JPH07279478A - A wind-resistant seismic frame and a wind-resistant seismic building - Google Patents
A wind-resistant seismic frame and a wind-resistant seismic buildingInfo
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- JPH07279478A JPH07279478A JP6927394A JP6927394A JPH07279478A JP H07279478 A JPH07279478 A JP H07279478A JP 6927394 A JP6927394 A JP 6927394A JP 6927394 A JP6927394 A JP 6927394A JP H07279478 A JPH07279478 A JP H07279478A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 地震荷重と風荷重の両者に対して合理的な設
計が可能な風荷重対応型耐震架構および該架構を組み込
んだ風荷重対応型耐震建物を提供する。
【構成】 柱1と梁2からなる架構の剛性Kf を地震荷
重に基づいて設計する。架構内に風荷重剛性要素として
ブレース3をX型に配置し、架構との接続部にルーズホ
ール4を用いて所定のギャップ量Gを与える。ギャップ
量Gに対応する層間変形δG 以下では、層せん断力Qに
対し架構のみが抵抗し、風荷重剛性要素は実質的に抵抗
せず、この範囲については振動現象としての地震荷重に
対する設計を行う。層間変形δがギャップ量Gに対応す
る層間変形δG を越えると、風荷重剛性要素の剛性Kv
が加わり、この範囲については静的荷重としての風荷重
に対し、架構における応力が許容応力以下となるように
設計を行う。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a wind-load-resistant seismic-resistant structure capable of rational design against both earthquake load and wind load, and a wind-load-compatible seismic-resistant building incorporating the frame. [Structure] The rigidity K f of the frame composed of columns 1 and beams 2 is designed based on the seismic load. A brace 3 is arranged in an X shape in the frame as a wind load rigidity element, and a predetermined gap amount G is given by using a loose hole 4 at a connection portion with the frame. Below the layer deformation δ G corresponding to the gap amount G, only the frame resists the layer shear force Q, and the wind load rigidity element does not substantially resist. In this range, design against earthquake load as a vibration phenomenon is performed. To do. When the interlayer deformation δ exceeds the interlayer deformation δ G corresponding to the gap amount G, the rigidity K v of the wind load rigidity element.
In this range, the design will be designed so that the stress in the frame is less than the allowable stress against the wind load as a static load.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、地震荷重と風荷重の両
者に対して合理的な設計が可能な風荷重対応型耐震架構
および該架構を組み込んだ風荷重対応型耐震建物の構造
に関するものであり、主として高層建物を対象としてい
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wind-resistant seismic-resistant structure capable of rational design against both earthquake load and wind load, and a structure of a wind-resistant seismic-resistant building incorporating the structure. And mainly for high-rise buildings.
【0002】[0002]
【従来の技術】高層建物に加わる主要な外力は地震と風
である。地震力は振動現象であるため、建物周期の調整
や制震構造等による減衰付加によって応答値を低減する
ことが可能である。BACKGROUND OF THE INVENTION The main external forces on high-rise buildings are earthquakes and winds. Since the seismic force is a vibration phenomenon, it is possible to reduce the response value by adjusting the building cycle or adding damping due to the damping structure.
【0003】これに対して風荷重は主に建物形状によっ
て決まり、図15に示すように静的な部分と動的な部分
からなる。On the other hand, the wind load is mainly determined by the shape of the building and consists of a static part and a dynamic part as shown in FIG.
【0004】これらの地震荷重と風荷重に対する建物の
設計において、風荷重が小さく問題とならない場合は、
地震荷重を対象として設計を行えばよい。この場合、建
物に制震装置を付加する等すれば地震の応答を低減し、
層せん断力も低減することができる。In designing a building against these seismic load and wind load, if the wind load is small and does not pose a problem,
It is sufficient to design for earthquake loads. In this case, if you add a damping device to the building, you can reduce the earthquake response,
The layer shear force can also be reduced.
【0005】なお、制震装置としては、各種能動型の制
震装置の他、受動型の制震装置としては動吸振器や例え
ば特開平5−59841号に記載されたオイルダンパー
形式の減衰装置等がある。As the vibration control device, in addition to various active vibration control devices, as a passive vibration control device, a dynamic vibration absorber or an oil damper type damping device described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-59841 is used. Etc.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、地震荷重より
も風荷重が大きくなる建物では、風荷重に対して許容応
力、許容変形以内に収まるよう構造設計が行われるた
め、建物剛性や耐力が地震に対しては不合理な値となる
ことがある。However, in a building where the wind load is larger than the seismic load, the structural design is performed so that the wind stress is within the allowable stress and allowable deformation. May be unreasonable.
【0007】すなわち、通常、地震荷重を考慮する場
合、建物剛性はある程度低く抑えることが望ましいが、
静的な風荷重が大きくなり、建物の許容応力、許容変形
との関係で風荷重が無視できない場合には、風荷重を対
象として建物剛性を大きくした設計とならざるを得な
い。That is, when considering the earthquake load, it is usually desirable to keep the building rigidity low to some extent.
When the static wind load becomes large and the wind load cannot be ignored in relation to the allowable stress and allowable deformation of the building, it is inevitable that the building rigidity be increased with the wind load as the target.
【0008】また、特に制震装置等を用い、地震に対す
る応答を低減するようにした制震構造物では、建物剛性
自体を大幅に低減できたり、あるいは建物剛性を低減す
ることで制震構造として有利な設計が可能であるにもか
かわらず、風荷重に対する設計により制震構造としての
設計が大幅な制約を受ける場合がある。Further, in the case of a vibration control structure in which a vibration control device or the like is used to reduce the response to an earthquake, the building rigidity itself can be significantly reduced, or the building rigidity can be reduced to obtain a vibration control structure. Although an advantageous design is possible, the design as a vibration control structure may be greatly restricted by the design against wind load.
【0009】本発明は、建物の振動性状をほとんど変化
させることなく、風荷重(静的外力)を負担する簡便な
構造形式により、地震荷重と風荷重の両者に対して合理
的な設計が可能な風荷重対応型耐震架構および該架構を
組み込んだ風荷重対応型耐震建物を提供することを目的
としたものである。The present invention enables a rational design for both an earthquake load and a wind load due to a simple structure type that bears a wind load (static external force) without substantially changing the vibration characteristics of the building. It is an object of the present invention to provide a wind-resistant seismic resistant frame and a wind-resistant seismic resistant building incorporating the frame.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の風荷重対応型耐
震架構は、地震荷重に対して設計された所定の剛性Kf
を有する建物架構内に、所定のギャップ量Gを設けた所
定の剛性Kv を有する風荷重剛性要素を設置することに
より、層せん断力Qにより生じる建物層間変形δにおい
て、前記ギャップ量Gに相当する層間変形δG を超える
範囲でのみ風荷重剛性要素の剛性Kv が効くようにした
ことを特徴とする。The seismic frame for wind load according to the present invention has a predetermined rigidity K f designed for an earthquake load.
By installing a wind load rigidity element having a predetermined rigidity K v provided with a predetermined gap amount G in a building frame having, the building space deformation δ caused by the layer shear force Q is equivalent to the gap amount G. stiffness K v of the wind load rigid element only in a range exceeding interlayer deformation [delta] G which is characterized in that as the chrysanthemum.
【0011】すなわち、架構と風荷重剛性要素との接続
部または風荷重剛性要素内等に、上述の層間変形δG に
相当する所定のギャップ量Gを設けることで、層間変形
δがδG に達しない範囲ではギャップの存在により実質
的に風荷重剛性要素の剛性が効かない状態にあり、層間
変形δがδG を越える範囲ではギャップがなくなること
で架構と風荷重剛性要素との間で、直接、応力の伝達が
生じ、架構の剛性Kfに風荷重剛性要素の剛性Kv が加
わることになる。That is, by providing a predetermined gap amount G corresponding to the above-mentioned interlayer deformation δ G in the connection between the frame and the wind load rigid element or in the wind load rigid element, the interlayer deformation δ becomes δ G. In the range that does not reach, the rigidity of the wind load rigidity element is substantially ineffective due to the existence of the gap, and in the range where the interlayer deformation δ exceeds δ G , the gap disappears, so that between the frame and the wind load rigidity element, directly resulting transfer of stress, so that the stiffness K v of the wind load rigid element is applied to the stiffness K f of Frames.
【0012】また、架構内には例えばオイルダンパー形
式の制震装置等を設置してもよい。Further, an oil damper type vibration control device or the like may be installed in the frame.
【0013】その場合、地震荷重に対しては制震装置に
より架構の層間変形、層せん断力を抑制することができ
るため、層間変形が小さい範囲について架構の剛性Kf
を小さくした状態で効果的な制震効果が得られ、層間変
形が大きくなり風荷重が問題となる範囲については風荷
重剛性要素の剛性Kv を効かせて、設計風荷重により架
構に生ずる応力を許容応力内に収めることが可能とな
る。[0013] In this case, the interlayer deformation of Frames by seismic damping device for seismic loads, it is possible to suppress the story shear stiffness K f of Frames for the range interlayer deformation is small
Effective Damping effect is obtained in a small state, the twist rigidity K v of wind loads rigid element is the extent that the interlayer deformation is increased and the wind load becomes a problem arises Frame by design wind load stress Can be kept within the allowable stress.
【0014】また、高層建物において、風荷重が地震荷
重より卓越するのは、通常、下層階であり、本発明の風
荷重対応型耐震架構を下層階のみに設けることで、建物
全体として合理的な設計による風荷重対応型耐震建物が
構成される。Further, in a high-rise building, the wind load is more predominant than the seismic load on the lower floors in general, and by providing the wind load-resistant seismic frame of the present invention only on the lower floors, the entire building becomes rational. A wind resistant seismic building with a unique design is constructed.
【0015】なお、本発明におけるギャップ量Gに関し
ては、架構と風荷重剛性要素との間にギャップ量Gに一
致する物理的な意味での隙間が生ずる場合に限らず、構
造的にギャップ量Gに相当する風荷重剛性要素が実質的
に効かない範囲が生ずる場合を含むものとする。Note that the gap amount G in the present invention is not limited to the case where a gap in the physical sense that matches the gap amount G occurs between the frame and the wind load rigidity element, and the gap amount G structurally. This includes the case where there is a range in which the wind load stiffness element corresponding to 1) does not substantially work.
【0016】また、その場合において、実質的に効かな
いというのは、架構と風荷重剛性要素との接続方法や、
ギャップ形成位置において変形方向を誘導するためにバ
ネやガイド部材を用いることで、風荷重剛性要素の剛性
Kv の一部が架構の剛性に加わる場合等を許容すること
を意味する。Further, in that case, the fact that it does not substantially work means that the frame is connected to the wind load rigid element,
By using a spring or a guide member to guide the deformation direction at the gap forming position, it means that a part of the rigidity K v of the wind load rigidity element is added to the rigidity of the frame.
【0017】[0017]
【実施例】図1は本発明の風荷重対応型耐震架構の一実
施例を示したもので、図1(a) に示すように柱1と梁2
からなる架構内に風荷重剛性要素としてブレース3をX
型に配置し、架構との接続部にルーズホール4を用いて
所定のギャップ量Gを与えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of a wind-resistant seismic frame structure of the present invention. As shown in FIG. 1 (a), a column 1 and a beam 2 are provided.
Brace 3 as a wind load rigidity element in the frame consisting of
It is arranged in a mold, and a predetermined gap amount G is given by using the loose hole 4 at the connecting portion with the frame.
【0018】図1(b) はX型に配置したブレース3から
なる風荷重剛性要素の荷重変形関係を示したもので、縦
軸にせん断力Qを、横軸に変形δをとっている。ギャッ
プ量Gに相当する変形δG までは風荷重剛性要素にはせ
ん断力Qが生じず、変形δGに達すると風荷重剛性要素
としての剛性Kv が効き始める。FIG. 1 (b) shows the load-deformation relationship of the wind load rigidity element consisting of the braces 3 arranged in an X shape, where the vertical axis represents the shearing force Q and the horizontal axis represents the deformation δ. The shear force Q does not occur in the wind load rigidity element up to the deformation δ G corresponding to the gap amount G, and when the deformation δ G is reached, the rigidity K v as the wind load rigidity element starts to work.
【0019】図1(c) は架構と風荷重剛性要素からなる
風荷重対応型耐震架構の設計における荷重変形図であ
り、ギャップ量Gに対応する層間変形δG 以下では、層
せん断力Qに対し架構のみが抵抗し、風荷重剛性要素は
実質的に抵抗しない。FIG. 1 (c) is a load deformation diagram in the design of a wind-resistant seismic resistant frame composed of a frame and a wind load rigidity element. The layer shearing force Q is below the interlayer deformation δ G corresponding to the gap amount G. Only the frame is resistant, and the wind-loaded rigid element is not substantially resistant.
【0020】この範囲については振動現象としての地震
荷重に対する設計を行うことで、地震時の応答を小さく
することができる。また、この範囲の層間変形に対応す
る静的な風荷重は建物の変形、居住性について問題は生
じない。By designing an earthquake load as a vibration phenomenon in this range, the response at the time of an earthquake can be reduced. The static wind load corresponding to the interlayer deformation in this range does not cause any problem in the deformation and habitability of the building.
【0021】層間変形δがギャップ量Gに対応する層間
変形δG を越えると、架構の剛性Kf に風荷重剛性要素
の剛性Kv が加わる。この範囲については静的荷重とし
ての設計風荷重Wに対し、架構における応力が許容応力
Fy 以下となるように設計を行う。図1(c) におけるF
v は設計風荷重Wが作用した時に、風荷重剛性要素が負
担する力を示している。When the interlayer deformation δ exceeds the interlayer deformation δ G corresponding to the gap amount G, the rigidity K v of the wind load rigidity element is added to the rigidity K f of the frame. With respect to this range, the design wind load W as a static load is designed so that the stress in the frame is equal to or less than the allowable stress F y . F in Figure 1 (c)
v indicates the force that the wind load rigidity element bears when the design wind load W acts.
【0022】また、図1(c) から明かなように、風荷重
剛性要素が効き始める層間変形δGに対応するギャップ
量が大きいほど建物の振動性状を変化させる恐れがな
く、またギャップ量が大きいほど風荷重剛性要素の剛性
Kv として大きな剛性が必要となる。通常、δG ≧δy
/2程度とすれば十分である。Further, as is apparent from FIG. 1 (c), the larger the gap amount corresponding to the inter-story deformation δ G at which the wind load stiffness element begins to work, the less the vibration property of the building is changed, and the gap amount is small. The larger the value, the greater the rigidity required as the rigidity K v of the wind load rigidity element. Usually δ G ≧ δ y
Approximately / 2 is sufficient.
【0023】図2(a) は、図1(a) の架構におけるギャ
ップ形成手段の具体例を示したもので、ブレース3と架
構側のブラケット5との間にシリンダ6とピストン7か
らなる連結機構を設け、シリンダ6側をブラケット5に
固定し、ピストン7側をブレース3側に固定すること
で、所定のギャップ量Gを確保している。FIG. 2 (a) shows a specific example of the gap forming means in the frame of FIG. 1 (a), in which the brace 3 and the bracket 5 on the frame side are connected by a cylinder 6 and a piston 7. By providing a mechanism, the cylinder 6 side is fixed to the bracket 5, and the piston 7 side is fixed to the brace 3 side, so that a predetermined gap amount G is secured.
【0024】図2(b) は他のギャップ形成手段の具体例
を示したもので、ブラケット5側にルーズホール4を形
成し、このルーズホール4とブレース3側のボルト孔と
を貫通するボルト8でブレース3とブラケット5を連結
して所定のギャップ量Gを確保している。FIG. 2 (b) shows a specific example of another gap forming means, in which a loose hole 4 is formed on the bracket 5 side and a bolt penetrating the loose hole 4 and the bolt hole on the brace 3 side. The brace 3 and the bracket 5 are connected at 8 to secure a predetermined gap amount G.
【0025】図3は本発明の風荷重対応型耐震架構の他
の実施例を示したもので、風荷重剛性要素としてV字型
に配したブレース3の下端に鋼棒9を突出させ、柱梁架
構を構成する下側の梁2の上面に設けた拘束部材10と
の間に所定のギャップ量G=δG を持たせている。FIG. 3 shows another embodiment of the wind-resistant seismic frame structure of the present invention. A steel rod 9 is projected from the lower end of a brace 3 arranged in a V-shape as a wind-load rigidity element to support a pillar. A predetermined gap amount G = δ G is provided between the lower beam 2 and the restraining member 10 provided on the upper surface of the beam frame.
【0026】図4はさらに他の実施例を示したもので、
風荷重剛性要素としての耐震壁11の上部に突出部12
を設け、柱梁架構の上側の梁2の下面に設けた拘束部材
10との間に所定のギャップ量G=δG を持たせてい
る。FIG. 4 shows still another embodiment.
A protrusion 12 is provided on the upper portion of the earthquake resistant wall 11 as a wind load rigidity element.
Is provided, and a predetermined gap amount G = δ G is provided between the upper beam 2 and the restraining member 10 provided on the lower surface of the beam structure.
【0027】図5は本発明の風荷重対応型耐震架構のさ
らに他の実施例を示したもので、風荷重剛性要素として
のスリット壁13の上部に複数のルーズホール14を設
け、柱梁架構の上側の梁2の下面に設けた垂下壁15に
ボルト16で接合し、所定のギャップ量G=δG を持た
せている。FIG. 5 shows still another embodiment of the wind-resistant seismic-resistant frame according to the present invention, in which a plurality of loose holes 14 are provided in the upper portion of the slit wall 13 as a wind-load rigid element, and a column-beam frame structure is provided. Is connected to the hanging wall 15 provided on the lower surface of the upper beam 2 with bolts 16 so as to have a predetermined gap amount G = δ G.
【0028】図6(a) はさらに他の実施例を示したもの
で、風荷重剛性要素として柱梁架構内に斜めに渡した鋼
棒等からなる緊張材17の中間を屈曲させた状態でピン
接合18または剛接したものを柱梁架構内に十字型に配
置している。FIG. 6 (a) shows still another embodiment in which the tension member 17 made of a steel rod or the like diagonally passed in the beam frame as a wind load rigidity element is bent in the middle. The pin joints 18 or the rigid joints are arranged in a cross shape in the beam frame.
【0029】図6(b) はその変形状態を示したもので、
架構の層間変形δが所定の変形δGを越えると、引張側
の緊張材17が伸びきった状態となり、緊張材の断面に
応じた剛性Kv が発揮される。なお、圧縮側の緊張材1
7は実質的に無抵抗の状態となる。FIG. 6 (b) shows the deformed state.
When the interlayer deformation δ of the frame exceeds a predetermined deformation δ G , the tension member 17 on the tension side is in a fully extended state, and rigidity K v according to the cross section of the tension member is exhibited. In addition, the tension member 1 on the compression side
7 is in a substantially resistanceless state.
【0030】図6(c) はその緊張材17によって構成さ
れる風荷重剛性要素の荷重変形図であり、実線はピン接
合の場合、一点鎖線は剛接の場合である。FIG. 6 (c) is a load deformation diagram of the wind load rigid element constituted by the tension member 17, the solid line shows the case of pin connection, and the chain line shows the case of rigid connection.
【0031】図6のケースでは、物理的な意味でのギャ
ップとしての隙間は生じないが、機能的には所定の層間
変形δG に対するギャップ量Gを確保したことになる。In the case of FIG. 6, a gap as a gap in the physical sense does not occur, but the gap amount G for a predetermined interlayer deformation δ G is functionally secured.
【0032】図7(a) は本発明の風荷重対応型耐震架構
のさらに他の実施例として架構内に制震装置19を併用
した場合の実施例を示したもので、図7(b) はそのA−
A線拡大断面図である。FIG. 7 (a) shows still another embodiment of the wind load-resistant seismic resistant frame of the present invention, in which a vibration control device 19 is also used in the frame, and FIG. Is its A-
It is an A line expanded sectional view.
【0033】本実施例では、風荷重剛性要素としてV字
型に配したブレース3の下端にボックス状の接続部材2
0を設け、柱梁架構を構成する下側の梁2の上面に突出
させた鋼棒21とボックス状の接続部材20の内面との
間に所定のギャップ量Gを持たせている。In this embodiment, a box-shaped connecting member 2 is provided at the lower end of a brace 3 arranged in a V shape as a wind load rigidity element.
0 is provided, and a predetermined gap amount G is provided between the steel rod 21 protruding on the upper surface of the lower beam 2 forming the column-beam frame and the inner surface of the box-shaped connecting member 20.
【0034】制震装置19としては、例えば特開平5−
59841号に記載されたオイルダンパー形式の減衰装
置を用い、柱梁架構と接続部材20を水平に連結し、層
間変形δに対しブレース3と柱梁架構との間に所定の減
衰力を与え、地震に対する応答を低減することができ
る。As the vibration control device 19, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
Using the oil damper type damping device described in No. 59841, the column beam frame and the connecting member 20 are horizontally connected, and a predetermined damping force is applied between the brace 3 and the column beam frame to the interlayer deformation δ, The response to an earthquake can be reduced.
【0035】図8(a) ,(b) は、図7(a) ,(b) の実施
例の変形例を示したもので、ボックス状の接続部材20
に代えてH形断面の接続部材22を用い、下側の梁2の
上面において接続部材22との間に所定のギャップ量G
を形成する鋼棒23を接続部材22の外側に配置してい
る。FIGS. 8 (a) and 8 (b) show a modification of the embodiment shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), in which a box-shaped connecting member 20 is provided.
Instead of the connecting member 22 having an H-shaped cross section, a predetermined gap amount G between the connecting member 22 and the connecting member 22 on the upper surface of the lower beam 2 is used.
The steel rod 23 forming the is arranged outside the connecting member 22.
【0036】図9(a) は本発明の風荷重対応型耐震建物
の一実施例として風荷重対応型耐震架構の配置例を示し
たものである。図9(b) は各階の地震荷重と風荷重の関
係を示したもので、通常の高層建物においては、設計に
おける風荷重が地震荷重より卓越する範囲が下層階にあ
り、それに対応して図9(a) では下層階にギャップ付き
ブレース3を配置することとしている。FIG. 9 (a) shows an arrangement example of a wind-resistant seismic-resistant frame as an embodiment of the wind-loaded seismic-resistant building of the present invention. Figure 9 (b) shows the relationship between the seismic load and the wind load on each floor. In a normal high-rise building, the range in which the wind load in the design is superior to the seismic load is on the lower floors, and the corresponding figure is shown. In 9 (a), brace 3 with a gap is to be placed on the lower floor.
【0037】図9(c) は制震装置19との組み合わせに
おけるギャップ付きブレース3の平面配置例を示したも
ので、この例では建物水平断面の中央部の構面にギャッ
プ付きブレース3を配置し、外側の構面に制震装置19
を配置している。FIG. 9 (c) shows an example of the plane arrangement of the brace 3 with a gap in combination with the vibration control device 19. In this example, the brace 3 with a gap is arranged on the framing surface of the central part of the horizontal section of the building. The vibration control device 19 on the outer structure.
Are arranged.
【0038】これに対し、図9(d) は図9(e) に示すよ
うに制震装置19をギャップ付きブレース3と同じ構面
内に配置する場合を想定した配置例を示したものであ
る。On the other hand, FIG. 9 (d) shows an example of the arrangement assuming that the seismic damping device 19 is arranged in the same structure as the brace 3 with the gap as shown in FIG. 9 (e). is there.
【0039】図10および図11は本発明の風荷重対応
型耐震建物の試設計のための高層建物モデルの骨組を、
それぞれ立面図および基準階の平面図の形で示したもの
である。FIG. 10 and FIG. 11 show a frame of a high-rise building model for trial design of a wind-resistant seismic resistant building of the present invention,
They are shown in the form of an elevation view and a plan view of the standard floor, respectively.
【0040】試設計の検討方向は図11の矢印の方向で
あるX方向とする。この高層建物モデルは28階建てで
あり、図10および図11で単位を省略して示した数字
の単位はmである。The examination direction of the trial design is the X direction which is the direction of the arrow in FIG. This high-rise building model is a 28-story building, and the unit of the numbers shown by omitting the units in FIGS. 10 and 11 is m.
【0041】また、後述する図12における設計の風荷
重と地震荷重との関係から、風荷重が卓越する16階以
下のコア部の柱梁架構にギャップ付きブレース3と制震
装置装置19を配置している。Further, from the relationship between the wind load and the seismic load in the design shown in FIG. 12, which will be described later, the brace 3 with a gap and the vibration control device 19 are arranged in the column and beam structure of the core section of the 16th floor and below where the wind load is dominant. is doing.
【0042】図12は検討方向の各階の設計せん断力を
示したもので、地震荷重は制震装置19により低減され
ることで、ベースシヤー係数CB ≦0.075の小さな
ものとなる。FIG. 12 shows the design shear force of each floor in the study direction, and the seismic load is reduced by the seismic damping device 19 so that the base shear coefficient C B ≦ 0.075 becomes small.
【0043】それに対して、風荷重は静的な力が支配的
であるため、制震装置19で低減することはできず、ギ
ャップ付きブレース3を配置することで、地震荷重を変
えることなく(制震装置19の効果を落とさず)、架構
にかかる風荷重を低減する。On the other hand, since the wind load is dominated by static force, it cannot be reduced by the seismic damper 19, and by disposing the brace 3 with a gap, the seismic load is not changed ( (The effect of the vibration control device 19 is not reduced) and the wind load applied to the frame is reduced.
【0044】この試設計において、ギャップ付きブレー
スの形状は図3の実施例に対応するV型と図1の実施例
に対応するX型を想定する。この場合のギャップ量を与
える層間変形δG は、架構の許容変形角であるδ/H=
1/200の1/2の量程度が適当である(H:階
高)。In this trial design, the shape of the brace with a gap is assumed to be V-shaped corresponding to the embodiment of FIG. 3 and X-shaped corresponding to the embodiment of FIG. The interlayer deformation δ G that gives the gap amount in this case is the allowable deformation angle of the frame δ / H =
An appropriate amount is 1/2 of 1/200 (H: floor height).
【0045】まず、図3に対応するV型のギャップ付き
ブレース3について、図13(a) 〜(c) をもとに試設計
を行う。First, the V-shaped brace 3 with a gap corresponding to FIG. 3 is designed on the basis of FIGS. 13 (a) to 13 (c).
【0046】図13(a) は1階部分の設計における荷重
変形図、図13(b) は架構寸法を示したものであり、許
容層間変形δy =3.0cmよりギャップに対応する層間
変形δG を1.5cmとする。FIG. 13 (a) is a load deformation diagram in the design of the first floor portion, and FIG. 13 (b) shows the frame size. The allowable interlayer deformation δ y = 3.0 cm, and the interlayer deformation corresponding to the gap is shown. Let δ G be 1.5 cm.
【0047】風荷重剛性要素として必要な剛性K=70
0/(3.0−1.5)=467t/cmとなる。図12
に示すように同一階に2つのギャップ付きブレース3を
配置する場合、1つのブレース3の負担する剛性K=2
34t/cmとなる。The rigidity required as a wind load rigidity element K = 70
It becomes 0 / (3.0-1.5) = 467 t / cm. 12
When arranging two brace 3 with a gap on the same floor as shown in, the rigidity K = 2 that one brace 3 bears
34t / cm.
【0048】剛性Kよりブレース3に必要な断面を求め
ると、A=KS3 /2EL2 =234×6163 /(2
×2100×3302 )>120cm2 、せん断荷重Qよ
りブレース3に必要な断面を求めると、N=350×6
16/(2×330)=327t、A=N/f=327
/3.3>99cm2 となる。When the cross section required for the brace 3 is obtained from the rigidity K, A = KS 3 / 2EL 2 = 234 × 616 3 / (2
× 2100 × 330 2 )> 120 cm 2 , and when the cross section required for the brace 3 is obtained from the shear load Q, N = 350 × 6
16 / (2 × 330) = 327t, A = N / f = 327
/3.3>99 cm 2 .
【0049】これらを満たすものとしては、例えば組立
H形鋼であるBH−250×250×19×19(A=
139cm2 )をブレース3に用いればよい。To satisfy these requirements, for example, BH-250 × 250 × 19 × 19 (A = A), which is an assembled H-section steel, is used.
139 cm 2 ) may be used for the brace 3.
【0050】同様に13(c) を参照して、3階部分につ
いては、許容層間変形δy =2.0cmよりギャップに対
応する層間変形δG を1.0cmとすると、風荷重剛性要
素として必要な剛性K=550/(2.0−1.0)=
550t/cm、1つのブレース3の負担する剛性K=2
75t/cmとなる。Similarly, referring to 13 (c), for the third floor part, if the interlayer deformation δ G corresponding to the gap is δ G = 1.0 cm from the allowable interlayer deformation δ y = 2.0 cm, it is considered as a wind load stiffness element. Required rigidity K = 550 / (2.0-1.0) =
550 t / cm, rigidity that one brace 3 bears K = 2
It becomes 75 t / cm.
【0051】剛性Kよりブレース3に必要な断面を求め
るとA=275×4603 /(2×2100×33
02 )>59cm2 、せん断荷重Qよりブレース3に必要
な断面を求めると、N=275×460/(2×33
0)=192t、A=192/3.3>59cm2 とな
り、これらを満たすものとしては、例えばH形鋼である
H−200×200×8×12(A=63cm2 )をブレ
ース3に用いればよい。When the cross section required for the brace 3 is obtained from the rigidity K, A = 275 × 460 3 / (2 × 2100 × 33
0 2 )> 59 cm 2 , and when the cross section required for the brace 3 is obtained from the shear load Q, N = 275 × 460 / (2 × 33
0) = 192t, A = 192 / 3.3> 59 cm 2 , and for satisfying these, for example, H-steel H-200 × 200 × 8 × 12 (A = 63 cm 2 ) is used for the brace 3. Good.
【0052】次に、図1に対応するX型のギャップ付き
ブレース3について、図14をもとに試設計を行う。Next, the X-type brace with a gap 3 corresponding to FIG. 1 is designed on the basis of FIG.
【0053】1階部分について剛性Kよりブレース3に
必要な断面を求めると、A=234×8403 /(2×
2100×6602 )>152cm2 、せん断荷重Qより
ブレース3に必要な断面を求めると、N=350×84
0/660=445t、A=445/3.3>135cm
2 となる。When the cross section required for the brace 3 is obtained from the rigidity K for the first floor portion, A = 234 × 840 3 / (2 ×
2100 × 660 2 )> 152 cm 2 , and when the cross section required for the brace 3 is obtained from the shear load Q, N = 350 × 84
0/660 = 445t, A = 445 / 3.3> 135cm
It becomes 2 .
【0054】これらを満たすものとしては、例えばフラ
ットバー4本、4FB−28×150(A=168c
m2 )をブレース3に用いればよい。To meet these requirements, for example, four flat bars, 4FB-28 × 150 (A = 168c)
m 2 ) may be used for brace 3.
【0055】3階部分については、剛性Kよりブレース
3に必要な断面を求めるとA=275×7333 /(2
100×6602 )>118cm2 、せん断荷重Qよりブ
レース3に必要な断面を求めると、N=275×733
/660=305t、A=305/3.3>93cm2 と
なり、これらを満たすものとしては、例えばフラットバ
ー3本、3FB−28×150(A=126cm2 )をブ
レース3に用いればよい。For the third-floor portion, the cross section required for the brace 3 is calculated from the rigidity K and A = 275 × 733 3 / (2
100 × 660 2 )> 118 cm 2 , and when the cross section required for the brace 3 is obtained from the shear load Q, N = 275 × 733
/ 660 = 305t, A = 305 / 3.3> 93 cm 2 , and to satisfy these, for example, three flat bars, 3FB-28 × 150 (A = 126 cm 2 ) may be used for the brace 3.
【0056】[0056]
【発明の効果】層せん断力による建物架構の層間変形が
小さい範囲については、架構の剛性のみの低い剛性で対
処し、振動現象である地震荷重をもとに設計すること
で、地震による建物の応答を小さくすることができる。EFFECTS OF THE INVENTION In the range where the interlayer deformation of the building frame due to the layer shear force is small, only the rigidity of the frame is used as a low rigidity, and by designing based on the seismic load, which is a vibration phenomenon, The response can be reduced.
【0057】層せん断力による建物架構の層間変形が所
定の変形量を越えた範囲については、風荷重剛性要素の
剛性が加わり、架構の負担を抑えた形で風荷重をもとに
設計することで、架構に生ずる応力を許容応力内に収
め、架構の安全性を確保することができる。In the range in which the layer deformation of the building frame due to the layer shear force exceeds a predetermined amount of deformation, the rigidity of the wind load rigidity element is added, and the load of the frame is suppressed and designed based on the wind load. Thus, the stress generated in the frame can be kept within the allowable stress, and the safety of the frame can be secured.
【0058】また、全ての範囲を風荷重で設計する場合
のような設計上の制約がなく、特に制震装置と組み合わ
せた場合において、制震装置の効果を十分に発揮させる
ことができる。さらに、ギャップ量を確保することで架
構の振動特性があまり変わらないので、地震荷重に対し
合理的な設計が可能である。Further, there is no design restriction as in the case of designing the entire range by wind load, and the effect of the vibration damping device can be sufficiently exerted especially when combined with the vibration damping device. Furthermore, since the vibration characteristics of the frame do not change much by ensuring the gap amount, a rational design for seismic load is possible.
【図1】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震架構の一実
施例を示す正面図、(b) は風荷重剛性要素の荷重変形
図、(c) は(a) の風荷重対応型耐震架構の設計における
荷重変形図である。FIG. 1 (a) is a front view showing an embodiment of a wind load-adaptive seismic frame structure of the present invention, (b) is a load deformation diagram of a wind load rigid element, and (c) is a wind load compatible with (a). It is a load deformation figure in the design of the type earthquake-resistant frame.
【図2】 図1(a) の架構におけるギャップ形成手段の
具体例を示したもので、(a) は断面図、(b) は異なる例
の正面図である。FIG. 2 shows a specific example of the gap forming means in the frame of FIG. 1 (a), (a) is a sectional view, and (b) is a front view of a different example.
【図3】 本発明の風荷重対応型耐震架構の他の実施例
を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing another embodiment of the wind-resistant seismic resistant frame of the present invention.
【図4】 本発明の風荷重対応型耐震架構のさらに他の
実施例を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing yet another embodiment of the wind-resistant seismic-resistant frame of the present invention.
【図5】 本発明の風荷重対応型耐震架構のさらに他の
実施例を示す正面図である。FIG. 5 is a front view showing still another embodiment of a wind-resistant seismic-resistant frame of the present invention.
【図6】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震架構のさら
に他の実施例を示す正面図、(b) は架構の変形状態を示
す説明図、(c) は風荷重剛性要素の荷重変形図である。FIG. 6 (a) is a front view showing still another embodiment of the wind load-compatible earthquake-resistant frame of the present invention, (b) is an explanatory view showing a deformed state of the frame, and (c) is a wind load rigid element. It is a load deformation figure.
【図7】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震架構のさら
に他の実施例として架構内に制震装置を併用した場合の
実施例を示す正面図、(b) はそのA−A線拡大断面図で
ある。FIG. 7 (a) is a front view showing another embodiment of the wind-resistant seismic-resistant frame of the present invention in which a vibration control device is used in combination with the frame, and (b) is its AA. It is a line expansion sectional view.
【図8】 図7の実施例の変形例を示したもので、(a)
は風荷重剛性要素接続部の正面図、(b) はそのB−B線
拡大断面図である。FIG. 8 shows a modification of the embodiment of FIG. 7, (a)
Is a front view of the wind load rigid element connection portion, and (b) is an enlarged cross-sectional view taken along line BB thereof.
【図9】 (a) は本発明の風荷重対応型耐震建物の一実
施例として風荷重対応型耐震架構の配置例を示す図、
(b) は各階の地震荷重と風荷重の関係の説明図、(c) は
制震装置との組み合わせにおける(a) に対応する平面配
置例を示す図、(d) は同じく(a) に対応する他の平面配
置例を示す図、(e) は(d) に対応する風荷重対応型耐震
架構の実施例を示す正面図である。FIG. 9 (a) is a diagram showing an arrangement example of a wind load-resistant earthquake-resistant frame as an embodiment of the wind load-resistant earthquake-resistant building of the present invention,
(b) is an explanatory diagram of the relationship between the earthquake load and wind load of each floor, (c) is a diagram showing an example of the plane layout corresponding to (a) in the combination with a vibration control device, and (d) is also the same as (a). FIG. 7E is a diagram showing another example of the corresponding plane arrangement, and FIG. 8E is a front view showing an embodiment of the wind-load-compatible seismic frame corresponding to FIG.
【図10】 試設計の高層建物モデルの骨組を示す立面
図である。FIG. 10 is an elevation view showing a frame of a trial design high-rise building model.
【図11】 図10に対応する基準階の骨組を示す平面
図である。11 is a plan view showing a frame of a reference floor corresponding to FIG.
【図12】 図10、図11のモデルにおける検討方向
の各階の設計せん断力を示す図である。12 is a diagram showing the design shear force of each floor in the examination direction in the models of FIGS. 10 and 11. FIG.
【図13】 (a) は図10、図11のモデルに図3の実
施例に対応する風荷重対応型耐震架構を適用した場合の
1階部分の設計における荷重変形図、(b) は架構寸法の
説明図、(c) は3階部分の設計における荷重変形図であ
る。13 (a) is a load deformation diagram in the design of the first floor when the wind load-corresponding earthquake-resistant frame corresponding to the embodiment of FIG. 3 is applied to the models of FIGS. 10 and 11, and (b) is the frame. An explanatory view of dimensions, (c) is a load deformation diagram in the design of the third floor portion.
【図14】 図10、図11のモデルに図1(a) の実施
例に対応する風荷重対応型耐震架構を適用した場合の試
設計における架構寸法の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of frame dimensions in a trial design when a wind load-compatible seismic frame corresponding to the embodiment of FIG. 1 (a) is applied to the models of FIGS. 10 and 11.
【図15】 高層建物に作用する地震荷重と風荷重の説
明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of an earthquake load and a wind load acting on a high-rise building.
1…柱、2…梁、3…ブレース、4…ルーズホール、5
…ブラケット、6…シリンダ、7…ピストン、8…ボル
ト、9…鋼棒、10…拘束部材、11…耐震壁、12…
突出部、13…スリット壁、14…ルーズホール、15
…垂下壁、16…ボルト、17…緊張材、18…ピン接
合、19…制震装置、20…接続部材、21…鋼棒、2
2…接続部材、23…鋼棒、1 ... Pillar, 2 ... Beam, 3 ... Brace, 4 ... Loose hole, 5
... Bracket, 6 ... Cylinder, 7 ... Piston, 8 ... Bolt, 9 ... Steel bar, 10 ... Restraint member, 11 ... Shockproof wall, 12 ...
Projection part, 13 ... Slit wall, 14 ... Loose hole, 15
... hanging wall, 16 ... bolt, 17 ... tension material, 18 ... pin connection, 19 ... vibration control device, 20 ... connecting member, 21 ... steel rod, 2
2 ... connecting member, 23 ... steel rod,
Claims (3)
Kf を有する建物架構内に、所定のギャップ量Gを設け
た所定の剛性Kv を有する風荷重剛性要素を設置するこ
とにより、層せん断力Qにより生じる建物層間変形δに
おいて、前記ギャップ量Gに相当する層間変形δG を超
える範囲でのみ風荷重剛性要素の剛性Kv が効くように
したことを特徴とする風荷重対応型耐震架構。1. A wind load rigidity element having a predetermined rigidity K v provided with a predetermined gap amount G is installed in a building frame having a predetermined rigidity K f designed for an earthquake load, In the building interstitial deformation δ caused by the layer shear force Q, the stiffness K v of the wind load stiffness element is effective only in a range exceeding the interstitial deformation δ G corresponding to the gap amount G. Seismic frame.
の制震装置を設置してある請求項1記載の風荷重対応型
耐震架構。2. The wind-resistant seismic frame according to claim 1, wherein a seismic control device for reducing seismic load is installed in the frame.
震架構を地震荷重より設計風荷重が卓越する下層階にの
み設けた風荷重対応型耐震建物。3. A wind load-resistant earthquake-resistant building in which the wind load-resistant earthquake-resistant frame according to claim 1 or 2 is provided only on the lower floors where the design wind load is superior to the earthquake load.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069273A JP2991030B2 (en) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Wind load compatible seismic frame and wind load compatible seismic building |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6069273A JP2991030B2 (en) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Wind load compatible seismic frame and wind load compatible seismic building |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07279478A true JPH07279478A (en) | 1995-10-27 |
| JP2991030B2 JP2991030B2 (en) | 1999-12-20 |
Family
ID=13397904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6069273A Expired - Lifetime JP2991030B2 (en) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Wind load compatible seismic frame and wind load compatible seismic building |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2991030B2 (en) |
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1994
- 1994-04-07 JP JP6069273A patent/JP2991030B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2991030B2 (en) | 1999-12-20 |
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