JP2001515160A - 長周期仮想振子によって建物及び物体を免震支持する地震対策 - Google Patents
長周期仮想振子によって建物及び物体を免震支持する地震対策Info
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Abstract
Description
び任意の構造物又は物体への損傷を防止するための原理及び該原理に則した地震
保護装置に関する。
えば荷重支持コラムの代わりに建物又は物体の一支点を支持してなる比較的単純
な支持構造物である。
、クェークプロテクトモジュール)は、軽量物の支持から重量物の支持まで幅広
い用途に向けて設計することが可能である。
ており、以下の用途、すなわち、移動住宅、住宅、アパート式建造物、オフィス
ビル、ショッピングセンター、駐車場、病院、高層建築物、塔、橋、高架高速道
路、貯蔵タンク、サイロ、ケーブル鉄道塔、電柱、街灯柱、室内照明、パイプラ
イン、工業施設、化学施設、核施設、及び他の物体のような、あらゆる種類の建
物又は構造物を、横方向(水平方向)の地震運動及び加速度並びにその結果生ず
る破壊力及び破壊的衝撃から保護する免震支持用途に好適である。
ような重要な施設の保護に関して、地震対策は非常に重要である。 また当該システムは橋梁に対しても非常に好適である。当該システムは、公知
のシステムがこれまで解決しえなかった全ての問題を解消するものである。 被支持物体の保護効果は、保護された建物又は施設が、最高推定マグニチュー
ドの地震においてさえも、結果として損傷を受けずにまさしく立ったままの状態
を維持しうる程度まで向上する。
災者の手当てをしうるように地震及び余震の間も平常通りに機能する必要のある
病院にとっても非常に重要である。地震及び余震の間の外科手術さえ可能となる
。 本発明の適用により、地盤が振動している間、地盤に与える建物質量の反作用
効果が極めて低値まで減少するので、ある種の地盤において発生する危険性のあ
る液状化を大幅に減少させることができる。
物体も、仮想振子からの懸架により保護することができる。 加えて、ポールやマストの頂部にある物体も地震の際に損傷を受けやすいもの
であるが、これらも本発明に従う設計により保護することができる。 塔、背の高い柱及び工業用煙突の振動も、仮想振子の原理により、質量を前記
物体の頂部で能動的に制御するか、あるいは質量を頂部へ受動的に移動させるこ
とにより、好適に減少させることができる。
型的には建物の基礎又は1階に設置されるべき小型で受動作用性の荷重支持装置 である。当該システムは、地盤から被支持物体への衝撃や振動の伝達を防止する
ものである。当該システムは、建物を一切の地盤運動から実質的に「絶縁」する
ものである。
当該システムは自己調心性があり、風や嵐により誘起される力を減少させ水平方
向の変位を防止するものである。高層建築物の場合、当該装置の鉛直方向の剛性
により、建物と地盤との間の鉛直方向の変位を防止することができる。アスペク
ト比の低い建物の場合、随意の特徴を組み入れて、鉛直方向の動きを吸収するこ
とも可能である。必要に応じて、任意の大きさの変位に見合うように設計するこ
とが可能である。当該装置は、保守不要に設計することが可能である。
物体のあらゆる方向への大きな変位を許容するものであり、また長い固有周期を
有してなるものである。被支持物体に与えられる最大加速度は、0.01g未満
の数値まで減少する。この数値は、数学的に決定しうるものであり、当該システ
ムはその数値に応じて設計することができる。このことは、振動台上での模型試
験により既に確認されている。
の設計方式や、現在実用可能な免震システムによる保護は十分ではなく、倒壊の
危険性がある。 一方、本発明の仮想振子に基づく地震保護システムの場合、地震の大きさや、
地盤の振動周波数及び変位は、当該システムの性能や、長い固有周期を持つこの
新規なクェークプロテクトモジュールで支持された建物の効果的な静止状態に影
響を与えるものではない。
謂レトロフィッティングも可能である。鉄骨建物の場合、このようなレトロフィ
ッティングは比較的容易である。
である。測量のような従来の手段にたよる場合は、明らかに相当の労力が必要で
ある。 係る場合におけるレトロフィッティング労力を合理化するために、新しい機械
、装備及び手順を伴う画期的な新レトロフィッティング技術の開発が進められて
いる。この新技術によりレトロフィッティング作業を大幅に機械化させて実施す
ることが可能になるはずである。この革新的技術は、普通の地盤、更には岩盤上
に建てられた建物へ適用可能である。
る。 2.1 地震による世界的な問題 地震は度々多くの死者を出し、甚大な経済的損害を生じさせるものであるので
、地震対策の改善が切望されている。この深刻な問題を緩和する解決策を得るこ
とは可能なはずである。今世紀のみでも、約160万人の人々が地震で亡くなっ
ており、1兆ドル台の損害が生じている。全世界で40ヶ国以上の国々が地震の 脅威に晒されている。
すなわち、応用物理学が地球物理学の脅威を緩和することになる。
地震マグニチュードについて言及してあり、この想定地震マグニチュードを基に
建物の構造部の必要強度が決定されている。
ており、その結果として、前記弾性領域の上にある建物の部分的な質量が、初期
変動に対して不動となり、加速度の最大数値が減少するので、構造物の内部を伝
播することとなる力が局部的に減少する。
に、建物は損傷を受けるか破壊され、死傷者が出ることが考えられる。 したがって、上記のような計算と寸法規定による方法は、より強い地震の際に
、建物や生命の安全性を保証したり、被害を最小限に留めるには不十分であると
言える。
に対して基準地震が採用されている。建物及びその構造要素の性能に関する仮定
は、不確実性が相当に高い。実際の地震においては、上記基準地震から想定され
る加速度をしばしば超えてしまい、その程度が相当に大きなものである場合もあ
る。
能であり、したがって従来通りに設計された構造物は係る場合に機能停止するこ
とが考えられる。 構造物の強度を向上させたり、弾性及び防振要素を利用することにより、地震
運動の力による破壊的な結末を回避できるとする意見は、未だその現実性が証明
されていない。
れる破壊を防止できるとする考えも、実現可能性が相当に低い。 地震に関する建築規準における評価方法は、構造荷重仮説を代表する単純化モ
デルを採用している。このような単純化方法によっては限定された正確さしか得
ることができない。また構造物のどの部分が最初に機能停止し、どの部分から構
造物の倒壊が開始するのかを予め判定することは困難であり、解析不可能ですら
ある。
しば発生する小規模又は中規模の地震に対して十分な構造的完全性を与えるのみ
である。 上記方法は、耐震建物の設計や建築には不十分であると言える。 また世界的に近年の地震にみられる広範囲に及ぶ破壊、甚大な物的損失、多く
の生命の損失も、地震対策を更に改善していく必要性を示している。
は必然的に、建物の骨組を介して建物の重心へ伝播する。剪断力として構造物内
部を伝播することとなる力は、質量の慣性反作用であり、この力は、質量と質量
に作用する加速度との積である。
を超えることにより、降伏亀裂の形で損傷することとが予想される。 したがって、構造物が基部に剛結合している場合、完全な地震対策を実現する
ことは不可能である。基礎により基部に剛結合しているか、ほんの僅かに動くこ
とができる構造物はいずれも、ある規模の地震とそれに起因する加速度によって
機能を停止することが予想される。
は全く望みがない。 地震運動により建物へ伝播される破壊エネルギーのうち限定された部分のみを
消散させる、つまりは、減衰させて熱に転換することが可能である。実際の強地
震の際には、減衰及び摩擦によっては、地震の損傷衝撃を防ぐことはできない。
ような最新の解決策は、ある程度のエネルギーを吸収するか消散させることが可
能であるが、地盤運動の建物構造への伝播を防ぐほどではない。米国地質調査所
及びカリフォルニア工科大学(CalTech)の最近の研究によれば、実際に
大きな地震が起きて、震央に十分近い場合には、上に挙げたような建物も損傷す
るか場合によっては倒壊する可能性があるという問題が提起されている。
険が依然として発生する。したがって、上記設計方法は、地震に対して真に安全
な建物を建築するには不十分である。
ており、それらは特許公報に開示されている。 地震被害から建物を保護するための技術的解決策の中には、地震に関する建築
規準に従う構造設計に加えて、移動支承又は継手付き支持要素を利用することに
より建物を基礎から分離させる装置がある。
あり、すなわち、基部に対する建物の変位をある範囲内で許容するものである。
この群の解決策は全て、高周波数と大きな変位を伴う地震の際において臨界とな
りうる剪断力を、摩擦力及び減衰力により変化させるものである。これらの解決
策は、任意若しくは一部限定された鉛直方向の張力を変化させるものではなく、
したがって高層建築物や塔には適していない。
ックを介して建物を支持する方法がある(米特許第4,527,365号、同第
4,599,834号、同第4,593,502号)。これらのブロックは、鉛
直方向の許容支持荷重が大きく、免震ブロックの上層が下層に対して水平方向に
動くことを可能にするものである。但し、ブロックの可動性は限定されてなる。
増大するので、ブロックの硬化が起こり、その結果、建物の構造部に衝撃を与え
る変位力が増大することとなる。極端な場合には、構造物及びその内部が損傷す
ることになる。
が許容範囲を超える場合、建物は危険な状態に晒される。更に、このような弾性
的なブロックは、鉛直方向において極小さな引張荷重しか支えることができない
。その限界を超えると、該ブロックは亀裂を生ずる可能性がある。
、弾性力及び減衰力によって最大加速度を減少させることが可能である。しかし
ながら、地盤運動の建物への伝播は、依然としてある程度発生する。地盤の水平
振動振幅が、鋼とエラストマーとからなるブロックの水平変位許容度を超えると
、地盤運動の速度は被支持物体へ完全に伝達され、このブロックは鋼板の間で剪
断することが予想される。
の動きにように、建物の動きは上層部において増大する。 他の免震方法においては、二つの凹板の間、あるいは一平面と一凹板との間で
可動なすべり要素又はころがり要素によって、建物の骨組はその基部で支えられ
る。したがって、建物を支える点は、あたかも振子から懸架されているかのよう
に動く(米特許第4,644,714号、同第4,881,350号)。この種
の装置は、どのような引張荷重も伝達せず、建物のねじりモーメントに誘起され
る力を吸収することはできない。
問題がある。この解決策においては、関連部分の材料と接触表面とに関する要求
が厳しい。また、この免震システム例により、鉛直方向上向きの力を伝えること
は不可能である。
素は平板に接触する表面の曲率半径が支持要素自身の高さよりも大きなものであ
る(ドイツ特許 offenlegungsschrift 2021031)
。したがって、地震によって支持要素が動くとき、上側の平板が持ち上げられ、
振子から垂下されているような動きを呈する。
解決策の固有振動は、推定地震の固有振動に非常に近いので、これら振動の十分
な分離が起きずに、共鳴が起こり、引張荷重を伝えることができない。
許第1,761,321号、同第1,761,322号、同第2,035,00
9号、同第4,328,648号)。これら振子の長さは、実際のアスペクトに
より規定される。この免震システムの固有振動の地震固有振動からの分離は十分
ではない。
決まる。被支持構造物の固有振動と地盤振動との違いが、振子から垂下されてな
る建物質量の運動特性を決定する。
の建物又は物体は、数学的振子の力学に従う動きを呈する。地球の重力とそれに
伴う加速度のために、建物又は物体1の質量は、振子2の下部連結点3において
、支点に対する質量分布に比例する力となる。振子2は、適切に設計された荷重
支持構造物5により上部連結点4で支持される。連結点3及び4は、玉継手又は
自在継手であり、振子が荷重支持構造物並びに懸架された物体に対して二つの軸
を中心に振動することを可能にするものである。これらの例における運動特性は
、数学的振子モデルとして縮小することが可能である。
動周波数は、活動性地震周波数に近似している。地震振幅が大きい場合、地震の
周波数域において構造物が共鳴することが考えられる。この共鳴現象は、建物を
危険に晒す更に別の問題を誘発する。
ける場合、地盤から遠く離れた建物上層部においては、加速度及びそれに伴う荷
重が増大することになる。 建物とその基礎との間の高弾性支持体と、それに起因する水平方向の可撓性を
以ってしても、周波数の分離が十分でなければ、実際の強い揺れの場合には、真
に満足する結果は得られない。
いて振幅が大きく増大する。 結果として、上記の如く免震された建物は、上記周波数により、その揺れが増
大することになる。 建物の構造部は損傷を受け、それに加えて建物内部も可動物体により損傷を受
けることとなる。尚、この可動物体は人間にとっても危険である。
びに、建築基準に則した他のあらゆる従来設計法による保護は不十分であり、そ
れ自身機能しなくなる場合も考えられる。破壊及び死者数は、甚大なものになる
と考えられる。これまでに起こった地震は、何十万人もの犠牲者を出してきた。
ことを許容するものである。振幅が増加すると、衝撃減少効果は低下する。巨大
地震の際には、機能しないことも考えられる。 公知の地震保護システムとは異なり、本発明によるシステムは、ころがり支承
ではなく、エネルギーを吸収又は消散させるすべり装置又は弾性装置でもなく、
任意方向への変位を制限なく許容する無衝撃伝達装置である。本発明による解決
策は、地盤運動が支持された建物へ伝達することを完全に防止するものであり、
建物の構造部には如何なるエネルギーも伝達されない。
物に伝えないという点において際立っている。被支持物体は、地震により誘起さ
れた地盤の振動運動には追従せずに、不動の定位置に保たれる。地震による被害
は効果的に回避される。
くかけ離れているので、地盤運動は被支持構造物には伝わらない。本発明の原理
は、あらゆる地震周波数において全く有効である。動きの少ない中央部に質量が
維持されているので、加速度に起因する反作用力が、建物の構造部に衝撃を与え
ることがない。結果として、超弩級の地震を想定した場合においても、建物又は
その内部は損傷を受けることがない。
る相当大きな剪断力を依然として超構造に伝達するものである。 エラストマーブロック、ローラー、ボール又はすべり要素からなる免震支承は
鉛直方向引張荷重に耐えられないものであるが、仮想振子の原理に基づくクェー
クプロテクトモジュールは、あらゆる鉛直方向引張荷重を完全に伝達することが
できるものである。
は1階に設置される小型で受動作用式の荷重支持装置である。当該システムは、
基部に対する任意方向への変位を制限なく許容するものであると同時に、風荷重
に対する十分な抵抗力を提供するものである。 地震保護モジュールは、衝撃の程度、地震マグニチュード、基部の加速度、変
位及び地震振動周波数(調波か否かに拘らず)による影響を受けず完全に機能す
るものである。結果は常に同様である。すなわち、建物は静止状態を維持し、動
かない。実質的に零の力が構造物に衝突する。全請求項は数学的に実証される。
、変位を制限なく許容する無衝撃伝達装置である。地震が誘起する被支持物体の
加速度は、地震マグニチュードとは独立に、更には地盤運動の周波数及び振幅と
は独立に、殆どゼロ(0.01g未満)まで減少させることができる。結果とし
て、地盤運動によって誘発される建物へのエネルギー変換は一切生じない。構造
物に与えられる剪断力は、無視できる数値にまで減少する。
受けない。建物内部にいる人間が、地震が起こっていることすら気付かない可能
性もある。 建物の保護はこのように万全なので、地震マグニチュードに拘らず、破壊力の
ある如何なる力も、建物には一切伝達されない。この新規な方法により、大きな
変位と大きな加速度を伴って地盤が動く場合であっても、被支持物体を静止させ
ておくこと、実質静止状態に維持することが可能になる。
れる。地震により大きな鉛直方向加速度が発生すれば、支承及び被支持構造物が
損傷する可能性があり、建物が基礎から分離するという深刻な事態を招く可能性
もある。上記問題により、この種の免震装置は高層建築物には不適とされている
。高層建築物は、風、更には地震により生ずる傾きに起因して、その基部で上向
きの力を受ける。
位している間でさえも、該モジュールにより建物はその基礎に剛結合しているの
で、上記上向きの力に係る問題を解消するものである。 このように保護された建物は、地震の際に高層建築物が不可避的に被る「鞭打
ち」作用を避けることができる。窓が壊れることもなく、命取りになりかねない
飛散物が部屋中を飛び交うこともない。
に設計された鉄骨建築物と同様に、安定で堅固である。加えて、建築物が、地盤
運動によって何らの運動を強制されることもなく、したがって外部又は内部の損
傷を伴う変形を一切受けないという利点がある。このように保護された高層建築
物の耐震性は完全である。
うに動くことを実現させる支持装置により建物及び物体が支持され、仮想振子を
実現することが可能となる。免震性は完全なレベルにまで向上する。 公知の免震装置における最高許容変位は、大地震に対しては不十分である。許
容範囲を超える場合、建物は損傷又は破壊される。
地震の震央に近い場所でさえ、本発明によるシステムは、最大級の変位に対して
も設計可能であるので、安全性を保証するものである。 本発明によるシステムは、基部から建物へ伝達する可能性のある水平方向の加
速度を、0.01g未満の無視できる数値に留めることにより、上記完全レベル
の地震対策を実現するものである。
べて際立った利点を呈するものである。 同等の作用が期待される方法及びシステムはこれまで知られていない。 この革命的な新原理は、地震の脅威に対する完全な解決策を模索する世界的な
研究における画期的な進歩である。
される、小型で、受動作用式の荷重支持装置である。当該システムは、地盤の振
動及び衝撃が被支持物体に伝達することを防ぐものである。 保護された建物は、被支持物体の固有振動と基部の固有振動とを調和させずに
分離する新規な支持装置により、地盤の水平運動から完全に絶縁されてなる。 地震による損傷は効果的に回避される。仮想振子の原理は、あらゆる地震周波
数及びあらゆる基部加速度において有効であり、当該装置は任意の不可避振動振
幅に応じて設計することが可能である。
の鉛直荷重に応じて設計することが可能であり、保全不要に設計することが可能
である。当該装置は、あらゆる種類の物体を地盤振動から絶縁する地震対策に好
適である。また当該装置を既存物体に後付けして免震性を持たせる所謂レトロフ
ィッティングも可能である。
のであり、この新規な方法は建物又は物体を支持するクェークプロテクトモジュ
ールからなる。上記保護モジュールは、共通基礎あるいは保護モジュール毎に個
別の基礎を介して地盤に固定される。当該モジュールは、剛体連結された複数の
箇所で構造物を支持し、連結点において可能な限り大きな振動振幅と小さな復元
力とを伴って、構造物を任意方向へ可動にするものであり、その結果、最小限の
加速度を発生させるものである。
、任意の構造物を支持するための免震荷重支持システムである。本システムは、
支持される構造物とその基礎との間に設置され、水平方向に振れる地盤運動及び
加速度により発生する動的な力が構造物に衝撃することを一切防止し、構造物を
地震による損傷から保護するものである。
体圧式又は粘弾性のばねシステムを、仮想振子と組み合わせて免震荷重支持装置
として採用することが可能である。
グニチュードに拘りなく如何なる損傷力も建物に伝達させない地震対策に係る方
法及び装置を提供することにある。 地盤が振動する際に建物が共鳴しないようにするには、支持された建物の固有
振動系と地盤振動系とが効果的に分断される程度まで、両者の周波数が分離して
いる必要がある。その結果、地盤運動により生ずる水平方向加速力及び剪断力は
、建物の構造部に伝達されずに済む。
が、20倍更にはそれ以上であれば、そのかなり大きな地盤振動周波数によって
、被支持構造物の振動が誘発されることはないと予想される。如何なる場合にお
いても、20秒更にはそれ以上の周期を持つ被支持構造物の振動は、全く損傷を
与えるものではない。このような建物の不活反応やそれに起因する低加速度を、
生理的に知覚することは困難である。
である。 解析の出発点は、振子からの質量垂下である。
なる。振子2の下端3において質量1が、その定常静止位置から変位eだけ移動
するとき、長さlの振子2は、その下端3により、上部垂設点4の周囲に半径r
=lの円を描くので、hだけ上昇変位する。全ての運動はどの方向であっても二
つの軸の周囲で起こるので、振子の下端、垂下された質量の接合点は、上から見
ると、凹球面を描く。
量1の変位eと上昇変位hとを生じさせた力が消失すると、振子の垂下力Z、及
び、地球重力と質量とに起因する力(m・g)は、復元力Rとなり、このRによ
り振子端部の質量1が定常静止位置に戻る。
構造物5により振子2の上部垂設点4が移動する場合も、同様の関係が生ずる。
ここで振子は、垂下された質量の慣性に起因して傾斜状態となり、その結果質量
の位置が上昇する。その結果、振子の振動特性に従って、質量が動くこととなる
。 振動の円周波数は、次式で表される。
なる。 振子の周波数と、基部の周波数とが大きく異なり、それらが調和しないもので
ある場合、両者の動きはかなりの程度分断される。
合であって、その地震が通常0.5Hz乃至2Hzの主周波数を有し、更に、長
大な振子が、基部の刺激周波数に比して非常に小さな周波数を有する場合、質量
は基部の動きに追従しえない。質量は殆ど動きのない状態を保つ。質量が、それ
自身の固有振動の長周期に従う非常に小さな速度で動き始めるとき、垂下されて
なる質量がその初期位置からたとえ僅かでも動く前に、基部を介して伝わるかな
り大きな周波数によって振子の上部垂設点で反復運動が起こる。この反復運動は
、振動が続く間、効果的に繰り返し発生し、質量は、ほとんど同じ位置で静止し
た状態を保つ。
要がある。しかしながら、非常に長い振子の実現は、全く非実用的である。 上端の接合部から垂下してなるこれまで考察してきた振子は、初期定常状態又
はその重力中心における最低位である静止位置に戻る傾向があるので、安定な荷
重支持要素である。
好適に呈する所謂「仮想振子」の実現は、垂下質量の位置を上昇させる安定な荷
重支持要素の作用と、垂下質量を下降変位させる不安定な荷重支持要素野作用と
が、安定した位置上昇作用が僅かではあるが十分支配的となるように結合させる
原理に基づいている。
の可動域内において位置エネルギーが最も低い位置をとろうとする。 質量が可動範囲内で振子によって案内されると、その静止位置からの変位がど
のようなものであっても、その位置エネルギーは増加する。地球重力によって加
速されると、質量は元の静止位置に戻る。
る場合、地球重力による加速を受けて質量の位置エネルギーは減少を続ける。 この質量の状態は不安定と称される。 上記二つの作用、すなわち、安定な質量変位と不安定な質量変位とを、結合要
素の幾何学的形態を適切に選択して、結合し、重ね合わせることにより、僅かな
上昇変位のみが生じ、その結果、質量の位置エネルギーが極僅か増加する。変位
した振子は、元の静止位置にゆっくり戻るものであり、その結果、システムの固
有周期は長くなる。
法が比較的小さいものであるにも拘らず、長い周期を持つ長い振子の作用を効果
的に模す装置があれば、それを長い周期を持つ「仮想」振子と定義する。 所謂仮想振子は、物理構造的な高さは低いが、長い固有振動周期を持つ長い振
子の特性を呈する。
位hが非常に大きくなる場合、負の値を重ね合わせること、すなわち下降させて
上昇変位を所望の値まで減少させることが必要となる。これは、安定な吊下式振
子と不安定なスタンド式振子とを、適切な方法で結合させることにより達成する
ことができる。水平方向に変位する場合、組み合わされたスタンド式及び吊下式
の両支持要素と、各々正負の鉛直方向変位とが加算されて、最終的な鉛直方向変
位となる。
うに発生するので、両者の鉛直方向変位における差(重なり)も、水平方向変位
と調和するように発生する。
方向にeだけ変位するとき、hだけ上昇変位する。
するとき、鉛直方向にsだけ下降変位する。
すような結果となる。
異なるとそれに比例して前記上昇及び下降が影響を受けることから、支持要素又
は結合要素に関する値を変化させて好適な荷重支持支点を決定することが可能で
あり、この支点において各振子に比例する上昇変位と下降変位とが結合し、所望
の上昇を得ることができる。
の水平方法変位epは、安定な吊下式振子の変位eにほぼ比例するものであるか 、該変位eの関数である。
る下降変位も同様に、安定な吊下式振子及び不安定なスタンド式振子の各質点に
おける上昇変位又は下降変位にほぼ比例するものであるか、両変位の関数である
。 仮想振子の質点の上昇変位hpは、中央静止部から外れた変位の関数として、 まず円に近似される。二つの軸の周囲を揺れ動くとき、点Pは、上から見て凹球
面の軌跡を描く。
は、hだけ上昇変位する。スタンド式振子、すなわち支持要素7が、角βに関し
動くとき、振子の自由可動端はsだけ下降変位する。吊下式振子、すなわち支持
要素2の自由可動端は、上から見て凹球面を描く。スタンド式振子、すなわち支
持要素7の自由可動端は、上から見て凸球面を描く。
動端と、スタンド式振子、すなわち支持要素7とが、結合要素8により結合して
いる。二つの振子による連成振動により、結合要素8において、スタンド式振子
、すなわち支持要素7により近い部分が、振動の間下降変位する。結合要素8に
おいて、吊下式振子、すなわち支持要素2により近い部分が、振動の間上昇変位
する。
て、結合要素8の長さをa:bの割合で分割している点Pは、二つの支持要素が
任意方向へ、予想水平方向変位の範囲内において振動する間、ほんの僅かに上昇
変位する。
、またaとbとの比率によって決定される。振子の振幅eが変わらず、吊下式振
子、すなわち支持要素2の長さlhが短くなると、吊下式振子端部の上昇変位h は増加する。振子の振幅eが同じで、スタンド式振子、すなわち支持要素7の長
さlsが大きくなると、下降変位sは減少する。
、次のように定められるべきものである。すなわち吊下式振子である支持要素2
の振子振動eによる点Pの上昇変位が、常に正の小さな値となるように定められ
るべきものである。鉛直軸Hを中心とする結合要素8の回転が、好適な支持体に
より防止され、俯瞰図である図10に示されるように、支持要素2及び7の振動
もまた異なる方向で発生するとき、同様の結果が得られる。
あり、支持された質量と剛結合し、したがって、鉛直軸H周囲の回転を防止され
てなる。吊下式振子、すなわち支持要素2の自由端は、上から見て凹球面Kを描
く。スタンド式振子、すなわち支持要素7は、上から見て凸球面Vを描く。吊下
式振子、すなわち支持要素2の自由端が、任意の方向に変位eだけ振れるとき、
連結要素8及び軸Q上の点Pは、振れがX軸方向に起こる場合と同じように上昇
変位する。
持要素7と連結する荷重支持支点もまた、振れがX軸方向に起こる場合と同じよ
うに下降変位する。したがって、結合要素8上の点Pは、結合された振子の振動
によって、任意の方向に上昇変位する。
e、点Pの上昇変位がhpであるとき、仮想振子の長さは、図9によれば、次式 で示される。
。
は、機械的リンクを節約するために支持要素2をロープとして設計することも可
能である。
択や、有効てこaに関する角度の導入も、点Pの上昇変位及び仮想振子の有効長
を決定するものである。
振動周波数を、地震の横運動により誘起される基部6の振動周波数よりも大幅に
低下させることが可能となる。 その結果、仮想振子によって支持された物体の位置が、地盤の水平運動から絶
縁する。建物又は任意の被支持物体に影響を与える最高加速度は、数式10によ
る数学的振子の動作から導出することが可能である。
る程低値に減少させることが可能となる。この有効性は、地震により基部6に発
生する水平方向加速度の大きさによる影響を受けない。 大きな有効長と長い周期とを持つ仮想振子により支持された建物におけるほぼ
完全な静止性は、地震マグニチュードによる影響を受けない。
ここでは、有効長bを持つてこが、長さaを持つてこから分離され、質量mを好
適に支持するように、より高位において荷重支持要素WLに蝶着されてなる。 この態様によれば、それぞれの長さがlh、lsである安定な吊下式振子2及び
不安定なスタンド式振子7は、利用可能な空間の高さの大部分を占めることにな
る。したがって、双軸蝶着された支持要素2及び7の振動の最高許容角度が同一
である場合、本システムは、利用可能な設置空間の高さに関し、より大きな許容
変位を有するものである。
素8aは両端に単軸蝶番を有している。結合要素8bは、支持要素WLに蝶着さ れ、不安定なスタンド式振子7で双軸蝶着されて支持されている。その挙動は図
7及び図8に係る態様に一致する。
している。 図16は、振動振幅Sを持ち三種の移動状態が示されている基部に対する被支
持物体の振動範囲を示している。
支点を変位sだけ下降させ、一方で、支持された物体Oは、仮想振子Pvの上昇 変位に対応する上昇変位hpを受ける。
つの支持要素11に双軸蝶着されてなる。各支持要素11は、角度δで、三つの
支点10において基部6に双軸蝶着してなる。
結合要素9の中心13で支持されている物体質量の慣性とによって不動であるこ
ととにより、結合要素9の一方において、支持要素11の上部支点10が結合要
素9の中心から遠ざかるように動く結果、結合要素11の下部連結点12が上昇
すると、支持要素11はそれら本来の中央位置において鉛直ではなく、それら共
通の中央部に向かって傾斜しているので、結合要素9の他方において、支持要素
11の下部連結点12は下降する。
における下降変位が、他方における上昇変位よりも小さくなるので、結合要素9
の中心13は上昇する。 結合要素9の一方における上昇変位と、他方における下降変位との比は、結合
要素9の中央静止位置における角度δの選択、並びに、支持要素及び結合要素の
相対的幾何寸法の選択により影響される。
に開いた凹球面状の軌跡上を移動する。 結合要素9の中心13は、あたかも長さρの「仮想」振子から垂下しているよ
うに動く。変位εだけ水平方向に移動するとき、結合要素9の中心13は変位h
だけ上昇し、結合要素9は、角度ζだけ傾斜する。
なる。物理伸張下で、該スタンド式振子は鉛直方向に支持され、双軸蝶着されて
なるものであり、図19に示されるように、該ユニットは結合要素9を介して複
数の支持要素11に結合してなるので、下部瞬時ピボット周囲で傾斜するとき、
該ユニットは変位hだけ上昇する。
。
いてなる凹面軌跡上を移動する。湾曲程度及び安定位置は、ユニットを構成する
各要素間の相対寸法、並びに、とりわけ、高さlpによって決定される。 高さIpの長さの選択は、当該システムが不安定になる高さによって制限され る。図21に係る装置は、あたかも被支持物体が半径ρの曲面上を移動する長さ
lvの長振子から垂下しているように、点Pにおいて物体を双軸支持する仮想振 子に相当する。
かって移動する。
なり、皿中心へ向かう荷重支持支点の動きは遅くなる。 更に、前記数式(7)乃至(11)も適用される。 ほぼ同様の相関性を有してなるので、支持要素11が、もっぱら引張荷重を受
けるものであれば、機械的リンクを節約するために、該支持要素11をロープと
して設計することも可能である。
間を移動しうる。該荷重支持支点は、湾曲が平坦な仮想球面上を移動する。 図22は、請求項1に定義されてなる方法による仮想振子の別例を示している
。 基部6と結合してなる支持構造物5には、二以上の安定な支持要素、すなわち
鉛直平行な吊下式振子2が双軸蝶着されてなり、これら吊下式振子はクロスビー
ム型結合要素又はプラットフォーム型結合要素8を支持してなる。
荷重を受ける軸受に固定される。前記支持要素14の下端は、軸方向に可動で水
平方向には不動な玉軸受43内に位置してなる。玉軸受43内において、鉛直方
向支持要素14は、あらゆる水平軸周囲に旋回することができる。 軸受59の中心は、水平方向変位eを受けて、hだけ上昇変位する長さlvの 吊下式振子2の下端と同様の空間可動性を有している。
、下げ分Seと重複する。従って、結果の上昇分はhres=h-Se である。 図22の態様例において、支持要素14頂部における最終的な上昇変位は負で
あり、下降する結果となる。したがってこの点は、荷重支持支点としては否定的
である。
部がそうであるように、上から見て凸領域を描く。この挙動は、長さlviの不安
定な逆向き仮想振子に相当する。 他の結合要素2及び8の寸法に対して、自身の寸法を定めてなる支持要素14
の頂部に荷重がかかるとき、その状態は不安定なものとなる。
、荷重を受けた状態において他の要素の安定化作用が支配的ある場合にのみ、シ
ステム全体は安定となり、荷重支持仮想振子が継続する。 荷重支持安定性を実現させるためには、頂部において正の上昇変位hresを得 るように長さloを選択する必要がある。したがって、荷重支持支点は、上から 見て凹領域を描く。上記の如く選択された荷重支持支点Pは、軸受部59から距
離lp離れており、その中央位置から変位する場合、僅かな変位hpだけ上昇する
。したがって荷重支持支点Pは、長さlvの仮想振子の下端に相当する。
方向支持要素14の頂部に位置する荷重支持支点により描かれる湾曲を示してい
る。 図23a、23b、23cは、基部6に対する被支持物体1の移動位置を示し
ており、最高変位状態と、複数状態の重ね合わせとが示されている。 図24は、図22及び23cにおいて示された原理に従う仮想振子の簡略図で
あり、その中央静止位置及び被支持物体1に対する基部6の変位状態を示してい
る。地震に起因して、基板6が変位eだけ動くとき、仮想振子によって支持され
た物体1は、僅かな変位hpだけ上昇する。
示している。 この運動特性は、数学的振子を意味している。その固有周期は、仮想振子の有
効長によってのみ決まる。 時計振子がこの例である。 地震の間、振動している基部と接続してなる振子の上部支点が、素早く前後に
動くとき、仮想振子から垂下してなる質量は、仮想振子の特性によって決定され
る、その慣性に起因して、振子の上部支点のすばやい反転運動に追従しえない。 運動方向の反転が迅速に起こる場合、支持された質量は実質的に静止状態を保
つ。
装置により実現される。 従属請求項の主題は、本発明による有利な設計である。 本発明は、地震により地盤振動が発生する際に、建物が共鳴しないことを確実
にするものである。地盤運動に起因する水平方向加速力及び剪断力は、建物の構
造部には伝達しない。このことにより、最大級の水平方向地盤振動に対してさえ
も、建物又は物体を確実に保護する必要不可欠な地震対策が実現される。
と大きな加速度とを伴って動く場合においてさえも、被支持物体をほぼ静止状態
に維持することが可能となる。 本発明原理の適用により、被支持物体の固有振動周期は長くなる。その結果、
質量の慣性に起因して、該物体は地盤及び基礎の振動運動に追従しえない。保護
された建物又は物体は、最大規模の地震の場合においてさえも、完全に不動状態
を保つ。
より加速度1.2gまで既に実証済みである。 したがって、物体は地盤の水平方向運動から完全に隔離される。これは効果的
な免震システムであり、高さ方向の寸法が小さな支持構造物により、物体に、あ
たかも非常に長い振子から垂下しているかのような空間可動性が与えられる。該
支持装置は、長い振動周期を有する「仮想振子」と称される。
該システム固有振動周波数と地震振動周波数との差を、構造物の振動系と基部の
振動系とが完全に分離しうる程度に、定めることができる。したがって、被支持
構造物は、その静止位置で不動状態を保つものである。
反作用力は一切発生しない。その結果、臨界剪断力が一切発生せず、あらゆる地
震損傷が回避される。 建物の質量は、長大な有効振子長を持ち、垂下点が建物上方の高い位置にある
「仮想」振子から垂下してなる。
グニチュード及び破壊力をもつ地震に対しても、効果的な保護を提供するもので
ある。高層建築物や細長い塔を含むあらゆる種類の構造物に対し、完全な耐震性
を与えるように設計及びレトロフィッティングすることが、初めて可能となった
。
直方向に拡大することなく実現するものである。したがって、該モジュールは、
大きな有効振子長を持つ「仮想」振子に相当する。設置に必要とされる高さは小
さいので、該モジュールは、建物の1階又は地階いずれか一つの階に収まる。 仮想振子の上部支点は、クェークプロテクトモジュールの支持構造物を介して
、基部と剛結合している。
ことができる。一振動の周期は、非常に大きい。この技術により、仮想振子シス
テムの固有周期を、自由に選択することができ、該装置の構成要素の設計は、そ
の周期、例えば20秒又はそれ以上の周期に基づいて決定される。地震の振動周
期は典型的に、0.5乃至2秒である。振子の上部支点は迅速に変位するが、該
振子から垂下してなる質量は、極めて長大な振子の振動特性によって定まる速度
でしか新しい位置に追従しえない。
はない。地震の大きさ(マグニチュード)がどの程度であるかということ、地盤
の運動速度がどの程度であるかということ、建物の基礎がどの程度加速されるか
ということ、地震振動の周波数がどの程度であるかということ、あるいは、どの
程度の調和振動がおこるかということ、これらは全て問題ではなく、結果は常に
同じである。
ことすら困難な値まで減少せしめられる。 この原理による保護の有効性は、あらゆる地盤速度及び加速度において、常に
同じである。 被支持構造物は、推定しうる最大級の地震の場合であっても、弱震の場合であ
っても、動かない。
り正確に言えば、そもそも如何なる運動エネルギーも、建物の構造部内に伝達さ
れない。 建物の構造部が振動運動に従わないので、加速度に起因する質量反作用力が全
く発生せず、地震損傷が回避される。
機構となる。 上記理由により、最近の建築規準で要求されているような付加的な耐震補強材
を建物に適用する必要は一切ない。 小規模の試作品において、所定及び予想性能が既に実証されている。
る摩擦が効果的に大幅に減少し、その結果、移動質量の横変位抵抗が小さくなる
。 その結果、摩擦係数が極度に小さくなる。したがって、摩擦によって、大きな
加速力が基部から構造物内部へ伝達することがなくなる。その結果、建物は容易
に動くことができる。したがって、風力により、被支持物体は容易に、その許容
最大変位範囲の中央位置から変位することが可能になる。その結果、その中央位
置から変位たときに地震が起こると、実際の可能変位範囲が、風力により生じた
初期変位の方向に狭まる。
減少率で、極めて小さい値まで減少させることが可能になる。変位抵抗は次式で
示される。
に伝達される。 更に変位しうる可能空間は、起こっている地震の潜在可能変位より決して小さ
くならない。したがって、被支持物体を地盤の動きから絶縁する主要な目的に加
えて、地震発生時に、構造物をその中心位置に留めておく要素を組み入れて完全
な解決策とする必要がある。
場合、非常に平坦で凹型の球面領域内で生じるものであり、ここで球面領域とは
厳密には球面ではないが、球面に非常に近いものである。中央位置から変位する
ときに支点が描く該領域の湾曲は、一定ではないが、相関性やシステムの性能を
犠牲にするものではない。水平方向の有効推力、すなわち中央位置から変位した
後の復元力は、仮想振子から垂下してなる物体の質量慣性に起因するものであり
、次式で示される。
抵抗は極めて小さい。このことは、振子支持要素の軸受直径の1/2と、振子の
有効長との関係に従って摩擦係数が換算されることに起因する。 換算摩擦係数は次式で示される。
持要素の長さである。
子下端の移動球面の湾曲は、その中央領域において非常に平坦であるが、それで
もなお、振動後の摩擦が極めて小さいことに拘らず、中央位置からの残留変位を
伴うヒステリシスが存在する。
中央位置ではない場合でさえも、基部に対する変位に対しなお十分な空間が得ら
れるような、起こりうる大変位に対する設計を可能にするものである。建物の初
期位置は、風力による変位、あるいは地震が止んだ後の変位により変化しうる。
この点を考慮しなければ、建物に関し補助的な中央位置合わせ、風力に対する抵
抗は必要がない。しかしながら、建物を常に同じ地点に留めておくことが必要で
ある場合には、正確に中央位置合わせをするための付加的な装置を、以下に記載
する方法で設置することが可能である。
る。このような装置は、建物の少なくとも二箇所で必要とされる。また該装置を
クェークプロテクトモジュール自体に組み込むことも可能である。
は、その上端において、シャフト42を支持してなり、該シャフトは、軸方向に
可動に球面軸受43内に突き出しており、該軸受は支持された構造物と剛結合し
てなる。引張ばね41は、ばねの片側でコイルが上昇してシャフト42が傾斜す
ように該ばねが曲がることなしに、軸受43位置における水平方向のてこ作用が
任意の想定最大風力が打ち消すような程度まで締め付けられる。
て、基部の水平方向の動きが発生し、想定風荷重を大きく超える加速衝撃が建物
質量に与えられるとき、シャフト42のてこに起因する動きによって、ばね41
は曲がる。基部は、建物に対して変位εを生ずる。この初期モーメントを克服し
た後、更に変位することにより、力は線形増加せず逓減する。したがって、ばね
の反作用力は、振動振幅Sを通して小さな状態に維持される。
れてなり、シャフト42が、建物の構造部1と連接してなるばね41と共に垂下
してなる態様において、水平方向の固定を実現することも可能である。
物を維持する同等の解決策を示している。寸法が適切であれば、この解決策は、
図25に係る解決策に比肩する性能を呈するものである。相違点は、明瞭なブレ
ークオフモーメントがないことである。当初より、運動は、水平方向の力に線形
従属して発生する。
整装置50が、被支持構造物51下の少なくとも二箇所に固定されている。複数
のボールを具備してなる皿49内に保持されてなる回転式ボール44は、ばね4
7によって、鉛直方向の力FVで、調心錐45に押し込まれる。鉛直方向の力Fv は、風荷重によって水平方向に発生すると想定される最大の力Fhに等しい。
変位によって、ピストン52を介して回転式ボール44がばね47に押し付けら
れる。ばね47はその後、押し戻る。その結果、回転式ボール44は、傾斜減少
を伴うか開口角γの増加を伴って調心錐45の領域内に移動する。これによって
、水平方向に伝達可能な力が減少し、回転式ボールが調心錐領域を出て平坦面上
を回転するとき、その力はゼロとなる。
又は一体に組み込まれた貯槽55内に流入する。ばねが押し戻る際は、流体はス
ロットルオリフィス30を通って戻ることしかできないので、ピストン52の移
動速度は減少する。 基部の振動が高速である場合、ゆっくりと戻る回転式ボール44は、調心錐4
5において傾斜が急な中心部には到達せず、傾斜が殆どない部分に到達する。そ
の結果、伝達可能な水平方向の力は小さくなる。
分に落ち着き、再び有効な大きさの水平方向の制止力Fhにより、被支持物体の 中心位置を合わせる。 図28は、構造物の中央位置合わせ及び風荷重補正に係る別の方法及び装置を
表している。地階の壁22と、基部6に位置する基礎の壁20との間において、
方形の建物において対向する二側面の各々の側に、少なくとも二つの水平方向支
持要素24が存在してなり、方形の建物の残りの二側面には、各々の側に少なく
とも一つの水平方向支持要素24が存在してなる。
の回転方向は水平であり、基礎壁20上において同一水平線上にある。本図面に
おけるその他の物体は、鉛直方向の断面図として示されている。 水平方向支持要素24は、完全に伸び切ったピストンシャフトを備えてなる液
圧式シリンダー40からなり、該シャフトの端部には、一又は複数のロール25
と共に、回転式ギアが装着されている。該地階の位置が正確に基部の中心に調整
されている場合、各ロールと、基部の壁に固定された平坦な滑走路26との間に
は、最小限の隙間がある。ロールの回転方向は水平である。
ンシャフト端部は、回転を防止するための蝶着リンク機構を介してシリンダー4
0に連結される。 基礎の壁20が、構造物22に向かって動くとき、ピストンは、ロール25及
びピストンシャフトにより押されて、シリンダー40内に移動し、内部の流体を
一又は複数の液圧式アキュムレーター127内に押し出す。このアキュムレータ
ーはメンブレン型、バブル型又はピストン型の貯槽とすることができ、メンブレ
ン28の異なる側において、ガス、空気又は窒素を圧縮するものである。したが
って、液圧式シリンダーは、気体の弾性作用により、ばね式支持体の如く作用す
る。
に伸び切っており、そのとき、ピストンシャフトに支配される制御弁29は開い
た状態にある。アキュムレーター内の気体の圧力により、流体は、スロットルオ
リフィス30を介して押し出され、更には開いた状態の弁29を介して貯槽32
に続く排管内に押し出される。建物の壁22に接近していく基礎壁20によりピ
ストンシャフトがシリンダー内に押し込まれると、制御弁29が開き、流体は、
圧力管33から液圧式アキュムレーター内に移動し、その結果、シリンダー内に
発生する力がピストンシャフトを再び前方へ押し出し、建物を本来の位置へ戻す
まで、圧力を増大させる。
中央位置から押し出される場合に、効果的である。 風力は突然変化するものではないが、ある程度必要な時間をかけて増加及び減
少するので、スロットルオリフィス30を通過する流体の出入プロセス、この制
御プロセスをその所望速度に維持するに十分な速さであり、この制御プロセスが
その所望速度にあるとき、建物をその本来の中央位置に維持することが保証され
る。
り、建物から遠のく場合、ピストンの素早い動きと、それに伴う、制御弁29の
素早く連続的な開閉とによって、スロットルオリフィス30を介して空気ばねシ
ステムの内外へ流出入する流体は僅かである。シリンダー40内におけるガスば
ね力は、当初は任意の風力と均衡しているものであるが、小さな弾性率、並びに
、地震周波数とピストン及び制御弁29の動きとに起因してスロットルオリフィ
ス30を介して交互に起こる流出入により、僅かに変化する。
の質量に対する有効加速度が、地震周波数と共に方向を変えてしまうほど、非常
に小さなものとなる。
あり、該ポンプは、モーター34により駆動され、該モーターは圧力制御スイッ
チ35により制御される。モーター用エネルギーは、太陽エネルギー又は風エネ
ルギーにより自律的に供給可能である。液圧エネルギーは、多数並べられた液圧
式貯槽38において緩衝され、ポンプ36の必要動力を小さいく保つことができ
る。地震の間、このシステムに利用可能な多くの外部エネルギーを利用すること
ができ、その場合、水平方向支持装置のピストンをピストンポンプ37と合体さ
せることができる。
7は、貯槽32から圧力貯槽38へ流体を送る。したがって、制御弁29が地震
周波数に応じて振動の半分の間隔で開くとき、シリンダー40及びアキュムレー
タ127からなるばねシステムから、スロットルオリフィス30を介して排管内
へ戻る液体質量の流れが発生する。
している。この構成により、基礎壁へ向かう大きな変位及び距離変化が可能にな
る。変動てこ39は、建物に固定されてなるフレーム46に接合しており、一又
は複数のシリンダー40により、地階における建物壁22の方向で支持されてな
る。変動てこ39は、支持荷重に応じて一又は複数のロール25を具備した回転
式ギアを端部に担持してなり、該ロールは、基礎壁20上に取り付けられた平坦
な滑走路26に沿って可動である。ロールの代わりに、好適なすべり材からなる
すべりパッドを同様に使用することも可能である。フレーム46には、変動(て
こ)39により操作される制御弁29があり、この制御弁は図282係る制御弁
と同一の機能を有するものである。液圧式装置は、図282係る例と同一である
。
対し建物の零位置を維持するためには、一つの建物に対し少なくとも六つの装置
が必要である。この水平方向支持装置により、建物の基部付近で大きな変位が可
能となる。
圧式アキュムレーターとからなるばねシステムは、外部の水平方向風力がないと
き、次式に従う初期弾性率を有してなる。
弾性率は、ポリトロープ型気体圧縮に起因して一定にはならない。被支持構造物
へ向かって基礎が値εだけ変位すると、システムの弾性により生ずる力ΔF0は、
加速力として建物質量に衝突する。風の場合、システムの支持力は、建物がその
本来の位置から大きく移動することなく、図28の例について説明したように、
風力と釣り合うまで自動的に増加する。水平方向支持装置により、風力Fwに対 して建物が静止している状態にあるとき、地震により基部の運動が発生し、建物
に向かう基部の変位が値εでしめされるとき、支持ばねシステムにおける力は、
次式に従って増加する。
ことにより変化するので、この関数は、零点から出発する関数よりも大きな勾配
を持つ。基部の壁20が、値εだけ移動するとき、水平方向支持力は値ΔFWだ け増加し、この力の差ΔFWのみが、加速力として建物質量に衝突するものであ り、この加速力は平常時の力ΔF0を大きく上回るものではない。
平方向支持システムを示している。この装置には、変動(てこ)39とフレーム
46との間に、シリンダー40と同様に、ピストンポンプ37が更に設備されて
いる。このピストンポンプ37は、図28による既述の装置と同様の機能を有し
ている。
物本体51は、1階の下側でクェークプロテクトモジュール56により支持され
ており、建物の一部分であって上側の建物とは異なる一又は複数の地階は、専用
のクェークプロテクトモジュールにより支持されている。
なる風力も受けないので、その部分は風力補正システムを必要としない。その部
分は、振動時であっても常に中央に中央に位置合わせされており、建物上側部分
の中央位置合わせの基準となる位置を提供するものである。建物の上側部分と下
側部分において、二つの軸沿い、及び二つの基準点60の間をそれぞれ機械的又
は遠隔式に測量することにより、風力補正装置27の制御に必要な値が決定する
。
鉛直方向加速度を減少させるか、ほぼ排除することが可能である。この方法は、
病院、マイクロチップの製造のような感受性の高い製造プロセスを備えた工業施
設、あるいは化学施設及び核施設にとって非常に望ましいものである。 この技術によって支持された建物は、地震の際にも、空間内で鉛直方向に関し
静止した状態を保つ。
、反作用剪断力を発生させ、この剪断力は、地震の際に建築材料が耐えることの
できる剪断力を超える可能性がある。水平方向の剪断力は、地震の際に構造欠陥
を誘起する主な原因である。
料強度と荷重との積を加算することによる建物強度の設計計算により、建物は損
傷を受けることなく耐えることが可能である。結果として、鉛直方向加速度が、
被支持物体とその基礎との乖離を誘起する1gを超えない限りにおいては、鉛直
方向加速度による構造物への危険は一切ない。
テクトモジュールに付加的な鉛直方向ばね要素を組み入れることも可能である。 図32は、建物51のばね式支承の一例を図式的に示している。建築支承16
は、内蔵型液位制御弁61を備えてなる液圧式シリンダー64として設計されて
おり、ピストン棒62の頂部において建物荷重を支えている。結合要素8は、シ
リンダー64の底部に蝶着されている。変動てこ63は、鉛直方向に可動なシリ
ンダー64の旋回を防止するためのものであり、更に、結合要素8がその鉛直軸
周囲を旋回しないようにするためのものでもある。
る流体循環を緩和するものである。シリンダー圧力室67は、パイプ68を介し
て、一又は複数の液圧式圧力タンク38と連通している。液圧式圧力タンクの容
積により、流体ばね係数が決定する。
シリンダー流体の容積が、液圧式圧力タンク内の容積に比して小さいとき、液圧
式圧力タンク内の圧力はごく僅か上昇する。 初期圧力に対する圧力上昇比は、地盤が鉛直方向に動く間、支持された質量が
鉛直方向加速度を受ける1gを基準とする加速の度合いに相当する。適切な設計
により、如何なる加速度減少も達成することができる。とりわけ粘弾性流体の場
合、非常に小さなばね係数を実現できる。
69が、図21による場合のようにクェークプロテクトモジュール56の頂部に
設置されており、該クェークプロテクトモジュール内部には、図25に示される
ような中央位置合わせ及び耐風装置70が組み込まれている。液圧式連絡路65
、66、68は、図32における例と同様に、流体供給管、排管、液圧式圧力タ
ンク38への連絡路である。
に強く振動している間、共鳴による運動の増幅と加速度の増大とが発生しうるの
で、曲がったり折れたりする可能性がある。
が、物体又はクェークプロテクトモジュールに対する基部であるポール又はマス
トの上部は、図34に示されるようなポールの曲がりや高位基部の傾斜による歪
みに起因して、二次的な運動軸を得る。ポール頂部で支持された質量の値は、ポ
ールの振動特性を大きく左右する。水平方向加速度による質量反作用力がもたら
す曲げモーメントは、頂部質量のないポールの場合に小さくなり、その場合、ポ
ール上端の曲がり及び傾斜角は、ポール質量によってのみ生じるとすれば、小さ
なものとなる。
、マスト頂部は、被支持物体の質量よりもかなり小さなものとなりうる該モジュ
ールの質量力のみを受けるものである。マスト端部の曲がり角度は減少する。 傾斜軸周囲の上記振動が、被支持物体を危険に晒したり損傷したりする可能性
があることから、被支持物体が、ポール傾斜という新たな変化の影響を受けない
ようにするために、クェークプロテクトモジュールは、この残りの傾斜変化を補
正するか少なくとも減少させる必要がある。
面図である。該装置は梁72を支持してなり、該梁は例えば照明設備を支持しう
るものである。
に一つの棒74を支持している。棒74の計4つの端部各々には、吊下式振子2
が、双軸蝶着されている。梁72は、二つの支持梁75を介して、二つの結合要
素8と蝶着している。結合要素8は、二つの吊下式振子2から双軸蝶着により懸
架されており、更に第三の支点、すなわち、スタンド式振子7の上端に双軸蝶着
されてなるものであり、該スタンド式振子7はその下端において、マスト71の
頂部に双軸蝶着されてなる。支持要素である振子2及び振子7は、マスト71が
その頂部において鉛直な状態から外れて湾曲傾斜するとき、梁72がその水平方
向の位置を保つように、空間内に配置され傾斜してなる。支持荷重を伴う梁72
の振動を、地盤運動により誘起されるマストの振動から分離させることにより、
梁頂部に支持された質量が、質量反作用力としてマストに衝突することがなくな
る。したがってマストの動的荷重は減少する。
であり、この方法は図21において説明した原理による仮想振子を採用してなる
。ポールの頂部には三つの支持要素76が配置されてなり、それらはここでは環
状であり、各々がその頂点において、双軸蝶着されて、支持要素11、すなわち
空間内で傾斜状態にある吊下式振子を支持してなる。三つの吊下式振子11は、
各々の下端12において、双軸蝶着されてなる結合要素9を支持してなり、該結
合要素は、図36aにおいては上から見て三星形に示されてなる。結合要素9は
、その頂部において、自在継手77により、支持要素78を支持してなり、該支
持要素78は、三本又はそれ以上の棒79内に突出しており、該棒79はリング
80に接合しており、該リング80は複数の電灯81を支持してなる。振子は、
図36bに示すように、ロープとして設計することも可能である。弾性ベロー管
により、電気的配線をマスト71と電灯81との間に施すことが可能となる。
持梁82の振動絶縁に関し、図21に関し説明した原理による仮想振子を利用す
る第二の例を示している。ポール71は、その頂部において、三つの支持アーム
76と接合してなる。該支持アーム各々の端部は、双軸蝶着された剛直棒11又
はロープからなる三つの吊下式振子と接続している。吊下式振子の下端は、双軸
蝶着されてなる三つ足の結合要素9を支持しており、該結合要素9は自在継手7
7によって吊下式支持要素78を保持しており、該支持要素78は、三つの電灯
支持梁82に剛結合している。
れた原理に基づく仮想振子を利用してなる。ポール71の頂部には、三又はそれ
以上の支持アーム76が設けられ、各支持アームはその上端において吊下式振子
と接続してなり、該吊下式振子は両端に自在継手を持つロープ83又は棒2であ
り、下端において結合要素8を支持しており、該結合要素8は、振子の数に対応
する支持棒73を付設してなる。結合要素8の中心13において、鉛直方向支持
棒14が自在継手内に支持されている。該支持棒14の下端は、軸方向に可動で
あり、半径方向及び双軸方向に関してポール71の頂部に支持されてなる。鉛直
方向支持棒14の頂部においては、自在継手により電灯支持要素82が支持され
てなり、該支持要素は複数の支持棒79と共に電灯81を支持してなる。
、ここでは、支持アーム76は、吊下式振子の配置内に位置してなる。吊下式振
子は、両端において双軸沿いに可動であり、双軸軸受を備えてなるロープ83又
は剛直棒2として、リング80を支持してなり、該リングはスポーク73(訳注
:79の誤り)を介して、その中心においてハブ84を保持してなる。ハブ84
は、自在継手77を介して、鉛直方向支持要素14を支持している。その他の設
計は図38による例と同一である。
と、一緒に揺れる。垂下物体は、それ自身が振子であり、通常の寸法であれば共
鳴し始める可能性がある。振動振幅は大きくなる可能性があり、該垂下物体は天
井にぶつかって損傷又は破壊をうけたり、場合によっては落下する。吊下式の電
気的物体の場合、短絡により発火する危険がある。また、公会堂や講堂等におけ
る重量のあるシャンデリアのような重い垂下物体の場合、その落下は人間にとっ
ても危険である。
能である。 図40は、図21に係る原理に従う仮想振子からの照明設備垂下を示している
。天井には三本のケーブルが各々正三角形の頂点となる位置に取り付けられてお
り、これら三本のケーブルはこれらの共通中心へ等角で垂下してなる。これらケ
ーブルの下端は、各々、回転されるピラミッド85の等辺底面三角形の各頂点に
取り付けられている。ピラミッドの頂点において、ロッド86が、二つの鎖で固
定されたリングによって双軸蝶着されて、電灯の支持体となっている。
示している。ここで結合要素9は、三角錐の辺に相当する三つの支持アーム76
からなる。
うに垂下してなる。双軸ロッド2又はロープ若しくは鎖83からなる安定な吊下
式振子が、天井に接合されている。該振子はその下端において、双軸沿いに可動
は結合要素8の一端を支持してなる。ロッド、ロープ又は鎖からなる四つの要素
からなる支持構造物5は、双軸沿いに可動に天井に接合しており、前記四つの要
素5は、倒置ピラミッドの辺である。該倒置ピラミッドは、その頂点において、
不安定なスタンド式振子7の双軸軸受点となる支点88を形成してなり、該振子
7は、その上端において、結合要素8のもう一方の端部と双軸蝶着してなる。該
結合要素8からは単軸蝶着されてなる支持ロッド89が垂下しており、この支持
ロッドは電灯87を鉛直方向に弾性的に保持してなる。
けて危険な結果をもたらしうる横方向の振動を起こす。変形により生ずる両振り
曲げ荷重を減少させ、材料疲労を防止するために、極めて効果的な振動減少装置
を利用して振幅を減少させることが可能である。この目的のため、二次的な質量
が、構造物の頂部に配置され、細長い煙突又は支柱の場合には、最大振幅が発生
する部位にワイヤロープで吊り下げられる。この二次的質量は、振動可能であり
、ばね式支持要素及び減衰装置により構造物に取り付けられるか、振動減少装置
の移動質量の反作用力により構造物の運動を妨げる能動型システムによって移動
する。このような質量の支持に関して、仮想振子の適用は最も有利である。ごく
僅かな空間があればよいので、仮想振子は、支持された振動減少装置質量の任意
の固有周波数に関し、寸法パラメーターの関係を自由に選択することにより、容
易に設計可能である。能動型振動減少システムに関し仮想振子を適用することは
、質量支点の摩擦が非常に小さくなり、システム固有周期の自由選択が可能にな
る点において、非常に有利である。
理に従う三つの仮想振子PVは、該減少装置の質量90を支持している。ばね式 減衰装置91は、建物質量に対して水平に減少装置質量を支持している。
従う三つの仮想振子により支持されてなる減少装置質量90と、図21に示され
た原理に従う三つの仮想振子により支持されてなる基準質量92とからなる。基
準質量92用の三つの仮想振子は、極めて小さな摩擦、極めて小さなヒステリシ
ス及び極めて長い固有周期を持つように設計されてなる。建物の構造部の位置に
対して基準質量92の位置を判定するセンサー93は、建物の構造部のあらゆる
水平方向の動きから絶縁されており、アクチュエーター94を介する減少装置質
量90の動きに関して、制御装置から入力制御パラメーターを与えるものである
。
ステムとしても受動システムとしても利用しうる。この例において引張荷重支持
要素は、ロープ83として設計されてなる。
いて安定な吊下式振子11は、ロープとして設計されてなる。
テムに関し、減少装置質量90は、マストを周囲するリングとして設計されてな
り、図11に示される原理に従う三つの仮想振子PVにより支持されている。安 定な吊下式振子2は、結合要素8と直接接合せず、振子として機能しない延長部
95を介して結合要素8と連絡しており、中継ぎてこ96が、高い位置に取り付
けられている。このように必要とされる半径方向の空間が小さいので、風抵抗は
減少する。パネル79は、風力が振動減少装置の関数に重畳することを防止する
ものである。
量は、マストを周囲して風抵抗を減少させる平坦なリングとして設計されてなる
。振動減少装置質量90は、図11に示される原理に従う三つの仮想振子PVに よって支持されてなる。本来の位置への戻りは、仮想振子PVの自己調心力と、 不安定なスタンド式振子7の底部接合部に位置するばね98とにより達成する。
安定な吊下式振子2はロープとして設計されてなる。風力による損傷を受けない
ように、該減少システム構造物は、空気力学的に有効なパネル97により覆われ
ている。
大し、その結果、ある種の地盤においては、地盤の軟弱化と、地盤の耐荷能力の
減少が起こる。建物が地盤中に沈下することも考えられる。
されるので、傾斜モーメントによる反作用力が一切発生せず、したがって液状化
に至る結果を回避することができる。
を伴う液状化を誘起する。地盤は高粘度の液体となり、建物は傾斜し、地盤中に
沈下する。建物の質量が、建物によって変位した地盤質量よりも小さい場合、建
物は液状化した地盤上に浮上する。仮想振子に基づくクェークプロテクトモジュ
ールは、建物の反作用力を3/1000に減少させる。場合によっては、液状化
自体も併せて回避することができる。
静荷重に加算され、地盤振動周波数で方向が変化する動的増大荷重となる。 建物質量の加速度により発生する、基礎の縁上における、この二次的な両振り
荷重は次式で示される。
の建物重力中心の高さ、Wは基部振動方向における傾斜稜線の最大変位である。
す。この現象により、砂や岩石のような地盤構成要素間における粘着摩擦は、該
要素が互いに脈動浮遊した状態になるので減少し、その結果、地盤は粘性流体と
なり、液状化してどろどろの状態となる。
に向かって傾斜する可能性もある。 建物が本発明による装置により支持されるならば、被支持質量は如何なる有意
な加速度も受けないので、該質量に関する上記反作用は発生しない。静荷重に、
傾斜モーメントに起因する上記動的荷重が重畳することはない。液状化の危険性
は著しく減少する。
減少させるために、仮想振子PVの下に、クェークプロテクトモジュール用の基 部として、クェークプロテクト基礎が更に設置されてなる。該基礎は、変位した
地盤の質量が建物全体の質量と等しくなるようにその寸法が規定された剛直且つ
軽量な構造物として設計されてなる。
テクト基礎100の下側は、縁に向かって曲率が漸増していくように湾曲してな
る。 図50に示すように、湿潤且つ柔軟な堆積物の下部が、固い地盤であったり、
岩石の多い地盤である場合、図49に示すクェークプロテクト基礎と共に、補助
的な基礎杭103を利用することも可能である。
振子に基づくクェークプロテクトモジュールによって支持され静止状態を保つ建
物の構造部51との間に、運動を許容するための隙間113が風、埃、水分及び
害虫又は害獣を通さないように設けられている。この隙間の一方、好ましくは上
方には、ワイヤブラシからなるストリップ101が取り付けられており、その中
間には振動絶縁ウール104が詰め込まれてなる。この隙間の他方には、傾斜し
た端部を有してなるすべり框102が取り付けられている。
トモジュールに、補助的に鉛直方向のばね及び制振装置を取り付ける場合、前記
隙間(ムーブメントギャップシール)にも同様に、鉛直方向のばねを取り付ける
必要がある。
ね要素107、例えばコイルばね又は板ばね等によって、U字形シールフレーム
106が押圧される。該フレーム106は、地階の壁22に固定されてなるU字
形フレーム108により鉛直方向に関して案内される。一つのシールストリップ
109は、ばねによって押圧されて、フレーム108をフレーム106に対して
固定する。複数のシールストリップ109もばねによって押圧され、シールパッ
ク110は、フレーム106を免震された建物又はすべり防止薄板105に対し
固定する。
用力は、地階壁22の鉛直面を介して、建物周囲の地盤に圧力を与える。地盤は
圧縮又は圧力解放を受ける。応力は、地中のガス、水道、電気の本管又は本線1
11、建物内の配管及び配線において発生する可能性があり、これら配管及び配
線は応力を受けて破裂又は破断する危険がある。
加速度反作用力も、建物質量によっては発生せず、地階のかなり小さな質量によ
ってのみ発生するので、地盤の圧縮と本管又は本線への応力とが減少し、その結
果、前記火事災害は減少する。
形に設計されてなる撓み接続により、可動性が付与され、その結果、免震構造物
51に対する振動基部の相対運動に起因する損傷が防止される。
たりするような場合であっても、当該装置における、互いに独立に動く機能と、
基部において変化した支点間距離(スパン)を均等化する機能とにより、建物が
存続しうる可能性は高い。
とが予測される。 図54に関し、堅固に取り付けられた構造物51を支える支持要素間のピッチ
tは変化しない。基礎20上のクェークプロテクトモジュール56間のピッチは
同一である。
場合、クェークプロテクトモジュール56のスパンは、裂け目SPの幅だけ広が る。クェークプロテクトモジュールが仮想振子であれば、該モジュールは、仮想
垂下点の下にある振子の振幅中心に、荷重支持支点を集中させる。
点は、本来の中央位置からの変位が二つの仮想振子の間で同じになるように、均
等化された位置を取る。
発生する場合、本発明の支持機構を装備してなる建物又は物体は、任意の方向に
変位可能であるので、空気荷重モーメントは減少する。
風力に自動的に応答する。 爆発による空気圧荷重の増加は、極度に短時間で起こるものであり、その時間
内に、自動制御によって風力補正のために抵抗力が顕著に増加することはない。
したがって、突然に空気圧力波による衝撃を受けても、建物は反作用力を殆ど持
たないので後退し、その結果、瞬間衝撃は大幅に低減する。
、ここでは「地震保護モジュール」と称される荷重支持装置により支持されてい
る状態を示しており、該モジュールは建物の質量を支持するものである。該地震
保護モジュールは、一つの共通基礎又はモジュール毎に個別の基礎によって、地
盤と剛結合してなる。
の構造部があたかも非常に長大な振子から垂下しているかのように動くことを可
能にするものである。既に説明した通り、垂下物体は、地震地盤運動の加速度に
比して最小限の加速度のみを受ける。
あっても被支持物体に伝達することがなくなる。
支持された建物の固有周波数を、地震の際に通常発生する地盤振動の主周波数よ
りもはるかに小さくすることが可能となる。
設置を示している。三つの支持要素11は、各々の端部において、双軸球面軸受
15を有しており、あるいは代替的に自在継手又は玉継手を有してなり、これら
接合要素は、該支持要素をそれらの上端において支持構造物5に接合し、一方下
端において結合要素9に接合してなるものであり、該結合要素は三つの支持要素
に懸架されてなる。結合要素9は、その上端において球状ヘッド17を介して建
築支承16と連絡してなり、該支承は被支持構造物51に接合してなる。エラス
トマー材料又は金属からなる可撓性ベロー18は、リンクボール軸受を気密封止
してなる。すべりシール19は、基部6に対して可動な被支持構造物と、基部6
の地階壁との間の隙間を封止してなる。
ュールは建物地階に設置されている。図32の図面に従う鉛直方向振動絶縁が、
建物支持要素16に取り入れられている。基部と免震建物との間にムーブメント
ギャップシール114が図52の図面に従って設計されている。
る。ここでは、図25に従う中央位置合わせ及び風力補正装置57が補助的に組
み込まれてなる。物体を支持し、該物体を正確に中心位置に維持し、風力に対す
る抗力を発生させる機能は、一モジュールに統合されている。
地震保護モジュール56を示している。中央位置合わせ機能は、エラストマーば
ねブロック48により実現される。
設置されて高層建築物のような重荷重構造物を支持する場合が示されている。吊
下式安定振子2は、その両端に球面軸受又は自在継手を有してなる。該振子2は
、その上端において支持構造物5から垂下してなる。該振子2は、その下端部分
において、結合要素である大梁8と連結してなる。結合要素8の他端は、スタン
ド式不安定振子7上に位置しており、リンク17あるいは代替的に自在継手又は
球面軸受を介して該振子7に連結されている。スタンド式振子7は、その下端に
おいて、その上端と同様のリンク17を介して基礎20と連結してなる。大梁8
は、単軸軸受を介して建築支承16と連結しており、該支承は建物の構造部1を
支持している。
0との間の隙間23は、1階の床で覆われており、すべりシール19を介して基
礎側で封止されてなる。例えば水、エネルギー、通信等のユーティリティー配線
21は、建物に対する基部の動きが該配線を損傷することなく可能となるように
、基礎20と地階22との間でU字形に撓んで垂れ下がるように配設されてなる
。
の鉛直方向の部分的な断面を示しており、該モジュールは建物の縁に沿って列置
されている。地階22の平面54において、図28に則した相応の液圧式装備を
具備してなる図29又は図30に係る種類の水平支持装置24が配置されてなり
、建物と接合している。
断面を示しており、地階周囲の枠組は地震保護モジュールの支持体として機能し
ている。任意の方向に可動な地階22の各端には、風力に対し水平方向の補正を
行い、基礎に対して建物を正確に中央に位置合わせするための二つの装置24が
固定されてなる。水平支持装置は、図30に示される設計に相当してなる。建物
に向かう風力が増大すると、建物は依然として図61に示されるように同じ位置
に留まっている。水平支持装置は任意の弾性作用に即座に応答し、ばね要素にお
ける制止力を増大させて風力と均衡させるものである。正確な中央位置において
、外部風力がない状態で、ロールと基礎壁との間には最小限の隙間がある。全て
のばね式シリンダーは、液圧制御された停止位置まで完全に伸び切っている。
仮定すると、水平支持装置24は、建物が基礎壁に近づいていく側で、自らのば
ね力に対抗して押し込まれる。建物の反対側では、該水平支持装置は壁から離れ
ている。
定すると、該水平支持装置は、建物の二側面において、自らのばね力に対抗して
押し込まれ、反対側の二側面において壁から離れている。
に該モジュールにより支持されてなる高層建築物の部分的外観を示している。図
12に示される説明図に則した仮想振子は、互いに鏡面対称となるように配置さ
れている。吊下式安定振子2は、公差を補正するために、釣合大梁115により
対の状態で支持されており、該釣合大梁は柱116により単軸軸受内に支持され
ている。
レトロフィッティングに好適であることを示している。既存の柱における区域G
が、仮想振子の要素によって置換される。
、ムーブメントギャップと、ムーブメントギャップシール114とに対する建物
の境界面を示している。一方は、建物の外側に配置されてなる地震保護モジュー
ルを示しており、他方は、建物のファサード内に配置されてなる地震保護モジュ
ールを示している。
示している。基部6内に錐クリートで固められたケーシング117内に、予め組
み立てられたモジュールが、配置され、フランジ接合により固定されてなる。支
持要素89は、フランジ接合により被支持物体に接合してなる。安定な支持要素
、すなわち吊下式振子11は、ロープとして設計されてなる。カップリング要素
14は、中央に位置合わせされ、ばね118により風力に対して支持されており
、ばね119により下に引っ張られて、負の鉛直加速度を補正する。支持要素8
9は、双軸リンクボール17によって、カップリング要素14上に支持されてな
り、入れ子式案内120及び力学的ばね126又は代替的に気体圧式ばねを介し
て、被支持物体の荷重を支持してなる。
トホーム122を免震する例を示している。この構成により、水平方向に加速さ
れる場合であっても、前記支柱は、道路プラットホームの質量による反作用力は
受けず、本質的に自身の質量とごく一部のモジュール質量とによる反作用力のみ
を受けるので、支柱にかかる座屈荷重は減少する。仮想振子の設計は、図13に
示される設計に則している。道路プラットホームの支点が固定支承である場合、
結合要素は、水平ばね要素126によって、その中央位置に維持される。このば
ね力より大きな力がかかる場合にのみ、道路プラットホーム122と支柱プラッ
トホーム121との間の相対的な自由運動が可能になる。
。仮想振子は図9に示される原理に基づいている。図示の如く、ここで道路プラ
ットホームの支柱は、橋梁浮遊支承に相当するものである。安定な吊下式振子で
ある支持要素2は、二つの鉛直引張ロッド123と、二つの横桁124とからな
る。 図68は、図21に示される設計に従う地震保護モジュールにより支持されて
なる、格子状に組まれたマストを示しており、該モジュールは更に耐風装置を具
備してなる。
インの支持例を示している。結合要素8は、それ自体がパイプの支持体として設
計されている。パイプが水平に設置される場合、パイプ断面の中心は、パイプが
あたかも長大な振子の端部であるかのような曲線を描く。したがって、パイプは
仮想振子から垂下してなるものである。スタンド式振子7は、ばね47によって
、鉛直方向に関し所定位置に維持される。振子7におけるある傾斜モーメントに
よってのみばね47は圧縮され、該支持システムの運動が可能となる。傾斜モー
メントは、地震の加速度に対応する水平方向加速度により発生する質量反作用力
のみが、この運動を誘起するように定められる。
てなるパイプラインブリッジを示している。荷重支持体89は、結合要素8によ
り支持されてなり、該結合要素は、安定な支持要素である吊下式振子2及び不安
定な支持要素であるスタンド式振子7により支持されてなる。
宅の全体図。
の引用図。
の引用図。
の引用図。
数値を付記してなる数学的振子の模式図。
す模式図。
の一例を示す単純化模式図であって、動力学的設計上の点が被支持物体の支点と
して機能し、この点が長大な振子の振動端であるかのように挙動する本発明の有
効な原理を示す図。
てなるてこと、不安定なスタンド式振子に連結してなるてことが、異なる高さに
設置されなる仮想振子を示す模式図。
模式図。
式図。
素を追加してなる単純化模式図。
素を追加してなる単純化模式図。
補正を行う装置を示す概念図である。
れた物体の中央位置合わせを行う装置を示す模式図である。
して、仮想振子により支持された物体の中央位置合わせ及び風力補正を行う装置
を示す断面図。
正を流体圧により制御するシステムを示す簡略図。
利用して、仮想振子により支持された物体の中央位置合わせ及び風力補正を行う
装置を示す説明図。
す液圧ポンプを更に組み込んでなる装置を示す模式図。
中央位置合わせ及び耐風システムを示す模式断面図。
テクトモジュールを示す説明図。
詳細部分を示す各方向から見た模式図。
の詳細部分を示す各方向から見た模式図。
の詳細部分を示す各方向から見た模式図。
式電灯を示す模式図。
式電灯を示す模式図。
す模式図。
装置を示す模式図。
子によって支持されてなる位置基準質量を付設してなる振動減少装置を示す模式
図。
少装置を示す模式図。
置質量又は基準質量を示す模式図。
減少装置を示す模式図。
置を示す模式図。
。
ト基礎を示す全体図。
図。
プシールを示す模式断面図。
合部分を示す模式断面図。
る建物直下の地盤裂開の影響を説明する模式断面図。
を形成させて建物及び物体の支持を行う装置としてのクェークプロテクトモジュ
ールを示す破談図。
ールを示す模式断面図。
た中央位置合わせ及び風力補正装置を組み入れてなるクェークプロテクトモジュ
ールを示す概念図。
耐風装置としてエラストマーブロックを組み入れてなるクェークプロテクトモジ
ュールを示す概念図。
ち図12に係る設計原理に従う仮想振子を形成して建物及び物体を支持する装置
を示す説明図。
なる建物、並びに、建物の中心位置を合わせ且つ風力に対抗するための水平支持
装置を示す縦断面図。
、建物地階及びその枠組基礎、並びに前記位置合わせ装置の配置を示してなる水
平方向断面図。
基部の建物壁に平行な一方向における変位を示す断面図。
の建物壁に対して斜め方向における変位を示す断面図。
。
。
た仮想振子を示す断面図。
図。
す概略図。
振動周波数を、地震の横運動により誘起される基部6の振動周波数よりも大幅に
低下させることが可能となる。 その結果、仮想振子によって支持された物体の位置が、地盤の水平運動から絶
縁する。建物又は任意の被支持物体に影響を与える最高加速度は、数式11によ
る数学的振子の動作から導出することが可能である。
素8aは両端に単軸蝶番を有している。結合要素8bは、支持要素WLに蝶着さ れ、不安定なスタンド式振子7で双軸蝶着されて支持されている。その挙動は図 9 及び図12に係る態様に一致する。
、下げ分Seと重複する。従って、結果の上昇分はhres=h-Se である。 図22の態様例において、支持要素14頂部における最終的な上昇変位は負で
あり、下降する結果となる。したがってこの点は、荷重支持支点としては不適で
ある。
、荷重を受けた状態において他の要素の安定化作用が支配的ある場合にのみ、シ
ステム全体は安定となり、荷重支持仮想振子が継続する。 荷重支持安定性を実現させるためには、頂部において正の上昇変位hresを得 るように長さloを選択する必要がある。したがって、荷重支持支点Pは、上か ら見て凹領域を描く。上記の如く選択された荷重支持支点Pは、軸受部59から
距離lp離れており、その中央位置から変位する場合、僅かな変位hpだけ上昇す
る。したがって荷重支持支点Pは、長さlvの仮想振子の下端に相当する。
示している。 この運動特性は、数学的振子を意味している。その固有周期は、仮想振子の有
効長によってのみ決まる。 時計振子がこの例である。 地震の間、振動している基部と接続してなる振子2の上部支点が、素早く前後
に動くとき、仮想振子から垂下してなる質量は、仮想振子の特性によって決定さ
れる、その慣性に起因して、振子の上部支点のすばやい反転運動に追従しえない
。 運動方向の反転が迅速に起こる場合、支持された質量は実質的に静止状態を保
つ。
に伸び切っており、そのとき、ピストンシャフトに支配される制御弁29は開い
た状態にある。アキュムレーター内の気体の圧力により、流体は、スロットルオ
リフィス30を介して押し出され、更には開いた状態の弁29を介して貯槽32
に続く排管内に押し出される。建物の壁22に接近していく基礎壁20によりピ
ストンシャフトがシリンダー内に押し込まれると、制御弁29が開き、流体は、
圧力管33から液圧式アキュムレーター127内に移動し、その結果、シリンダ
ー内に発生する力がピストンシャフトを再び前方へ押し出し、建物を本来の位置
へ戻すまで、圧力を増大させる。
している。この構成により、基礎壁へ向かう大きな変位及び距離変化が可能にな
る。変動てこ39は、建物に固定されてなるフレーム46に接合しており、一又
は複数のシリンダー40により、地階における建物壁22の方向で支持されてな
る。変動てこ39は、支持荷重に応じて一又は複数のロール25を具備した回転
式ギアを端部に担持してなり、該ロールは、基礎壁20上に取り付けられた平坦
な滑走路26に沿って可動である。ロールの代わりに、好適なすべり材を同様に
使用することも可能である。フレーム46には、変動(てこ)39により操作さ
れる制御弁29があり、この制御弁は図282係る制御弁と同一の機能を有する
ものである。液圧式装置は、図282係る例と同一である。
物本体51は、1階の下側でクェークプロテクトモジュール56により支持され
ており、建物の一部分であって上側の建物とは異なる一又は複数の地階は、専用
のクェークプロテクトモジュール56uにより支持されている。
、マスト頂部は、被支持物体の質量よりもかなり小さなものとなりうる該モジュ
ールの質量力のみを受けるものである。マスト端部の曲がり角度は減少する。 傾斜軸周囲の上記振動が、被支持物体を危険に晒したり損傷したりする可能性
があることから、被支持物体が、ポール傾斜という新たな変化の影響を受けない
ようにするために、クェークプロテクトモジュールは、この傾斜変化を補正する
か少なくとも減少させる必要がある。
であり、この方法は図21において説明した原理による仮想振子を採用してなる
。ポールの頂部には三つの支持要素76が配置されてなり、それらはここでは環
状であり、各々がその頂点において、双軸蝶着されて、支持要素11、すなわち
空間内で傾斜状態にある吊下式振子を支持してなる。三つの吊下式振子11は、
各々の下端12において、双軸蝶着されてなる結合要素9を支持してなり、該結
合要素は、図36aにおいては上から見て三星形に示されてなる。結合要素9は
、その頂部において、自在継手77により、支持要素78を支持してなり、該支
持要素78は、三本又はそれ以上の棒79内に突出しており、該棒79はリング
80に接合しており、該リング80は複数の電灯81を支持してなる。振子11 は、図36bに示すように、ロープとして設計することも可能である。弾性ベロ
ー(訳注:英原文bellow)管により、電気的配線をマスト71と電灯81
との間に施すことが可能となる。
能である。 図40は、図21に係る原理に従う仮想振子からの照明設備垂下を示している
。天井には三本のケーブルが各々正三角形の頂点となる位置に取り付けられてお
り、これら三本のケーブルはこれらの共通中心へ等角で垂下してなる。これらケ
ーブルの下端は、各々、ピラミッド85の等辺底面三角形の各頂点に取り付けら
れている。ピラミッドの頂点において、ロッド86が、二つの鎖で固定されたリ
ングによって双軸蝶着されて、電灯の支持体となっている。
従う三つの仮想振子により支持されてなる減少装置質量90と、図9に示された
原理に従う三つの仮想振子により支持されてなる基準質量92とからなる。基準
質量92用の三つの仮想振子は、極めて小さな摩擦、極めて小さなヒステリシス
及び極めて長い固有周期を持つように設計されてなる。建物の構造部の位置に対
して基準質量92の位置を判定するセンサー93は、建物の構造部のあらゆる水
平方向の動きから絶縁されており、アクチュエーター94を介する減少装置質量
90の動きに関して、制御装置から入力制御パラメーターを与えるものである。
重支持支点は、本来の中央位置からの変位が二つの仮想振子の間で同じになるよ
うに、均等化された位置を取る。
設置を示している。三つの支持要素11は、各々の端部において、双軸球面軸受
15を有しており、あるいは代替的に自在継手又は玉継手を有してなり、これら
接合要素は、該支持要素をそれらの上端において支持構造物5に接合し、一方下
端において結合要素9に接合してなるものであり、該結合要素は三つの支持要素
に懸架されてなる。結合要素9は、その上端においてリンクボール17を介して
建築支承16と連絡してなり、該支承は被支持構造物51に接合してなる。エラ
ストマー材料又は金属からなる可撓性ベロー18は、リンクボール軸受を気密封
止してなる。すべりシール19は、基部6に対して可動な被支持構造物と、基部
6の地階壁との間の隙間を封止してなる。
設置されて高層建築物のような重荷重構造物を支持する場合が示されている。吊
下式安定振子2は、その両端に球面軸受又は自在継手を有してなる。該振子2は
、その上端において支持構造物5から垂下してなる。該振子2は、その下端部分
において、結合要素である大梁8と連結してなる。結合要素8の他端は、スタン
ド式不安定振子7上に位置しており、リンクボール軸受17あるいは代替的に自
在継手又は球面軸受を介して該振子7に連結されている。スタンド式振子7は、
その下端において、その上端と同様の軸受17を介して基礎20と連結してなる
。大梁8は、単軸軸受を介して建築支承16と連結しており、該支承は建物の構
造部1を支持している。
示している。基部6内に錐クリートで固められたケーシング117内に、予め組
み立てられたモジュールが、配置され、フランジ接合により固定されてなる。支
持要素89は、フランジ接合により被支持物体に接合してなる。安定な支持要素
、すなわち吊下式振子11は、ロープとして設計されてなる。支持要素14は、
中央に位置合わせされ、ばね118により風力に対して支持されており、ばね1
19により下に引っ張られて、負の鉛直加速度を補正する。支持要素89は、双
軸リンクボール17によって、支持要素14上に支持されてなり、入れ子式案内
120及び力学的ばね126又は代替的に気体圧式ばねを介して、被支持物体の
荷重を支持してなる。
平方向の振動)を、構造物に伝えないという点において際立っている。被支持物
体は、地震により誘起された地盤の振動運動には追従せずに、不動の定位置に保
たれる。地震による被害は効果的に回避される。
位hが非常に大きくなる場合、負の値を重ね合わせること、すなわち下げ量を減 少 させて上昇変位を所望の値まで減少させることが必要となる。これは、安定な
吊下式振子と不安定なスタンド式振子とを、適切な方法で結合させることにより
達成することができる。水平方向に変位する場合、組み合わされたスタンド式及
び吊下式の両支持要素と、各々正負の鉛直方向変位とが加算されて、最終的な鉛
直方向変位となる。
Claims (29)
- 【請求項1】 物体、とりわけ建物を、例えば地震により誘起されるもので ある基部(6)の加速度に起因する動的な力から保護する方法において、物体(
1)を支持する荷重支持システムに関し、任意の横方向に振動可能であり、且つ
、物体(1)の質量を上昇変位させることが可能な安定な支持要素(2、11)
の作用と、任意の横方向に振動可能であり、且つ、物体(1)の質量を下降変位
させることが可能な不安定な支持要素(7、11、14)の作用とを、支持要素
(2、7、11、14)の結合により重ね合わせて、地震により基部(6)が水
平運動している間、支持された物体(1)の慣性質量の位置に対する、基部と連
係してなる支持要素(2、7、11、14)上の支点(10)の変位が、結合要
素又は結合要素と組み合わされてなる支持要素における荷重支持支点(P)にお
いて支持された物体(1)の極僅かな上昇をもたらすようにし、このとき、重力
の作用を受けた物体(1)の質量に誘起される中央位置への安定性復元力が、該
支点(P)の基部に対する空間移動の経路の勾配が小さいことに起因して小さい
ものとなり、したがって、支持された物体(1)の固有振動周期が長くなり、基
部の横方向加速度が大きい場合であっても、支持された物体(1)の加速度は極
めて小さなものとなる前記方法(参照図面;図9、図12、図13、図16、図
17、図21、図22、図23、図24)。 - 【請求項2】 物体(1)、とりわけ建物を基部(6)の振動から保護する
ための、請求項1に記載の方法を実現する装置において、振動している基部(6
)近くに静荷重支持支点(P)を有してなる物体(1)の免震支持に関し、該物
体(1)が、結合要素又は結合要素と組み合わされてなる支持要素(8、9、1
4)上の支点(10)によって各装置上に支持されてなり、前記結合要素又は結
合要素と組み合わされてなる支持要素が、振動している基部(6)の近くで複数
の支持要素(2、7、11)と結合し該複数の要素により支持されてなり、該複
数の要素が任意の方向に振動可能なものであって且つ前記結合要素又は結合要素
と組み合わされてなる支持要素(8、9、14)によって互いに連結されてなる
ものであって、一方、前記支持要素(2、7、11)の初期静止状態における寸
法設定及び位置設定が、任意の方向に振動可能な仮想振子を実質的に具現するこ
とにより、物体(1)を支持する結合要素又は結合要素と組み合わされてなる支
持要素(8、9、14)上の支点(P)が、二つの軸に懸架されてなる非常に長
い振子の自由端が描くような凹球面軌跡内にある移動経路に相当する任意の横方
向に移動自在となるように選択されることを特徴とする前記装置(参照図面;図
9、図12、図13、図16、図17、図21、図22、図23、図24)。 - 【請求項3】 振動している基部(6)の水平振幅の間、結合要素(8、9
、14)が、支持要素(2、7、11)と結合してなる一端において上昇し、他
端において下降することと、物体(1)を支持してなる前記結合要素(8、9、
14)上の支点(P)が、極僅かな上昇変位を受け、上から見てなだらかに湾曲
してなる凹面軌跡を描くように移動することとを特徴とする請求項2に記載の装
置(参照図面;図9、図12、図13、図16、図17)。 - 【請求項4】 一つの結合要素(8、8b)に対し双軸蝶着されてなる二つ
の支持要素(2、7)を有してなり、該二つの支持要素の一方(2)が安定な吊
下式振子として具現されてなり、該吊下式振子はその上端において支点(10)
に双軸蝶着されてなり、該支点は基部(6)と剛結合してなり、前記二つの支持
要素の他方(7)が不安定なスタンド式振子として具現されてなり、該スタンド
式振子はその下端において基部(6)に双軸蝶着されてなり、前記結合要素(8
、8b)は、物体(1)に対して水平軸を形成してなる二つの軸受を介して物体
(1)と結合してなり、前記結合要素(8)はその鉛直軸に対する回転を防止さ
れてなることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の装置(参照図面;図9
、図12、図13、図16、図17)。 - 【請求項5】 自身の両端において二つの結合要素(8、8b)各々と単軸
蝶着してなる鉛直方向結合要素(8a)によって連結されて結合要素(8)が補
助的な結合要素(b)に関着してなることと、前記結合要素(8b)が、その一
端において荷重支持体(Wl)と単軸蝶着され、その他端において、不安定な振 子として具現されてなる支持要素(7)の頂部で双軸蝶着されて支持されてなる
こととを特徴とする請求項4に記載の装置(参照図面;図13乃至17)。 - 【請求項6】 三つの支持要素(11)が、結合要素(9、14)の周縁上
の三点に双軸蝶着されてなり、静止状態にあるとき、各々が結合要素(9)の中
心から上向き外側に傾斜してなり、各々が基部(6)と剛結合してなる懸架点に
双軸蝶着されてなることを特徴とする請求項2又は3に記載の装置(参照図面;
図21)。 - 【請求項7】 物体(1)の支点(P)が、支持要素(11、14)のため
の結合要素(9)上の三つの支点(12)により形成される平面上に位置してな
ることを特徴とする請求項6に記載の装置(参照図面;図19、図20)。 - 【請求項8】 基部(6)と剛結合してなる支点(10)と自身の上端にお
いて双軸結合してなる少なくとも二つの平行な支持要素(2)の下端において該
支持要素と双軸結合してなる結合要素(8)が、その中央に位置する単軸軸受に
より支持要素(14)を支持してなり、該支持要素(14)が、結合要素(8)
と前記複数の支持要素(2)とを連結する支点の方向に傾斜するものであり、前
記結合要素(8)内の軸受の下方で、軸方向に可動な双軸軸受内に配置され、結
合要素(8)内の軸受の上方で、双軸方向に可動な支点(P)内で物体(1)を
支持することを特徴とする請求項2に記載の装置(参照図面;図22、図23、
図24)。 - 【請求項9】 請求項8に記載の装置とは異なり、結合要素(8)が、対称
的に配置されてなる三以上の平行支持要素(2)により支持されてなり、支持要
素(14)が、双軸軸受により結合要素(8)で支持されてなることを特徴とす
る請求項2及び8に記載の装置(参照図面;図22、図23、図24)。 - 【請求項10】 風荷重補正を目的として、横向きの力を抑えるために、基
部(6)と被支持物体(1)との間で該物体(1)の下にシャフト(42)が設
置されてなり、これにより該シャフト(42)の一端が予荷重を受けてなる引張
コイルばね(41)の一端と剛結合してなり、該ばねの他端は基部(6)又は被
支持物体(1)いずれか一方と剛結合してなるものであって、一方、シャフト(
42)の他端は、双軸方向に可動な球面軸受(43)内に軸方向に可動に貫入し
てなり、該軸受は被支持物体(1)又は基部(6)いずれか一方と接合してなる
ものであって、これらの構成により互いに対向する物体(1)と基部(6)との
位置が固定され、予荷重を受けてなる引張コイルばね(41)の張力を超える横
向きの力がシャフト(42)に衝突する場合に、互いに対向する基部(6)と物
体(1)との相対的な運動が可能となることを特徴とする請求項2乃至9に記載
の装置(参照図面;図25)。 - 【請求項11】 風力を抑えるために、基部(6)と被支持物体(1)との
間で該物体(1)の下にシャフトが設置されてなり、これにより該シャフトの一
端が、エラストマーばねブロック(48)と剛結合してなり、該ブロックは基部
(6)又は被支持物体(1)いずれか一方と剛結合してなり、前記シャフトの他
端は、双軸方向に可動な球面軸受(43)内に軸方向に可動に貫入してなり、該
軸受は被支持物体(1)又は基部(6)いずれか一方と接合してなり、これらの
構成により互いに対向する物体(1)と基部(6)との位置が弾性的に固定され
てなることを特徴とする請求項2乃至9に記載の装置(参照図面;図26)。 - 【請求項12】 風荷重補正を目的として、被支持物体(1)の下に一つ以
上の風荷重補正装置(50)が設置されてなり、これにより各装置に関し、任意
の方向に回転可能な鉛直方向に案内されてなる球(44)が、基部(6)と剛結
合してなる中空錐(45)の中心へ向かって下向きに、力学的ばね又は流体ばね
(47)による所定の力で、押し当てられるものであって、該中空錐は中心から
180度まで増加する所定の開口角を有してなり、これにより物体(1)と基部
(6)との間で形状固定結合が実現され、該結合は水平方向の力を限界値まで変
化させうるものであり、水平方向の力が該限界値を超える場合、前記中空錐(4
5)の傾斜により前記球(44)が前記ばねの力に対抗して鉛直方向に上昇し、
前記中空錐(45)の傾斜が漸減していく領域内へ向かって転がり、これにより
水平方向に伝達可能な力が減少し、前記中空錐(45)の前記領域の外側で零と
なり、したがって地震に誘起される基部(6)側と物体(1)との相対運動の間
、振動振幅に依存して極僅か又は実質的に零の水平方向の力が、基部(6)から
物体へ伝達されることを特徴とする第2乃至9項に記載の装置(参照図面;図1
7)。 - 【請求項13】 鉛直方向に案内され、回転球(49)を具設してなる皿内
に保持されてなる球(44)が、力学的ばね又は流体ばね若しくは粘弾性ばねに
より、調心中空錐(45)に押し込まれ、その結果、調心球(44)と中空錐(
45)との接点においては、建物の構造部(51)に衝突する水平方向の風力に
よる反作用力、すなわち前記ばねの力に対抗して鉛直方向の成分(Fv)が調心 球(44)を鉛直方向案内に向かって押し上げる力が発生しないことを特徴とす
る、水平方向に移動容易な物体又は建物を、支持体の種類に応じて、中央に位置
合わせし、維持力を付与するための請求項12に記載の装置(参照図面;図27 )。 - 【請求項14】 調心球(44)の調心中空錐内最下位置において該調心球
と該調心中空錐との接線により形成されてなる円の外側で、該調心中空錐(45
)が、180度まで増加する開口角(γ)を有してなり、その結果、調心球(4
4)と調心中空錐(45)との接点における法線方向の力の水平方向成分(Fh )は、半径方向外側にいく程減少し、最大水平風荷重よりも大きな横方向の変位
力が、調心球(44)を介して、鉛直ばねをその鉛直案内内で圧縮するとき、該
調心球(44)と該調心中空錐(45)との接点が、該調心中空錐(45)にお
いて半径方向外向きに移動することを特徴とする請求項12に記載の装置(参照
図面;図27)。 - 【請求項15】 調心中空錐(45)の水平変位により生ずる鉛直方向の力
(FV)が、ばねの力を超える場合、調心球(44)はその鉛直案内内で不減衰 運動可能であることと、調心球(44)を伴う鉛直案内のばねによる押し戻りが
、液圧式スロットリングにより非常に低い速度まで低下し、その結果、完全なば
ね回復に要する周期が最大地震振動周期の倍数となることとを特徴とする請求項
12に記載の装置(参照図面;図27)。 - 【請求項16】 風荷重の補正を目的として、基部(6)の鉛直壁と被支持
物体との間において、ばね係数の小さな少なくとも3対の力学的ばね又は流体ば
ね(47)を、運動軸毎に1対、すなわち鉛直軸に対し1対、二つの水平軸に対
して2対を、被支持物体の周囲に鏡面対称型に設けてなり、前記ばねは、基部の
壁に向かって一つ以上のローラーと共にすべり歯車又は転がり歯車(25)を水
平方向に可動に搭載して、伸張型案内システムを形成してなることを特徴とする
請求項2乃至9に記載の装置(参照図面;図28、図29)。 - 【請求項17】 基部の壁(20)と物体の壁(22)との距離を物体全壁
に関し均等に維持するために、風力により被支持物体が基部に対して移動する結
果生ずる僅かなばね運動によってさえも、ばねの力は自動的に増大し、再び完全
に伸張して所定位置に達するまで液圧式制御弁により制御されるものであり、風
力によりばね運動が生じている間、更に地震により基部の振動が発生する場合、
風力に対する反作用力は、ばね係数が小さいことに起因して極僅か増加し、その
結果、小さな差動力のみが加速度として被支持物体の質量に衝突することを特徴
とする請求項16に記載の装置(参照図面;図28、図29)。 - 【請求項18】 振動している基部と、被支持物体を振動している基部から
絶縁する仮想振子により支持されてなる物体との間の相対運動が、一つ以上のポ
ンプ(37)の補助動力として利用されるものであり、該ポンプは単独配置又は
前記相対運動に応答する中央位置合わせ及び風力補正要素と併せて配置されるこ
とを特徴とする請求項16及び17に記載の装置(参照図面;図28、図30)
。 - 【請求項19】 建物の主構造部とは異なり、如何なる風荷重も受けず、同
じく仮想振子により支持されてなる建物の一部が、風荷重を受ける前記建物主構
造部の位置調整のための位置基準となることを特徴とする第2乃至9項に記載の
装置(参照図面;図31)。 - 【請求項20】 仮想振子の荷重支持支点(P)と被支持物体との間の荷重
支持要素が、非常に小さなばね係数とそれに対応する減衰を呈する鉛直ばね要素
として設計されてなり、そのため該ばね要素が力学的、流体圧式又は流体弾性的
なものであることを特徴とする請求項2乃至9に記載の装置(参照図面;図32 )。 - 【請求項21】 風荷重補正装置及び鉛直衝撃吸収装置が仮想振子(56)
に統合されて一つのユニットを形成してなる請求項6、10及び20に記載の装
置(参照図面;図33)。 - 【請求項22】 支柱上の仮想振子の結合要素(8)が、二つの吊下式振子
すなわち支持要素(2)及び一つのスタンド式振子すなわち支持要素(7)によ
り支持されてなることと、振動の間、支柱端部の歪を補正し、免震される物体の
支点が同様に歪むことを防ぐために、前記支持要素(2)及び(7)がある角度
で中央から離れて空間配置されてなることとを特徴とする請求項4に記載の装置
(参照図面;図35、35a及び35b)。 - 【請求項23】 結合要素(9)が、その下側に荷重支持支点(P)を有し
てなることと、該支点が吊下物体を支持してなることと、支持要素(2、11)
がロープからなることとを特徴とする請求項6に記載の装置(参照図面;図37 、図40、図41、図42)。 - 【請求項24】 支持要素(2)がロープとして設計されてなることを特徴
とする請求項8及び9に記載の装置(参照図面;図38及び39)。 - 【請求項25】 吊下式振子すなわち支持要素(2)が、建物を介して基部
と繋がってなる天井から垂下してなることと、不安定なスタンド式振子すなわち
支持要素(7)がその下端においてセンターにより支持されてなり、該センター
は、天井に懸架されてなる4本又は3本の傾斜したロッド、ロープ又は鎖により
形成されてなることとを特徴とする請求項4に記載の装置(参照図面;図42)
。 - 【請求項26】 少なくとも三つの仮想振子が質量を振動減少装置として支
持してなることを特徴とする請求項4、5、7及び23に記載の装置。 - 【請求項27】 安定な吊下式振子がロープ又は鎖として設計可能なことを
特徴とする請求項4、5、6、7、8、9及び23に記載の装置(参照図面;図
36b、37、38、39、40、41、42、45、46、47及び48)。 - 【請求項28】 仮想振子を仮想振子の基部として構成し、且つ、被支持物
体の荷重を地盤に伝達するために、基礎がその下側において縁に向かって傾斜し
てなる湾曲を有してなることを特徴とする請求項2乃至9に記載の装置(参照図
面;図49及び56)。 - 【請求項29】 結合要素(8)が物体用の軸受として直接に機能すること
を特徴とする請求項4に記載の装置(参照図面;図69)。
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