JP2011157724A - 制震構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電算室を設置するための基準階1の直下階に機械室を設置するための設備階2を設ける。設備階にその階高寸法に相当する成寸法の主トラス架構10を設けるとともに、その側方に主トラス架構と独立に挙動する付加トラス架構20を並設し、それら主トラス架構と付加トラス架構との間に制震機構を介装する。制震機構を回転慣性質量ダンパーと同調ばねにより構成し、その制震機構および付加トラス架構とにより構成される付加振動系の固有振動数を主振動系としての主トラス架構の上下方向の固有振動数に同調させる。
【選択図】図1
Description
そのため、建物全体を積層ゴム等の免震装置で免震支持する免震構造が有効とされているが、従来一般の免震構造は地震時の水平動には対処し得るが上下動には充分に対処し得えないので、必ずしも万全とはいえない。
つまり、一般的な建物とはその機能や要求性能はもとより基本的な構造も大きく異なることが通常である電算センターに対して、特許文献1に示されるような振動低減機構を支障なく適用して有効に機能させるためには、電算センターとしての特殊性を考慮してその形態や基本的な構造形式も含めた総合的な計画と格別の設計手法の開発が不可欠である。
特に、制震機構を回転慣性質量ダンパーを利用してTMDとして機能させるので、小質量の錘のみで大きな慣性質量が得られ、したがって従来一般のTMDのように大きな付加質量を必要とせずに充分な制震効果が得られる。
また、回転慣性質量ダンパーによる制震機構をTMDとして機能させるための同調は、制震対象の主トラス架構の鉛直剛性に応じて、回転慣性質量ダンパーにより得られる慣性質量と、付加トラス架構および同調ばねによる総合的な鉛直剛性を適正に設定することにより容易にかつ精度良く行うことが可能であるし、想定される地震動に応じて幅広い領域の振動数成分にも有効に対処することが可能である。
図1は本実施形態の制震構造を適用した電算センターの架構の概略構成を示すものである。この電算センターは、電算室を設置するための基準階1(いわゆるCPUフロア)の直下階に、その電算室に関連する機械室を設置するための設備階2を確保したことを基本としている。
すなわち、本実施形態の電算センターは、基本的には図3(a)に示すように通常の建物と同様に柱3間に各階の梁4を架設した多層建物であるが、電算室を設置するための基準階1の直下階にそれよりもやや階高の小さい設備階2を設定してそれら基準階1と設備階2にそれぞれ電算室と機械室を集約して上下に配置することにより、それらを機能的に一体化させるような計画とされている。
なお、以下の説明では、この建物の各階の梁4のうち、基準階1の床の位置に設けられるものを床梁4aとし、設備階2の床に設けられるものを床梁4bという。
つまり、その主トラス架構10は、基準階1の床梁4aを上弦材とし、設備階の床梁4bを下弦材として、それらの間に束材としての間柱11と、斜材としてのブレース12を設けることで構成されたものであって、この主トラス架構10はいわゆるメガ梁と称される大梁成の構造要素として機能してそれ自体で充分な剛性と耐震性能を有するものである。
なお、主トラス架構10において上弦材および下弦材として機能する上下の床梁4a、4bとしては通常の鉄骨梁と同様にH形鋼を用いれば良いが、本実施形態では束材として機能する間柱11としては鋼管が好適に採用可能であり、斜材として機能するブレース12としては鋼棒ないし適宜断面の鋼材が好適に採用可能である。
また、本実施形態では設備階2の中央部に保守用の通路を確保するようにしていて、その通路の位置では間柱11やブレース12を省略してそこに開口を確保している。
さらに、図2に示すように、設備階2の床には通常のようにスラブ5を設ければ良いが、基準階1の床には設備階2との連絡のためにフリーアクセスフロアを設けると良い。
すなわち、図3(c)に示すように、付加トラス架構20は基準階1の床梁4aのやや下方において柱1間に架設された上弦材21と、上弦材21の中間部から間隔をおいて垂設された2本の束材23と、それら束材23の間に架設された下弦材22と、上弦材21の両端と束材23の下端との間に架設された斜材24とにより構成されている。
この付加トラス架構20における束材23は、主トラス架構10における束材(間柱11)と同様に通路を避けてその両側の位置に設けられており、また束材23の下端に架設された下弦材22と設備階2のスラブ5との間には若干のクリアランスが確保されていて、下弦材22は床面上に浮いた状態で設けられたものとなっている。
なお、本実施形態では、付加トラス架構20を構成している上弦材21、束材23、斜材24、繋ぎ材25としてはいずれも溝形鋼を用いているが、設備階2の中央部に保守用の通路を確保する関係上、図2に示すように通路を横断する位置に設けられる下弦材22としては両側の付加トラス架構20に兼用の平鋼が用いられ、それを跨ぐように渡り板6が設けられて通路での通行に支障をきたさないようにされている。
本実施形態における回転慣性質量ダンパー31は、特許文献1に示されているもののように、ボールネジ機構を介して小質量の錘(フライホイール)を回転させることで大きな回転慣性質量を得る形式のものであり、回転慣性質量ダンパー31を主トラス架構10に対して固定してそのボールネジ機構を同調ばね32を介して付加トラス架構20に対して接続することによって、地震時に主トラス架構10と付加トラス架構20の間に生じる相対振動によってこの制震機構30が作動するようになっている。
特に、制震機構30は回転慣性質量ダンパー31を利用してTMDとして機能させるので、小質量の錘のみで大きな慣性質量が得られ、したがって従来一般のTMDのように大きな付加質量を必要とせずに充分な制震効果が得られる。
また、回転慣性質量ダンパー31による制震機構30をTMDとして機能させるための同調は、主トラス架構10の鉛直剛性に応じて、回転慣性質量ダンパー31により得られる慣性質量と、付加トラス架構20および同調ばね32による総合的な鉛直剛性を適正に設定することにより容易にかつ精度良く行うことが可能であるし、想定される地震動に応じて幅広い領域の振動数成分にも有効に対処することができる。
本発明の制震構造を図4に示すようにモデル化し、主トラス架構10の上弦材に等分布荷重261kN/mが作用する場合を想定する。
主トラス架構10の諸元として図5に示すAタイプとBタイプを設定する。AタイプはI=7825500cm4、一次固有振動数6.217Hzとし、BタイプはI=5391000cm4、一次固有振動数5.16Hzとした(その他の諸元は図5参照)。
なお、基準階1および設備階2の床荷重はそれぞれ12kN/m2、16kN/m2とし、その場合における主トラス架構10の中央部の常時撓みは8mm程度である。
入力地震動は、El Centro UD(水平動に対して50kineに基準化した倍率を掛ける)、Taft UD(同)、告示波UD(位相は1995年JMA神戸UDを用いる)とした。
これらの結果から、本発明の制震構造によれば非制震の場合に対して加速度、変位ともに充分な応答低減効果が得られることが分かる。
特に、上記実施形態では設備階2の中央部に通路を設ける関係上、主トラス架構10および付加トラス架構20はいずれも通路の位置を遮断しないような形態とし、また付加トラス架構20の下弦材22は平鋼により構成するようにしたが、そのような必要がなければ、主トラス架構10における束材(間柱11)や斜材(ブレース12)の位置はもとより、付加トラス架構20の全体の形態も任意である。
但し、設備階2には多数のダクト類やケーブル類が縦横に設置されるから、主トラス架構10および付加トラス架構20によって機械室が分断されることは好ましくなく、主トラス架構10および付加トラス架構20の双方にダクト類やケーブル類を通すための充分なスペースを確保すべきである。この点に関し、仮に主トラス架構10および付加トラス架構20として充腹の大断面の梁を設けた場合にはそれらに大径の梁貫通孔を多数設ける必要もあるが、本発明ではいずれもメガ梁の形態のトラス架構としているのでそのような貫通孔を考慮する必要はなく、極めて合理的である。
また、上記実施形態では主トラス架構10の両側に付加トラス架構20を設置するようにしたので自ずと良好なバランスが得られるが、必ずしもそうすることはなく、側方バランスを確保するうえで支障がなければ単一の付加トラス架構20を主トラス架構10の片側に並設することでも良い。
勿論、制震機構30の容量や設置位置、設置数は、主トラス架構10や付加トラス架構20の形態も考慮して所望の制震効果が得られるように最適設計すれば良い。たとえば、上記実施形態では、2組の制震機構30を主トラス架構10の上弦材(基準階1の床梁4a)の直下において通路の両側において設置したが、制震機構30の設置数は必要に応じて適宜増減すれば良いし、その設置位置も任意であってたとえば設備階2の床面付近に設置することも考えられ、その場合には主トラス架構10の束材(間柱11)の下端部や下弦材(設備階2の床梁4b)と、付加トラス架構20の下弦材22や束材23もしくは斜材24との間に制震機構30を介装すれば良い。
さらに、主トラス架構10と付加トラス架構20との間への制震機構の設置の形態も任意であり、たとえば上記実施形態とは逆に、回転慣性質量ダンパー31を付加トラス架構20に対して固定し、同調ばね32を主トラス架構10に対して接続することでも同様に機能する。
2 設備階
3 柱
4 梁
4a 基準階の床梁(主トラス架構の上弦材)
4b 設備階の床梁(主トラス架構の下弦材)
5 スラブ
6 渡り板
10 主トラス架構
11 間柱(束材)
12 ブレース(斜材)
20 付加トラス架構
21 上弦材
22 下弦材
23 束材
24 斜材
25 繋ぎ材
30 制震機構
31 回転慣性質量ダンパー
32 同調ばね
Claims (1)
- 電算センターを主用途とする建物に適用する制震構造であって、
電算室を設置するための基準階の直下階に関連諸設備を設置するための設備階を設け、
前記設備階に、当該設備階の床梁を下弦材とするとともにその直上階の基準階の床梁を上弦材としてそれら下弦材と上弦材どうしの間に束材および斜材を設けることによって、当該設備階の階高寸法に相当する成寸法の主トラス架構を設け、
前記主トラス架構の側方に該主トラス架構と独立に挙動する付加トラス架構を並設して、それら主トラス架構と付加トラス架構との間に制震機構を介装してなり、
前記制震機構を、地震時に前記主トラス架構と前記付加トラス架構との間で生じる上下方向の相対振動により作動する回転慣性質量ダンパーと、該回転慣性質量ダンパーに直列に接続された同調ばねとにより構成して、該制震機構および前記付加トラス架構とにより構成される付加振動系の固有振動数を、主振動系としての主トラス架構の上下方向の固有振動数に同調させてなることを特徴とする制震構造。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000160754A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Ohbayashi Corp | 制振梁 |
JP2008115552A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Shimizu Corp | 振動低減機構およびその諸元設定方法 |
JP2008163727A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-07-17 | Shimizu Corp | 振動低減機構およびその諸元設定方法 |
JP2011017167A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Shimizu Corp | 制振システム |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000160754A (ja) * | 1998-11-25 | 2000-06-13 | Ohbayashi Corp | 制振梁 |
JP2008115552A (ja) * | 2006-11-01 | 2008-05-22 | Shimizu Corp | 振動低減機構およびその諸元設定方法 |
JP2008163727A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-07-17 | Shimizu Corp | 振動低減機構およびその諸元設定方法 |
JP2011017167A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Shimizu Corp | 制振システム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011174293A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Takenaka Komuten Co Ltd | 建物構造、建物及び免震建物 |
CN113530054A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-22 | 湖南中天杭萧钢构科技股份有限公司 | 一种钢筋桁架楼承板及系统 |
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