JPH0572489B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は長さを変化させることで、張力を調
整可能とした可変長型可変剛性ワイヤーブレース
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へ化さ
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、居住者等の安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。また狭域の地震感地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〕

この発明の建物架構の可変長型可変剛性ワイヤ
ーブレース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。

この発明の可変長型可変剛性ワイヤーブレース
は鋼索、PC鋼線、ピアノ線等の引張力のみを負
担するワイヤー３，４を構面内のブレースとして
用い、このワイヤー３，４の一端を緊張装置５に
接続し、この緊張装置５により、ワイヤー３，４
の長さおよび張力を調整可能としたものである。

緊張装置５としてはブレース端部に接続した駆
動装置と停止装置からなるもの等が利用でき、駆
動装置でブレース長の所定の長さに変化させ、停
止装置でその位置に固定する。

駆動装置としては電動モーター、油圧シリンダ
ー等を用いることができ、コンピユーター等の外
部からの指令に基づいて、ワイヤー３，４の端部
を緊張し、ブレースの長さを変化させる。

また、停止装置としてはウオームギヤー、油圧
シリンダー等を用い、駆動装置で変化させたブレ
ースの長さを固定する。

なお、ブレースを構成するワイヤー３，４とし
ては上述のものの他、鋼またはカーボン繊維より
なる単線を撚り合わせたもの等も利用できる。

〔作用〕

緊張装置５を作動させてワイヤー３，４を緊張
することにより、地震時の架構の水平力をブレー
スとしてのワイヤー３，４に有効に負担させるこ
とができる。すなわち、架構としての剛性を高め
ることができる。

逆に、緊張装置５によるワイヤー３，４の緊張
を緩めることにより、ワイヤー３，４のブレース
としての効果をなくすことができ、架構としての
剛性は小さくなる。

これらの組み合わせにより、架構の剛性を自由
に変化させることができ、地震特性に応じた制御
が可能となる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図はこの発明の可変長型可変剛性ワイヤー
ブレースを柱梁構面に適用した場合の実施例を示
したものである。

この実施例では柱１および梁２で囲まれる構面
内のほぼ中央で交差する２本のワイヤー３，４の
上端部を、それぞれ柱梁接合部にガセツトプレー
ト８を介して固定し、対角位置に設けたプーリー
９を経由して柱１間中央に設けた回転軸６に接続
してある。この回転軸６は駆動装置としてのモー
ター７の作動により回転し、図示した例では回転
軸６を右回転させることにより、ワイヤー３，４
が緊張され、左回転させることにより、ワイヤー
３，４の緊張が解かれる。このようにしてワイヤ
ー３，４の長さおよび張力を調整することができ
る。

上述の実施例では構面内で２本のワイヤー３，
４が交差するが、片側のワイヤー３だけでもよ
い。

また、上述の実施例では２本のワイヤー３，４
が同時に緊張され、または緩められるが、一方が
緊張されるとき、他方が緩められるように接続
し、水平力による架構の変形に合わせることも可
能である。

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、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。

第２図ａ，ｂは回転時６部分の構造の変形例を
示したもので、回転軸６にデイスク１０を設け、
このデイスク１０をデイスクブレーキ１１により
回転拘束し、回転軸６の回転を制御するよう構成
した停止装置を用いている。

〔発明の効果〕 ワイヤーによつて構成されるブレースの長さ
および緊張力を変えることにより、ブレースの
水平剛性寄与率を変化させ、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。

各構面のワイヤーブレースの長さおよび緊張
力をコンピユ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、第２図ａ，ｂはそれぞれ回転軸部にデイスク
ブレーキを使用した場合の機構を示す正面図およ
び側面図である。 １……柱、２……梁、３，４……ワイヤー、５
……緊張装置、６……回転軸、７……モーター、
８……ガセツトプレート、９……プーリー、１０
……デイスク、１１……デイスクブレーキ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 構面内のブレースとして引張力のみを負担す
   るワイヤーを用い、該ブレースの一端に緊張装置
   を設け、ブレースの長さを変化させることで、ブ
   レースの張力を調整可能としてあり、前記緊張装
   置はブレース端部に接続され、ブレース長を所定
   の長さに変化させる駆動装置と、ブレースの位置
   を固定する停止装置とからなり、前記駆動装置は
   電動モーター、油圧シリンダーを用いて、外部か
   らの指令に基づいてブレースの長さを変化させう
   るものであり、前記停止装置はウオームギヤー、
   油圧シリンダーを用いて、駆動装置で変化させた
   ブレースの長さを固定しうるようにしてあること
   を特徴とする建物架構の可変長型可変剛性ワイヤ
   ーブレース。