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公開番号2025173859
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-28
出願番号2024079681
出願日2024-05-15
発明の名称免震構造および免震構造の施工方法
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類E04H 9/02 20060101AFI20251120BHJP(建築物)
要約【課題】免震層の階高を高くすることなく免震接合部に作用する局所応力に対応できる免震構造および免震構造の施工方法を提供する。
【解決手段】柱梁接合部33は、下端ダイアフラム331と、上端ダイアフラム332と、下端ダイアフラム331と上端ダイアフラム332との間に設けられるリブプレート補強部と、を有する。鉄骨柱は、上端ダイアフラム332の上に接合され、鉄骨梁は、下端ダイアフラム331、上端ダイアフラム332およびリブプレート補強部の側部に接合され、下端ダイアフラム331、上端ダイアフラム332およびリブプレート補強部は、鉄骨柱31と同軸に配置され、リブプレート補強部は、それぞれ下端ダイアフラム331および上端ダイアフラム332に接合される複数のリブプレート333を有し、複数のリブプレート333は、鉛直方向から見た平面視において格子状に配列されている。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
下部構造体と、
前記下部構造体の上方に設けられる上部構造体と、
前記下部構造体と上部構造体との間に設けられる球面すべり支承と、を有し、
前記上部構造体は、鉄骨柱と鉄骨梁とが接合される柱梁接合部を有し、
前記球面すべり支承は、前記柱梁接合部の下に接続され、
前記柱梁接合部は、
下端に設けられ前記球面すべり支承と接合される下端ダイアフラムと、
上端に設けられる上端ダイアフラムと、
前記下端ダイアフラムと前記上端ダイアフラムとの間に設けられるリブプレート補強部と、を有し、
前記鉄骨柱は、前記上端ダイアフラムの上に接合され、
前記鉄骨梁は、前記下端ダイアフラム、前記上端ダイアフラムおよび前記リブプレート補強部の側部に接合され、
前記下端ダイアフラム、前記上端ダイアフラムおよび前記リブプレート補強部は、前記鉄骨柱と同軸に配置され、
前記リブプレート補強部は、それぞれ前記下端ダイアフラムおよび前記上端ダイアフラムに接合される複数のリブプレートを有し、
前記複数のリブプレートは、鉛直方向から見た平面視において格子状に配列されている免震構造。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記鉄骨柱は角形鋼管であり、
前記リブプレート補強部は、
前記角形鋼管のスキンプレートの鉛直方向の下側に位置する角筒状の柱スキンプレート補強部と、
平面視において前記柱スキンプレート補強部の内側に位置し、前記リブプレートが前記鉄骨柱の軸線上で交差する十字形補強部と、
平面視において前記柱スキンプレート補強部の外側に位置する外周補強部と、を有する請求項１に記載の免震構造。
【請求項３】
鉛直方向から見た平面視形状において前記下端ダイアフラムは、前記鉄骨柱よりも大きく設計され、
前記外周補強部を構成する前記リブプレートは、前記下端ダイアフラムの縁部まで配列されている請求項２に記載の免震構造。
【請求項４】
請求項１に記載の免震構造の施工方法であって、
前記複数のリブプレートは、
板面が第１水平方向を向き前記第１水平方向に間隔をあけて配列される複数の第１プレートと、
板面が前記第１水平方向と交差する第２水平方向を向き前記第２水平方向に間隔をあけて配列される複数の第２プレートと、で構成され、
前記複数の第１プレートと前記複数の第２プレートとが格子状に配列され、
前記複数の第２プレートは、それぞれ、板面が前記第２水平方向を向き前記第１水平方向に配列された複数の第２プレート分割体で構成され、
前記第１水平方向に隣り合う前記第１プレートの間、および配列の両端部に配置される前記第１プレートの外側に前記第２プレート分割体が配置され、
前記複数の第１プレートのうちの配列の中間部に配置される第１センタープレートを前記下端ダイアフラムと接合し、
前記第２プレートのうちの配列の中間部に配置される第２センタープレートにおける前記第１センタープレートと隣接する前記第２プレート分割体を前記下端ダイアフラムおよび前記第１センタープレートと接合し、
前記下端ダイアフラムに接合された前記第１センタープレートおよび前記第２プレート分割体を前記上端ダイアフラムと接合し、
前記複数の第１プレートのうちの配列の外側に配置される第１外側プレートを前記下端ダイアフラムおよび既に前記下端ダイアフラムに接合された前記第２プレート分割体と接合し、
前記第２プレートのうちの配列の外側に配置される第２外側プレートにおける前記第１センタープレートと前記第１外側プレートとの間に配置される前記第２プレート分割体を前記下端ダイアフラム、前記上端ダイアフラム、前記第１センタープレートおよび前記第１外側プレートと接合し、
前記第１外側プレートを前記下端ダイアフラムおよび前記下端ダイアフラムと接合し、
前記第２外側プレートにおける前記第１外側プレートの外側に配置される前記第２プレート分割体を前記下端ダイアフラム、前記第１外側プレートと接合し、
前記第２センタープレートにおける前記第１外側プレートの外側に配置される前記第２プレート分割体を前記鉄骨梁に接合して、前記第１外側プレートと接合し、
前記鉄骨柱を前記上端ダイアフラムに接合する免震構造の施工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震構造および免震構造の施工方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
免震構造は、大地震に対する構造安全性や、地震後の機能維持の観点から、防災拠点となる官庁施設や、拠点病院、本社機能を有するオフィス、超高層マンションなどに普及している。近年、物流施設や工場など、比較的低層で平面的に大規模な建築にも免震構造ニーズが高まっており、事例も急増している。低層かつ平面が大きい建築物に免震構造を採用すると、免震装置の台数が大量になる事に加え、免震ピット構築のための基礎および地業が大面積となり、建設費に対する免震化コストが割高になる。また、建設工事により発生する残土排出が大量に発生し、その廃棄や運搬・処理などによる環境負荷も大きくなる傾向である。
コストや環境面に配慮する手段として、免震層の階高を極力小さく抑え、根切り量を削減することは非常に有効である。より大きな視点で見れば、極力浅い免震ピットを設計する技術は、免震化の敷居を下げ、環境にやさしい免震建物を普及する意味で社会的意義があると言える。
【０００３】
昨今、低層で大規模平面を有する建築物を免震化する場合に、特許文献１に開示されているような球面すべり支承が採用されている。球面すべり支承は、装置を小型化しても、水平方向に大変形が生じた際に鉛直支持性能が低下しない特性がある。このため、免震装置の小型化が求められる軽量な建築物に好まれる傾向にある。なお、積層ゴム支承は、装置を小型化すると、水平方向に大変形が生じた際に鉛直支持性能が低下する傾向がある。
さらに、球面すべり支承は、積層ゴム支承に比べて装置の高さ寸法が薄く、免震層の階高を圧縮できるため、大規模平面を有する低層建築に好んで採用される傾向がある。代表的な例として、上部架構を鉄骨造とし、免震装置を球面すべり支承とする事例が多く見られる。このような事例では、上部架構の柱として、鋼管柱が採用され、コンクリート充填鋼管（ＣＦＴ）は採用されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１２８６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１が球面すべり支承の一例である。球面すべり支承は、積層ゴム支承と比べて装置がコンパクトな一方で、免震装置と躯体との接合部に作用する局所応力が非常に大きい。このため、長期の鉛直荷重に対しては数倍程度の高い面圧に耐えるように設計する必要がある。例えば、鉄骨造の建物において球面すべり支承を採用する場合、図１４に示すように、球面すべり支承４の上にベースプレート８１を設けるとともに、ベースプレート８１と上部構造体３（上部架構）との間に多数のリブプレート８３を設ける。
球面すべり支承のスライダーは、通常時は鋼管柱の中心軸線上にあり、地震時には、スライダーが揺れに応じて移動する。このため、リブプレートは、例えば、通常時に柱軸力を伝達できるように鋼管柱の中心軸線上に十字形状に設けられるとともに、地震時にも柱軸力を伝達できるように柱鋼管の中心軸の外側の領域に多数設けられている。このため、球面すべり支承の装置が小型化しても、ベースプレートや多数のリブプレートを設けることよって、免震層の階高が高くなるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、免震層の階高を高くすることなく免震接合部に作用する局所応力に対応できる免震構造および免震構造の施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る免震構造は、下部構造体と、前記下部構造体の上方に設けられる上部構造体と、記下部構造体と上部構造体との間に設けられる球面すべり支承と、を有し、前記上部構造体は、鉄骨柱と鉄骨梁とが接合される柱梁接合部を有し、前記球面すべり支承は、前記柱梁接合部の下に接続され、前記柱梁接合部は、下端に設けられ前記球面すべり支承と接合される下端ダイアフラムと、上端に設けられる上端ダイアフラムと、前記下端ダイアフラムと前記上端ダイアフラムとの間に設けられるリブプレート補強部と、を有し、前記鉄骨柱は、前記上端ダイアフラムの上に接合され、前記鉄骨梁は、前記下端ダイアフラム、前記上端ダイアフラムおよび前記リブプレート補強部の側部に接合され、前記下端ダイアフラム、前記上端ダイアフラムおよび前記リブプレート補強部は、前記鉄骨柱と同軸に配置され、前記リブプレート補強部は、それぞれ前記下端ダイアフラムおよび前記上端ダイアフラムに接合される複数のリブプレートを有し、前記複数のリブプレートは、鉛直方向から見た平面視において格子状に配列されている。
【０００８】
本発明では、柱梁接合部に複数のリブプレートが格子状に配列されたリブプレート補強部が設けられているため、柱梁接合部の強度および剛性を高めることができ、免震接合部に作用する局所応力に対応できる。本発明では、球面すべり支承の上に設けられる下端ダイアフラムは、柱梁接合部の下端に設けられるダイアフラムのみでなく、球面すべり支承の上に設けられて柱梁接合部を支持するベースプレートも兼ねている。さらに、本発明に係る免震構造では、リブプレート補強部の複数のリブプレートが下端ダイアフラムと上端ダイアフラムとの間に設けられている。このため、本発明に係る免震構造は、下端ダイアフラムの下にベースプレートを設け、複数のリブプレートが下端ダイアフラムとベースプレートとの間に設けられる免震構造と比べて、免震接合部の高さ寸法を縮小できる。このように、本発明にかかる免震構造は、免震層の階高を高くすることなく免震接合部に作用する局所応力に対応できる。
【０００９】
本発明に係る免震構造では、前記鉄骨柱は角形鋼管であり、前記リブプレート補強部は、前記角形鋼管のスキンプレートの鉛直方向の下側に位置する角筒状の柱スキンプレート補強部と、平面視において前記柱スキンプレート補強部の内側に位置し、前記リブプレートが前記鉄骨柱の軸線上で交差する十字形補強部と、平面視において前記柱スキンプレート補強部の外側に位置する外周補強部と、を有していてもよい。
【００１０】
柱スキンプレート補強部は、鉄骨柱のスキンプレートの鉛直方向の下側に位置することにより、上端ダイアフラムを介して鉄骨柱と接合されている。これにより、柱スキンプレート補強部は、鉄骨柱の軸力が伝達され、鉄骨柱の応力を負担できる。柱スキンプレート補強部の内側には十字形補強部が配置され、外側には外周補強部が配置されている。これにより、柱スキンプレート補強部に伝達された鉄骨柱の軸力は、十字形補強部、柱スキンプレート補強部および外周補強部から下端ダイアフラム全体に伝達されて球面すべり支承に伝達されるため、鉄骨柱の軸力が球面すべり支承に局所的に伝達することが防止される。十字形補強部、柱スキンプレート補強部および外周補強部は、鉄骨梁から伝達される柱梁接合部のせん断力も負担できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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