JPH0718270B2 - 建物の屋根等の重量を利用した動的制振方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、建物を地震や強風による振動の被害から防ぐ
ための建物の屋根または最上階の柱・壁及び屋根の重量
を利用した動的制振方法および装置に関するものであ
る。

従来の技術 従来、建物の制振技術として、例えば第５図に示すよう
に、建物の上部に重りＭとバネＳから成る振り子の系を
構成して、この振り子の振動周期を建物の固有振動周期
の近辺に定めておき、地震時に上記振り子を大きく揺ら
せて、その揺れ運動により地震エネルギーを吸収せし
め、その結果、建物の揺れを抑えるものがあった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の制振技術は、振り子の重りを
建物に接地しているため、下記のような問題点があっ
た。

１）建物自体の機能に直接関係のない余計な重量を特別
に設けなければならない。特に、建物が大きくなると制
振効果を上げるために振り子の重りを大きくしなければ
ならず、不経済である。

２）振り子の重りの分の荷重が余分に増加するので、建
物の柱・大梁、床の部材をそれだけ大きくしなければな
らず、不経済であり、また、実際には振り子の大きさに
限界が生じる。

３）振り子の重りを設置する広い空間が必要になり、従
って、建物として使用できる空間がそれだけ狭くなって
不経済である。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、その目的とするところは、建物の機能に関係の
ない余計な重量を増加させることなく、経済的に且つ効
果的に建物を制振することができる建物の屋根等の重量
を利用した動的制振方法および装置を提供することにあ
る。

問題点を解決するための手段 本発明の建物の屋根等の重量を利用した動的制振方法
は、建物の屋根または最上階の柱・壁及び屋根を地震や
強風時の振動の振り子の重りとする振動周期を建物の下
層階部分（建物の他の本体部分）の固有振動周期の近辺
に定めて、地震または強風時に上記屋根または最上階の
柱・壁及び屋根を揺らせ、その結果、建物の他の本体部
分の揺れを抑えるようにしたことを特徴とする。

また、本発明の建物の屋根等の重量を利用した動的制振
装置は、建物の屋根または最上階の柱・壁及び屋根を建
物の他の本体部分から構造強度的に切り離すと共にこれ
らの間に免振体を介挿し、上記屋根または最上階の柱・
壁及び屋根を地震や強風時の振動の振り子の重りとする
振動周期を上記建物の下層階部分（建物の他の本体部
分）の固有振動周期の近辺に定めて構成したことを特徴
とする。上記建物の屋根または最上階の柱・壁及び屋根
と、他の建物本体部分との間にダンパー機構を介在せし
めてもよい。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図において、１は鉄筋コンクリート造、鉄筋鉄骨コ
ンクリート造又は鉄骨造などの中高層以上の建物であっ
て、その最上階部分1aの屋根1a′が該最上階部分1aの柱
・壁1a″から切り離されている。これら屋根1a′と柱・
壁1a″との間に積層ゴム・ばね等から成る免振体２が介
挿されており、該屋根1a′を重り（質量）とすると共に
上記免振体２をバネ剛性とする振り子の系を構成してい
る。

尚、最上階部分1aの屋根1a′の切り離しは、構造強度的
に切り離されていれば十分であって、少なくとも地震時
に屋根1a′が振り子の重りとして独立して揺れる構造で
あれば完全に分離させる必要はなく、強度的に弱いもの
或いはスライド式に一体的に構成してもよい。

最上階部分1aの屋根1a′を振り子の重りとする本実施例
の場合の振り子の振動周期は、下層階部分1bの固有振動
周期を調査して、この固有振動周期の近辺に定める。

また、上記最上階部分1aの屋根1a′の揺れが過大となら
ないように、該屋根1a′と上記最上階部分1aの柱・壁1
a″との間にオイルダンパー等のダンパー機構４を設置
する。このダンパー機構４は、いずれの方向にも働くよ
うに配置する。３は地盤である。

本実施例は、以上のように構成されているので、第２図
に示すように、地震時または強風時に下層階部分1bが揺
れると、この固有振動周期に対して同調するようにその
振動周期が定められている上記屋根1a′は大きく揺れ
る。この屋根1a′の大きな揺れ運動により地震等のエネ
ルギーは吸収され、その結果、上記下層部分1bはそれほ
ど揺れずに制振される。

本発明者の実験によると、最上階部分1aの屋根1a′の揺
れは20％程度増大するが、それより下の構造物は20〜40
％程度減少する。

第３図は、本発明の別の実施例を示すものであって、上
記屋根1a′を含めて最上階部分1aの柱・壁1a″も一体構
成して最上階部分1aの床から分離独立して構成し、それ
らの間に免振体２を介挿し、振り子の系を構成する。最
上階部分1aの柱・壁1a″及び屋根1a′を振り子の重りと
する本実施例の場合の振り子の振動周期も、上記下層階
部分1bの固有振動周期を調査して、この固有振動周期の
近辺に定める。４はダンパー機構である。

従って、地震時等に下層階部分1bが揺れると、最上階部
分1aの柱・壁1a″及び屋根1a′が大きく揺れ、その結
果、下層階部分1bが制振される。

第４図は、最上階部分1aの床にエレベーター装置５を設
置した場合の実施例を示すもので、この場合には、屋根
1a′の一部を変形して、その中にエレベーター装置５を
収容するようになっている。従って、本実施例では、屋
根1a′の振れによりエレベーター装置５を含む下層階部
分1bが制振されることになる。

発明の効果 本発明は、振り子の重りとして建物の最上階の屋根等を
利用するので、下記のような利点がある。

１）建物自体の機能に関係のない余計な重量が増加する
ことがなく、経済的である。

２）建物の柱、大梁、床の部材を特別に大きくする必要
がなく、経済的である。

３）建物として使用できる最上階の空間が狭くならず、
経済的である。

４）屋根上に設置した設備なども動的制振装置の振り子
の重りとして利用できる。

５）最上階の屋根や柱・壁等が大きく揺れても、下層階
部分の一部である最上階の床は制振されるので、最上階
内にいる人には揺れを感じさせない。

６）特に10階以上の建物での制振効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す説明図、第２図は地震
時における制振作用を示す説明図、第３図および第４図
は各々別の実施例を示す説明図、第５図は従来の制振構
造を示す説明図である。 １…建物、1a…最上階部分、1a′…屋根、1a″…柱・
壁、1b…下層階部分、２…免振体、３…地盤、４…ダン
パー機構、５…エレベーター装置、Ｍ…重り、Ｓ…バ
ネ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井出 知良 東京都杉並区上井草２−１−13 (72)発明者 中村 国雄 東京都新宿区高田馬場４−29−23 (56)参考文献 特開 昭61−242237（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物の屋根または最上階の柱・壁及び屋根
   を地震や強風時の振動の振り子の重りとする振動周期を
   建物の下層階部分の固有振動周期の近辺に定めて、地震
   または強風時に上記屋根または最上階の柱・壁及び屋根
   を揺らせ、その結果、建物の他の本体部分の揺れを抑え
   るようにしたことを特徴とする建物の屋根等の重量を利
   用した動的制振方法。
2. 【請求項２】建物の屋根または最上階の柱・壁及び屋根
   を建物の他の本体部分から構造強度的に切り離すと共に
   これらの間に免振体を介挿し、上記屋根または最上階の
   柱・壁及び屋根を地震や強風時の振動の振り子の重りと
   する振動周期を上記建物の下層階部分の固有振動周期の
   近辺に定めて構成したことを特徴とする建物の屋根等の
   重量を利用した動的制振装置。
3. 【請求項３】上記建物の屋根または最上階の柱・壁及び
   屋根と、他の建物本体部分との間にダンパー機構を介在
   せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の建物の屋根等の重量を利用した動的制振装置。