JPH0932341A - ロケット制震装置 - Google Patents
ロケット制震装置Info
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- JPH0932341A JPH0932341A JP7185591A JP18559195A JPH0932341A JP H0932341 A JPH0932341 A JP H0932341A JP 7185591 A JP7185591 A JP 7185591A JP 18559195 A JP18559195 A JP 18559195A JP H0932341 A JPH0932341 A JP H0932341A
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- rockets
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/027—Preventive constructional measures against earthquake damage in existing buildings
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 新築は勿論のこと既存の建築構造物にもたや
すく適用でき、しかも、従来不可能とされていた直下型
地震のような突発的な加震力にも対応できる建築構造物
用制震装置を提供する。 【解決手段】 制震装置は、建築構造物（１）の上階の
四隅に、ノズル（４）を外に向けて配設された複数のロ
ケット（３）を有し、地震を感知して前記ロケットを作
動させる装置を備える。
すく適用でき、しかも、従来不可能とされていた直下型
地震のような突発的な加震力にも対応できる建築構造物
用制震装置を提供する。 【解決手段】 制震装置は、建築構造物（１）の上階の
四隅に、ノズル（４）を外に向けて配設された複数のロ
ケット（３）を有し、地震を感知して前記ロケットを作
動させる装置を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地震による建築構造物
への加震力を緩和する加震力緩和装置に関する。特に能
動的に力を発生させ加震力を打消す制震装置に関する。
への加震力を緩和する加震力緩和装置に関する。特に能
動的に力を発生させ加震力を打消す制震装置に関する。
【０００２】
【従来技術】地震による加震力によって建築構造物の倒
壊を防ぐ方法として、受動的免震装置（構造）と能動的
制震装置がある。受動的免震装置は建築構造物と地面の
間に積層ゴム板等の緩衝材を設置し、地震による水平方
向の加震力を建築構造物へ直接伝えないというもので、
構造が簡単で、優れたものである。しかし建築構造物と
基礎（地面）との間に装置を入れなくてはならず、新規
の建築構造物ものならばよいが、既存のものに応用する
のは困難である。一方、能動的制震装置は建築構造物内
部に人工的な加震機を設置して地震による加速度をセン
サーで感知し、コンピュータにより建築構造物の揺れの
方向を計算、それを打消す方向に加震力を加震機で発生
させ、揺れを少なくするものである。これは既存の建築
構造物へも適応可能である。この加震機は大きなおもり
をモータで揺らしたり、偏心おもりを回したりして加震
力を発生させている。この為打消し加震力が発生するま
でに時間が掛かるという問題がある。特に直下型地震と
呼ばれる地震は何んの前触れも無く大きな振動を起す為
に、制震装置が起動する前に加震力が建築構造物に加わ
ってしまう。
壊を防ぐ方法として、受動的免震装置（構造）と能動的
制震装置がある。受動的免震装置は建築構造物と地面の
間に積層ゴム板等の緩衝材を設置し、地震による水平方
向の加震力を建築構造物へ直接伝えないというもので、
構造が簡単で、優れたものである。しかし建築構造物と
基礎（地面）との間に装置を入れなくてはならず、新規
の建築構造物ものならばよいが、既存のものに応用する
のは困難である。一方、能動的制震装置は建築構造物内
部に人工的な加震機を設置して地震による加速度をセン
サーで感知し、コンピュータにより建築構造物の揺れの
方向を計算、それを打消す方向に加震力を加震機で発生
させ、揺れを少なくするものである。これは既存の建築
構造物へも適応可能である。この加震機は大きなおもり
をモータで揺らしたり、偏心おもりを回したりして加震
力を発生させている。この為打消し加震力が発生するま
でに時間が掛かるという問題がある。特に直下型地震と
呼ばれる地震は何んの前触れも無く大きな振動を起す為
に、制震装置が起動する前に加震力が建築構造物に加わ
ってしまう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】既存の建築構造物に適
応でき、直下型地震のような突発的な加震力にも対応で
きる制震装置を提供することにある。
応でき、直下型地震のような突発的な加震力にも対応で
きる制震装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、建築構
造物の上階に、ノズルを外に向けて配設された複数のロ
ケットを有し、地震を感知して前記ロケットを作動させ
る装置を備えることを特徴とする建築構造物用ロケット
制震装置を提供する。建築構造物は例えば高層のビルで
あり、ロケットは、該ビルの中程でその各隅に隣接して
設けられた開口部内に縦に並べて設置されるのが望まし
い。
造物の上階に、ノズルを外に向けて配設された複数のロ
ケットを有し、地震を感知して前記ロケットを作動させ
る装置を備えることを特徴とする建築構造物用ロケット
制震装置を提供する。建築構造物は例えば高層のビルで
あり、ロケットは、該ビルの中程でその各隅に隣接して
設けられた開口部内に縦に並べて設置されるのが望まし
い。
【０００５】
【作用】ビルが加震力を受けたとき、これを感知しコン
ピュータで処理してロケットに点火信号を送ってロケッ
トを噴射させて制震力を得る。
ピュータで処理してロケットに点火信号を送ってロケッ
トを噴射させて制震力を得る。
【０００６】
【実施例】以下に、図面を参照して本発明による建築構
造物のロケット制震装置をより詳細に説明する。図１は
本発明によるロケット制震装置をビル１に適応したもの
であり、ビル１の中程の階にはその四つの隅部に隣接し
て開口部２を設け、そこにロケット群３を配置する。図
２から分かるように、ロケット３は四方に向けて設置し
てある。より詳しくは、図３に示すように、ロケット３
はビルの各隅部において、３ケづつ縦に配列され、そし
て互いに直交して、ノズル４をビルの外側に向け設置さ
れる。ロケット１つ１つは、ビルの構造部材に強固に取
付けられる。この適応例では、設備の容易さから、ロケ
ット３として固体燃料ロケットが採用される。固体燃料
ロケットは、図４に示すように、ノズル４を備えたロケ
ット本体５と、ロケット本体５内に装填された固体燃料
６とで構成される。勿論、他に液体燃料ロケットでも良
いが複雑で燃料、酸化剤の管理がむずかしく、本発明に
は適さない。
造物のロケット制震装置をより詳細に説明する。図１は
本発明によるロケット制震装置をビル１に適応したもの
であり、ビル１の中程の階にはその四つの隅部に隣接し
て開口部２を設け、そこにロケット群３を配置する。図
２から分かるように、ロケット３は四方に向けて設置し
てある。より詳しくは、図３に示すように、ロケット３
はビルの各隅部において、３ケづつ縦に配列され、そし
て互いに直交して、ノズル４をビルの外側に向け設置さ
れる。ロケット１つ１つは、ビルの構造部材に強固に取
付けられる。この適応例では、設備の容易さから、ロケ
ット３として固体燃料ロケットが採用される。固体燃料
ロケットは、図４に示すように、ノズル４を備えたロケ
ット本体５と、ロケット本体５内に装填された固体燃料
６とで構成される。勿論、他に液体燃料ロケットでも良
いが複雑で燃料、酸化剤の管理がむずかしく、本発明に
は適さない。
【０００７】図５は、本発明によるロケット制震装置の
全体を示し、今、簡単化のために、紙面紙面に左右方向
の揺のみを考えることとする。加速度センサー７は地面
の揺れによる加速度を検出する。ビル１の何階か毎に設
置され、それぞれの階の加速度の大きさと方向（右か左
か）を検出する。コンピュータ８は、センサー７からの
信号を常にモニターしていて、加速度から速度、変位を
計算し、ビルの歪を算出するようになっている。そして
あらかじめ決められた値を越えた時にその歪を打消す方
向のロケット３に点火信号を送る。この時、加速度の大
きさや、歪の増加率などから点火するロケットの本数が
変わるようになっている。図６は地震の地面変位により
ビル１が変形しそれを打消す方向にロケット３が噴出し
ている様子を示している。地震によりある時間内に変位
Ｘが生じたとすると、ビル（便宜的に）重心に反力（ビ
ル質量×変位による加速度）Ｆが左から右に作用する。
これにより歪みｅが生じたとして、これがあらかじめ決
められた値より大きいと判断、これを打消すべく右側ロ
ケット３が作動し、ＦR の力がビル重心に加わり、歪の
増加が抑えられる。センサー７が加速度を検出、コンピ
ュータ８が歪を計算、ロケットの点火か否かの判断、ロ
ケットの点火までに必要な時間は数ミリ秒、実際ロケッ
トが力を発生し始めるのに数十ミリ秒程必要と考えられ
る。一方、地震による変位の１周期は0.５秒〜１秒程な
ので十分対応できる。
全体を示し、今、簡単化のために、紙面紙面に左右方向
の揺のみを考えることとする。加速度センサー７は地面
の揺れによる加速度を検出する。ビル１の何階か毎に設
置され、それぞれの階の加速度の大きさと方向（右か左
か）を検出する。コンピュータ８は、センサー７からの
信号を常にモニターしていて、加速度から速度、変位を
計算し、ビルの歪を算出するようになっている。そして
あらかじめ決められた値を越えた時にその歪を打消す方
向のロケット３に点火信号を送る。この時、加速度の大
きさや、歪の増加率などから点火するロケットの本数が
変わるようになっている。図６は地震の地面変位により
ビル１が変形しそれを打消す方向にロケット３が噴出し
ている様子を示している。地震によりある時間内に変位
Ｘが生じたとすると、ビル（便宜的に）重心に反力（ビ
ル質量×変位による加速度）Ｆが左から右に作用する。
これにより歪みｅが生じたとして、これがあらかじめ決
められた値より大きいと判断、これを打消すべく右側ロ
ケット３が作動し、ＦR の力がビル重心に加わり、歪の
増加が抑えられる。センサー７が加速度を検出、コンピ
ュータ８が歪を計算、ロケットの点火か否かの判断、ロ
ケットの点火までに必要な時間は数ミリ秒、実際ロケッ
トが力を発生し始めるのに数十ミリ秒程必要と考えられ
る。一方、地震による変位の１周期は0.５秒〜１秒程な
ので十分対応できる。
【０００８】また斜め方向から加震力が加わった場合は
Ｘ、Ｙ方向のロケットが同時に点火され合成力で斜め方
向からの力に対応する。そしてその角度についてはＸ、
Ｙ方向のロケットの点火数を変えることで対応する。図
７は本発明の別の実施例で道路等の橋に応用したもので
ある。道路等の橋のＢ橋脚Ｌの上部両端にロケット群３
が設置されかつ右端に加速度センサー７が取付けてあ
る。それぞれの装置は点火信号ケーブル、センサー信号
ケーブによりコンピューター８につながれている。図８
はロケット群の拡大図であり、同様のものが反対側にも
配置されることは明らかである。３ヶのロケットが夫々
縦に列をなし、Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向、−Ｙ方向そ
れぞれに６ヶのロケットが取付けてある。これにより水
平方向のどのような加震力にも対応できる。地震の加速
度を検出する橋脚上の加速度センサー７は橋脚Ｌの２〜
３本置きに設置され、全てのセンサーからの信号はコン
ピューター８で入力される。橋はビルとは異なり水平方
向に長く分布しているものであり地震による変位も橋脚
の地盤により変ってくると考えられ、コンピューターに
より橋全体の変位の状態を観測し橋脚毎に別々の対応を
行う必要がある。以上示した二つの実施例はいづれも水
平方向の加震力に対応するものであるが、垂直方向の加
震力に対しても上述のロケット群を上向・下向に配置し
上下方向用の加速度センサーを追加することで対応でき
る。
Ｘ、Ｙ方向のロケットが同時に点火され合成力で斜め方
向からの力に対応する。そしてその角度についてはＸ、
Ｙ方向のロケットの点火数を変えることで対応する。図
７は本発明の別の実施例で道路等の橋に応用したもので
ある。道路等の橋のＢ橋脚Ｌの上部両端にロケット群３
が設置されかつ右端に加速度センサー７が取付けてあ
る。それぞれの装置は点火信号ケーブル、センサー信号
ケーブによりコンピューター８につながれている。図８
はロケット群の拡大図であり、同様のものが反対側にも
配置されることは明らかである。３ヶのロケットが夫々
縦に列をなし、Ｘ方向、−Ｘ方向、Ｙ方向、−Ｙ方向そ
れぞれに６ヶのロケットが取付けてある。これにより水
平方向のどのような加震力にも対応できる。地震の加速
度を検出する橋脚上の加速度センサー７は橋脚Ｌの２〜
３本置きに設置され、全てのセンサーからの信号はコン
ピューター８で入力される。橋はビルとは異なり水平方
向に長く分布しているものであり地震による変位も橋脚
の地盤により変ってくると考えられ、コンピューターに
より橋全体の変位の状態を観測し橋脚毎に別々の対応を
行う必要がある。以上示した二つの実施例はいづれも水
平方向の加震力に対応するものであるが、垂直方向の加
震力に対しても上述のロケット群を上向・下向に配置し
上下方向用の加速度センサーを追加することで対応でき
る。
【０００９】図９は本発明のロケットの別の例である。
本発明で使われる固体ロケットは推力を得るために高
温、高圧のガスをノズルから噴出せねばならない。これ
は高層ビルの中余等で使う場合は問題は無いが、囲りに
他の建物（特に木造家屋）や木があるような低い位置で
使われる場合は、高温のガスによる火災などの二次災害
の恐れがある。そこで、図９に示す如き水ロケット３３
が提案される。水ロケット３３自体は昔し玩具などにあ
ったものと同様の原理であって、ノズル３４に通じた水
室３５と、ガス室３６とからなり、それらは仕切り板３
７で隔絶される。水室３５には水が充填され、ノズル３
４の栓３８で密閉され、ガス室３６の端には火薬４０の
入いったカートリッジ４１が固定してある。仕切り板３
７は、アルミのような軟かく塑性変形するもので作られ
ている。この水ロケット３３の点火ヒューズ４２に電流
を流すと、図１０に示すように、火薬４０が爆発し、ガ
ス室３６内は数百気圧の高圧になり、仕切り板３７を左
側へ変形させる。水室３５の水は、ロケットのノズル３
４の栓３８を吹き飛ばし、ノズル３４より左側に勢良く
噴出される。ロケットの推力はＦ＝ｍ．μで表わされ
る。ｍは時間あたりのノズル通過質量、μはノズル通過
速度である。普通の固体燃料ロケットの場合、ｍはガス
体であるので小さいがμが高温・高圧の燃料室からのも
ので非常に大きく、Ｆも大きな値いとなる。一方水ロケ
ットは同一の推力を得る為に、ｍが液体である為非常に
大きく、μが遅い分を補なっている。また水ロケット
は、構造が簡単で安くできる。カートリッジと仕切り板
と水を入れるだけで再利用できる。従って、ロケットに
よる建築構造物の制震装置には最適と考えられる。
本発明で使われる固体ロケットは推力を得るために高
温、高圧のガスをノズルから噴出せねばならない。これ
は高層ビルの中余等で使う場合は問題は無いが、囲りに
他の建物（特に木造家屋）や木があるような低い位置で
使われる場合は、高温のガスによる火災などの二次災害
の恐れがある。そこで、図９に示す如き水ロケット３３
が提案される。水ロケット３３自体は昔し玩具などにあ
ったものと同様の原理であって、ノズル３４に通じた水
室３５と、ガス室３６とからなり、それらは仕切り板３
７で隔絶される。水室３５には水が充填され、ノズル３
４の栓３８で密閉され、ガス室３６の端には火薬４０の
入いったカートリッジ４１が固定してある。仕切り板３
７は、アルミのような軟かく塑性変形するもので作られ
ている。この水ロケット３３の点火ヒューズ４２に電流
を流すと、図１０に示すように、火薬４０が爆発し、ガ
ス室３６内は数百気圧の高圧になり、仕切り板３７を左
側へ変形させる。水室３５の水は、ロケットのノズル３
４の栓３８を吹き飛ばし、ノズル３４より左側に勢良く
噴出される。ロケットの推力はＦ＝ｍ．μで表わされ
る。ｍは時間あたりのノズル通過質量、μはノズル通過
速度である。普通の固体燃料ロケットの場合、ｍはガス
体であるので小さいがμが高温・高圧の燃料室からのも
ので非常に大きく、Ｆも大きな値いとなる。一方水ロケ
ットは同一の推力を得る為に、ｍが液体である為非常に
大きく、μが遅い分を補なっている。また水ロケット
は、構造が簡単で安くできる。カートリッジと仕切り板
と水を入れるだけで再利用できる。従って、ロケットに
よる建築構造物の制震装置には最適と考えられる。
【００１０】
【発明の効果】本発明による制震装置は新築は勿論のこ
と既存の建築構造物にもたやすく適用でき、しかも、従
来不可能とされていた直下型地震のような突発的な加震
力にも対応できる効果を有する。
と既存の建築構造物にもたやすく適用でき、しかも、従
来不可能とされていた直下型地震のような突発的な加震
力にも対応できる効果を有する。
【図１】本発明によるロケット制震装置を適用したビル
の外観説明図である。
の外観説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における横断面図である。
【図３】ビルの隅部に装着したロケットの配列を示す部
分斜視図である。
分斜視図である。
【図４】本発明によるロケット制震装置に用いられる固
体燃料ロケットの概略断面図である。
体燃料ロケットの概略断面図である。
【図５】ビルに適用した本発明によるロケット制震装置
の全体の概略説明図である。
の全体の概略説明図である。
【図６】ロケットを噴射させている様子を示す図５と同
様な図である。
様な図である。
【図７】本発明によるロケット制震装置を橋脚に適用し
た実施形態を示す傾斜図である。
た実施形態を示す傾斜図である。
【図８】ロケット群を拡大して示した部分図である。
【図９】本発明による制震装置に適用される水ロケット
の概略断面図である。
の概略断面図である。
【図１０】水を噴射させている様子を示す図９と同様な
図である。
図である。
１ ビル ２ 開口部 ３ ロケット ４ ノズル ３３ ロケット ３４ ノズル
Claims (5)
- 【請求項１】 建築構造物の上階に、ノズルを外に向け
て配設された複数のロケットを有し、地震を感知して前
記ロケットを作動させる装置を備えることを特徴とする
建築構造物用ロケット制震装置。 - 【請求項２】 建築構造物はビルであり、ロケットは、
該ビルにその各隅に隣接して設けられた開口部内に縦に
並べて設置される、請求項１に記載のロケット制震装
置。 - 【請求項３】 ロケットは固体燃料ロケットである、請
求項１又は２に記載のロケット制震装置。 - 【請求項４】 ロケットは水ロケットである、請求項１
又は２に記載のロケット制震装置。 - 【請求項５】 ロケットを作動させる装置は、ビルに配
置され、ビルの加震力を感知する加速度センサーと、セ
ンサーからの信号を処理してビルの歪みを打ち消す方向
のロケットに点火信号を送るコンピュータとを含む、請
求項１に記載の制震装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185591A JPH0932341A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | ロケット制震装置 |
| US08/684,079 US6119414A (en) | 1995-07-21 | 1996-07-19 | Rocket damping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185591A JPH0932341A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | ロケット制震装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0932341A true JPH0932341A (ja) | 1997-02-04 |
Family
ID=16173487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7185591A Pending JPH0932341A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | ロケット制震装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6119414A (ja) |
| JP (1) | JPH0932341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019190196A1 (ko) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 정시은 | 고고도 구조물의 균형유지시스템 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140325922A1 (en) * | 2013-05-01 | 2014-11-06 | Elwha Llc | Systems and methods for damping building oscillations |
| CN113567078B (zh) * | 2021-06-29 | 2024-02-20 | 哈尔滨工程大学 | 海上火箭发射平台冲击振动测试方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4429496A (en) * | 1980-12-24 | 1984-02-07 | University Of Southern California | Method and apparatus for active control of flexible structures |
| JP2617106B2 (ja) * | 1987-10-16 | 1997-06-04 | 株式会社ブリヂストン | 建物用振動制御装置 |
| US5036633A (en) * | 1989-02-07 | 1991-08-06 | Kajima Corporation | Variable damping and stiffness structure |
| JPH02266071A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-30 | Taisei Corp | 流体を利用した構造物の制振方法及び装置 |
| JP2603391B2 (ja) * | 1991-12-25 | 1997-04-23 | 鹿島建設株式会社 | 制震構造物用可変減衰装置 |
| JP2905367B2 (ja) * | 1993-07-07 | 1999-06-14 | オイレス工業株式会社 | 建物の制振方法およびその装置 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP7185591A patent/JPH0932341A/ja active Pending
-
1996
- 1996-07-19 US US08/684,079 patent/US6119414A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019190196A1 (ko) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 정시은 | 고고도 구조물의 균형유지시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6119414A (en) | 2000-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
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