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発明の名称 接合仕口
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−46446(P2007−46446A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2006−194723(P2006−194723)
出願日 平成18年7月14日(2006.7.14)
代理人 【識別番号】100081385
【弁理士】
【氏名又は名称】塩川 修治
発明者 大西 克則
要約 課題
接合仕口において、構造体全体の変形を極小にすること。

解決手段
構造体10の梁端、柱脚、又はこれらに剛接合された周辺部材を、支持手段22を介して、曲げモーメントを受けることのできる他の構造体13に接合する接合仕口20において、梁又は柱に作用する外力に起因して他の構造体13との接合部に発生する反力により、支持手段22に弾性範囲内の微少の幾何学的な移動による変形を生じさせることで、柱脚又は梁端に生じる曲げモーメントMcと逆方向となる曲げモーメントMrを発生可能とするようにしたもの。
特許請求の範囲
【請求項1】
構造体の梁端、柱脚、又はこれらに剛接合された周辺部材を、支持手段を介して、曲げモーメントを受けることのできる他の構造体に接合する接合仕口において、
梁又は柱に作用する外力に起因して他の構造体との接合部に発生する反力により、支持手段に弾性範囲内の微少の幾何学的な移動による変形を生じさせることで、柱脚又は梁端に生じる曲げモーメントMcと逆方向となる曲げモーメントMrを発生可能とすることを特徴とする接合仕口。
【請求項2】
前記支持手段は、少なくとも2本のロッドの組合せからなり、
それらのロッドは下端を下部構造体に接合するとともに、上端を柱脚又は周辺部材に接合し、
それらのロッドの上端同士、下端同士はそれぞれ離間し、上端間隔を下端間隔より狭くしてなることを特徴とする請求項1に記載の柱脚接合仕口。
【請求項3】
Mr=Mcである請求項1又は2に記載の柱脚接合仕口。
【請求項4】
Mr>Mcである請求項1又は2に記載の柱脚接合仕口。
【請求項5】
前記ベース部材に、前記柱に作用する剪断力と同方向の剪断力が作用するようにする請求項4に記載の柱脚接合仕口。
【請求項6】
前記下部構造体が基礎である請求項1〜5のいずれかに記載の柱脚接合仕口。
【請求項7】
前記下部構造体が下階建物構造体である請求項1〜5のいずれかに記載の柱脚接合仕口。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は構造体の接合仕口に関する。
【背景技術】
【0002】
建物の柱脚の接合仕口として、特許文献1に記載の如く、建物のもつ柱の柱脚を基礎に剛接合するものがある。即ち、柱の柱脚を基礎に剛接合し、柱と基礎の交差角度の変位をピン接合による場合よりも少なくし、建物全体の変形を少なくすることができる。
【特許文献1】特開2005-2777
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の課題は、接合仕口において、構造体全体の変形を極小にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0004】
請求項1の発明は、構造体の梁端、柱脚、又はこれらに剛接合された周辺部材を、支持手段を介して、曲げモーメントを受けることのできる他の構造体に接合する接合仕口において、梁又は柱に作用する外力に起因して他の構造体との接合部に発生する反力により、支持手段に弾性範囲内の微少の幾何学的な移動による変形を生じさせることで、柱脚又は梁端に生じる曲げモーメントMcと逆方向となる曲げモーメントMrを発生可能とするようにしたものである。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記支持手段は、少なくとも2本のロッドの組合せからなり、それらのロッドは下端を下部構造体に接合するとともに、上端を柱脚又は周辺部材に接合し、それらのロッドの上端同士、下端同士はそれぞれ離間し、上端間隔を下端間隔より狭くしてなるようにしたものである。
【0006】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、Mr=Mcであるようにしたものである。
【0007】
請求項4の発明は、請求項1又は2の発明において更に、Mr>Mcであるようにしたものである。
【0008】
請求項5の発明は、請求項4の発明において更に、前記ベース部材に、前記柱に作用する剪断力と同方向の剪断力が作用するようにするものである。
【0009】
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれかの発明において更に、前記下部構造体が基礎であるようにしたものである。
【0010】
請求項7の発明は、請求項1〜5のいずれかの発明において更に、前記下部構造体が下階建物構造体であるようにしたものである。
【0011】
本発明の建物構造体にあっては、相並ぶ複数の柱の各柱脚を下部構造体に接合するものであるが、例えば2つの柱のうちの1つの柱の柱脚において本発明特有の接合仕口を適用し、他の1つの柱の柱脚においては本発明特有の接合仕口によらずに単純なピン接合仕口を適用するものでも良い。
【0012】
本発明の柱脚接合仕口にあっては、下部構造体とベース部材の間に設けるロッド対が2本のロッドからなるものに限らず、4本等のロッドからなるものでも良く、1つの柱の柱脚における妻側に2本のロッドを設け、その桁側に他の2本のロッドを設けるものでも良い。
【0013】
本発明の接合仕口にあっては、2本のロッドの上端又は下端と、ベース部材又は下部構造体との接合はピン接合しても、剛接合して良い。
【0014】
ロッド対の構成ロッドにおける軸力の発生は、柱に作用する剪断力によってベース部材が同剪断方向に移動させられようとするときに発生するものである。
【0015】
本発明において、「ロッド」は棒状のものに限らず、形鋼状のもの、板状のものも含む。
【発明の効果】
【0016】
(請求項1)
(a)構造体の梁端、柱脚、又はこれらに剛接合された周辺部材を、支持手段を介して他の構造体に接合する接合仕口において、梁又は柱の軸と直交して作用する力に起因して、柱脚又は梁端に生じる曲げモーメントMcと逆方向となる曲げモーメントMrを、支持手段の変形(支持手段の弾性範囲内の微少の幾何学的な移動による変形)により発生可能とすることにより、梁端又は柱脚の変形(梁又は柱と他の構造体の交差角度の変位)を少なくし、構造体全体の変形を極小にする。
【0017】
(請求項2)
(b)柱脚と下部構造体の間に2本のロッドの組合せからなるロッド対を設け、2本のロッドはそれらの下端を下部構造体に接合するとともに、それらの上端を柱脚に接合し、2本のロッドの上端間隔を下端間隔より狭くしてなることにより、2本のロッドの軸力が柱脚に曲げモーメントを及ぼし、この曲げモーメントが柱の変形(柱と基礎の交差角度の変位)を少なくし、建物全体の変形を極小にするように作用する。
【0018】
(c)建物構造体の柱に剪断力が作用し、2本のロッドに軸力が発生するとき、2本のロッドの軸力に起因して柱脚に生ずる曲げモーメントMrが、柱に作用する剪断力に起因して柱脚に生ずる曲げモーメントMcと逆方向になる。従って、曲げモーメントMcによる柱の変形と、曲げモーメントMrによる柱の変形が互いに相殺し、柱の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にする。
【0019】
(d)柱の変形を上述(b)、(c)の如くに柱脚に作用する曲げモーメントMr、Mcにより少なくできるから、2本のロッドの下端を下部構造体に剛接合せず、簡易にピン接合する場合でも柱の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にできる。
【0020】
(請求項3)
(e)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr=Mcとすることにより、柱脚は下部構造体に対し剛接合状態(柱脚は回転せず、柱と基礎の交差角度は変位しない)になり、柱の変形を少なくすることができる。
【0021】
(請求項4)
(f)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr>Mcとすることにより、柱脚はMcよる変形をMrによって逆方向に戻され、超剛接合状態になり、柱の変形を上述(d)より少なくすることができる。柱脚は剪断方向に移動する。
【0022】
(請求項5)
(g)柱脚に、柱に作用する剪断力Q1と同方向の剪断力Q2が作用するようにすることにより、下部構造体が2本のロッドに及ぼす支点反力Q=Q1+Q2を大きくし、ひいては2本のロッドの軸力を大きく、曲げモーメントMrを大きくし、2本のロッドを設けたことの効果を一層向上できる。
【0023】
(請求項6)
(h)下部構造体を基礎とし、建物構造体の柱を基礎に接合する接合仕口において、上述(a)〜(g)を実現できる。
【0024】
(請求項7)
(i)下部構造体を下階建物構造体とし、上階建物構造体の柱を下階建物構造体の柱頭又は梁に接合する接合仕口において、上述(a)〜(g)を実現できる。梁勝ち工法において高い剛性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
図1は実施例1の門型ラーメン構造を示す模式図、図2は門型ラーメン構造を示す正面図、図3は柱脚接合仕口に作用する水平力を示す模式図、図4は柱脚接合仕口に作用する曲げモーメントを示す模式図、図5は実施例2のラーメンユニット構造を示す模式図、図6はラーメンユニット構造を示す正面図、図7は実施例3の門型ラーメン構造を示す模式図、図8は実施例4の建物構造体を示す模式平面図、図9は実施例5の柱脚接合仕口を示す模式図、図10は実施例6の柱脚接合仕口を示す模式図、図11は実施例7の柱脚接合仕口を示す模式図である。
【実施例】
【0026】
(実施例1)(図1〜図4)
建物構造体(構造体)10は、図1、図2に示す如く、門型ラーメン構造をなし、相並ぶ柱11、11をそれらの上端部に剛接合される梁12により連結したものである。建物構造体10は、柱11、11の各柱脚11Aを、柱脚接合仕口20により基礎13(下部構造体)に接合される。以下、柱脚接合仕口20の構成について説明する。
【0027】
柱脚接合仕口20は、柱脚11Aに取付部材21Aを剛接合し、この取付部材21Aを、柱脚11Aに剛接合された周辺部材としてのベース部材21とする。
【0028】
柱脚接合仕口20は、基礎13とベース部材21の間に、支持手段として、2本のロッド22A、22Bの組合せからなるロッド対22を設ける。2本のロッド22A、22Bは、それらの下端を基礎13にピン接合(剛接合でも可)するとともに、それらの上端をベース部材21にピン接合(剛接合でも可)する。2本のロッド22A、22Bの上端間隔を下端間隔より狭くする(ロッド22A、22Bを互いにハの字状をなすように配置し、柱11側の上端間隔を基礎13側の下端間隔より狭くする)。本実施例では、柱11に作用する水平剪断力Q1の方向に沿う剪断前方側のロッド22Aを後傾させ、剪断後方側のロッド22Bを前傾させる。
【0029】
以下、建物構造体10の柱脚接合仕口20による支持メカニズムについて説明する(図3、図4)。
【0030】
(1)柱11に水平剪断力Q1が作用する。本実施例では更に、ベース部材21に、柱11に作用する剪断力Q1と同方向の水平剪断力Q2(柱11の下半分に対応する壁荷重、風圧力等)が作用する。尚、剪断力Q1、Q2は仮想的に1つの柱に作用する剪断力とする。
【0031】
このとき、2本のロッド22A、22Bの基礎13への接合部には、支点反力Q=Q1+Q2が作用する。
【0032】
(2)柱11に作用する剪断力Q1に起因する曲げモーメントMcが柱脚11A(ベース部材21との剛接合点)に生ずる。
【0033】
(3)2本のロッド22A、22Bに作用する支点反力Q(Q1+Q2)により、各ロッド22A、22Bに軸力Ta、Tbが発生する。尚、軸力Ta、Tbは、柱11に作用する剪断力Q1、Q2によってベース部材21が同剪断方向に移動させられようとするときに発生する。
【0034】
そして、2本のロッド22A、22Bの軸力Ta、Tbに起因する曲げモーメントMrが柱脚11A(ベース部材21との剛接合点)に生ずる。曲げモーメントMrは曲げモーメントMcと逆方向になる。曲げモーメントMrは、剪断前方側のロッド22Aの上端を下げ、剪断後方側のロッド22Bの上端を上げ、ベース部材21を微小回転させる。
【0035】
軸力Ta、Tbの水平成分をHa、Hb、鉛直成分をVa、Vbとし、軸力Ta、Tbの柱脚11A(ベース部材21との剛接合点)に対するモーメントの腕の長さをa、bとし、ベース部材21における柱脚11Aとの接合点からロッド22Aとの接合点までのフランジ長さをf、ロッド22Bとの接合点までのフランジ長さをfとし、ロッド22Aが基礎13に対してなす交差角度をθa(図4)とし、ロッド22Bが基礎13に対してなす交差角度をθb(図4)とするとき、下記(1)式〜(5)式が成立する。尚、柱11の軸力を無視する。
【0036】
Q1+Q2=Ha+Hb … (1)
Va+Vb=0 … (2)
Mr=Ta×a+Tb+b … (3)
Mr=(Ha/cosθa)×a+(Hb/cosθb)×b … (4)
a=f・sinθa、 b=f・sinθb … (5)
【0037】
従って、曲げモーメントMrを大きくとるためには、ロッド22A、22Bの角度θa、θbを大きくとる、ベース部材21のフランジ長さfを大きくとる、ベース部材21に作用する剪断力Q2を大きくとることが必要になる。
【0038】
ベース部材21に作用する剪断力Q2を大きくすることは、床荷重や風圧力を梁材や胴縁で受け、これをベース部材21に伝える等にて実現できる。
【0039】
また、ロッド22A(22B)と、ベース部材21又は基礎13との接合をピン接合とした場合は、ベース部材21の移動に対する抵抗が少ないため、ベース部材21が大きく移動され、Mrも大きくすることができ、剛接合とした場合は、ベース部材21の移動に対する抵抗が大きくなるため、Mrはピン接合に比べ小さくなるが、ロッド22A(22B)の変形が微少となるため、微振動の発生を抑制することができる。
【0040】
(4)Mr=Mcで柱脚11Aは剛接合状態(柱脚11Aが回転しない、柱11と基礎13の相対角度を不変)になる。
【0041】
(5)Mr>Mcで柱脚11AはMcによる変形方向と逆方向に戻される。これを、超剛接合状態というものとする。ベース部材21は剪断方向(Q1の方向)に移動する。
【0042】
(6)Mr<Mcで柱脚11Aは半剛接合状態(剛接合より弱い)になる。ベース部材21は剪断方向と逆方向に移動する。
【0043】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)柱脚11Aにベース部材21を剛接合し、基礎13とベース部材21の間に2本のロッド22A、22Bの組合せからなるロッド対22を設け、2本のロッド22A、22Bはそれらの下端を基礎13に接合するとともに、それらの上端をベース部材21に接合し、2本のロッド22A、22Bの上端間隔を下端間隔より狭くしてなることにより、2本のロッド22A、22Bの軸力Ta、Tbがベース部材21に曲げモーメントMrを及ぼし、この曲げモーメントMrが柱11の変形(柱11と基礎の交差角度の変位)を少なくし、建物全体の変形を極小にするように作用する。
【0044】
(b)建物構造体10の柱11に剪断力Q1が作用し、2本のロッド22A、22Bに軸力Ta、Tbが発生するとき、2本のロッド22A、22Bの軸力Ta、Tbに起因して柱脚11Aに生ずる曲げモーメントMrが、柱11に作用する剪断力Q1に起因して柱脚11Aに生ずる曲げモーメントMcと逆方向になる。従って、曲げモーメントMcによる柱11の変形と、曲げモーメントMrによる柱11の変形が互いに相殺し、柱11の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にする。
【0045】
(c)柱11の変形を上述(a)、(b)の如くにベース部材21に作用する曲げモーメントMr、Mcにより少なくできるから、2本のロッド22A、22Bの下端を基礎13に剛接合せず、簡易にピン接合する場合でも柱11の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にできる。
【0046】
(d)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr=Mcとすることにより、柱脚11Aは基礎13に対し剛接合状態(柱脚11Aは回転せず、柱11と基礎13の交差角度は変位しない)になり、柱11の変形を少なくすることができる。
【0047】
(e)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr>Mcとすることにより、柱脚11AはMcよる変形をMrによって逆方向に戻され、超剛接合状態になり、柱11の変形を上述(d)より少なくすることができる。ベース部材21は剪断方向に移動する。
【0048】
(f)ベース部材21に、柱11に作用する剪断力Q1と同方向の剪断力Q2が作用するようにすることにより、基礎13が2本のロッド22A、22Bに及ぼす支点反力Q=Q1+Q2を大きくし、ひいては2本のロッド22A、22Bの軸力Ta、Tbを大きく、曲げモーメントMrを大きくし、2本のロッド22A、22Bを設けたことの効果を一層向上できる。
【0049】
(g)下部構造体を基礎13とし、建物構造体10の柱11を基礎13に接合する接合仕口20において、上述(a)〜(f)を実現できる。
【0050】
(実施例2)(図5、図6)
建物構造体30は、図5、図6に示す如く、ラーメンユニット構造をなし、相並ぶ柱31、31を、それらの上端部に剛接合される天井梁32により連結するとともに、それらの下端部に剛接合される床梁33により連結したものである。建物構造体30は、柱31、31の各柱脚31Aを、柱脚接合仕口40により基礎34(下部構造体)に接合される。以下、柱脚接合仕口40の構成について説明する。
【0051】
柱脚接合仕口40は、柱脚31Aに床梁33(フランジ41A)を剛接合し、この床梁33を、柱脚31Aに剛接合された周辺部材としてのベース部材41とする。
【0052】
柱脚接合仕口40は、基礎34とベース部材41の間に2本のロッド42A、42Bの組合せからなるロッド対42を設ける。2本のロッド42A、42Bは、それらの下端を基礎34にピン接合(剛接合でも可)するとともに、それらの上端をベース部材41にピン接合(剛接合でも可)する。2本のロッド42A、42Bの上端間隔を下端間隔より狭くする(ロッド42A、42Bを互いにハの字状をなすように配置し、柱31側の上端間隔を基礎34側の下端間隔より狭くする)。本実施例では、柱31に作用する水平剪断力Q1の方向に沿う剪断前方側のロッド42Aを鉛直配置し、剪断後方側のロッド42Bを前傾させる。
【0053】
建物構造体30の柱脚接合仕口40による支持メカニズムは、建物構造体10の柱脚接合仕口20による支持メカニズムと実質的に同一である。従って、建物構造体30の柱31に剪断力Q1が作用し、この剪断力Q1によってベース部材41が同剪断方向に移動させられようとすることにて2本のロッド42A、42Bに軸力Ta、Tbが発生するとき、2本のロッド42A、42Bの軸力Ta、Tbに起因して柱脚31A(ベース部材41との剛接合点)に生ずる曲げモーメントMrが、柱31に作用する剪断力Q1に起因して柱脚31A(ベース部材41との剛接合点)に生ずる曲げモーメントMcと逆方向になる。尚、ベース部材41に、柱31に作用する剪断力Q1と同方向の剪断力Q2(柱31の下半部に対応する壁荷重、風圧力等)が作用する。
【0054】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)柱脚31Aにベース部材41を剛接合し、基礎34とベース部材41の間に2本のロッド42A、42Bの組合せからなるロッド対42を設け、2本のロッド42A、42Bはそれらの下端を基礎34に接合するとともに、それらの上端をベース部材41に接合し、2本のロッド42A、42Bの上端間隔を下端間隔より狭くしてなることにより、2本のロッド42A、42Bの軸力Ta、Tbがベース部材41に曲げモーメントMrを及ぼし、この曲げモーメントMrが柱31の変形(柱31と基礎34の交差角度の変位)を少なくし、建物全体の変形を極小にするように作用する。
【0055】
(b)建物構造体30の柱31に剪断力Q1が作用し、2本のロッド42A、42Bに軸力Ta、Tbが発生するとき、2本のロッド42A、42Bの軸力Ta、Tbに起因して柱脚31Aに生ずる曲げモーメントMrが、柱31に作用する剪断力Q1に起因して柱脚31Aに生ずる曲げモーメントMcと逆方向になる。従って、曲げモーメントMcによる柱31の変形と、曲げモーメントMrによる柱31の変形が互いに相殺し、柱31の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にする。
【0056】
(c)柱31の変形を上述(a)、(b)の如くにベース部材41に作用する曲げモーメントMr、Mcにより少なくできるから、2本のロッド42A、42Bの下端を基礎34に剛接合せず、簡易にピン接合する場合でも柱31の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にできる。
【0057】
(d)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr=Mcとすることにより、柱脚31Aは基礎34に対し剛接合状態(柱脚31Aは回転せず、柱31と基礎34の交差角度は変位しない)になり、柱31の変形を少なくすることができる。
【0058】
(e)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr>Mcとすることにより、柱脚31AはMcよる変形をMrによって逆方向に戻され、超剛接合状態になり、柱31の変形を上述(d)より少なくすることができる。ベース部材41は剪断方向に移動する。
【0059】
(f)ベース部材41に、柱31に作用する剪断力Q1と同方向の剪断力Q2が作用するようにすることにより、基礎34が2本のロッド42A、42Bに及ぼす支点反力Q=Q1+Q2を大きくし、ひいては2本のロッド42A、42Bの軸力Ta、Tbを大きく、曲げモーメントMrを大きくし、2本のロッド42A、42Bを設けたことの効果を一層向上できる。
【0060】
(g)下部構造体を基礎34とし、建物構造体30の柱31を基礎34に接合する接合仕口40において、上述(a)〜(f)を実現できる。
【0061】
(実施例3)(図7)
建物構造体50は、図7に示す如く、門型ラーメン構造をなし、相並ぶ柱51、51を、それらの上端部に剛接合される梁52により連結したものである。建物構造体50は、柱51、51の各柱脚51Aを、柱脚接合仕口60により下階建物構造体70に接合される。下階建物構造体70は柱71と梁72を剛接合したラーメン構造体であり、その上階建物構造体50の柱51の柱脚51Aが柱脚接合仕口60により梁72に接合される。以下、柱脚接合仕口60の構成について説明する。
【0062】
柱脚接合仕口60は、柱脚51Aにフランジ61Aを剛接合し、このフランジ61Aを、柱脚51Aに剛接合された周辺部材としてのベース部材61とする。
【0063】
柱脚接合仕口60は、梁72とベース部材61の間に2本のロッド62A、62Bの組合せからなるロッド対62を設ける。2本のロッド62A、62Bは、それらの下端を梁72にピン接合(剛接合でも可)するとともに、それらの上端をベース部材61にピン接合(剛接合でも可)する。2本のロッド62A、62Bの上端間隔を下端間隔より狭くする(ロッド62A、62Bを互いにハの字状をなすように配置し、柱51側の上端間隔を梁72側の下端間隔より狭くする)。本実施例では、柱51に作用する水平剪断力Q1の方向に沿う剪断前方側のロッド62Aを鉛直配置し、剪断後方側のロッド62Bを前傾させる。
【0064】
建物構造体50の柱脚接合仕口60による支持メカニズムは、建物構造体10の柱脚接合仕口20による支持メカニズムと実質的に同一である。従って、建物構造体50の柱51に剪断力Q1が作用し、この剪断力Q1によってベース部材61が同剪断方向に移動させられようとすることにて2本のロッド62A、62Bに軸力Ta、Tbが発生するとき、2本のロッド62A、62Bの軸力Ta、Tbに起因して柱脚51A(ベース部材61との剛接合点)に生ずる曲げモーメントMrが、柱51に作用する剪断力Q1に起因して柱脚51A(ベース部材61との剛接合点)に生ずる曲げモーメントMcと逆方向になる。尚、ベース部材61に、柱51に作用する剪断力Q1と同方向の剪断力Q2(柱51の下半部に対応する壁荷重、風圧力等)が作用する。
【0065】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)柱脚51Aにベース部材61を剛接合し、梁72とベース部材61の間に2本のロッド62A、62Bの組合せからなるロッド対62を設け、2本のロッド62A、62Bはそれらの下端を梁72に接合するとともに、それらの上端をベース部材61に接合し、2本のロッド62A、62Bの上端間隔を下端間隔より狭くしてなることにより、2本のロッド62A、62Bの軸力Ta、Tbがベース部材61に曲げモーメントMrを及ぼし、この曲げモーメントMrが柱51の変形(柱51と梁72の交差角度の変位)を少なくし、建物全体の変形を極小にするように作用する。
【0066】
(b)建物構造体50の柱51に剪断力Q1が作用し、2本のロッド62A、62Bに軸力Ta、Tbが発生するとき、2本のロッド62A、62Bの軸力Ta、Tbに起因して柱脚51Aに生ずる曲げモーメントMrが、柱51に作用する剪断力Q1に起因して柱脚51Aに生ずる曲げモーメントMcと逆方向になる。従って、曲げモーメントMcによる柱51の変形と、曲げモーメントMrによる柱51の変形が互いに相殺し、柱51の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にする。
【0067】
(c)柱51の変形を上述(a)、(b)の如くにベース部材61に作用する曲げモーメントMr、Mcにより少なくできるから、2本のロッド62A、62Bの下端を梁72に剛接合せず、簡易にピン接合する場合でも柱51の変形を少なくし、建物全体の変形を極小にできる。
【0068】
(d)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr=Mcとすることにより、柱脚51Aは梁72に対し剛接合状態(柱脚51Aは回転せず、柱51と梁72の交差角度は変位しない)になり、柱51の変形を少なくすることができる。
【0069】
(e)曲げモーメントMrと曲げモーメントMcを、Mr>Mcとすることにより、柱脚51AはMcよる変形をMrによって逆方向に戻され、超剛接合状態になり、柱51の変形を上述(d)より少なくすることができる。ベース部材61は剪断方向に移動する。
【0070】
(f)ベース部材61に、柱51に作用する剪断力Q1と同方向の剪断力Q2が作用するようにすることにより、梁72が2本のロッド62A、62Bに及ぼす支点反力Q=Q1+Q2を大きくし、ひいては2本のロッド62A、62Bの軸力Ta、Tbを大きく、曲げモーメントMrを大きくし、2本のロッド62A、62Bを設けたことの効果を一層向上できる。
【0071】
(g)下部構造体を下階建物構造体70の梁72とし、上階建物構造体50の柱51を梁72に接合する接合仕口60において、上述(a)〜(f)を実現できる。
【0072】
(実施例4)(図8)
建物構造体80は、図8に示す如く、門型ラーメン構造をなし、相並ぶ4本の柱81を、それらの上端部に剛接合される梁82(天井梁)により連結したものである。尚、建物構造体80は、相並ぶ4本の柱81を、それらの下端部に剛接合される梁(床梁)により併せ連結するものでの良い。建物構造体80は、図8の平面視で、柱81に交差する長辺側と短辺側のそれぞれにおいて、各柱脚81Aを柱脚接合仕口83、84により基礎又は下階構造体に接合される。柱脚接合仕口83、84は、前述した柱脚接合仕口20、40、60、或いは後述する柱脚接合仕口120と同一の構成からなるものとすることができる。
【0073】
(実施例5)(図9)
図9に示した柱脚接合仕口90Aは、下部構造体と、柱91の柱脚(ベース部材)91Aの間に、3本のロッド92A、92B、92Cの組合せからなるロッド対90を設ける。3本のロッド92A〜92Cは、それらの下端を下部構造体にピン接合(剛接合でも可)するとともに、それらの上端を柱脚91Aにピン接合(剛接合でも可)する。柱客接合仕口90Aの平面視で、柱91に作用する水平剪断力9に沿う方向に関し、2本のロッド92A、92Bと1本のロッド92Cは互いに柱91を挟む反対側に位置付けられ、2本のロッド92A、92Bは、水平剪断力9の方向に沿う剪断前方側で互いに剪断力9を含む鉛直面の反対側に位置付けられて後傾配置される。1本のロッド92Cは、水平剪断力9の方向に沿う剪断後方向で、剪断力9を含む鉛直面内に位置付けられて前傾配置される。2本のロッド92A、92Cの上端間隔を下端間隔より狭くし、2本のロッド92B、92Cの上端間隔を下端間隔より狭くする。
【0074】
柱脚接合仕口90Aによる支持メカニズムは、前述柱脚接合仕口20、40、60の支持メカニズムと実質的に同一である。
【0075】
(実施例6)(図10)
図10に示した柱脚接合仕口90Bは、下部構造体と、柱91の柱脚(ベース部材)91Aの間に、4本のロッド92A、92B、92C、92Dの組合せからなるロッド対92を設ける。4本のロッド92A〜92Dは、それらの下端を下部構造体にピン接合(剛接合でも可)するとともに、それらの上端を柱脚91Aにピン接合(剛接合でも可)する。柱脚接合仕口90Bの平面視で、柱91に作用する水平剪断力Qに沿う方向に関し、2本のロッド92A、92Bと2本のロッド92C、92Dは互いに柱91を挟む反対側に位置付けられ、2本のロッド92A、92Bは、水平剪断力Qの方向に沿う剪断前方側で互いに剪断力Qを含む鉛直面の反対側に位置付けられて後傾配置される。2本のロッド92C、92Dは、水平剪断力Qの方向に沿う剪断後方向側で互いに剪断力Qを含む鉛直面の反対側に位置付けられて前傾配置される。
【0076】
2本のロッド92A、92Cの上端間隔を下端間隔より狭くし、2本のロッド92B、92Dの上端間隔を下端間隔より狭くする。
【0077】
柱客接合仕口90Bによる支持メカニズムは、前述柱脚接合仕口20、40、60の支持メカニズムと実質的に同一である。
【0078】
(実施例7)(図11)
図11に示した柱脚接合仕口100は、下部構造体と、建物構造体100Aのコーナーに立設された柱101の柱脚(ベース部材)101Aの間に、4本のロッド102A〜102Dの組合せからなるロッド対102を設ける。4本のロッド102A〜102Dは、それらの下端を下部構造体にピン接合(剛接合でも可)するとともに、それらの上端を柱脚101Aにピン接合(剛接合でも可)する。各ロッド102A〜102Dは、四角断面をなす柱脚101Aの各角部から当該柱脚101Aの各側面に対し45度をなす放射下向き方向に斜交配置される。
【0079】
柱脚接合仕口100の平面視で、柱101に作用する桁方向水平剪断力QAに沿う方向に関し、2本のロッド102A、102Bと2本のロッド102C、102Dは互いに柱101を挟む反対側に位置付けられる。2本のロッド102A、102Bは、桁方向水平剪断力QAに沿う剪断前方側で互いに剪断力QAを含む鉛直面の反対側に位置付けられて後傾配置される。2本のロッド102C、102Dは、桁方向水平剪断力QAの方向に沿う剪断後方向で互いに剪断力QAを含む鉛直面の反対側に位置付けられて前傾配置される。2本のロッド102A、102Dの上端間隔を下端間隔より狭くし、2本のロッド102B、102Cの上端間隔を下端間隔より狭くする。
【0080】
柱脚接合仕口100の平面視で、柱101に作用する妻方向水平剪断力QBに沿う方向に関し、2本のロッド102B、102Cと2本のロッド102A、102Dは互いに柱101を挟む反対側に位置付けられる。2本のロッド102B、102Cは、妻方向水平剪断力QBの方向に沿う剪断前方側で互いに剪断力QBを含む鉛直面の反対側に位置付けられて後傾配置される。2本のロッド102A、102Dは、妻方向水平剪断力QBの方向に沿う剪断後方向で互いに剪断力Qを含む鉛直面の反対側に位置付けられて前傾配置される。2本のロッド102A、102Bの上端間隔を下端間隔より狭くし、2本のロッド102C、102Dの上端間隔を下端間隔より狭くする。
【0081】
柱脚接合仕口100による支持メカニズムは、前述した柱脚接合仕口20、40、60の支持メカニズムと実質的に同一である。柱脚接合仕口100は、前述柱脚接合仕口83、84の機能を併せ含むものであり、桁方向水平剪断力QAと妻方向水平剪断力QBに対応できる。
【0082】
以上、本発明の実施例を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0083】
【図1】図1は実施例1の門型ラーメン構造を示す模式図である。
【図2】図2は門型ラーメン構造を示す正面図である。
【図3】図3は柱脚接合仕口に作用する水平力を示す模式図である。
【図4】図4は柱脚接合仕口に作用する曲げモーメントを示す模式図である。
【図5】図5は実施例2のラーメンユニット構造を示す模式図である。
【図6】図6はラーメンユニット構造を示す正面図である。
【図7】図7は実施例3の門型ラーメン構造を示す模式図である。
【図8】図8は実施例4の建物構造体を示す模式平面図である。
【図9】図9は実施例5の柱脚接合仕口を示す模式図である。
【図10】図10は実施例6の柱脚接合仕口を示す模式図である。
【図11】図11は実施例7の柱脚接合仕口を示す模式図である。
【符号の説明】
【0084】
10、30、50、80 建物構造体(構造体)
11、31、51,81、91、101 柱
11A、31A、51A、81A、91A、101A 柱脚
13、34 基礎(下部構造体)
20、40、60、83、84、90A、90B、100 柱脚接合仕口
22、42、62、92、102 ロッド対
22A、22B、42A、42B、62A、62B、92A、92B、92C、92D、102A、102B、102C、102D ロッド
70 下階建物構造体
72 梁(下部構造体)
Q1、Q2 剪断力
Ta、Tb 軸力
Mc、Mr 曲げモーメント




 

 


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