JPH116326A - 動的剛構造物 - Google Patents
動的剛構造物Info
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- JPH116326A JPH116326A JP16242297A JP16242297A JPH116326A JP H116326 A JPH116326 A JP H116326A JP 16242297 A JP16242297 A JP 16242297A JP 16242297 A JP16242297 A JP 16242297A JP H116326 A JPH116326 A JP H116326A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】中高層建物の耐震性能を容易に確実に向上させ
ることができ、しかも比較的簡易で安価な装置により中
高層建物に高い減衰率を与えることができるようにす
る。 【解決手段】中高層建物１の上層階の一部または全部の
階において、内柱２あるいは内柱２と外柱３の側柱３ｂ
の上下方向中間部分に高減衰積層ゴム支承４を配設して
動的剛構造物を構成し、中高層建物の上層階の動的な水
平剛性を高め、かつ上層階を動的吸振器として下層階に
作用させることで、地震時の上層階および下層階の応答
水平変形量を大幅に低減し、１階部分の応答せん断力を
大幅に低減する。
ることができ、しかも比較的簡易で安価な装置により中
高層建物に高い減衰率を与えることができるようにす
る。 【解決手段】中高層建物１の上層階の一部または全部の
階において、内柱２あるいは内柱２と外柱３の側柱３ｂ
の上下方向中間部分に高減衰積層ゴム支承４を配設して
動的剛構造物を構成し、中高層建物の上層階の動的な水
平剛性を高め、かつ上層階を動的吸振器として下層階に
作用させることで、地震時の上層階および下層階の応答
水平変形量を大幅に低減し、１階部分の応答せん断力を
大幅に低減する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中高層建物の耐震
性能を向上させるための動的剛構造物に関するものであ
る。
性能を向上させるための動的剛構造物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、建物の耐震性能を向上させるため
の技術としては、例えば、積層ゴムを用いた免震構
造、減衰装置を用いた制震構造、高い静的剛性を有
する壁式構造、などがある。
の技術としては、例えば、積層ゴムを用いた免震構
造、減衰装置を用いた制震構造、高い静的剛性を有
する壁式構造、などがある。
【０００３】
(1)免震構造は、建物の基礎部分に積層ゴムを配置する
ことで、地震力を低減する方法であるが、中高層建物に
適用するには困難がある。
ことで、地震力を低減する方法であるが、中高層建物に
適用するには困難がある。
【０００４】(2)制震構造は、減衰を建物に付与するさ
まざまな手法が考案されているが、高価で、しかも高い
減衰率を与えることが困難である。
まざまな手法が考案されているが、高価で、しかも高い
減衰率を与えることが困難である。
【０００５】(3)壁式構造は、低層建物では有利な耐震
構造であるが、中高層建物に適用するには困難が伴う。
構造であるが、中高層建物に適用するには困難が伴う。
【０００６】本発明は、前述のような問題点を解消すべ
くなされたもので、その目的は、中高層建物の耐震性能
を容易に確実に向上させることができると共に、比較的
簡易で安価な装置により中高層建物に高い減衰率を与え
ることのできる動的剛構造物を提供することにある。
くなされたもので、その目的は、中高層建物の耐震性能
を容易に確実に向上させることができると共に、比較的
簡易で安価な装置により中高層建物に高い減衰率を与え
ることのできる動的剛構造物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】建物の耐震性能を向上さ
せるためには、建物全体の水平剛性を高めることが重要
である。低層建物では、耐震壁を充分に配置すること
で、水平剛性を高め、耐震性能を向上させるのが現実的
である。中高層建物では、そのプロポーションのため、
不可避的に水平剛性が低下するので、地震時の水平変形
の増大が避けられない。そこで、各階になるべく均等に
水平変形が生じるように設計用荷重を調整して合理的な
設計を行っているが、大地震時に柱梁骨組が塑性変形す
るのは避けられない。このように、中高層建物では、地
震時の水平剛性を高めることが困難であるが、本発明に
おいては、中高層建物の動的な水平剛性を高めること
で、耐震性能を向上させる。
せるためには、建物全体の水平剛性を高めることが重要
である。低層建物では、耐震壁を充分に配置すること
で、水平剛性を高め、耐震性能を向上させるのが現実的
である。中高層建物では、そのプロポーションのため、
不可避的に水平剛性が低下するので、地震時の水平変形
の増大が避けられない。そこで、各階になるべく均等に
水平変形が生じるように設計用荷重を調整して合理的な
設計を行っているが、大地震時に柱梁骨組が塑性変形す
るのは避けられない。このように、中高層建物では、地
震時の水平剛性を高めることが困難であるが、本発明に
おいては、中高層建物の動的な水平剛性を高めること
で、耐震性能を向上させる。
【０００８】即ち、本発明においては、中高層建物の上
層階の一部または全部の階において、内柱および／また
は外柱（例えば、内柱のみ、あるいは、内柱および外柱
における隅柱を除く側柱）の上下方向中間部分に減衰機
能を備えた積層ゴム支承を配設して動的剛構造物を構成
する。本発明における減衰機能を備えた積層ゴム支承と
しては、ゴム材料そのものに減衰性のある高減衰積層ゴ
ム支承を用いることもできるし、あるいはまた、天然ゴ
ム材料でできた積層ゴム支承の中心部分に鉛を埋め込ん
だ鉛プラグ入り積層ゴム支承などを用いることもでき
る。
層階の一部または全部の階において、内柱および／また
は外柱（例えば、内柱のみ、あるいは、内柱および外柱
における隅柱を除く側柱）の上下方向中間部分に減衰機
能を備えた積層ゴム支承を配設して動的剛構造物を構成
する。本発明における減衰機能を備えた積層ゴム支承と
しては、ゴム材料そのものに減衰性のある高減衰積層ゴ
ム支承を用いることもできるし、あるいはまた、天然ゴ
ム材料でできた積層ゴム支承の中心部分に鉛を埋め込ん
だ鉛プラグ入り積層ゴム支承などを用いることもでき
る。
【０００９】以上のような動的剛構造物において、上層
階部分は、積層ゴム支承を配設したことにより、下層部
分に比べて静的な水平剛性が低くなるが、減衰機能を備
えた積層ゴム支承の持つ減衰性により、下層部分と比較
して高い動的な水平剛性を持つようになる。従って、上
層部分の各階の水平変形量は、下層階とほぼ同じ水平変
形量となる。
階部分は、積層ゴム支承を配設したことにより、下層部
分に比べて静的な水平剛性が低くなるが、減衰機能を備
えた積層ゴム支承の持つ減衰性により、下層部分と比較
して高い動的な水平剛性を持つようになる。従って、上
層部分の各階の水平変形量は、下層階とほぼ同じ水平変
形量となる。
【００１０】一方、上層階部分の振動と下層階部分の振
動には、位相のずれが生じ、上層階部分の慣性力の一部
は、下層階部分への減衰作用となって現れる。このた
め、減衰材料（高減衰積層ゴム支承）が配設されていな
い下層階部分の大地震時の水平変形も小さくなる。この
原理は動吸振器の作用に似ているが、通常、動吸振器は
質量比が小さく、従って大きな変形が生じるので、建物
の大地震時の応答低減作用を期待するには困難がある。
本発明では、上層階部分の各層の層間変形は小さくと
も、上層階全体としての振幅は大きくなるので、動吸振
器と同様の効果が期待できる。また、建物上層階全ての
重量を用いることができるので、大きな振動低減効果を
期待できる。
動には、位相のずれが生じ、上層階部分の慣性力の一部
は、下層階部分への減衰作用となって現れる。このた
め、減衰材料（高減衰積層ゴム支承）が配設されていな
い下層階部分の大地震時の水平変形も小さくなる。この
原理は動吸振器の作用に似ているが、通常、動吸振器は
質量比が小さく、従って大きな変形が生じるので、建物
の大地震時の応答低減作用を期待するには困難がある。
本発明では、上層階部分の各層の層間変形は小さくと
も、上層階全体としての振幅は大きくなるので、動吸振
器と同様の効果が期待できる。また、建物上層階全ての
重量を用いることができるので、大きな振動低減効果を
期待できる。
【００１１】また、建物上層階の柱は、下層階に比べて
耐力的に余裕があるので、上層階部分の一部の柱に積層
ゴム支承を挿入しても、全体としては耐力的に余裕があ
り、何ら問題なく、上層階部分に高減衰積層ゴム支承を
配設して動的剛構造物を構成することができる。
耐力的に余裕があるので、上層階部分の一部の柱に積層
ゴム支承を挿入しても、全体としては耐力的に余裕があ
り、何ら問題なく、上層階部分に高減衰積層ゴム支承を
配設して動的剛構造物を構成することができる。
【００１２】また、本発明の積層ゴム支承は、免震構造
が最下階で建物の全重量を支持するのに比べて、上層階
の重量だけを支持するので余裕があり、免震構造に比較
して安価である。
が最下階で建物の全重量を支持するのに比べて、上層階
の重量だけを支持するので余裕があり、免震構造に比較
して安価である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示する実施例に
基づいて説明する。図１は、本発明の動的剛構造物の原
理を説明するための建物の概略図である。図２は、実施
設計として試設計した建物の平面図および軸組図であ
る。図３は、本発明で用いる高減衰積層ゴム支承の配置
状況を示す平面図および正面図である。図４は、実際に
設計した高減衰積層ゴム支承を示す平面図および正面図
である。
基づいて説明する。図１は、本発明の動的剛構造物の原
理を説明するための建物の概略図である。図２は、実施
設計として試設計した建物の平面図および軸組図であ
る。図３は、本発明で用いる高減衰積層ゴム支承の配置
状況を示す平面図および正面図である。図４は、実際に
設計した高減衰積層ゴム支承を示す平面図および正面図
である。
【００１４】図２に示すように、１３階建ての建物１に
対して、１０階〜１３階の上層階Ａの各階における内柱
２の上下方向中間部に、高減衰ゴム材料を用いた高減衰
積層ゴム支承４を挿入配設し、上層階Ａの動的な水平剛
性を高める。外柱３は通常の柱として、静的な水平剛性
を確保する。上層階Ａは下層階Ｂに比べて耐力的に余裕
があるので、上層階Ａの一部の柱に高減衰積層ゴム支承
４を挿入しても上層階全体としては耐力的に余裕があ
り、何ら問題はない。
対して、１０階〜１３階の上層階Ａの各階における内柱
２の上下方向中間部に、高減衰ゴム材料を用いた高減衰
積層ゴム支承４を挿入配設し、上層階Ａの動的な水平剛
性を高める。外柱３は通常の柱として、静的な水平剛性
を確保する。上層階Ａは下層階Ｂに比べて耐力的に余裕
があるので、上層階Ａの一部の柱に高減衰積層ゴム支承
４を挿入しても上層階全体としては耐力的に余裕があ
り、何ら問題はない。
【００１５】なお、図２の例では、上層階Ａの全ての階
に高減衰積層ゴム支承４を配設しているが、これに限ら
ず、例えば図１に示すように、上層階Ａの一部の階に高
減衰積層ゴム支承４を配設してもよい。また、内柱２に
高減衰積層ゴム支承４を配設しているが、これに限ら
ず、例えば外柱３の隅柱３ａを除く側柱３ｂにも高減衰
積層ゴム支承４を配設するようにしてもよい。
に高減衰積層ゴム支承４を配設しているが、これに限ら
ず、例えば図１に示すように、上層階Ａの一部の階に高
減衰積層ゴム支承４を配設してもよい。また、内柱２に
高減衰積層ゴム支承４を配設しているが、これに限ら
ず、例えば外柱３の隅柱３ａを除く側柱３ｂにも高減衰
積層ゴム支承４を配設するようにしてもよい。
【００１６】高減衰積層ゴム支承４は、図３、図４に示
すように、上下のエンドプレート５と、このエンドプレ
ート５、５間に交互に積層される高減衰ゴム６と鋼板７
からなり、構造は通常の高減衰積層ゴム支承と同じであ
るが、本発明では、上層階Ａの各層の層間変形が小さい
ため、許容変形量は約３〜５ｃｍ程度でよい。これは、
各層の許容層間変形の値を考慮して設定する。免震支承
と比較してゴム層の総厚みを薄くすることができるの
で、座屈荷重の高い安定した支承が得られる。また、通
常の積層ゴムに比べ、積層鋼板７の厚みを厚くすること
で大変形に対応可能となっている。以上の点が従来の免
震構造と異なる点である。また、従来の免震構造が最下
階で建物の全重量を支持するのに比べて、本発明では上
層階Ａで上の階を支持するので、安価な高減衰積層ゴム
支承とすることができる。
すように、上下のエンドプレート５と、このエンドプレ
ート５、５間に交互に積層される高減衰ゴム６と鋼板７
からなり、構造は通常の高減衰積層ゴム支承と同じであ
るが、本発明では、上層階Ａの各層の層間変形が小さい
ため、許容変形量は約３〜５ｃｍ程度でよい。これは、
各層の許容層間変形の値を考慮して設定する。免震支承
と比較してゴム層の総厚みを薄くすることができるの
で、座屈荷重の高い安定した支承が得られる。また、通
常の積層ゴムに比べ、積層鋼板７の厚みを厚くすること
で大変形に対応可能となっている。以上の点が従来の免
震構造と異なる点である。また、従来の免震構造が最下
階で建物の全重量を支持するのに比べて、本発明では上
層階Ａで上の階を支持するので、安価な高減衰積層ゴム
支承とすることができる。
【００１７】以上のような構成において、上層階Ａは、
高減衰積層ゴム支承４の減衰作用により下層階Ｂと比較
して動的な水平剛性が高くなり、地震時の上層階Ａの各
階の水平変形量が減少し、静的な水平剛性の高い下層階
Ｂとほぼ同じ水平変形量となる。さらに、上層階Ａの振
動と下層階Ｂに振動に位相のずれが生じ、上層階Ａの慣
性力の一部が下層階Ｂに減衰作用として働き、また上層
階Ａは、各層の層間変形が小さくても上層階全体の振幅
が大きく、上層階全体の重量を利用できるので、大きな
振動低減効果が得られ、下層階Ｂの地震時の水平変形も
小さくなる。
高減衰積層ゴム支承４の減衰作用により下層階Ｂと比較
して動的な水平剛性が高くなり、地震時の上層階Ａの各
階の水平変形量が減少し、静的な水平剛性の高い下層階
Ｂとほぼ同じ水平変形量となる。さらに、上層階Ａの振
動と下層階Ｂに振動に位相のずれが生じ、上層階Ａの慣
性力の一部が下層階Ｂに減衰作用として働き、また上層
階Ａは、各層の層間変形が小さくても上層階全体の振幅
が大きく、上層階全体の重量を利用できるので、大きな
振動低減効果が得られ、下層階Ｂの地震時の水平変形も
小さくなる。
【００１８】図５は、１３階建て建物における地震時応
答低減効果を従来の設計法と本発明とで比較したグラフ
であり、このグラフから最上階の応答変形量および一階
部分の応答せん断力を１／２程度に低減できることがわ
かる。
答低減効果を従来の設計法と本発明とで比較したグラフ
であり、このグラフから最上階の応答変形量および一階
部分の応答せん断力を１／２程度に低減できることがわ
かる。
【００１９】
【発明の効果】前述のとおり、本発明は、中高層建物の
上層階部分の一部または全部の階において、内柱および
／または外柱の上下方向中間部分に減衰機能を備えた積
層ゴム支承を配設して上層階部分の動的な水平剛性を高
めるようにしたため、次のような効果が得られる。
上層階部分の一部または全部の階において、内柱および
／または外柱の上下方向中間部分に減衰機能を備えた積
層ゴム支承を配設して上層階部分の動的な水平剛性を高
めるようにしたため、次のような効果が得られる。
【００２０】(1) 中高層建物の上層階の動的な水平剛性
が高まり、また上層階が動的吸振器として下層階に作用
することで、地震時の上層階および下層階の応答水平変
形量を大幅に低減することができ、中高層建物の耐震性
能を容易に確実に向上させることができる。
が高まり、また上層階が動的吸振器として下層階に作用
することで、地震時の上層階および下層階の応答水平変
形量を大幅に低減することができ、中高層建物の耐震性
能を容易に確実に向上させることができる。
【００２１】(2) 大地震時の中高層建物の応答せん断力
を1/2 〜1/3 程度に低減できることにより、いかなる地
盤にも適用が可能となる（従来の免震構造は軟弱地盤に
は不向きである）。
を1/2 〜1/3 程度に低減できることにより、いかなる地
盤にも適用が可能となる（従来の免震構造は軟弱地盤に
は不向きである）。
【００２２】(3) 従来の免震構造の積層ゴム、制震構造
に用いるダンパー類に比べて簡易で安価な装置により、
中高層建物に高い減衰率を与えることができる。
に用いるダンパー類に比べて簡易で安価な装置により、
中高層建物に高い減衰率を与えることができる。
【００２３】(4) 上層階に高減衰積層ゴムを配設するだ
けでよいため、適用できる建物の範囲が広い利点があ
る。
けでよいため、適用できる建物の範囲が広い利点があ
る。
【図１】本発明の動的剛構造物の原理を説明するための
建物の例であり、(a) は平面図、(b) は軸組正面図であ
る。
建物の例であり、(a) は平面図、(b) は軸組正面図であ
る。
【図２】本発明の動的剛構造物を試設計した建物の例で
あり、(a) は平面図、(b) は軸組正面図である。
あり、(a) は平面図、(b) は軸組正面図である。
【図３】本発明で用いる高減衰積層ゴム支承の配置状況
であり、(a) は積層ゴムの平面図、(b) は積層ゴムの横
断面図、(c) は全体正面図である。
であり、(a) は積層ゴムの平面図、(b) は積層ゴムの横
断面図、(c) は全体正面図である。
【図４】本発明の実際に設計した高減衰積層ゴム支承を
示す(a) は平面図、(b) は正面図である。
示す(a) は平面図、(b) は正面図である。
【図５】地震時応答低減効果を、従来と本発明で比較し
たグラフである。
たグラフである。
Ａ…上層階 Ｂ…下層階 １……建物 ２……内柱 ３……外柱 ３ａ…隅柱 ３ｂ…側柱 ４……高減衰積層ゴム支承 ５……エンドプレート ６……高減衰ゴム ７……鋼板
Claims (1)
- 【請求項１】 中高層建物の上層階の一部または全部の
階において、内柱および／または外柱の上下方向中間部
分に減衰機能を備えた積層ゴム支承を配設してなること
を特徴とする動的剛構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162422A JP3028081B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 動的剛構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9162422A JP3028081B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 動的剛構造物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116326A true JPH116326A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3028081B2 JP3028081B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=15754310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9162422A Expired - Lifetime JP3028081B2 (ja) | 1997-06-19 | 1997-06-19 | 動的剛構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3028081B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243486A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Bridgestone Corp | 積層支持体 |
| JP2009256962A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Taisei Corp | 長周期化建築物 |
| JP2016108727A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 学校法人五島育英会 | 部分免震構造 |
-
1997
- 1997-06-19 JP JP9162422A patent/JP3028081B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243486A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Bridgestone Corp | 積層支持体 |
| JP2009256962A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Taisei Corp | 長周期化建築物 |
| JP2016108727A (ja) * | 2014-12-02 | 2016-06-20 | 学校法人五島育英会 | 部分免震構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3028081B2 (ja) | 2000-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19991207 |