JPH01146079A

JPH01146079A - 建物架構の可変剛性装置

Info

Publication number: JPH01146079A
Application number: JP30673587A
Authority: JP
Inventors: Genichi Takahashi; 元一高橋; Takuji Kobori; 小堀　鐸二; Shunichi Yamada; 俊一山田
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-06-08
Also published as: JPH0413515B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は建物架構の可変剛性装置に関するもので、制
置構造の建物に入力する地震、風等の外力に応じて建物
架構の剛性を変化させ、地震等に対処させるものである
。

〔従来の技術〕

従来、高層建築や重要構造物等の耐震設計においては地
震時の地盤の動きや建物の応答を計算し、安全性をチエ
ツクする動的設計が行われている。

耐震の方法としては建物と基礎の間に積層ゴム支承やダ
ンパーを介在させた免震構法あるいは載置構法、建物構
成部材のうち、非主要部材の破壊により地震エネルギー
を消費させる方法、壁あるいは柱等にスリットを設け、
建物を最適の剛性に調整する方法等がある。

ところで、現行の耐震設計手法により設計された建物の
地震時における安全性の確認は、構造物の塑性化を伴な
う履歴特性による吸収エネルギーが構造物に作用する地
震エネルギーを上回るという基本思想によるが、これに
は履歴ループ特性に対する信頼性の問題がある。

また、従来の方法はいずれも地震や風等の自然外力に対
し、受身の耐震構造を与えるものであり、建物が特定の
固有振動数を有するため地震という不確定な入力に対し
、共振現象を避けて通ることはできない。

これに対し、出願人は特願昭６１−１１２０２６号にお
いて、上述のような受身の耐震方法でなく、感知した地
震動に基づ（応答予測システムの判断のもとに建物自体
の剛性を変化させ、共振領域外または共振の少ない状態
とし、建物および建物内の機器、居住者等の安全を図っ
た制置方法を提案している。

上記の制置方法では柱、はり、ブレース、壁並びにそれ
らの接合部の全部もしくは一部、または建物と基礎ある
いは隣接する建物との間に、コンピューターの指令によ
り連結状態が変化する制御装置を設け、次のようにして
、建物の制置を行なう。

■　地震の発生を建物を中心に狭域および広域に配置し
た地震感知装置により感知し、観測データを有線、無線
の通信網によりコンピューターに伝達する。広域の地震
感知装置は既設の地震観測点における地震計あるいは専
用に設置したものをマイクロ回線あるいは電話回線等で
結ぶ。

また狭域の地震感知装置は建物の周辺あるいは周辺地盤
内に設けた地震計や、建物基部や建物内に設置した振動
センサーからなり、風力等の影響は建物内の振動センサ
ーで感知する。

■　感知した地震について、コンピューターにより地震
の規模の判断、周波数特性の分析、応答量の予測等を行
ない、建物の振動を制御すべきか否か、また制御すべき
場合の制御量について、共振をかわし、地震応答量の少
ない最適剛性（固有振動数）を与えるものとして判断を
下す。

■　コンピューターの指令を建物の各部の制御装置に伝
え、建物の剛性をコンピューターの予測に基づく最適剛
性となるよう制御装置を作動させる。連結状態の調整は
固定状態と連結解除状態を油圧機構、電磁石等によりオ
ン、オフで調整するものや、固定状態、連結解除状態の
外、緊張力の導入や任意の位置での固定を油圧機構ある
いは特殊合金等を用いて調整するもの等が考えられる。

また、建物内に配した振動センサーにより、建物各部に
おける応答量並びに制御を行った場合の実際の振動が検
知でき、これをフィードバックして、制御量の修正等を
行なうことができる。

〔発明の目的〕

この発明の建物架構の可変剛性装置は上述のような制置
方法において、柱梁構面内あるいは床スラブ構面内等に
使用し、架構の地震時の変形を制御することにより、建
物の応答を低減させ、建物の地震災害を防ぐとともに、
中に居住する人や機械設備等を地震による不快感、振動
障害等から守ることを目的としたものである。

〔発明の構成〕

以下、この発明の概要を実施例に対応する図面の符号を
用いて、説明する。

この発明の可変剛性装置は長手方向に伸縮可能に接続し
た２本のブレース構成部材４，５からなるブレース３を
建物架構の構面内に配置し、ブレース３の継手部６にお
ける接続状態を制御できるようにしたものである。

例えば、継手部６において、接続状態と切り離し状態の
間で切り換えを行うことにより、ブレース３を効かせた
り、効かせなかったりすることができ、架構の剛性を地
震特性に応じ、高い剛性すなわち固有振動数が大きい状
態と、低い剛性すなわち固有振動数が小さい状態との間
で自由に変えることができる。このような切り換え操作
をコンピューターの指令を受ける制御装置で制御するこ
とにより、建物全体としての剛性をコントロールするこ
とができる。

〔実施例］次に図示した実施例について説明する。

第１図はこの発明の可変剛性装置を柱梁構面内に適用し
た場合の概要を示したものである。

ブレース３は２本のブレース構成部材４，５を長手方向
に伸縮可能に接続したものであり、柱１と梁２とで囲ま
れる構面内において、両端を対角位置のガセットプレー
ト７間に取り付け、中央の継手部６における接続状態を
調整可能としている。

第２図はブレース３の継手部６の構造の一例を示したも
ので、継手部６において一方のブレース構成部材４の端
部を他方のブレース構成部材５の端部内に挿入し、接続
しである。小径のブレース構成部材４内には、クサビ８
が継手部６側端部に向けて出し入れできるようになって
おり、クサビ８を押し出すことにより、ブレース構成部
材４の端部を押し広げ、もう一方のブレース構成部材５
端部内面との間の摩擦により接合する。図中１３はこの
摩擦接合部を示したものである。また、クサビ８を引き
抜けば、摩擦がなくなり、両ブレース構成部材４，５は
切り離される。

クサビ８の出し入れの機構は、制御装置としてのモータ
ーに連結され、先端に雄ねじ１０を形成した駆動軸９に
よって行われる。すなわち、クサビ８には駆動軸９の雄
ねじ１０と螺合する雌ねじが形成されており、一方、駆
動軸９には中間にフランジ部１１が設けられている。こ
のフランジ部１１がブレース構成部材４内面側に形成さ
れた係止溝１２に嵌合し、駆動軸９の長手方向への移動
を拘束している。従って、通常の右ねじの場合、モータ
ーで駆動軸９を左回転させれば、クサビ８が継手部６側
端部に向けて押し出され、右回転させれば、引き戻され
る。

第３図はブレース３の継手部６の構造の他の例を示した
もので、一方のブレース構成部材４の端部にピストンＩ
５を有する流体圧シリンダー１４を形成し、前記ピスト
ン１５のロフト１６を、他方のブレース構成部材５の端
部にナツト１９で固定したものである。シリンダー１３
内の油１８等の動きを弁１７でコントロールすることに
より、両ブレース構成部材４，５を接続したり、切り離
したりする。ただし、切り離し状態は完全に切り離され
た状態ではなく、油１８の体積による弾性をもった接合
状態となる。弁１７は電気的な方法等により、コントロ
ールすることができ、これをコンピューターで制御する
ことにより、地震特性に応じた最適な剛性状態を直ちに
架構に与えることができる。

第４図は第２図の実施例の変形例として、クサビ８の出
し入れに、油圧シリンダー等の流体圧シリンダー２０を
利用したものである。この場合、シリンダー２０を固定
し、先端にクサビ８を設けたロッド２１を油圧または空
気圧等で、出し入れすることにより、摩擦接合部１３で
の接続、切り離しを行うことができる。

なお、クサビ８は第５図または第６図に示すように、２
つ割りまたは３つ割りとし、ばね２２でつないでおけば
、シリンダー２０の操作において、クサビ８を引くと同
時にばねの力により、クサビ８が縮まり、制御力に対し
、装置を素早く応答させることができる。

なお、第１図は構面内のブレース３が一つの場合である
が、第７図および第８図に示すように、複数配置したブ
レース３に適用することもできる。

また、以上、一対の柱ｌと梁２によって囲まれる構面と
の関係で説明したが、多層階の建物に適用する場合、こ
の装置を多゛数配置し、建物全体として剛性を変化させ
ることもできる。

〔発明の効果〕

■　２本のブレース構成部材からなるブレースの継手部
における接続状態を制御装置で制御することにより、架
構の剛性を自由に制御することができる。

■　制御装置による制御をコンピューターの指令で行う
ことにより、個々の地震特性に応じて建物全体の変形を
制御できる。これにより、建物の安全性を高め、揺れの
少ない快適な居住空間が形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示す架構の正面図、第２図、
第３図および第４図はそれぞれブレースの継手部の構造
を示すブレース長手方向の断面図、第５図および第６図
は第４図の実施例におけるクサビ部分の構造を示すブレ
ースと直交する方向の断面図、第７図および第８図は構
面内におけるプレー名の配置例を示す正面図である。１・・・柱、２・・・梁、３・・・ブレース、４．５−
・・ブレ゛−ス構成部材、６・・・継手部、７・・・ガ
セットプレート、８・・・クサビ、９・・・駆動軸、１
０・・・雄ねじ、１１・・・フランジ部、１２・・・係
止溝、１３・・・摩擦接合部、１４・・・シリンダー、
１５・・・ピストン、１６・・・ロッド、１７・・・弁
、１８・・・油、１９・・・ナツト、２０・・・流体圧
シリンダー、２１・・・ロッド、２２・・・ばね第４図第７図フ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）長手方向に伸縮可能に接続した２本のブレース構
成部材からなるブレース建物架構の構面内に配置し、制
御装置により前記ブレースの継手部における接続状態を
制御するよう構成したことを特徴とする建物架構の可変
剛性装置。
（２）ブレースは、内部のクサビの出し入れによって端
部を拡大縮小自在とした一方のブレース構成部材の前記
端部を、他方のブレース構成部材の端部内に挿入し、前
記クサビの出し入れにより、両ブレース構成部材の接続
状態を、端部拡大時の摩擦接合状態と端部縮小時の切り
離し状態との間で、可変とした特許請求の範囲第１項記
載の建物架構の可変剛性装置。
（３）ブレースは、一方のブレース構成部材の端部にピ
ストンを有するシリンダーを形成し、前記ピストンのロ
ッドを、他方のブレース構成部材の端部に固定し、前記
シリンダー内の流体圧の制御により、継手部における接
続状態を制御するよう構成した特許請求の範囲第１項記
載の建物架構の可変剛性装置。