JPH0559230B2 - - Google Patents
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- JPH0559230B2 JPH0559230B2 JP63028495A JP2849588A JPH0559230B2 JP H0559230 B2 JPH0559230 B2 JP H0559230B2 JP 63028495 A JP63028495 A JP 63028495A JP 2849588 A JP2849588 A JP 2849588A JP H0559230 B2 JPH0559230 B2 JP H0559230B2
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- building
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
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、制震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。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention relates to a variable rigidity structure for a building frame, which changes the rigidity of the building frame in response to external forces such as earthquakes and wind that are input to a building with a damping structure. The purpose is to enable people to deal with earthquakes, etc.
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。
Conventionally, in the seismic design of high-rise buildings and important structures, dynamic design has been performed to check safety by calculating the ground movement and building response during an earthquake.
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。 Earthquake resistance methods include seismic isolation or attenuation construction methods in which laminated rubber bearings or dampers are interposed between the building and the foundation, methods that consume earthquake energy by destroying non-main building components, walls or columns. There is a method to adjust the rigidity of the building to the optimum level by creating slits in the building.
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
の塑性化を伴う履歴特性により吸収エネルギーが
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。 By the way, confirmation of the safety of buildings designed using current seismic design methods in the event of an earthquake is based on the basic idea that the absorbed energy exceeds the seismic energy acting on the structure due to the hysteresis characteristics associated with plasticization of the structure. This has the problem of reliability with respect to history loop characteristics.
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の地震
という不確定な入力に対し、共通現象を避けて通
ることはできない。 In addition, all conventional methods provide a passive seismic structure against natural external forces such as earthquakes and wind, and are designed to provide a passive earthquake-resistant structure against natural external forces such as earthquakes and wind. You cannot avoid it.
これに対し、出願人は特開昭62−268479号にお
いて、上述のような受身の耐震方法ではなく、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、建物および建物内に
機器、居住者等の安全を図つた制震方法を提案し
ている。 On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-open No. 62-268479, the applicant proposed that the rigidity of the building itself be changed based on the judgment of a response prediction system based on the detected seismic motion, instead of using the passive seismic resistance method described above. We are proposing a vibration damping method that ensures the safety of buildings, equipment, occupants, etc. inside the building by setting it outside the area or in a state with little resonance.
上記の制震方法では柱、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。 In the above-mentioned seismic control method, a control device is installed between all or part of columns, beams, braces, walls, and their joints, or between a building and a foundation or an adjacent building, so that the connection state can be changed according to computer commands. Damping the building is done in the following way.
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。 The occurrence of an earthquake is detected by earthquake sensing devices placed in both narrow and wide areas around buildings, and the observation data is transmitted to a computer via wired and wireless communication networks. Wide-area earthquake sensing equipment connects seismometers at existing earthquake observation points or specially installed equipment using micro-wires or telephone lines.
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。 In addition, narrow-area earthquake sensing devices consist of seismometers installed around buildings or in the surrounding ground, and vibration sensors installed at the base of buildings or inside buildings, and the effects of wind force etc. are detected by vibration sensors inside buildings.
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。 For detected earthquakes, a computer determines the scale of the earthquake, analyzes its frequency characteristics, predicts the amount of response, etc., and determines whether or not building vibration should be controlled, and if so, the amount of control to avoid resonance. The judgment is made based on the one that provides the optimum stiffness (natural frequency) with a small amount of seismic response.
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、オフて調
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。 The commands from the computer are transmitted to the control devices in each part of the building, and the control devices are operated so that the stiffness of the building reaches the optimal stiffness based on the computer's predictions. The connection state can be adjusted by turning the fixed state and the disconnected state on and off using hydraulic mechanisms, electromagnets, etc., and in addition to the fixed state and the disconnected state,
It is conceivable to use a hydraulic mechanism or a special alloy to adjust the introduction of tension force and fixation at an arbitrary position.
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なつた
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。 In addition, vibration sensors placed inside the building will
The amount of response in each part of the building as well as the actual vibration when controlled can be detected, and this can be fed back to correct the amount of control.
この発明の建物架構の可変剛性構造は上述のよ
うな制震方法において、柱梁構面内に使用し、耐
震壁又はブレースをコンピユーター等で制御し、
耐震要素としてきかせたり、きかせなかつたりし
て、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。
The variable rigidity structure of the building frame of this invention is used in the above-mentioned seismic control method within the column and beam structure, and the shear walls or braces are controlled by a computer or the like,
By changing the rigidity of the frame by using it as an earthquake-resistant element or not,
The purpose is to reduce the response of buildings and prevent earthquake disasters in buildings, as well as to protect the people living inside and machinery and equipment from discomfort and vibration disturbances caused by earthquakes.
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(第1図参照)。
An outline of the present invention will be explained below using reference numerals in the drawings corresponding to the embodiments (see FIG. 1).
この発明の建物架構の可変剛性構造は左右柱と
上下梁とで構成された架構と、この架構の構面内
に設置されたブレースまたは壁との間に、前記架
構の剛性をばねの弾発力によつて変える圧縮コイ
ルばねを備えた可変剛性装置と、この可変剛性装
置を自動的に制御可能な油圧シリンダーからなる
駆動装置とを設置し、前記駆動装置により前記コ
イルばねの弾発力を変化させて、前記ブレースま
たは壁と前記架構との接合を応力伝達状態または
フリー状態に制御することにより、前記架構の剛
性に対する前記ブレースまたは壁の寄与度を可変
しうるように構成したものである。 The variable-rigidity structure of the building frame of the present invention is arranged between a frame composed of left and right columns and upper and lower beams, and a brace or wall installed within the structural surface of this frame. A variable stiffness device equipped with a compression coil spring that can be changed depending on force, and a drive device consisting of a hydraulic cylinder that can automatically control this variable stiffness device are installed, and the elastic force of the coil spring is controlled by the drive device. The degree of contribution of the brace or wall to the rigidity of the frame can be varied by controlling the connection between the brace or wall and the frame to a stress transmission state or a free state. .
以下、この発明に係る可変剛性構造を図示する
一実施例によつて説明する(第2図〜第5図参
照)。
Hereinafter, an embodiment illustrating a variable rigidity structure according to the present invention will be explained (see FIGS. 2 to 5).
左右柱1,1と上下梁2,2とによつて構成さ
れた柱梁構面内にブレース3,3が45°方向に沿
つて設置されている(第2図参照)。 Braces 3, 3 are installed along a 45° direction within a column-beam structure composed of left and right columns 1, 1 and upper and lower beams 2, 2 (see Fig. 2).
ブレース3,3の一端には、可変制御装置4,
4が取付けられ、他端には、駆動装置5,5が設
置されている。 A variable control device 4,
4 is attached, and drive devices 5, 5 are installed at the other end.
当該ブレース3と可変制御装置4及び駆動装置
5とは、ターンバツクル6によつて連結されてい
る。 The brace 3, the variable control device 4, and the drive device 5 are connected by a turnbuckle 6.
また、可変制御装置4及び駆動装置5は柱1と
梁2とのコーナ部にガセツトプレート7,7を介
して連結され、これによりブレース3,3は柱梁
構面内に交差した状態に設置されている。 Further, the variable control device 4 and the drive device 5 are connected to the corner portion of the column 1 and the beam 2 via gusset plates 7, 7, so that the braces 3, 3 are in a state of intersecting within the column and beam structural plane. is set up.
可変制御装置4,4は、油圧シリンダー8とシ
リンダー受け9と圧縮コイルバネ10とから構成
されている(第3図参照)。 The variable control devices 4, 4 are composed of a hydraulic cylinder 8, a cylinder receiver 9, and a compression coil spring 10 (see FIG. 3).
シリンダー受け9は、ガセツトプレート7,7
に取付ネジ11,11によつて取りつけられてい
る。 The cylinder receiver 9 is connected to the gusset plates 7, 7
It is attached by mounting screws 11, 11.
油圧シリンダー8は、ブレース3の長手方向に
長く、そのなかに圧縮コイルバネ10が内蔵され
中央部にロツド12が挿入されている。 The hydraulic cylinder 8 is long in the longitudinal direction of the brace 3, has a compression coil spring 10 built therein, and has a rod 12 inserted in its center.
ロツド12の先端は、ブレース3とターンバツ
クル6によつて連結されている。 The tip of the rod 12 is connected by a brace 3 and a turnbuckle 6.
圧縮コイルバネ10の一端は、油圧シリンダー
8に固定され、他端はロツド12に固定されてい
る。 One end of the compression coil spring 10 is fixed to the hydraulic cylinder 8, and the other end is fixed to the rod 12.
そして、ブレース3に引張力が作用すると圧縮
コイルバネ10が圧縮され、その弾発力によつて
ブレース3の引張力が柱・梁の架構に伝達される
構成に成つている。 When a tensile force is applied to the brace 3, the compression coil spring 10 is compressed, and the tensile force of the brace 3 is transmitted to the column/beam frame by its elastic force.
係る構成の可変制御装置4は、シリンダー受け
9のフランジ9a,9aに連結ピン14によつて
回転自在に取り付けられた構造である。 The variable control device 4 having such a configuration is rotatably attached to the flanges 9a, 9a of the cylinder receiver 9 by connecting pins 14.
駆動装置5,5は、油圧シリンダー8であつ
て、油圧の働きによりピストンロツド13が前後
移動するものである(第5図参照)。 The drive devices 5, 5 are hydraulic cylinders 8 in which a piston rod 13 is moved back and forth by the action of hydraulic pressure (see FIG. 5).
当該油圧シリンダー8のピストンロツド13と
ブレース3の他端部はターンバツクル6によつて
連結されている。 The piston rod 13 of the hydraulic cylinder 8 and the other end of the brace 3 are connected by a turnbuckle 6.
駆動装置5、即ち油圧シリンダー8には、電磁
弁やサーボ弁が接続され、この弁の開閉をコンピ
ユーターで制御することにより、駆動装置5の操
作即ち、ピストンロツド13の操作が出来る構成
になつている。 A solenoid valve or a servo valve is connected to the drive device 5, that is, the hydraulic cylinder 8, and by controlling the opening and closing of this valve by a computer, the drive device 5, that is, the piston rod 13 can be operated. .
係る構成の駆動装置5は、駆動装置受け15に
取付ネジ11によつて連結され、駆動装置受け1
5は、ガセツトプレート7,7に連結ピン16,
16によつて連結されている(第3図参照)。 The drive device 5 having such a configuration is connected to the drive device receiver 15 by the mounting screw 11, and the drive device receiver 1
5 is a connecting pin 16 to the gusset plates 7, 7,
16 (see Figure 3).
係る構成において、駆動装置5のピストンロツ
ド13をブレース3側に移動させると(この状態
ONとする。)、ブレース3は柱・梁に対してフリ
ーの状態となりブレース3には引張力は作用しな
い(第7図参照)。従つて架構としての剛性は小
さくなる。 In such a configuration, when the piston rod 13 of the drive device 5 is moved toward the brace 3 (this state
Set to ON. ), the brace 3 becomes free with respect to the columns and beams, and no tensile force acts on the brace 3 (see Fig. 7). Therefore, the rigidity of the frame is reduced.
一方、ピストンロツド13を反対方向に移動さ
せた状態では可変制御装置4の圧縮コイルバル1
0が圧縮され、ブレース3と柱・梁架構間の応力
の伝達が可能になる(第6図参照)。従つて、架
構としての剛性が高められる。 On the other hand, when the piston rod 13 is moved in the opposite direction, the compression coil valve 1 of the variable control device 4
0 is compressed, allowing stress to be transmitted between the brace 3 and the column/beam frame (see Figure 6). Therefore, the rigidity of the frame is increased.
第8図及び第9図は、架構と壁との間に駆動装
置5を設置した例を示したものであり。、第10
図及び第11図は、そのときの可変剛性の原理を
示したものである。 FIGS. 8 and 9 show an example in which the drive device 5 is installed between the frame and the wall. , 10th
The figure and FIG. 11 show the principle of variable stiffness at that time.
〔発明の効果〕
ブレース又は壁と梁または柱との間に設けた
駆動装置を油圧等によつて制御することにより
ブレース又は壁を耐震要素として効かせたり、
効かせなかつたりすることができ、建物架構と
しての剛性を自由に制御することができる。[Effect of the invention] By controlling the drive device installed between the brace or wall and the beam or column using hydraulic pressure or the like, the brace or wall can be made to work as an earthquake-resistant element,
It can be turned on or off, and the rigidity of the building frame can be controlled freely.
コンピユーター等で油圧ポンプの駆動、弁の
開閉等を制御し、駆動装置による接合状態をコ
ントロールすることにより、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。 By controlling the drive of hydraulic pumps, opening and closing of valves, etc. using a computer, etc., and controlling the connection state by the drive device, it is possible to control the deformation of the entire building according to individual seismic characteristics. This increases the safety of the building and creates a comfortable living space with less shaking.
第1図はこの発明の第1実施例を示す建物骨組
全体の正面図、第2図はその一部架構の側面図、
第3図は可変制御装置の一部破断側面図、第4図
はその平面図、第5図は駆動装置の構造を示す断
面図、第6図、第7図、第8図、及び第9図はブ
レース又は壁による可変剛性の原理を示す説明
図、第10図及び第11図は壁に使用した例を示
す説明図である。
1……柱、2……梁、3……ブレース、4……
可変制御装置、5……駆動装置、6……ターンバ
ツクル、7……ガセツトプレート、8……油圧シ
リンダー、9……シリンダー受け、10……圧縮
コイルバネ、11……取付ネジ、12……ロツ
ド、13……ピストンロツド、14……連結ピ
ン、15……駆動装置受け、16……連結ピン。
FIG. 1 is a front view of the entire building frame showing the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a part of the frame,
3 is a partially cutaway side view of the variable control device, FIG. 4 is a plan view thereof, FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the drive device, FIGS. 6, 7, 8, and 9. The figure is an explanatory view showing the principle of variable rigidity by a brace or a wall, and Figs. 10 and 11 are explanatory views showing an example of use on a wall. 1...Column, 2...Beam, 3...Brace, 4...
Variable control device, 5... Drive device, 6... Turnbuckle, 7... Gusset plate, 8... Hydraulic cylinder, 9... Cylinder receiver, 10... Compression coil spring, 11... Mounting screw, 12... Rod , 13... Piston rod, 14... Connection pin, 15... Drive device receiver, 16... Connection pin.
Claims (1)
架構の構面内に設置されたブレースまたは壁との
間に、前記架構の剛性をばねの弾発力によつて変
える圧縮コイルばねを備えた可変剛性装置と、こ
の可変剛性装置を自動的に制御可能な油圧シリン
ダーからなる駆動装置とを設置し、前記駆動装置
により前記コイルばねの弾発力を変化させて、前
記ブレースまたは壁と前記架構との接合を応力伝
達状態またはフリー状態に制御することにより、
前記架構の剛性に対する前記ブレースまたは壁の
寄与度を可変しうるように構成してあることを特
徴とする建物架構の可変剛性構造。1 A compression coil spring is installed between a frame composed of left and right columns and upper and lower beams, and a brace or wall installed within the structural surface of this frame, which changes the rigidity of the frame by the elastic force of the spring. and a drive device consisting of a hydraulic cylinder that can automatically control the variable stiffness device, and the drive device changes the elastic force of the coil spring to connect the brace or wall. By controlling the connection with the frame to a stress transmission state or a free state,
A variable rigidity structure for a building frame, characterized in that the degree of contribution of the brace or wall to the rigidity of the frame can be varied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2849588A JPH01203571A (en) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Variable rigidity construction of building frame |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2849588A JPH01203571A (en) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Variable rigidity construction of building frame |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01203571A JPH01203571A (en) | 1989-08-16 |
| JPH0559230B2 true JPH0559230B2 (en) | 1993-08-30 |
Family
ID=12250252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2849588A Granted JPH01203571A (en) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | Variable rigidity construction of building frame |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01203571A (en) |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2827828B2 (en) * | 1993-08-13 | 1998-11-25 | 鹿島建設株式会社 | Seismic structure of structures |
| JP2827830B2 (en) * | 1993-08-20 | 1998-11-25 | 鹿島建設株式会社 | Seismic structure of structures |
| US5490655A (en) * | 1993-09-16 | 1996-02-13 | Monger Mounts, Inc. | Video/data projector and monitor ceiling/wall mount |
| JPH08260566A (en) * | 1995-03-17 | 1996-10-08 | Yoshio Kiguchi | Construction method for diagonal member and face member in square forty-five degrees |
| KR20010025905A (en) * | 1999-09-01 | 2001-04-06 | 정란 | Steel Wire Bracing Apparatus and Method for Strenthening the Durability of the Reinfored Concrete Structure against Earthquake |
| JP4573709B2 (en) * | 2005-06-16 | 2010-11-04 | バンドー化学株式会社 | Passive damper |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS532598B2 (en) * | 1972-09-09 | 1978-01-30 |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP2849588A patent/JPH01203571A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH01203571A (en) | 1989-08-16 |
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