JP2007016467A

JP2007016467A - 隣接構造物の連結構造

Info

Publication number: JP2007016467A
Application number: JP2005198547A
Authority: JP
Inventors: Teru Fukukita; 輝福喜多
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】隣接する構造物間のスペースが狭い場合にも設置でき、しかも取り付け部の補強が不要な隣接構造物の連結構造を提供する。
【解決手段】隣接する構造物Ａ、Ｂは異なる固有周期を有しており、構造物Ａと構造物Ｂは連結装置１によって連結されている。連結装置１は、粘性を有する液体５が封入された袋体からなる弾性容器２と、同液体５を貯留する貯槽３とを、弾性容器２および貯槽３より細径の連通管４で接続したものである。弾性容器２は、隣接する構造物Ａ、Ｂの対向する壁面Ａｗ、Ｂｗにそれぞれ鋼板６を介して固着され、貯槽３は、構造物Ａの屋上に設置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、隣接構造物の連結構造に関する。

従来より、隣接する建物同士をダンパーなどの連結装置で連結して、地震や風などの外乱による建物の揺れを抑える技術が知られている。例えば、特許文献１では、構造的に分離された構造物同士をエキスパンションジョイントによって連結した構造物間の連結部について、構造物とエキスパンションジョイントとの間をダンパーで水平方向に連結する発明が開示されている。
特公平４−４９６３２号公報（第２−３頁、第１−１１図）

しかしながら、都市部の密集地域では、隣接する建物間のスペースが狭いため、建物同士を連結する連結装置を設置するスペースを十分に確保できないことが多い。また、隣接する建物間のスペースが十分ある場合でも、連結装置を取り付ける部位に大きな力がかかるため、連結装置を取り付ける部位の補強が必要となることが多い。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、隣接する構造物間のスペースが狭い場合にも設置でき、しかも取り付け部の補強が不要な隣接構造物の連結構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る隣接構造物の連結構造は、粘性を有する液体が封入された袋体からなる弾性容器が、隣接する構造物の対向する壁面にそれぞれ固着されて当該構造物間に介装されるとともに、前記液体を貯留する貯槽が前記一方の構造物上に設置され、前記弾性容器と前記貯槽とが連通管を介して接続されていることを特徴とする。

隣接する構造物が地震や風などの外乱でそれぞれ揺れると、隣接する構造物間の間隔が変化するため、弾性容器は収縮と膨張を繰返すことになる。この動きに伴って、弾性容器内に封入されている液体が、細い連通管内を移動してエネルギーが消費され、減衰効果が発揮される。この際、移動する液体が粘性を有しているため、減衰効果が増幅されることになる。わかりやすくいえば、隣接する構造物間に介装された弾性容器が、構造物の振動を和らげるクッションのような役目を果たし、構造物の振動エネルギーを吸収して双方の構造物の応答が低減されるのである。
本発明の場合、粘性を有する液体が封入された袋体からなる弾性容器を、隣接する構造物の対向する壁面にそれぞれ固着することにより、隣接する構造物同士を連結する構造としているため、隣接する構造物間のスペースが狭い場合にも設置することができ、取り付け部の補強も不要となる。

また、本発明に係る隣接構造物の連結構造では、前記弾性容器が、前記液体が封入された複数の袋体からなり、隣接する前記袋体同士が連通管を介して接続されていてもよい。
本発明では、弾性容器を、複数の袋体を連通管で接続した構成とすることにより、連通管内を移動する液体の量が増加し、より大きな減衰効果を得ることができ、また弾性容器の軽量化も可能となる。

本発明に係る隣接構造物の連結構造では、粘性を有する液体が封入された袋体からなる弾性容器を、隣接する構造物の対向する壁面にそれぞれ固着する構造であるため、隣接する構造物間のスペースが狭い場合にも設置することができ、取り付け部の補強も不要となる。

以下、本発明に係る隣接構造物の連結構造の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る隣接構造物の連結構造の実施形態の一例を示したものである。
隣接する構造物Ａ、Ｂは異なる固有周期を有しており、構造物Ａと構造物Ｂは連結装置１によって連結されている。

連結装置１は、粘性を有する液体５が封入された袋体からなる弾性容器２と、同液体５を貯留する貯槽３とを、弾性容器２および貯槽３より細径の連通管４で接続したものであり、弾性容器２は隣接する構造物Ａ、Ｂ間に介装され、貯槽３は構造物Ａの屋上に設置されている。

弾性容器２を構成する袋体の材質は、変形自在で高耐力のものであればよく、ゴムなどの弾性体を利用することができる。また、粘性を有する液体５は、適度な粘性があればよく、例えば、水に不凍液を混ぜた液体やオイルなどを利用することができる。

弾性容器２は、隣接する構造物Ａ、Ｂの対向する壁面Ａｗ、Ｂｗにそれぞれ鋼板６を介して固着される。具体的には、ボルト（図示省略）等で壁面Ａｗ、Ｂｗに取り付けられた鋼板６に弾性容器２を接着する。

隣接する構造物Ａ、Ｂに地震や風などの外乱が作用すると、構造物Ａ、Ｂはそれぞれの固有周期で振動し、構造物Ａ、Ｂ間の間隔が変化する。この動きに伴い、弾性容器２が収縮および膨張を繰返し、弾性容器２内に封入されている粘性を有する液体５が、細い連通管４内を移動する。その結果、振動エネルギーが消費され、大きな減衰効果が発揮される。即ち、弾性容器２が、構造物Ａ、Ｂの振動を和らげるクッションの役目を果たすのである。
なお、連結装置１の減衰は、連通管４の径および長さや、液体５の粘度に加えて、連結装置１内の圧力を変化させることにより調節することができる。

次に、本発明に係る隣接構造物の連結構造の応答低減効果を検証するために行った地震応答解析について説明する。
図２に解析モデルを示す。構造物Ａは水平方向の１次固有周期１秒の８階建て構造物とし、構造物Ｂは水平方向の１次固有周期１．５秒の１２階建て構造物とした。構造物Ａ、Ｂはそれぞれバネ−マス・モデルに置換し、各マスＭの重量は１０００ｔｏｎ、バネＫの水平剛性は頂部１に対して基部２．５の比率を有する台形分布とした。また、減衰定数は２％のレーレー型減衰とした。
連結装置１はダッシュポットＣに置換し、構造物Ａと構造物Ｂの各マスＭ、Ｍ同士をダッシュポットＣで連結した。そして、ダッシュポットＣの減衰係数を０〜５０ｔｏｎ・ｓ／ｃｍまで変化させて地震応答解析を実施した。

上記解析モデルによる地震応答解析結果を図３に示す。縦軸を階数、横軸を応答値として、（ａ）に構造物Ａの最大加速度、（ｂ）に構造物Ｂの最大加速度、（ｃ）に構造物Ａの最大変位、（ｄ）に構造物Ｂの最大変位をそれぞれ示している。解析に用いた入力波は、ＥｌＣｅｎｔｒｏＮＳ波（最大速度５０ｃｍ／ｓに基準化）である。同図より、構造物Ａと構造物Ｂを連結装置１で連結することにより、構造物Ａ、Ｂ双方の応答、特に固有周期の短い構造物Ａの応答が大きく低減されることがわかる。

本実施形態による隣接構造物の連結構造では、粘性を有する液体５が封入された袋体からなる弾性容器１を、隣接する構造物Ａ、Ｂの対向する壁面Ａｗ、Ｂｗにそれぞれ鋼板６を介して固着する構造であるため、隣接する構造物Ａ、Ｂ間のスペースが狭い場合にも設置することができ、取り付け部の補強も不要となる。

図４は、本発明に係る隣接構造物の連結構造の他の実施形態を示したものである。
本実施形態では、構造物Ａと構造物Ｂとの間に介装する弾性容器１２を、袋体１２ａおよび袋体１２ｂと、その間を接続する連通管１２ｃとで構成している。鉛直方向に所定距離をおいて袋体１２ａ、１２ｂを、構造物Ａ、Ｂの対向する壁面Ａｗ、Ｂｗにそれぞれ鋼板１６を介して固着し、袋体１２ａと袋体１２ｂとを連通管１２ｃで接続するとともに、袋体１２ａと貯槽１３とを連通管１４で接続するのである。
これにより、連通管内を移動する液体１５の量が増加し、より大きな減衰効果を得ることができ、また弾性容器１２の軽量化も可能となる。
なお、直列する３個以上の袋体を連通管で接続した構成としてもよい。

以上、本発明に係る隣接構造物の連結構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、弾性容器と貯槽あるいは袋体同士をそれぞれ１本の連通管で接続しているが、並列する複数の連通管で接続してもよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明に係る隣接構造物の連結構造の実施形態の一例を示す概略立面図である。本発明による構造物の応答低減効果を検証するための解析モデルの図である。上記解析モデルによる地震応答解析結果を示し、（ａ）は構造物Ａの最大加速度、（ｂ）は構造物Ｂの最大加速度、（ｃ）は構造物Ａの最大変位、（ｄ）は構造物Ｂの最大変位である。本発明に係る隣接構造物の連結構造の他の実施形態を示す概略立面図である。

符号の説明

１、１１連結装置
２、１２弾性容器
３、１３貯槽
４、１４連通管
５、１５液体
６、１６鋼板

Claims

粘性を有する液体が封入された袋体からなる弾性容器が、隣接する構造物の対向する壁面にそれぞれ固着されて当該構造物間に介装されるとともに、前記液体を貯留する貯槽が前記一方の構造物上に設置され、前記弾性容器と前記貯槽とが連通管を介して接続されていることを特徴とする隣接構造物の連結構造。
前記弾性容器が、前記液体が封入された複数の袋体からなり、隣接する前記袋体同士が連通管を介して接続されていることを特徴とする請求項１に記載の隣接構造物の連結構造。