JPH03183875A - 建築構造物 - 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） この発明は風や地震等の外乱時の、水平及び鉛直方向の
振動を抑制する、建築構造物に関するものである。

（従来技術及び発明が解決しようとする課題）風荷重や
地震力による構造物の振動や揺れを抑え、居住性を高め
る目的で、構造物の下に積層ゴム等の免震装置を入れて
振動を絶縁する免震構法や、構造物の頂部にその振動に
共振する振動体等を設置し、この装置で構造物に入力さ
れる振動エネルギーを消費する制置構法、そして構造物
の床を主架橋の床と分離して支持することにまり主架構
の振動の床への伝達を遮断する床免震構法が現在普及し
つつある。

一方、床を構造体から吊り下げる吊り構法を免震構造物
に利用しようとする提案は古くからあるものの、その実
用化は未だ図られていない。

この構法は、吊り床を支持する柱が引張材に置き換えら
れるためにその部材断面を小さくすることができること
と、吊り構造体の最下階の床の下方に大スパンの空間が
得られる等、構造上及び計画上の特徴をもっている。

ところがこの吊り構造物においては、吊り床が主架構か
ら完全に分離されない場合には構造体に作用する水平力
は低減されず、通常の構造物と同程度、またはそれ以上
となり、その部材断面はかなりの大きさになる。そこで
吊り床を主架構から切り離せば吊り床で発生する水平力
が低減するため主架構の負担する水平力も低減されるが
、複数層の吊り床を単に連続的に吊り下げるのみでは高
次モードの短周期振動が励起され、地震動に対する十分
な振動絶縁効果が得られない。

更に主架橋と吊り床とは外力作用時、別々の振動をする
ことになるが、−旦吊り床が揺れ始めると静止に至るま
で比較的長時間を要する、という吊り構造物特有の問題
を抱えている。

また鉛直方向の振動に対しては、吊り床は主架構から切
り離されないため応答加速度は通常の構造物と同程度と
なる。

この発明はこの上記の吊り構造物が抱える課題に着目し
てなされたもので、地震時の水平及び鉛直方向の応答を
低減すると同時に、揺れを早期に減衰させる構造物を新
たに提案しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明では柱、梁、壁、または基礎それぞれ単独で、も
しくはこれらの複合により構成される主構造体から懸垂
し、吊り構造体を吊り支持する吊材の吊り構造物に対す
る支持点を下方に位置させ、吊材の振動時の振り子長さ
を大きく取ることにより吊り構造体の固有周期を長周期
化させ、比較的短周期の主構造体の固有周期との差を大
きくするとともに、吊り構造体全体が１質点系（剛体）
のような振動モードを形成するように吊り構造体を吊り
下げることにより吊り構造体全体の応答を一様に低減さ
せ、主構造体の負担する水平力を低減する。

また、吊材の主構造体への定着点、または吊り構造体へ
の定着点、もしくは吊材の中間点に、バネ等の鉛直方向
に剛性の低い部材を介在させることにより主構造体の鉛
直方向の振動が吊り構造体へ伝達されることを抑制する
。

吊り構造体の揺れは、主構造体と吊り構造体間、または
基礎、もしくは地盤と吊り構造体間、あるいはまた吊り
構造体内部、もしくは吊材の定着点位置に３方向それぞ
れに有効に作動する減衰装置を介在させることにより早
期に減衰させる。

振動時の吊材の振り子長さが十分に取れない場合には、
吊材の定着点位置に水平方向に剛性が低く、変形能力が
ある部材を介在させることにより吊り構造体の周期を長
周期化させる。

（実施例） 以下本発明を、主構造体Ｓ１を柱Ｃと梁Ｇとから構成し
た場合の一実施例を示す図面に基づいて説明する。

この発明の建築構造物Ｂは、例えば第１図に示すように
柱Ｃと梁Ｇからなる大断面の主構造体Ｓ、より懸垂する
吊材１に、これから構造的に切り離された床Ｓと支持柱
５からなる吊り構造体Ｓｔを吊り支持させて形成される
吊り構造物を、その吊り構造体Ｓ２の水平方向の揺れを
抑制し、または減衰させ、更に吊り構造体Ｓ２の鉛直方
向の振動を絶縁する構造としたものである。

実施例は両側にコアを有するダブルコアタイプの建物を
示したものであるが、第１図、第２図−■に示すように
主構造体ＳＩは、コアを構成する空洞の柱Ｃ９Ｃとこれ
を接続する梁Ｇとから例えばラーメン型に形成されてお
り、また吊り構造体Ｓ２はこれから構造的に分離し、そ
の梁Ｇから懸架される形で支持されている。

またこの実施例は柱Ｃと梁Ｇの複合で主構造体Ｓ１を構
威した場合であるが、主構造体Ｓ。

は建築構造物Ｂの規模や構築場所に応じて柱Ｃ１梁Ｇ、
または基礎Ｆそれぞれの単独で構成することもできる。

第７図は主構造体Ｓ、を梁Ｇ単独で構威し、建築構造物
Ｂ全体を地下に構築した場合の実施例を示すものである
。

吊材１は第１図、第３図−■に示すように柱Ｃの空洞部
、または並列する梁Ｇ、Ｇ間に架設された支持梁２に支
持されて上端が定着され、これが吊材ｌの主構造体Ｓ、
に対する支点となる。

この定着部分には第３図に示すように、間隔をおいて架
設される支持梁２，２上に支持プレート８が設置され、
その上に鉛直方向の剛性が低い、コイルスプリング等か
らなる免震装置７が設置され、更にその免震装置７を挟
み込むように定着プレート３が設置される。

そして支持プレート８．免震装置７．定着プレート３に
吊材１を貫通させてネジの切られた頭部からナツト４を
締め付ける等により吊材１が定着される。このとき吊材
ｌは間隔をおく支持梁２，２間のクリアランスによって
これに拘束されない状態に保たれる。

この免震装置７は吊り構造体Ｓｔに対して主構造体Ｓ、
の鉛直振動を遮断する構造となっており、吊材ｌの吊り
構造体Ｓ２への定着点、あるいは吊材ｌの中間点に設置
してもよい。

一方、吊り構造体Ｓ！は第１図−■に示すように主構造
体Ｓ、から水平方向にクリアランスをもって切り離され
、主構造体Ｓ、とは別々に振動する構造となっている。

吊材１は第２図−■に示すようにこの吊り構造体Ｓｔの
複数の床Ｓを鉛直方向に貫通し、その下端は最上階より
下層の床Ｓ、特に最下階の床Ｓに定着され、この下端の
定着点で吊り構造体Ｓｔを吊り支持する。

吊り構造体Ｓ２はこの吊材１とも切り離されており、吊
材１に対してはその下端の定着点を支点として振動する
ことになる。この吊材１の上端と下端の画定着点間距離
が吊り構造体Ｓｔが振動する際の振り子長さとなる。

吊り構造体Ｓ２の振動周期は吊材１の振り子長さが長い
程、すなわち吊材ｌの吊り構造体Ｓ２への定着点を下方
に取る程長くすることができる。

一般的に、構造物はその固有周期より短周期の外乱に対
しては、その周期の差が大きい程大きな振動遮断効果を
有している。従って、構造物の周期を、上記のように吊
材１の長さを大きく取る方法で十分に長くすることによ
って地震動等の外乱に対して加速度応答が極めて小さい
構造物を実現することができる。

各床ｓ、ｓ間の、吊材１回りには第２図−■。

第４図に示すように吊材ｌからクリアランスを設けて筒
形の支持柱５が設置され、この支持柱５によりそれより
上層の床Ｓの荷重が負担されながら、吊り構造体Ｓ２の
鉛直荷重は吊材１の下端の定着点において支持される。

吊材ｌの下端は第４図に示すように上端のそれと同様に
床Ｓの下に支持プレート８を置き、吊材ｌの下側からナ
ツト４を締め付けることにより定着される。

また吊り構造体Ｓ２の階数が少なく、吊材１の上端と下
端の画定着点間距離、すなわち振り子長さが十分に取れ
ない場合には、第５図−■に示すように振動時に吊材１
の上端定着部が支持梁２に対して抵抗なく滑動できるよ
う、支持プレート８の下に支持梁２との間の摩擦係数が
小さい滑り支承体６を置き、更にこれに水平方向に剛性
が低く、変形能力のある、例えばスプリング等の水平可
動装置６ｗを接続することによって吊り構造体Ｓ２の固
有周期、すなわち振り子の周期を長周期化させることも
できる。

この構造は第５図−■に示すように吊材１の下端の定着
部にも適用することができる。

また主構造体ＳＩと吊り構造体５２間には第１図−■に
示すように吊り構造体Ｓｔの揺れを減衰させる減衰装置
９が連結されている。

減衰装Ｗ９は例えば高減衰ゴム等の弾塑性材や粘性体を
用いて構成されるダンパー等、水平及び鉛直方向の３方
向それぞれに有効に作動するもので、主構造体Ｓ、と吊
り構造体Ｓ２の相対的な運動に対してエネルギー吸収能
力を発揮し、吊り構造体Ｓ２の振動を早期に静止させる
ものである。

減衰装置９は吊り構造体Ｓ２と主構造体Ｓ１間の他に、
吊り構造体Ｓｔと基礎Ｆ、もしくは地盤との間に設置し
てもよい。

第６図は第６請求項記載発明の構造物の実施例を示した
ものであり、第１図、第２図に示すような、主構造体Ｓ
ｌと吊り構造体Ｓ２とからなるそれぞれ独立した建築構
造物Ｂを鉛直方向に複数段積み重ねて新たな建築構造物
Ｂとして構築した場合である。

この場合、それぞれ独立した建築構造物Ｂの吊材１，１
は互いに切り離されており、また各建築構造物Ｂは第１
請求項乃至第５請求項記載発明のうちのいずれかの構造
で構築されている。

（発明の効果） この発明は以上の通りであり、吊り構造体を支持する吊
材の下端の定着点を下方に取り、この定着点を支点とし
て吊り構造体を振動させる構造とすることにより吊り構
造体の固有周期を長周期化させたものであるため、吊り
床部分で発生する水平力が低減され、主構造体、及び吊
り構造体の振動時の応答を効果的に抑制することができ
る。

また吊材の定着点位置、または中間点に鉛直方向に作動
する免震装置を介在させることによって吊り構造体の鉛
直振動が抑制され、更に主構造体と吊り構造体間、また
は基礎、もしくは地盤と吊り構造体間、あるいはまた吊
り構造体内部、もしくは吊材の定着点位置に接続される
減衰装置により３方向の揺れが早期に減衰されるため、
吊り構造体の居住性を向上させることができる。

更に吊り構造体が低層で、振り子長さが十分に取れない
場合にも、吊材定着部の滑り支承にすると同時に、水平
方向に剛性が低く、変形能力がある部材を介在させるこ
とにより吊り構造体の固有周期を長周期化させることが
できるため、低層、中層、高層の全ての建築物に適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図−１，Ｕは本発明の実施例を示したそれぞれ上層
部、中間部の平面図、第２図−■。 ■は第１図−■のそれぞれＸ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ線断面図、
第３図−１，ＩＩは吊材の上端の定着部を示したそれぞ
れ立面図、平面図、第４図は吊材の下端の定着部を示し
た立面図、第５図−■■は第４請求項記載発明の実施例
を示した吊材定着部の立面図、第６図−Ｉ、ＩＩは第６
請求項記載発明の実施例を示した２方向の断面図、第７
図は本発明を地下構造物として構築した場合の実施例を
示した断面図である。 Ｂ・・・・・・建築構造物、Ｓ、・・・・・・主構造体
、Ｓｔ・・・・・・吊り構造体、Ｃ・・・・・・柱、Ｇ
・・・・・・梁、Ｓ・・・・・・床、１・・・・・・吊
材、２・・・・・・支持梁、３・・・・・・定着プレー
ト、４・・・・・・ナツト、５・・・・・・支持柱、６
・・・・・・滑り支承体、６“・・・・・・水平可動装
置、７・・・・・・免震装置、８・・・・・・支持プレ
ート、９・・・・・・減衰装置、Ｆ・・・・・・基礎。 第 ５ 図 ■ 第 図 ■

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）柱、梁、壁、または基礎それぞれ単独で、もしく
   はこれらの複合により構成される主構造体より懸垂する
   吊材に、主構造体から切り離された吊り構造体を吊り支
   持させて構成される構造物において、吊材の下端を吊り
   構造体の最上階より下層の床に定着し、吊り構造体が主
   構造体に対して振動自在となっていることを特徴とする
   建築構造物。
2. （２）吊材が定着された吊り構造体の下方に別の吊材を
   懸垂させ、この吊材に主構造体から切り離された別の吊
   り構造体を吊り支持させてあることを特徴とする第１請
   求項記載の建築構造物。
3. （３）吊材の主構造体への定着点、または吊り構造体へ
   の定着点、もしくは吊材の中間点に鉛直方向に剛性の低
   い部材を介在させてあることを特徴とする第１請求項、
   または第２請求項記載の記載の建築構造物。
4. （４）吊材の定着点位置に、水平方向に剛性が低く、変
   形能力がある部材を介在させてあることを特徴とする第
   １請求項乃至第３請求項記載の建築構造物。
5. （５）主構造体と吊り構造体間、または基礎、もしくは
   地盤と吊り構造体間、または吊り構造体内部、もしくは
   吊り構造体の定着点位置に減衰装置を介在させてあるこ
   とを特徴とする第１請求項乃至第４請求項記載の建築構
   造物。
6. （６）第１請求項乃至第５請求項記載の建築構造物を鉛
   直方向に２段以上積み重ねて構成されるものであること
   を特徴とする建築構造物。