JPH0438871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建物架構の可変剛性装置に関するもの
で、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
して、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
いは柱等にスリツトを設け、建物を最適の剛性に
調整する方法等がある。

また、特開昭62−268479号公報には、上述のよ
うな受身の耐震方法（以下、受動型という）でな
く、感知した地震動に基づく応答予測システムの
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つた制震方法（以
下、能動型という）が開示されている。

上記の能動型の制震方法では柱、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、コンピユ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
震を行なう。

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ユーター
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、コンピユーターによ
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。

コンピユ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ユーターの予測
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つた場合の
実際の振動が検知でき、これをフイードバツクし
て、制御量の修正等を行なうことができる。

〔発明の目的〕

本発明の建物架構の可変剛性装置は柱梁構面内
に使用し、耐震壁と梁または柱間の接合状態を変
え、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、基本的には受動型の制震装置として用い
られるが、能動型の制震方法に併用することもで
きる。

〔発明の構成〕

以下、本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。

本発明の建物架構の可変剛性装置は構面内に設
けた壁３と、架構を構成する柱１または梁２との
間に、油圧制御可能な連結装置を介在させ、この
連結装置による接合力を油圧により制御し、架構
の剛性に対する耐震壁３の寄与度を調整し、架構
の剛性を可変としたものである。

壁３は下側の梁２または床スラブより立ち上げ
たり、あるいは上側の梁２から垂下させる等し
て、直接的には架構の変形に影響されない構造と
し、連結装置による接合状態を制御する。

連結装置としては壁３の端部をつかむことので
きる油圧制動装置５あるいは壁３と柱１または梁
２との間を連結する油圧シリンダー等が使用でき
る。

連結装置の制御のための油圧源としては、壁３
と柱１または梁２との相対変位により油圧を発生
する油圧シリンダー形式の油圧感知装置９を設け
る。油圧感知装置９は壁３と柱１または梁２との
間に設けられ、これらの相対変位によつてピスト
ンが作動することにより、相対変位に応じた油圧
を油圧伝達管７を通じて連結装置に送り込み、そ
の連結状態を変化させることができる。

なお、本発明の建物架構の可変剛性装置は、地
震等によつて生じる壁３と柱１または梁２との相
対変位により油圧感知装置９に油圧が発生する構
成であり、原則として外部油圧を必要としない受
動型の制震装置を構成するが、油圧伝達管７や油
圧感知装置９に対して弁８，１０を設け、これら
の弁８，１０を地震等の振動外力あるいは建物の
応答に応じて制御することにより、架構の剛性を
能動的にコントロールしたり、あるいは他の能動
型の制震装置と併用することもできる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示
したものである。

本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とを連結装置として
の油圧制動装置５で接合できるようにしている。
より詳しくは、上側の梁２に壁３の上端部を前後
から挟むように垂下部４を形成し、垂下部４と壁
３の上端部との間に油圧制動装置５を介在させて
ある。

また、本実施例では油圧源としての油圧シリン
ダー形式の油圧感知装置９を、柱１と壁３との間
に設置している。すなわち、地震時に柱梁架構が
変形すると、壁３と柱１の間に変形が生じ、その
変形によつて油圧を生じさせようとするものであ
る。この油圧を油圧伝達管７により伝達し、油圧
制動装置５を駆動させる。

油圧制動装置５は油圧伝達管７を通して油圧を
受けることで壁３の上端部をつかみ、壁３の効き
具合を変化させることができる。すなわち、壁３
と柱梁架構の相対変位が大きいと、それだけ大き
な油圧が油圧感知装置９に生じ、壁３の効き具合
が増し、架構の剛性が大きくなる。

なお、各油圧制動装置５の元には弁８が設けら
れ、任意の油圧制動装置５が駆動するよう弁８を
電気的に制御することも可能である。また、油圧
感知装置９に対しても弁１０を設け、この弁１０
を電気的に制御する等して、油圧感知装置９で感
知した油圧の各油圧制動装置５への伝達を調整す
ることもできる。

第３図は本発明の第２実施例を示したもので、
本発明の基本構成に対し、能動型の制震装置を組
み合わせた構造に相当する。

すなわち、第２実施例は下側の梁２より立ち上
げた鉄筋コンクリート製の壁３の上端部と上側の
梁２との間に油圧制動装置１８を設け、壁３の側
部上端と柱１との間に油圧感知装置を兼ねたシリ
ンダー１９を設置し、共通の油圧ポンプ１７によ
る油圧の伝達を、弁２０ａと弁２０ｂの操作によ
り切り換えられるようにしたものである。

この場合、弁２０ａ，２０ｂの開閉状態の切り
換えおよび油圧ポンプ１７の駆動状態により、以
下のような３通りの使い方が可能である。

弁２０ａ，２０ｂを両方とも開き、油圧ポン
プ１７を停止（ピストンを固定）すれば、第１
実施例と同様の機構となり、受動型の制震が行
われる。

弁２０ａを開き、弁２０ｂを閉じ、油圧ポン
プ１７の駆動を、地震等の振動外力または建物
の応答に応じて能動的に制御すれば、油圧制動
装置１８が、架構の剛性を建物の応答が少なく
なる最適剛性とすべく調整される。このとき、
シリンダー１９はダンパーとして機能する。

弁２０ａを閉じ、弁２０ｂを開き、油圧ポン
プ１７を停止すれば、シリンダー１９のみダン
パーとして働かせることができる。

〔発明の効果〕 壁と梁または柱との間に設けた連結装置を、
壁と柱梁架構の相対変位に応じた油圧を発生す
る油圧感知装置で制御することにより、地震等
による建物の応答に対し、架構の剛性に対する
壁の寄与度を変化させながら、架構に対し振動
制御力を与え、建物の応答を低減させることが
できる。

受動型の制震装置としての構成を有するた
め、基本的には外部からの油圧供給を必要とし
ない。従つて、油圧伝達管に設けた弁の開閉状
態を能動的に制御したり、外部からの油圧供給
を行い、それを能動的に制御する等、能動型の
制震機構を組み込んだり、あるいは能動型の制
震装置と併用した場合において、停電等により
外部油圧が停止したり、能動型の制御が不可能
となつた場合でも、受動型の制震装置としての
構成がフエールセーフ機構を構成し、建物に大
きな被害が生じるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す架構の正面
図、第２図はその鉛直断面図、第３図は第２実施
例を示す架構の正面図である。 １……柱、２……梁、３……壁、４……垂下
部、５……油圧制動装置、７……油圧伝達管、８
……弁、９……油圧感知装置、１０……弁、１７
……油圧ポンプ、１８……油圧制動装置、１９…
…シリンダー、２０ａ，２０ｂ……弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 構面内に設けた壁と、架構を構成する柱また
   は梁との間に、油圧制御可能な連結装置を介在さ
   せ、前記連結装置の制御のための油圧源として、
   前記壁と前記柱または梁との相対変位により油圧
   を発生する油圧シリンダー形式の油圧感知装置を
   前記壁と前記柱または梁との間に設け、前記相対
   変位に応じて架構の剛性に対する前記壁の寄与度
   を調整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 壁は下側の梁または床スラブより立ち上が
   り、連結装置は上側の梁または柱より前記壁上端
   部を挟持するように設けた油圧制御装置である特
   許請求の範囲第１項記載の建物架構の可変剛性装
   置。 ３ 連結装置は壁と柱または梁との間に設けた油
   圧シリンダーである特許請求の範囲第１項記載の
   建物架構の可変剛性装置。