JP2011094377A

JP2011094377A - 建物、建物の制振装置配置方法、ユニット建物、及び建物の制振装置配置プログラム

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Publication number: JP2011094377A
Application number: JP2009248988A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Suzuki; 哲也鈴木; Yoichi Sato; 洋一佐藤; Osamu Takahashi; 治高橋; Tadashi Uematsu; 正植松
Original assignee: Kozo Keikaku Engineering Inc; Toyota Housing Corp
Current assignee: Kozo Keikaku Engineering Inc; Toyota Housing Corp
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】建物のねじれを低減することを目的とする。
【解決手段】重心座標と剛心座標が一致しているユニット建物の場合には、重心座標と剛心座標が変化しない位置に制振装置３０を配置し、重心座標と剛心座標がずれているユニット建物の場合には、剛心座標より重心座標に近いユニット建物の外周に制振装置３０を配置したり、剛心座標と重心座標の延長線上の近傍、かつ剛心座標より重心座標に近いユニット建物の外周に制振装置３０を配置したりすることによって、重心座標と剛心座標を接近させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、建物、建物の制振装置配置方法、ユニット建物、及び建物の制振装置配置プログラムにかかり、特に、制振部材などの制振装置を配置した建物、ユニット建物、及び制振装置配置方法に関する。

制振部材などの制振装置を配置した建物としては、例えば、特許文献１に記載の技術が提案されている。特許文献１に記載の技術では、上下に位置する一対の水平材と、この床枠組、天井枠組間に掛け渡された一対の垂直材とを備えたフレーム内に制振装置が配置された制振建物ユニットと、フレーム内に制振装置が配置されていない低層用建物ユニットとを組み合わせて形成したユニット建物が提案されている。

特開２００５−２３５９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、制振装置が作動した場合の建物のねじれについて考慮されていない。

また、制振部材を組み込んだ建物の耐震安全性能の検討は、質量、剛性、減衰力等を層毎にモデル化して解析を実施する質点系モデルによる時刻歴応答解析を用いることが一般的である。

制振部材を平面的に、任意の位置に配置すると、地震時の建物の挙動がねじれを伴うものとなり、建物に損傷を与える恐れがあり、質点系モデルを用いた時刻歴応答解析では、平面的なねじれは考慮していない。

また、質点系モデルではなく、平面形状を考慮したモデルにおいて、時刻歴応答解析を行うことも可能であるが、解析モデル作成及び解析処理に多大な時間がかかり、費用及び工数共に効率的ではない。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、建物のねじれを低減することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の建物は、建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、前記各通りの剛性の合計値から算出した剛心座標と、が近づくまたは一致するように、制振装置を配置して建物全体のねじれを低減したことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、重心座標と剛心座標が近づくまたは一致するように、制振装置（制振部材などの制震装置）を配置することにより、重心座標と剛心座標のずれが低減される。これにより、建物全体のねじれを低減することができる。

なお、建物としては、請求項２に記載の発明のように、複数の建物ユニットで構成されたものを適用するようにしてもよい。

また、制振装置は、請求項３に記載の発明のように、剛心座標が重心座標に近づくまたは一致するように建物の外周に配置するようにしてもよい。

請求項４に記載の建物の制振装置配置方法は、制振装置の減衰力−変位特性から前記制振装置の等価剛性を算出し、算出した前記等価剛性を用いて前記制振装置を配置した場合の剛心座標を算出し、算出した剛心座標と、建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、が近づくまたは一致するように、前記制振装置の配置を決定することを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、制振装置の減衰力−変位特性から制振装置の等価剛性を算出し、算出した等価剛性を用いて制振装置を配置した場合の剛心座標を算出する。これによって、制振装置を考慮した剛心座標を算出することができる。

また、算出した剛心座標と、建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、が近づくまたは一致するように、制振装置の配置を決定する。これにより、重心座標と剛心座標のずれが低減されるので、建物のねじれを低減することができる。従って、建物のねじれを考慮して制振装置を配置することができる。

請求項５に記載のユニット建物は、制振装置の減衰力−変位特性から前記制振装置の等価剛性を算出し、算出した前記等価剛性を用いて前記制振装置を配置した場合の剛心座標を算出し、算出した剛心座標と、建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、が近づくまたは一致するように、前記制振装置が配置されたことを特徴ととしている。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の制振装置配置方法によって制振装置が配置されているので、建物のねじれを低減することができる。

なお、配置する制振装置は、請求項６に記載の発明のように、速度依存型の制振装置（例えば、オイルダンパや粘弾性ダンパ等のダンパ）を適用することができる。

また、制振装置の等価剛性は、請求項７に記載の発明のように、制振装置の減衰力−変位特性の最大変形時の減衰力を最大変位で除算することによって算出するようにしてもよい。

また、請求項８に記載の発明のように、建物の重心と剛心の偏心距離と、建物の弾力半径とから算出される偏心率が予め定めた値以下となるように、制振装置を配置することによって、重心座標と剛心座標を近づくまたは一致させることが可能となる。

なお、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明は、請求項９に記載の発明のように、剛心座標より重心座標に近い建物の外周に制振装置を配置したり、請求項１０に記載の発明のように、剛心座標と重心座標の延長線上の近傍、かつ剛心座標より重心座標に近い建物の外周に制振装置を配置することによって、重心座標と剛心座標を接近または一致させることができる。

また、制振装置としては、請求項１１に記載の発明のように、建物の外周に後付可能な制振装置を適用するようにしてもよい。

請求項１２に記載の建物の制振装置配置プログラムは、建物の各通りの負担重量から重心座標を算出する重心座標算出ステップと、建物の耐震要素の合計値を算出する耐震要素算出ステップと、制振装置の減衰力−変位特性の最大変形時の減衰力を最大変位で除算して求めた前記制振装置の等価剛性の合計値を算出する等価剛性算出ステップと、前記耐震要素算出ステップで算出した耐震要素の合計値、及び前記等価剛性算出ステップで算出した前記等価剛性に基づいて前記制振装置の等価剛性を考慮した剛心座標を算出する剛心座標算出ステップと、前記重心座標算出ステップで算出した重人座標、前記剛心座標算出ステップで算出した剛心座標に基づいて偏心距離を算出する偏心距離算出ステップと、前記耐震要素算出ステップで算出した耐震要素、前記等価剛性算出ステップで算出した前記等価剛性の合計値、及び前記剛心座標算出ステップで算出した剛心座標に基づいてねじれ剛性を算出するねじれ剛性算出ステップと、前記耐震要素算出ステップで算出した耐震要素、前記等価剛性算出ステップで算出した前記等価剛性、及び前記ねじれ剛性算出ステップで算出したねじれ剛性に基づいて弾力半径を算出する弾力半径算出ステップと、前記偏心距離算出ステップで算出した偏心距離、及び前記弾力半径算出ステップで算出した弾力半径に基づいて偏心率を算出する偏心率算出ステップと、前記算出ステップで算出した偏心率が予め定めた値以下となるように、前記制振装置の配置を決定する決定ステップと、を含む処理をコンピュータに実行させることを特徴としている。

請求項１２に記載の発明によれば、重心座標算出ステップによって建物の各通りの負担重量から建物の重心座標を算出し、耐震要素算出ステップによって建物の耐震要素の合計値を算出し、等価剛性算出ステップによって制振装置の減衰力−変位特性の最大変形時の減衰力を最大変位で除算して求めた制振装置の等価剛性の合計値を算出し、剛心座標算出ステップによって耐震要素の合計値及び等価剛性に基づいて制振装置の等価剛性を考慮した剛心座標を算出し、偏心距離算出ステップによって重心座標及び剛心座標に基づいて偏心距離を算出する。

また、剛性算出ステップによって、耐震要素、等価剛性の合計値、及び剛心座標に基づいてねじれ剛性を算出し、弾力半径算出ステップによって、耐震要素、等価剛性、及びねじれ剛性に基づいて弾力半径を算出し、偏心率算出ステップによって偏心距離及び弾力半径に基づいて偏心率を算出する。

そして、決定ステップによって、偏心率が予め定めた値以下となるように、制振装置の配置を決定する。

すなわち、以上の手順によって偏心率を求め、求めた偏心率が予め定めた値となる位置に制振装置を配置することで、重心座標と剛心座標のずれを軽減することができるので、建物のねじれを軽減することができる。

以上説明したように本発明によれば、建物の重心座標と剛心座標が近づくまたは一致するように制振装置を配置することによって、建物のねじれを低減することができる、という効果がある。

本発明の実施の形態に係わるユニット建物の概略を示す図である。本発明の実施の形態に係わるユニット建物に備えた制振構造の概略構成を示す図である。（Ａ）は制振装置がない耐震建物の荷重−変形量特性を示し、（Ｂ）は制振装置の荷重−変位特性を示す図である。制振装置配置システムの概略構成を示すブロック図である。制振装置配置プログラムを実行した場合の処理の流れを表すフローチャートである。（Ａ）は剛心座標と重心座標が一致している場合の例を示し、（Ｂ）は剛心座標と重心座標が一致している場合の制振装置の配置例を示し、（Ｃ）は剛心座標と重心座標がずれている場合の例を示し、（Ｄ）は剛心座標と重心座標がずれている場合の制振装置の配置例を示す図である。制振装置を考慮した偏心率算出の処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わるユニット建物の概略を示す図である。本発明の実施の形態では、複数個（図１では８個）の建物ユニット１２からなるユニット建物１０を例として説明するが、ユニット建物１０に限定されるものではなく、他の構造の建物を適用するようにしてもよい。

なお、説明の便宜上、建物ユニット１２の各部材に名称付けをしておく。建物ユニット１２は、４本の柱１４と、互いに平行に配置された長短二組の天井大梁１６、１８と、これらの天井大梁１６、１８に対して上下に平行に配置された長短二組の床大梁２０、２２とを備えており、梁の端部を天井と床の仕口に溶接することによりラーメン構造として構成されている。但し、ユニット構成は上記に限られることなく、他の箱形の架構構造としてもよい。

本実施の形態では、天井大梁１６、１８、及び床大梁２０、２２に、断面コ字形状のチャンネル鋼（溝型鋼）が用いられている。

建物ユニット１２は、矩形枠状に組まれた天井フレーム２４と床フレーム２６とを備えており、これらの間に４本の柱１４が立設される構成となっている。天井フレーム２４は四隅に天井仕口部（柱）２７を備えており、この天井仕口部２７に長さの異なる天井大梁１６、１８の長手方向の端部が溶接されている。

同様に、床フレーム２６は四隅に床仕口部（柱）２８を備えており、この床仕口部２８に長さの異なる床大梁２０、２２の長手方向の端部が溶接されている。

そして、上下に対向して配置された天井仕口部２７と床仕口部２８との間に、柱１４の上下端部が溶接により剛接合されて及びボルトにより仮固定されて建物ユニット１２が構成される。

次に、本発明の実施の形態に係わるユニット建物１０に備えた制振装置について説明する。本実施の形態の制振装置は、速度依存型の制振装置を適用している。図２は、本発明の実施の形態に係わるユニット建物１０に備えた制振構造の概略構成を示す図である。

図１、２に示すように、本発明の実施の形態に係わるユニット建物１０に備えた制振装置３０は、天井大梁１６と床大梁２２との間に設けられている。なお、床大梁２０と天井大梁１８との間に設けるようにしてもよい。

本実施の形態の制振装置３０は、以下に説明する、固定フレーム３２、ダンパ３４、第２のダンパ取付部材３６から構成されている。なお、制振装置３０の構成は、一例として説明するが、これに限定されるものではなく、他の構成としてもよい。

図２に示すように、床大梁２２の上面には、制振装置３０を構成する固定フレーム３２が設置されている。

固定フレーム３２は、鉛直方向に伸びる鋼製の第１の柱部材３８、及び第１の柱部材３８に対して傾斜する第２の柱部材４０を備えている。第２の柱部材４０の上端は、第１の柱部材３８の側面上側に溶接されている。なお、固定フレーム３２の形状は他の形状であってもよい。

第１の柱部材３２の下端には、床大梁２２に取り付けるためのフランジ板４２が溶接されている。なお、第２の柱部材４０の下端にも同様にフランジ板４２が溶接されている。

なお、図２では省略するが、床大梁２２の内部には、鋼板で形成された枠形のブラケットが挿入されており、ブラケットの上面は床大梁２２の上側部分、ブラケットの下面は床大梁２２の下側板部分に密着して床大梁を補強している。

フランジ板４２、床大梁２２の上側板部分、及びブラケットの上部は、図示しないボルトで互いに連結されており、床大梁２２の下側板部分、及びブラケットの下部は、基礎４４に固定されたアンカーボルトで固定されている。

第１の柱部材３８の上端付近の側面には、第１のダンパ取付部材４６が固定されており、天井大梁１６の下面には、第２のダンパ取付部材３６が固定されている。

なお、天井大梁１６と、第１の柱部材３８との間には、間隙が設けられているものとする。

第１のダンパ取付部材４６と第２のダンパ取付部材３６との間にはダンパ３４が水平に配置されており、ダンパ３４は、一端がピン４６Ａを介して第１のダンパ取付部材４６に連結され、他端がピン３６Ａを介して第２のダンパ取付部材３６に連結されている。

ダンパ３４は、第１のダンパ取付部材４６と第２のダンパ取付部材３６との相対変位（床大梁２２の軸方向、及び天井大梁１６の軸方向の相対変位であって、図２の矢印Ａ方向の相対変位。）時に減衰力を発生するものであれば、オイルダンパや粘弾性ダンパ等の周知のダンパ（例えば、速度依存型のダンパ等のダンパ）を用いることができる。

なお、制振装置３０は、建物の建築後に後付可能としてもよい。例えば、制振パネルとしてパネル内に制振部材などの制振装置を設けてパネル交換等によって後付可能とすることができる。

ここで、上述の制振装置３０の等価剛性について説明する。

制振装置３０がない耐震建物では、荷重（地震力）−変形量の関係は、図３（Ａ）に示すようになる。従来、震度Ｖレベルの地震力は、Ｑ１以下となるように構造設定を行うため、初期剛性Ｋは一定である。

しかしながら、上述のように構成された制振装置３０では、ダンパ３４や固定フレーム３２等から構成されているので、荷重−変位特性が複雑となる。すなわち、ダンパ３４の減衰力（荷重）−変位特性は、図３（Ｂ）の点線で示すようになり、ダンパ３４に取り付けられた部品（固定フレーム３２の剛性、ダンパ３４の軸剛性、及びダンパ取付部材３６の剛性の合計値）の荷重−変位特性は、図３（Ｂ）の長点線で示すようになり、制振装置３０全体（図３（Ｂ）の点線と、長点線の合計）の減衰力（荷重）−変位特性は、図３（Ｂ）の実線で示すようになる。

そこで、本実施の形態では、ユニット建物１０が最も振動するもの（１次固有周期）を周期として、設計クライテリアとなる層間変位を変位として、制振装置３０の等価剛性を求める。具体的には、本実施の形態では、制振装置３０の等価剛性＝（最大変形時の減衰力）／（最大変位）によって制振装置３０の等価剛性を求めることにより、制振装置３０の水平剛性を定める。求めた制振装置３０の等価剛性は、図３（Ｂ）の太実線で示すようになる。

次に、制振装置３０と耐震要素の剛性を考慮して、制振装置３０をバランス良く配置する方法について説明する。なお、本実施の形態では、耐震要素の剛性を考慮するために上述の制振装置３０の等価剛性を用いる。

本実施の形態では、ユニット建物１０の重心座標と剛心座標の偏心率を求めて偏心率が予め定めた値α以下となるように制振装置３０を配置することにより、制振装置３０をバランス良く配置する。

偏心率は、以下に示す（１）〜（８）の手順に沿って求める。なお、予め定めたαは実験等によって定める。また、以下で記載する「通り」とは、建物平面の柱を結ぶ縦横の基盤目の基準線を称し、その1本1本を通りと言う。
（１）各通りの負担重量から重心座標を算出する。
（２）各通りの耐震要素（ラーメン構造）の合計値を求める。
（３）各通りの制振装置３０の等価剛性の合計値を算出する。
（４）各通りの耐震要素及び各通りの制振装置３０の等価剛性の合計値に基づいて制振装置３０の等価剛性を考慮した剛心座標を算出する。
（５）重心座標及び制振装置３０の等価剛性を考慮した剛心座標に基づいて偏心距離を算出する。
（６）各通りの耐震要素、各通りの制振装置３０の等価剛性の合計値、及び制振装置３０の等価剛性を考慮した剛心座標に基づいてねじれ剛性を算出する。
（７）各通りの耐震要素、各通りの制振装置３０の等価剛性、及びねじれ剛性に基づいて弾力半径を算出する。
（８）偏心距離及び弾力半径に基づいて偏心率を算出する。

そして、本実施の形態では、算出した偏心率が予め定めた値αに対して検定を行い、予め定めた値α以下となる位置に制振装置３０を配置するようにしている。すなわち、ユニット建物１０の重心座標と剛心座標を近づけることで、ねじれ難くい建物にすることができる。

続いて、上述の制振装置３０の配置方法を利用した制振装置配置システムについて説明する。図４は、制振装置配置システムの概略構成を示すブロック図である。

制振装置配置システム５０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）５２を含んで構成されている。ＰＣ５２は、ＣＰＵ５４、ＲＯＭ５６、ＲＡＭ５８、及び入出力ポート６０を備えている。これらがアドレスバス、データバス、及び制御バス等の各種バスを介して互いに接続されている、入出力ポート６０には、各種の入出力機器として、ディスプレイ６２、マウス６４、キーボード６６、ハードディスク（ＨＤ）６８、及び各種ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等）７２から情報の読み出しを行うディスクドライブ７０が各々接続されている。

また、入出力ポート６０には、ネットワーク７４が接続されており、ネットワーク７４に接続された各種機器と情報の授受が可能とされている。本実施の形態では、ネットワーク７４には、データベース（ＤＢ）７６が接続されたデータサーバ７８が接続されており、ＤＢ７６に対して情報の授受が可能とされている。

ＤＢ７６には、ユニット建物１０を構成する各種部材の情報、建物ユニット１２のラーメン構造等のスペック、重心座標や剛心座標等を算出するための各部材の重量や剛性等の各種情報が予め記憶されている。なお、ＤＢ７６には、建物のＣＡＤデータ等を記憶して重心座標や剛心座標等の算出に利用するようにしてもよい。また、本実施の形態では、データサーバ７８に接続されたＤＢ７４に、各種情報が記憶されるものとして説明するが、パーソナルコンピュータ３０に内蔵されたＨＤＤ４６や外付けのハードディスク等にＤＢ５４の情報を記憶するようにしてもよい。

ＰＣ５２のＨＤＤ６８には、後述する制振装置３０をバランス良く配置するための制振装置配置プログラムがインストールされている。本実施の形態の制振装置配置プログラムをＰＣ５２にインストールするには、幾つかの方法があるが、例えば、制振装置配置プログラムをセットアッププログラムと共にＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等に記憶しておき、ディスクドライブ７２にディスクをセットし、ＣＰＵ５４に対してセットアッププログラムを実行することによりＨＤＤ６８に制振装置配置プログラムをインストールするようにしてもよいし、公衆電話回線やネットワーク７４を介してＰＣ５２と接続される他の情報処理機器と通信することで、ＨＤＤ６８に制振装置配置プログラムをインストールするようにしてもよい。

続いて、上述の制振装置配置プログラムを実行した場合の処理の流れについて説明する。図５は、制振装置配置プログラムを実行した場合の処理の流れを表すフローチャートである。なお、制振装置配置プログラムは、建物の各階毎に実行するようにしてもよいし、建物全体として実行するようにしてもよい。

まず、ステップ１００では、建物の形状が入力されてステップ１０２へ移行する。建物の形状の入力は、例えば、利用者が、マウス６４やキーボード６６等を操作することによってユニット配置を含む建物の形状を入力する。なお、建物の形状をＤＢ７６に記憶しておいて、ＤＢ７６から読み出すようにしてもよい。

ステップ１０２では、制振装置３０なしで耐震設計が行われてステップ１０４へ移行する。すなわち、ステップ１００のユニット配置を含む建物の形状の入力から、構造部材を抽出して構造計算を実行し、応力や変形に関して予め定めた基準を満たすユニット板厚を自動的に算出する。

ステップ１０４では、ステップ１０２の耐震設計に基づいて建物ユニット１２のユニット構造体が決定されてステップ１０６へ移行する。

ステップ１０６では、ユニット建物１０の重心座標及び剛心座標が算出されてステップ１０８へ移行する。重心座標は、決定されたユニット構造体の各通りの負担重量に基づいて算出し、剛心座標は、決定されたユニット構造体の各通りの耐震要素に基づいて算出される。なお、負担重量や耐震要素等の情報はＤＢ７６からネットワーク７４を介して取得するようにしてもよい。

ステップ１０８では、制振装置３０の配置可能エリアが検出されてステップ１１０へ移行する。制振装置３０の配置可能エリアの検出は、ユニット建物１０の外周部で配置可能な箇所を検出し、例えば、窓やドア等の開口部や設備等の干渉部位を除く位置を制振装置３０の配置可能エリアとして検出する。

ステップ１１０では、制振装置３０の必要数が算出されてステップ１１２へ移行する。制振装置３０の必要数は、ステップ１０４で決定したユニット構造体の規模（例えば、重量や面積等）に応じて予め定めた設計クライテリアを満足する必要数を算出する。

ステップ１１２では、偏心率が算出されてステップ１１４へ移行する。偏心率の算出は、ステップ１０６で算出した剛心座標に基づいてねじれ剛性を算出し、算出したねじれ剛性と、各通りの耐震要素とに基づいて弾力半径を算出し、算出した弾力半径と、重心座標と剛心座標の偏心距離とに基づいて算出する。

ステップ１１４では、算出した偏心率が予め定めた値α以下か否かが判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１６へ移行し、否定された場合にはステップ１１８へ移行する。

ステップ１１６では、ステップ１０８で検出された制振装置３０の配置可能エリアから偏心率が変化しない位置に制振装置３０を制振装置３０の配置位置として選択して一連の処理を終了する。例えば、図６（Ａ）に示すように、重心座標と剛心座標が一致しているユニット建物１０の場合には、図６（Ｂ）に示すように、重心座標と剛心座標が変化しない位置に制振装置３０を配置する。

一方、ステップ１１８では、ステップ１０８で検出された制振装置３０の配置可能エリアから偏心率がα以下に近づくように制振装置３０を配置選択してステップ１２０へ移行する。例えば、図６（Ｃ）に示すように、重心座標と剛心座標がずれているユニット建物１０の場合には、図６（Ｄ）に示すように、剛心座標が移動する位置に制振装置３０を配置する。具体的には、剛心座標より重心座標に近いユニット建物１０の外周に制振装置３０を配置したり、剛心座標と重心座標の延長線上の近傍、かつ剛心座標より重心座標に近いユニット建物１０の外周に制振装置３０を配置したりすることによって、重心座標と剛心座標を接近させることができる。なお、本実施の形態では、制振装置３０を剛心座標が移動する位置に配置するようにするが、耐震要素等の剛心座標が変化する部材の配置位置を変更するようにしてもよいし、重心座標が変化する部材を追加や変更することによって、重心座標を移動して剛心座標に近づけるようにしてもよい。

ステップ１２０では、制振装置３０を考慮して偏心率が算出されてステップ１２２へ移行する。すなわち、上述した（１）〜（８）の手順に沿って偏心率を算出する。具体的には、制振装置３０を考慮した偏心率の算出は、図７のフローチャートに従って行われる。

すなわち、ステップ２００では、ステップ１１８で選択された位置に制振装置３０を配置した場合の各通りの負担重量から重心座標が算出されてステップ２０２へ移行する。

ステップ２０２では、ステップ１１８で選択された位置に制振装置３０を配置した場合の各通りの耐震要素（ラーメン構造）の合計値が算出されてステップ２０４へ移行する。

ステップ２０４では、制振装置３０の等価剛性の合計値が算出されてステップ２０４へ移行する。すなわち、ステップ１１８で選択された制振装置３０の等価剛性の合計値が算出される。制振装置３０の等価剛性は、上述したように、最大変形時の減衰力を最大変位で除算することによって算出する。

ステップ２０６では、制振装置３０の等価剛性を考慮した剛心座標が算出されてステップ２０６へ移行する。当該ステップの剛心座標の算出は、ステップ２０２で算出した耐震要素の合計値、及び、ステップ２０４で算出した制振装置３０の等価剛性の合計値に基づいて算出される。

ステップ２０８では、偏心距離が算出されてステップ２１０へ移行する。偏心距離の算出は、ステップ２００で算出した重心座標、及びステップ２０６で算出した制振装置３０の剛心座標に基づいて算出される。

ステップ２１０では、ねじれ剛性が算出されてステップ２１２へ移行する。ねじれ剛性の算出は、ステップ２０２で算出された各通りの耐震要素、ステップ２０４で算出された各通りの制振装置３０の等価剛性の合計値、及びステップ２０６で算出された制振装置３０の等価剛性を考慮した剛心座標に基づいて算出される。

ステップ２１２では、弾力半径が算出されてステップ２１４へ移行する。弾力半径の算出は、ステップ２０２で算出された各通りの耐震要素、ステップ２０４で算出された各通りの制振装置３０の等価剛性、及びステップ２１０で算出されたねじれ剛性に基づいて算出される。

ステップ２１４では、偏心距離が算出されて図５のステップ１２２へ移行する。偏心距離の算出は、ステップ２０８で算出した偏心距離を、ステップ２１２で算出した弾力半径で除算することによって算出される。

一方、図５のフローチャートに戻ってステップ１２２では、偏心率が予め定めた値α以下か否かが判定され、該判定が否定された場合にはステップ１１８へ戻って偏心率がα以下になるまでステップ１１８で制振装置３０の配置を選択して上述の処理が繰り返され、偏心率がα以下になったところで一連の処理を終了する。

このように制振装置配置プログラムをコンピュータに実行させることにより、建物の重心座標と剛心座標が近づくまたは一致する位置に制振装置３０の配置候補を自動的に設定することが可能となり、建物のねじれを考慮しながら制振装置３０の配置決定を容易に行うことができる。

なお、上記の実施の形態では、重心座標と剛心座標が近づくまたは一致する位置に制振装置３０を設ける際に、建物の外周に設けるようにしたが、建物内の仕切り壁等に設けるようにしてもよい。

１０ユニット建物
１２建物ユニット
３０制振装置
３４ダンパ
５０制振装置配置システム
５２パーソナルコンピュータ

Claims

建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、前記各通りの剛性の合計値から算出した剛心座標と、が近づくまたは一致するように、制振装置を配置して建物全体のねじれを低減した建物。
複数の建物ユニットで構成された請求項１に記載の建物。
前記制振装置は、前記剛心座標が前記重心座標に近づくまたは一致するように建物の外周に配置されている請求項１又は請求項２に記載の建物。
制振装置の減衰力−変位特性から前記制振装置の等価剛性を算出し、算出した前記等価剛性を用いて前記制振装置を配置した場合の剛心座標を算出し、算出した剛心座標と、建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、が近づくまたは一致するように、前記制振装置の配置を決定する建物の制振装置配置方法。
制振装置の減衰力−変位特性から前記制振装置の等価剛性を算出し、算出した前記等価剛性を用いて前記制振装置を配置した場合の剛心座標を算出し、算出した剛心座標と、建物の各通りの負担重量から算出した重心座標と、が近づくまたは一致するように、前記制振装置が配置されたユニット建物。
配置する前記制振装置は、速度依存型の制振装置である請求項５に記載のユニット建物。
前記等価剛性は、前記制振装置の減衰力−変位特性の最大変形時の減衰力を最大変位で除算することによって算出する請求項６に記載のユニット建物。
建物の重心と剛心の偏心距離と、建物の弾力半径とから算出される偏心率が予め定めた値以下となるように、前記制振装置を配置した請求項５〜７の何れか１項に記載のユニット建物。
剛心座標より重心座標に近い建物の外周に前記制振装置を配置した請求項１〜３の何れか１項に記載の建物。
剛心座標と重心座標の延長線上の近傍、かつ剛心座標より重心座標に近い建物の外周に前記制振装置を配置した請求項１〜３の何れか１項に記載の建物。
前記制振装置は、建物の外周に後付可能な制振装置である請求項１〜３の何れか１項に記載の建物。
建物の各通りの負担重量から重心座標を算出する重心座標算出ステップと、
建物の耐震要素の合計値を算出する耐震要素算出ステップと、
制振装置の減衰力−変位特性の最大変形時の減衰力を最大変位で除算して求めた前記制振装置の等価剛性の合計値を算出する等価剛性算出ステップと、
前記耐震要素算出ステップで算出した耐震要素の合計値、及び前記等価剛性算出ステップで算出した前記等価剛性に基づいて前記制振装置の等価剛性を考慮した剛心座標を算出する剛心座標算出ステップと、
前記重心座標算出ステップで算出した重人座標、及び前記剛心座標算出ステップで算出した剛心座標に基づいて偏心距離を算出する偏心距離算出ステップと、
前記耐震要素算出ステップで算出した耐震要素、前記等価剛性算出ステップで算出した前記等価剛性の合計値、及び前記剛心座標算出ステップで算出した剛心座標に基づいてねじれ剛性を算出するねじれ剛性算出ステップと、
前記耐震要素算出ステップで算出した耐震要素、前記等価剛性算出ステップで算出した前記等価剛性、及び前記ねじれ剛性算出ステップで算出したねじれ剛性に基づいて弾力半径を算出する弾力半径算出ステップと、
前記偏心距離算出ステップで算出した偏心距離、及び前記弾力半径算出ステップで算出した弾力半径に基づいて偏心率を算出する偏心率算出ステップと、
前記算出ステップで算出した偏心率が予め定めた値以下となるように、前記制振装置の配置を決定する決定ステップと、
を含む処理をコンピュータに実行させるための建物の制振装置配置プログラム。