JPH0572488B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は制震構造の建物架構に用いられる可
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、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、建物を最適に剛性に
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、居住者等の案全を図つた制震方法を提案して
いる。

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。

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地し、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層地は建物の周辺ある
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〕

この発明の建物架構の可変剛性装置は上述のよ
うな制震方法において、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自
由に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、中に住居す
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。

この発明は構面内のブレース３，４として鋼
索、PC鋼線、ピアノ線等のワイヤー用い、この
ワイヤーを二重にオーバーラツプさせ、オーバー
ラツプするワイヤー間に束材５を介在させ、この
束材５を構面内で回転または伸縮させることによ
り、前記ブレース３，４のワイヤー間の間隔を変
化させてワイヤーの張力を調整し、地震時に架の
変化を自由に制御できるようにしたものである。

束材５はモーター７等の駆動装置により回転さ
せたり、あるいは束材として油圧シリンダー１１
等を用いることもできる。

ブレース３，４を構成するワイヤーは、それぞ
れ２本のワイヤーの端部を柱梁接合部あるいは床
スラブ構面内では柱位置にピン接合し、２本のワ
イヤーの中央部に束材５を介在させたり、あるい
はブレース３，４の端部に相当する位置にプーリ
ーを取り付け、ループ状のワイヤーをそのプーリ
ーに掛け、オーバーラツプするワイヤー間に束材
５を介在させる等する。ワイヤー端部をピン接合
とする場合、ワイヤーは束材５の両端に設けたプ
ーリー１０を介して束材５に掛ける等するが、ル
ープ状のワイヤーの場合はワイヤーと束材５を固
定してもよい。

なお、束材５を構面内で回転させる場合、柱梁
構面では束材５の回転軸９を支柱６等により支持
する必要があるが、床スラブ構面の場合は直接軸
受け等を設けることができる。

〔作用〕

第３図および第４図はこの発明の可変剛性装置
の作用を示したものである。

第３図に示すように、束材５を左に回転させれ
ば、束材５がブレース３のオーバーラツプするワ
イヤー間の間隔を押し広げるように作用し、ブレ
ース３の張力が増す。一方、ブレース４のオーバ
ーラツプするワイヤー間の間隔は狭まり、ブレー
ス４の張力は減る。その結果、架構は図に示すよ
うに、左へ変形する。

第４図に示すように、束材５を右に回転させれ
ば、束材５がブレース４のオーバーラツプするワ
イヤー間の間隔を押し広げるように作用し、ブレ
ース４の張力が増す。一方、ブレース３のオーバ
ーラツプするワイヤー間の間隔は狭まり、ブレー
ス３の張力は減る。その結果、架構は図に示すよ
うに、右へ変形する。

また、この動きを上記「従来の技術」の項で述
べたように制御することにより、地震時における
架構の変形を任意に制御できる。

〔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図はこの発明の可変剛性装置
を柱梁構面に適用した場合の実施例である。

この実施例では床スラブ上に支柱６を立て、束
材５中央の回転軸９を支持し、モーター７の作動
により、束材５が柱１および梁２で囲まれる構面
内のほぼ中央で回転できるようになつている。ブ
レース３，４を構成する２本ずるのワイヤーはそ
れぞれ両端部が構面の隅角部にピン接合され、中
央部は束材５両端のプーリー１０に掛けられ、オ
ーバーラツプするワイヤーどうしが束材５で押し
広げられたような形で張力を受けている。また、
図中８はターンバツクルであり、緩んだ場合等に
ワイヤーの張力を調整することができる。

上述の実施例では構面内に交差する２つのブレ
ース３，４があつたが、第５図に示すように、片
側のブレース３だけでもよい。

また、上述の実施例では束材５の回転により、
オーバーラツプするワイヤー間の間隔を調整して
いるが、第６図に示たものは束材として油圧シリ
ンダー１１を用い、この油圧シリンダー１１を伸
縮させてワイヤー間の間隔を調整できるようにし
たものである。

第７図の例は第６図の実施例に対し、油圧シリ
ンダー１１をダンパー１２に置き換えたものに相
当し、地震による架構の変形を抑制するように作
用する。ダンパー１２自体でブレース３の張力を
制御することはできないので、第５図あるいは第
６図の可変剛性装置と組み合わせて使用してもよ
い。

以上、一対の柱１と梁２によつて囲まれる構面
との関係で説明したが、第８図に示すように多層
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ができ
る。

〔発明の効果〕 ワイヤーによつて構成されるブレースに介在
させた束材を回転させることにより、地震時に
おける架構の変形を自由に制御することができ
る。

コンピユーター等により制御される動力によ
り、束材の中心を回転させ、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正面図、第
２図は束材の回転機構を示す平面図、第３図およ
び第４図は架構の変形制御の様子を示す正面図、
第５図〜第７図は可変剛性装置の変形例を示す正
面図、第８図は多層階建物への適用例を示す正面
図である。 １……柱、２……梁、３，４……ブレース、５
……束材、６……支柱、７……モーター、８……
ターンバツクル、９……回転軸、１０……プーリ
ー、１１……油圧シリンダー、１２……ダンパ
ー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 構面内のブレースとして二重にオーバーラツ
   プさせたワイヤーを用い、該ブレースのオーバー
   ラツプするワイヤー間に束材を介在させ、該束材
   を構面内で回転または伸縮させることにより、前
   記ブレースのワイヤーの張力を調整するよう構成
   してあり、前記束材はモーターの作動により回転
   し、束材とワイヤーは束材の両端に設けたプーリ
   ーを介して接しブレースの両端はプーリーを介し
   て取り付けられており、ワイヤーはループを形成
   していることを特徴とする建物架構の可変剛性装
   置。