel members are fixed to the longitudinal member by joining the joint ends to the longitudinal member. Has been
The bent portion of the joint end extends inward, so that the plastic hinge part is formed inside the joint end at both ends of the steel material,
The plastic hinge portion is bent at an obtuse angle with respect to the oblique direction, which is the direction in which the steel material extends,
A plurality of the seismic elements are provided, and the plurality of seismic elements are arranged in a substantially X shape having a symmetrical shape in front view between the pair of longitudinal members, and an intersection of the plurality of seismic elements is Are connected,
These, the plastic hinge portion provided at both ends of the seismic elements, wherein are those bends in a direction intersecting with the oblique direction, and opposite to each other the bend orientation by plastic hinge portion of said end portions The building's seismic structure is characterized by
前記耐震要素は前記縦材に対して斜め方向に設けられた鋼材よりなり、前記エネルギ吸収部は、曲げ変形により振動時のエネルギを吸収するものであり、
前記エネルギ吸収部は、荷重により断面が降伏することで塑性ヒンジが形成される塑性ヒンジ部であり、
前記鋼材は全体として直線状をなしており、
その両端部にて曲げ加工が施されることで、前記両端部に接合端部が形成されており、
前記両接合端部は、互いに異なる側に先端が向くようにして前記縦材の軸方向に平行に延び、両接合端部が前記曲げ加工部分よりも先端側においてスペーサ片を介して前記縦材に接合されることにより前記鋼材が前記縦材に固定されており、
前記曲げ加工部分が前記塑性ヒンジ部であり、
前記鋼材の延びる方向である前記斜め方向に対して、前記塑性ヒンジ部は鈍角となる角度に折り曲げられており、
前記耐震要素は複数備えられており、前記複数の耐震要素は、前記一対の縦材間において正面視左右対称形をなす略X字状に配置されており、前記複数の耐震要素の交差部分が連結されており、
これらにより、前記耐震要素の両端部に設けられた前記塑性ヒンジ部は、前記斜め方向に対して交差する方向に曲がるものであり、かつその曲がる向きが前記両端部の塑性ヒンジ部で互いに逆向きとなるように構成されていることを特徴とする建物の耐震構造。 A pair of vertical members are connected between the upper and lower beams provided in the building, and energy absorbing portions that absorb energy during vibration are provided between the vertical members at both ends and in the vicinity of the connecting portion with the vertical members. Seismic elements
The seismic element is made of a steel material provided in an oblique direction with respect to the longitudinal member, and the energy absorbing portion absorbs energy during vibration by bending deformation,
The energy absorbing part is a plastic hinge part in which a plastic hinge is formed by yielding a cross section by a load,
The steel material has a linear shape as a whole,
By being bent at both ends, joint ends are formed at both ends,
The joint ends extend parallel to the axial direction of the longitudinal member so that the distal ends thereof are directed to different sides, and both the joining end portions are disposed on the distal end side of the bent portion via the spacer piece. The steel material is fixed to the longitudinal member by being joined to
The bent portion is the plastic hinge portion;
The plastic hinge portion is bent at an obtuse angle with respect to the oblique direction, which is the direction in which the steel material extends,
A plurality of the seismic elements are provided, and the plurality of seismic elements are arranged in a substantially X shape having a symmetrical shape in front view between the pair of longitudinal members, and an intersection of the plurality of seismic elements is Are connected,
These, the plastic hinge portion provided at both ends of the seismic elements, wherein are those bends in a direction intersecting with the oblique direction, and opposite to each other the bend orientation by plastic hinge portion of said end portions The building's seismic structure is characterized by
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