JPH01146080A - 建物架構の可変剛性装置 - Google Patents

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構造に関するもので、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減震構法、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人力に対し
、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
震動に基づく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、プレース、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構造は上述のような制置
方法において、柱梁構面内に使用し、耐震壁と梁または
柱との間の接続状態を変え、すなわち接続、分断を制御
し、架構としての剛性を変化させることにより、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構造は電磁力による接続機構４のオ
ン、オフの切り換えにより、下側の梁２または床スラブ
から立ち上げた壁３と、上側の梁２または柱１との接続
、分断を制御可能とするものである。接続状態では壁３
は耐震壁として機能し、建物架構の剛性を高め、非接続
状態では壁３は水平力に対して抵抗せず、建物架構の剛
性は小さくなる。従って、入力する地震の特性に応じ、
電磁力のオン、オフを電気的に切り換え、建物の応答を
低減することができる。

この電磁力による接続機構４は複数設け、種々の接続状
態を選択できるようにすることも可能である。また、建
物の複数の壁に適宜配置し、建物全体としての剛性を制
御し、建物の固有振動数を自由に調整することができる
。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示したものである。

この実施例では左右の柱１と上下の梁２で囲まれる柱梁
構面の下側の梁２より、鉄筋コンクリート製の壁３を柱
１および上側の梁２とは切り離して立ち上げ、上側の梁
２と壁３との間に電磁力による接続機構４を設けである
。この例では梁２の下面に電気的に制御される電磁石５
を設け、オン、オフにより壁３の上面に固定した鉄板６
との間の接続、分断を行う。この接続機構４はコンピュ
ーター等で、入力される地震を解析し、制御することが
できる。また、梁２と壁３との間には変位センサー７が
設置され、地震時の実際の架構の変位を検知し、これに
基づいて、電磁力のオン、オフを制御できるようにもな
っている。

〔発明の効果〕

■　壁と梁または柱との間に設けた、電磁力による接続
機構を制御することにより、壁を耐震壁として効かせた
り、効かせなかったりすることができ、建物架構の変形
を自由に制御することができる。

■　接続機構をコンピューター等で制御することにより
、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図はこの発明の一実施例を示す架構の正面図である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下側の梁または床スラブから立ち上げた壁と、上
   側の梁または柱との間に、電磁力による接続機構を設け
   、電磁力の切り換えにより、前記壁と上側の梁または柱
   との接続、分断を制御可能としたことを特徴とする建物
   架構の可変剛性構造。
2. （２）電磁力による接続機構は建物の各壁について、複
   数設けられる特許請求の範囲第１項記載の建物架構の可
   変剛性構造。