JP2013185369A - Method of making structure earthquake-resistant - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a structure earthquake-resistant without using large-scale equipment such as a seismic isolator which supports the entire structure or a vibration control device which drives a weight, by utilizing a vibration control mechanism of a five-storied pagoda.SOLUTION: An elevator device and a get-on/get-off lobby part to be installed inside a structure which is an object to be made earthquake-resistant are structurally cut off from the other parts, made independent, integrated and turned to a columnar structure. It is defined as an elevator core. Also, the part other than the elevator core is defined as an outer shell part. When the elevator core is at one part, it is provided near the center of the structure which is the object to be made earthquake-resistant as much as possible. A difference between a natural frequency of the elevator core and a natural frequency of the outer shell part is made as large as possible, and the elevator core and the outer shell part are connected through a shock absorber such as an oil damper. Thus, the phenomenon that the structure resonates with earthquake waves and the amplitude of a shake is enlarged is blocked and the structure is made earthquake-resistant.

Description

本発明は建造物を耐震化する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for making a building earthquake resistant.

最近、高層建造物に対する長周期振動の影響が注目されるに至っている。先の東日本大震災の際にも東北地方で発生した地震が大阪の高層建造物に大きな被害をもたらせたことが注目されている。これは地震の周期と高層建造物の固有周期とが等しくなり共振によって振幅が拡大したためであるといわれている。
地震に対する対策として〔特許文献1〕その他において建造物全体を積層ゴムを用いた免震装置で支える方法が開示されているが、この方法では莫大な重量を有する建造物を免震装置で支えることになることから、免震装置に対する要求は極めて厳しいものにならざるを得ず非常に高価なものになることや、ゴムの劣化により性能が低下して行くことが考えられる。
Recently, the influence of long-period vibration on high-rise buildings has attracted attention. During the Great East Japan Earthquake, the earthquake that occurred in the Tohoku region has been attracting attention because it caused great damage to high-rise buildings in Osaka. This is said to be due to the fact that the period of the earthquake and the natural period of the high-rise building are equal and the amplitude is expanded by resonance.
As a countermeasure against earthquakes, [Patent Document 1] and others disclose a method of supporting an entire building with a seismic isolation device using laminated rubber. However, in this method, a building having an enormous weight is supported by the seismic isolation device. Therefore, it is considered that the requirements for the seismic isolation device must be extremely strict and become very expensive, and the performance is lowered due to deterioration of the rubber.

上記の問題点以外にもこの方法は周期の短い地震に対してはその揺れを吸収できても周期の長い地震に対してはその揺れを吸収することは困難であるとおもわれ、建造物の耐震化方法、殊に長周期地震に対する耐震化方法としてはそれほど有効なものではないと考えられる。 In addition to the above problems, this method can absorb vibrations for short-period earthquakes, but it is difficult to absorb vibrations for long-period earthquakes. It is considered that it is not so effective as an earthquake resistance method, particularly as an earthquake resistance method for long period earthquakes.

別の方法として重錘をリニアモータで駆動して制振する方法が〔特許文献2〕に開示されている。しかし、地震の揺れは常にリニアモータの駆動方向と一致しているわけではないため、地震による高層建造物の揺れを打ち消すには2台の装置を駆動方向が直交するように設置しこれらを地震による動きを打ち消すように駆動する必要があるが、地震波の位相や振動方向を読み誤ると逆に振幅を増大させかねないことになる。さらに、大きな高層建造物では相当重量がある重錘を用いる必要があるが、このような余分な重量物を高層建造物の上部に設けることはその分高層建造物の強度に悪影響を及ぼすことが考えられる。 As another method, a method of damping vibration by driving a weight with a linear motor is disclosed in [Patent Document 2]. However, since the shaking of the earthquake does not always coincide with the driving direction of the linear motor, in order to cancel the shaking of the high-rise building due to the earthquake, two devices are installed so that the driving directions are orthogonal to each other. It is necessary to drive so as to cancel the movement due to the above, but if the phase of the seismic wave and the vibration direction are misread, the amplitude may be increased. Furthermore, it is necessary to use a heavy weight with a large weight in a large high-rise building, but providing such extra heavy weight on the top of the high-rise building may adversely affect the strength of the high-rise building. Conceivable.

特開平05−010386号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-010386 特開平08−226252号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-226252

建造物全体を支える免震装置や建造物のゆれを打ち消すために重錘を駆動する制振装置のような大掛かりな設備を用いることなく、建造物が地震波に共振することによって揺れの振幅が拡大することを阻止する方法を開発することをその課題とした。 The vibration amplitude of the building is expanded by resonating with the seismic wave without using a large-scale facility such as a seismic isolation device that supports the entire building or a vibration control device that drives the weight to cancel the shaking of the building. The challenge was to develop a method to prevent this.

古くからある五重塔の制震機構を高層建造物のエレベータ部分に応用することによって比較的簡単な方法で高層建造物の耐震化を図るようにした。この技術を活用することで高層建造物の耐震化が極めて安価に実施できるものと考える。 By applying the vibration control mechanism of a five-storied pagoda to the elevator part of a high-rise building, the high-rise building was made earthquake resistant by a relatively simple method. By utilizing this technology, we believe that high-rise buildings can be made earthquake resistant at a very low cost.

本発明によって高層建造物の耐震化に必要であった大掛かりな装置が必要でなくなり、エレベータという高層建造物に不可欠な設備を利用しこの設計を少し変更することで長周期地震に対する被害を回避することが可能になった。この方法は高層建造物に限らずエレベータを有する建造物であればもっと低い建造物についても適用することができるものである。 The present invention eliminates the need for large-scale equipment required for earthquake resistance of high-rise buildings, and avoids damage to long-period earthquakes by making slight changes to this design using equipment that is essential for high-rise buildings called elevators. It became possible. This method can be applied not only to a high-rise building but also to a lower building if it is a building having an elevator.

以下、本発明になる耐震化手段の詳細な実施形態及び実施する上での問題点や注意点について説明する。
古くからある高層建造物の代表的なものとして五重塔があるが、この五重塔はこれまで地震で倒壊したことがなくその耐震性能が注目されているところである。五重塔が地震に対して強い理由を私は次のように推定する。
Hereinafter, detailed embodiments of the seismicizing means according to the present invention and problems and points to be noted in implementation will be described.
The five-storied pagoda is a typical example of an old high-rise building, but this five-storied pagoda has never been destroyed by an earthquake so far, and its seismic performance is drawing attention. I presume why the five-storied pagoda is strong against earthquakes as follows.

他の建造物に見られない五重塔独自の特徴は、塔の中心に塔の外郭部分から独立した心柱が置かれている点である。五重塔の外郭部分と心柱の部分では形状や剛性が異なるため振動する場合の固有振動数も当然異なったものとなる。もし塔の外郭部分の固有振動数と同じかそれに近い振動数の地震波が来て塔の外郭部分が共振し揺れが大きくなりだした場合でも、その地震波の振動数は心柱の固有振動数から外れることになり心柱が共振することはなくその揺れはそれほど大きくなることはない。このため塔の外郭部分が更に大きく揺れようとしても中心の心柱に当りそれ以上の振幅の拡大が阻止されることになる。 A unique characteristic of the five-storied pagoda, which is not seen in other buildings, is that a central pillar is placed in the center of the tower, which is independent from the outer part of the tower. Since the shape and rigidity of the outer portion of the five-storied pagoda and the portion of the core column are different, the natural frequency when vibrating is naturally different. Even if a seismic wave with the same frequency as or close to the natural frequency of the outer part of the tower comes and the outer part of the tower resonates and starts to shake, the frequency of the seismic wave is calculated from the natural frequency of the core column. The core column does not resonate and the shaking does not become so great. For this reason, even if the outer portion of the tower tries to sway further, it hits the central pillar of the center and prevents further amplitude expansion.

一方心柱についても同じことがいえ、もし心柱の固有振動数と同じかそれに近い振動数の地震波が来て心柱が共振し揺れが大きくなりだした場合でも、その地震波の振動数は塔の外郭部分の固有振動数から外れることになり塔の外郭部分が共振することはなくその揺れはそれほど大きくなることはない。このため心柱が更に大きく揺れようとしても塔の外郭部分に当りそれ以上の振幅の拡大が阻止されることになる。このようにいずれの固有振動数と同じかそれに近い振動数の地震波が来た場合でもお互いが干渉し合い振幅の拡大が阻止され五重塔が被害を受けることはないわけである。 On the other hand, the same can be said for the core column. If an earthquake wave with the same frequency as or close to the natural frequency of the core column comes and the core column resonates and the vibration starts to increase, the vibration frequency of the seismic wave Therefore, the outer part of the tower does not resonate and the fluctuation does not increase so much. For this reason, even if the core column sways further, it hits the outer portion of the tower and prevents further amplitude expansion. In this way, even if an earthquake wave having a frequency that is the same as or close to any natural frequency comes, they interfere with each other and the expansion of the amplitude is prevented, and the five-storied pagoda is not damaged.

ただ、五重塔の場合は内部で生活するわけでなく中心に心柱があってもそれほど邪魔になることはないが、通常の高層建造物の場合にはこの中で人間が生活し或いは活動することを目的として造るものであり中心に心柱を設けると利用の妨げとなり心柱を設けることが出来ないのが一般的である。したがって五重塔の耐震機構をそのままの形では高層建造物に応用することが出来ないことになる。本発明者は如何にすれば高層建造物の利用を妨げることなく比較的安価に耐震化できるかという点について種々調査研究を重ね本発明を完成したものである。 However, in the case of the five-storied pagoda, it does not live inside and it does not get in the way even if there is a heart column in the center, but in the case of ordinary high-rise buildings, humans live or act in this In general, if a central pillar is provided in the center, it will be a hindrance to use and the central pillar cannot be provided. Therefore, the seismic mechanism of the five-storied pagoda cannot be applied to high-rise buildings as it is. The inventor has completed the present invention by conducting various investigations and researches on how to make earthquake resistance relatively inexpensive without impeding the use of high-rise buildings.

高層建造物は一端が固定された巨大な振動片と見ることができるが、その固有振動数は音叉のような小さなものと比べると非常に小さく周期が長いものである。ところが長周期地震の場合にはその周期が高層建造物の固有振動数の周期と一致することがあり、高層建造物の揺れが共振によって時間と共に増大しついには高層建造物を破壊するに至る場合があることが判明しその対策が現在研究されているところである。高層建造物の鉄骨を増量して構造を強固なものにすることで耐震性は増大するが、単に鉄骨を増量し構造を強固なものにするだけではコストの増大が大きく実用的な対策とはいいがたいものである。 A high-rise building can be seen as a giant vibrating piece with one end fixed, but its natural frequency is much smaller than that of a small tuning fork. However, in the case of a long-period earthquake, the period may coincide with the period of the natural frequency of the high-rise building, and the vibration of the high-rise building will increase with time due to resonance, and eventually the high-rise building will be destroyed. It has been found that there is a problem and its countermeasures are currently being studied. Increasing the steel structure of a high-rise building and strengthening the structure will increase the earthquake resistance, but simply increasing the structure and strengthening the structure will increase the cost and is a practical measure. It is hard to say.

通常の高層建造物は全体が一体化したものとして作られている。このように高層建造物が一体化されている場合には高層建造物が全体として一個の固有振動数を持つわけであるが、その固有振動数と一致した周期の地震波が来た場合には前述のように共振によって大きな被害を受けることとなる。この対策として五重塔の制振原理を採り入れようとすると高層建造物の中心に大きな心柱を設けることが必要になるが、前述のように高層建造物の中心に大きな心柱を設けることは用途上或いは用地上の制約から許されないのが実情といえる。そこで高層建造物において特別な面積を占有することなく心柱に代わりこれと同じ働きをするものをいかにして確保するかという点が本発明において最も苦労したところである。 Ordinary high-rise buildings are made as a whole. When high-rise buildings are integrated in this way, the high-rise building has a single natural frequency as a whole, but if an earthquake wave with a period that matches the natural frequency comes, the above-mentioned As a result, it will be greatly damaged by resonance. As a countermeasure, it is necessary to provide a large pillar in the center of a high-rise building if the vibration control principle of a five-storied pagoda is to be adopted. Or it can be said that the situation is not allowed due to restrictions on the ground. Therefore, the most difficult point in the present invention is how to secure a thing that performs the same function in place of the main pillar without occupying a special area in a high-rise building.

次に本発明について、その内容及びそれを実施する具体的な方法や注意事項について説明する。
既に述べているように本発明は五重塔の心柱による制振作用を応用したものであるが、五重塔の心柱に相当するものとして高層建造物には不可欠なものとして設けられているエレベータを活用し、コストをそれほど上げることなく耐震性の向上を図ることが出来るようにしたものである。
Next, the contents of the present invention and specific methods and cautions for implementing the contents will be described.
As described above, the present invention applies the vibration damping action of the five-storied pagoda, but uses an elevator that is indispensable for a high-rise building as an equivalent to the five-storied pagoda. In addition, the earthquake resistance can be improved without increasing the cost so much.

通常、エレベータや乗降ロビーは建物の一部として他の部分と切り離すことなく一体のものとして造られている。これに対し本発明では昇降路を含むエレベータ装置と乗降ロビーとを構造的に切り離して独立させてこの部分だけを一体化し、これを五重塔の心柱の代わりとして使用するものである。ここで言うエレベータ装置とは、エレベータの駆動装置、かごやかご枠、照明設備、通信設備、換気設備、その他かごに付随する装置類、かごが上下する昇降路、ガイドレール、滑車、ワイヤーロープ、電気ケーブル、非常停止装置,緩衝器等、正常運転時及び非常時に必要な装備や関係機器を指すものである。 Usually, elevators and boarding / exiting lobbies are built as a part of a building without being separated from other parts. On the other hand, in the present invention, the elevator apparatus including the hoistway and the entrance / exit lobby are structurally separated and made independent so that only this part is integrated, and this is used as a substitute for the five-storied tower. The elevator device mentioned here is an elevator drive device, a car, a car frame, lighting equipment, communication equipment, ventilation equipment, other equipment attached to the car, hoistway where the car moves up and down, guide rail, pulley, wire rope, electric This refers to equipment and related equipment required for normal operation and emergency, such as cables, emergency stop devices, and shock absorbers.

これらのエレベータ装置と乗降ロビーの部分を他の部分と構造的に切り離して独立させて一体化し縦に細長い一個の柱状構造物とするわけである。乗降ロビーを含めるのは底面積を広くして安定化を図るためである。
このように一体化されたエレベータ装置と乗降ロビーからなる柱状構造物をエレベータコア、建造物のエレベータコア以外の部分を外郭部分と定義し、今後このように呼ぶものとする。
いろいろと制約はあると思われるが、このエレベータコアは心柱の代わりとして使用するものである関係上、一箇所だけの場合には出来るだけ建造物の中央近くに設けることが望ましいといえる。どうしても建造物の中央近くに設けることが困難な場合には端部に設けるのもやむをえないが、その場合は制振効果が若干低くなる。
The elevator device and the entrance / exit lobby are structurally separated from each other and made independent and integrated into a single vertically elongated columnar structure. The reason for including the entrance / exit lobby is to increase the bottom area for stabilization.
The columnar structure composed of the elevator apparatus and the entrance / exit lobby integrated in this manner is defined as an elevator core, and a portion other than the elevator core of the building is defined as an outer portion, and will be referred to as such in the future.
Although it seems that there are various restrictions, it can be said that it is desirable to install this elevator core as close to the center of the building as possible in the case of only one place because it is used as a substitute for the core column. If it is inevitably difficult to provide near the center of the building, it is inevitable to provide it at the end, but in that case the vibration damping effect is slightly reduced.

釣合い錘が付属しているエレベータにあってはこの釣合い錘及び錘用のガイドレールや緩衝器もエレベータコアの一部として一体化するようにする。
エレベータの駆動装置は原則的にはエレベータコアの一部として一体化するが、段落番号〔0023〕のところで説明するように構造上一体化することが困難な場合には無理にエレベータコアに含める必要はない。
2台以上のエレベータが併設されている場合はこれら複数台のエレベータと乗降ロビーをまとめて一体化すればよい。また広い建物で2箇所以上の離れた場所にエレベータが設けられている場合には、それぞれのエレベータの設置場所ごとに独立させて一体化したエレベータコアとしこれを複数個つくればよい。このほうが1箇所だけの場合より耐震性は向上する。
In an elevator to which a counterweight is attached, the counterweight, a guide rail for the weight, and a shock absorber are also integrated as a part of the elevator core.
In principle, the elevator drive unit is integrated as a part of the elevator core. However, if it is difficult to integrate it structurally as described in paragraph [0023], it must be forcibly included in the elevator core. There is no.
When two or more elevators are provided, these multiple elevators and the entrance / exit lobby may be integrated together. Further, when elevators are provided in two or more places in a wide building, a plurality of elevator cores may be formed independently and integrated for each elevator installation location. The seismic resistance is improved compared to the case where this is only one place.

スカイロビー方式のように途中でエレベータが途切れ別のエレベータに乗り継ぐようになっている場合には乗り継ぐエレベータを同じ乗降ロビーに設けるようにして乗降ロビー部分とエレベータ部分とを下から上まで一体化する。どうしてもまとめて一体化できない場合にはエレベータ部分をできるだけ長くして出来る範囲で一体化すれば最善とはいえなくともそれなりの効果を得る事が出来る。 If the elevator is interrupted and connected to another elevator, as in the Sky Lobby method, the elevator and the elevator are integrated from the bottom to the top so that the elevator to be connected is installed in the same boarding lobby. . If they cannot be integrated together, the elevator parts can be made as long as possible and integrated within the range that can be obtained, but it can achieve a certain effect even if it is not the best.

エレベータコアと外郭部分とは構造的に切り離されているが、エレベータコアと外郭部分の基礎は共通にすればよく基礎まで切り離す必要はない。この理由は基礎を切り離すと基礎の強度が弱くなることと、固有振動数が異なる2個の振動片を共通の台に取り付けて振動させても共振するのは固有振動数が一致した方だけであることから分かるように、基礎の部分は共振に影響しないためである。 Although the elevator core and the outer portion are structurally separated, the foundation of the elevator core and the outer portion may be made common and it is not necessary to separate the foundation. The reason for this is that when the foundation is cut off, the strength of the foundation will be weakened, and even if two vibrating pieces with different natural frequencies are attached to a common base and vibrated, they will only resonate if their natural frequencies match. This is because the basic part does not affect the resonance, as can be seen.

エレベータコアと外郭部分とは構造的に切り離されているためエレベータコアと外郭部分との間には間隙が出来るが、この間隙の上を人が通行することになるので人や物が落ち込むことがないようふさいでおく必要がある。間隙をふさぐ際の注意としては間隙に軽く蓋をする程度にとどめることで、間隙をふさぐことによってエレベータコアと外郭部分とが強度的に強く結合されることがないようにしなければならない。勿論、この蓋が外れて落下したり破損したりすることがないように処置されていなければならないことは言うまでもないことである。また、エレベータコア内の水道やガスの配管、電線管(コンジットパイプ)、空調ダクト等の配管類は外郭部分と接続する必要があるが、これらは出来るだけ相互に力を及ぼさないようにするためフレキシブルジョイントを使って接続することが望まれる。 Since the elevator core and the outer part are structurally separated, there is a gap between the elevator core and the outer part, but people and objects may fall because people pass through this gap. It needs to be blocked. When closing the gap, it is necessary to keep the gap lightly so that the elevator core and the outer portion are not strongly coupled by closing the gap. Of course, it goes without saying that the lid must be treated so that it does not fall off and be damaged. In addition, pipes such as water and gas pipes, conduit pipes and air-conditioning ducts in the elevator core must be connected to the outer part, but these should be applied to each other as much as possible. It is desirable to connect using a flexible joint.

エレベータコアは五重塔の心柱に相当するものであり、その固有振動数は外郭部分の固有振動数より高くする必要がありその差は出来る限り大きくする方が良い。固有振動数を高くするためにはエレベータコアを軽量且つ強靭なものにすることが必要である。エレベータコアを軽量且つ強靭にすることで固有振動数が高くなり外郭部分の固有振動数との差を大きくすることが出来るようになる。このためには、コスト面の制約があるとは思うがエレベータ装置自体を出来る限り強固なものにすると共に、乗降ロビー部分の柱や梁は鉄骨を通常より太くし高強度のコンクリートを使用することが有効である。このようにエレベータコアを強固なものにすることは、地震の際、エレベータのかごやかご枠、ガイドレール等が変形して動かなくなり階の途中でエレベータのかごの中に取り残されるという缶詰事故が発生する危険性が小さくなるという意味でも望ましいことである。 The elevator core corresponds to the core column of a five-storied pagoda, and its natural frequency needs to be higher than the natural frequency of the outer portion, and the difference should be as large as possible. In order to increase the natural frequency, it is necessary to make the elevator core lightweight and tough. By making the elevator core light and tough, the natural frequency increases and the difference from the natural frequency of the outer portion can be increased. For this purpose, I think that there is a cost limitation, but make the elevator system as strong as possible, and use pillars and beams in the entrance / exit lobby with thicker steel than usual and use high-strength concrete. Is effective. Making the elevator core strong in this way causes a canned accident that the elevator car, car frame, guide rail, etc. are deformed and do not move during the earthquake and are left in the elevator car in the middle of the floor. This is also desirable in that it reduces the risk of

固有振動数を高くするという意味ではエレベータを駆動するモータやギア等の重量物を上に置く上部機械室方式より重量物を下に置く下部機械室方式の方が有利であるが、用地やその他との関係もあり上部機械室方式にせざるを得ない場合もあると思われる。耐震効果の面からは望ましいことではないがやむをえないものと考える。
下部機械室方式とする場合もこの部分は昇降路に隣接して設けられるものであり容易にエレベータコア内部に組み込むことが出来るものと考えるが、どうしても困難な場合には機械室を外郭部分に納めても良い。エレベータコアと外郭部分とがワイヤーロープでつながることになり厳密には独立しているといえないが、その力は建造物に働く重力や慣性力に比べると小さくその影響は無視することが出来る。
In the sense of increasing the natural frequency, the lower machine room system with heavy objects below is more advantageous than the upper machine room system with heavy objects such as motors and gears that drive elevators on top. In some cases, it may be necessary to use the upper machine room method. Although it is not desirable from the aspect of seismic effect, it is unavoidable.
Even in the case of the lower machine room type, this part is provided adjacent to the hoistway and can be easily incorporated into the elevator core. However, if it is difficult, the machine room should be placed in the outer part. May be. Strictly speaking, the elevator core and the outer part are connected by a wire rope and are not strictly independent. However, the force is small compared to the gravity and inertial force acting on the building, and its influence can be ignored.

既に説明したように構造的に独立させ固有振動数が異なるように作られたエレベータコアと外郭部分とは、共通の基礎の上に構築されていても双方が同時に基本モードで共振するということは起こり得ないわけである。この共振は開放端の共振であるため、外郭部分の固有振動数に対してエレベータコアの固有振動数が3倍、5倍等、奇数倍になった場合にはエレベータコアと外郭部分の双方に共振が起こる可能性はあるが、固有振動数の波に対する共振に比べると奇数倍モードの共振はその振幅が小さくなる。このような理由で地震発生時に一方が共振して大きく揺れても他方の揺れは小さいものとなり、双方が共に共振して大きな揺れが発生するということはない。
エレベータコアと外郭部分の固有振動数が等しく双方とも共振した場合には両者の間隔は一定のまま両者とも同じように大きく揺れることになり、両者を紐で結んでも紐に作用する力は弱く両者を強く干渉させることは出来ないが、固有振動数が異なると一方が大きく揺れても他方の揺れはそれ程でもないことになり、両者の間隔は広がったり狭まったりして時間的に変化し、紐は伸びたり縮んだりして場合によっては切れることになる。このように固有振動数が異なると両者を強く干渉させることが出来る。本発明はこのように揺れ方が異なるエレベータコアと外郭部分とを干渉させることによって、高層建造物の揺れが持つエネルギを吸収して熱に変え振幅の成長を阻止させて耐震性を高めようとするものである。
As explained above, the elevator core and the outer part, which are structurally independent and have different natural frequencies, resonate in the fundamental mode at the same time even if they are built on a common foundation. It can't happen. Since this resonance is an open-end resonance, when the natural frequency of the elevator core becomes an odd multiple of 3 times, 5 times, etc. with respect to the natural frequency of the outer portion, both the elevator core and the outer portion Although resonance may occur, the amplitude of the odd-number mode resonance is smaller than the resonance with respect to the wave with the natural frequency. For this reason, even if one side resonates and shakes greatly when an earthquake occurs, the other shake is small, and both do not resonate together and a large shake occurs.
If the natural frequencies of the elevator core and the outer shell part are equal and both resonate, the distance between the two will remain constant, and both will swing as well, and even if they are tied with a string, the force acting on the string is weak. However, if the natural frequency is different, one of the two will sway greatly, but the other will not sway so much. Will stretch or shrink and sometimes break. Thus, if the natural frequency is different, both can be made to interfere strongly. The present invention attempts to improve the earthquake resistance by absorbing the energy of the shaking of the high-rise building by absorbing the elevator core and the outer part that have different ways of shaking in this way, and converting them into heat to prevent the growth of amplitude. To do.

干渉させる方法としては単純に衝突させる方法が最も簡単であるが、コンクリートが主体の通常の高層建造物においては衝突によりコンクリートが破損する恐れがあることや、干渉が衝突した瞬間しか起こらないことから余り推奨できるものではない。穏やかに干渉させてコンクリートの破損を回避し効果的に高層建造物の揺れが持つエネルギを吸収して制振する方法として、両者を緩衝装置を介して接続することが有効であり本発明ではこの方式を採用する。
この緩衝装置は地震によって揺れている建物が持つエネルギを吸収して熱に変える事によって揺れを抑えるためのものである。緩衝装置としてはいろいろなものが考えられる。板と板をかみ合わせて両者が動く際に発生する摩擦力を利用するようなものでも効果はあるが摩擦力の調整が難しいためあまりよい方法とはいえない。スプリングは単独ではエネルギを熱に変える能力が殆どなくこの目的には適当でない。一般的に使用されているピストンシリンダ式のオイルダンパ(ダッシュポット)が緩衝装置としての性能が安定しており確実に作動する信頼性の高いものとして推奨できる。勿論、オイルの代わりに他の液体たとえば水のようなもの、あるいはグリコールやグリセリン等のアルコール類を使用したものでも良く、使用する液体は粘性や安定性から適切なものを選定すればよい。
The simplest way to cause interference is to make it collide. However, in ordinary high-rise buildings mainly made of concrete, there is a risk that the concrete may be damaged by the collision, or because the interference only occurs at the moment of collision. Not very recommended. It is effective to connect the two via a shock absorber as a method of effectively absorbing and suppressing the energy of shaking of a high-rise building by gently interfering with the concrete and avoiding damage to the concrete. Adopt the method.
This shock absorber is intended to suppress shaking by absorbing the energy of the building that is shaking due to the earthquake and converting it into heat. Various types of shock absorbers are possible. Although it is effective to use the friction force generated when the plates move by moving the plates, the adjustment of the friction force is difficult, so it is not a good method. A spring by itself has little ability to convert energy into heat and is not suitable for this purpose. A generally used piston cylinder type oil damper (dashpot) has a stable performance as a shock absorber and can be recommended as a reliable one that operates reliably. Of course, other liquids such as water, or those using alcohols such as glycol or glycerin may be used instead of oil, and an appropriate liquid may be selected from the viscosity and stability.

エレベータコアと外郭部分とをオイルダンパによって接続する場合、地震の振動が、上下、前後、左右いずれの方向に生じても対応できるように、オイルダンパの両端には通常のブラケットではなくユニバーサルジョイント或いはボールジョイントのように接続部分が自由に動くものを取り付けることが望ましい。ユニバーサルジョイント或いはボールジョイントの旋回運動とオイルダンパの伸縮運動で上下、前後、左右いずれの方向に生ずる動きにも対応できるようにするためである。 When connecting the elevator core and the outer part with an oil damper, it is not possible to use a universal joint or a joint instead of a normal bracket at both ends of the oil damper so that earthquake vibrations can be dealt with in either the vertical, front-rear, or left-right direction. It is desirable to attach an object whose connection part can move freely, such as a ball joint. This is because it is possible to cope with movements occurring in any of the vertical, front-rear and left-right directions by the pivoting movement of the universal joint or the ball joint and the expansion / contraction movement of the oil damper.

ユニバーサルジョイントは可動部の摩擦を出来る限り小さくして動力の損失を避けるようにするのが一般的であるが、ユニバーサルジョイントの可動部にある程度摩擦を持たせて地震のエネルギを吸収するようにしたほうが揺れの吸収に対して効果的である。但し、さび付いてロックしたのでは逆効果になるのでその意味では通常の摩擦の少ないユニバーサルジョイントの方が良いともいえる。 In general, universal joints minimize the friction of moving parts to avoid power loss. However, the universal joints have some friction to absorb the energy of earthquakes. Is more effective in absorbing shaking. However, since it is counterproductive to rust and lock, a universal joint with less friction is better in that sense.

エレベータコアの断面の形状は一般的には四角形になると考えられる。振動を吸収するための緩衝装置は最も振幅が大きくなるエレベータコアの上部の各辺の両端近くに設ければよいが、エレベータコアが大きく辺の長さが長い場合にはこれだけでは緩衝能力が不足するのでその長さに応じて緩衝装置の数を増すことになる。 The shape of the cross section of the elevator core is generally considered to be a quadrangle. A shock absorber for absorbing vibration may be provided near both ends of each side of the upper part of the elevator core where the amplitude is the largest. However, if the elevator core is large and the length of the side is long, this alone is insufficient in the buffering capacity. Therefore, the number of shock absorbers is increased according to the length.

緩衝装置をエレベータコアの上部だけでなく下から3分の1の高さのところにも設けることも有効である。これは基本振動数の3倍の振動数で共振する振動を吸収することが出来るからである。ただ前述したように基本振動数の3倍の振動数で共振する場合の振幅はそれほど大きなものではなく、上部の緩衝装置の能力を補うという意味の方が強いともいえる。勿論これら以外の場所、たとえば各階ごとに設ける等して緩衝装置を多く取り付けることは経済的負担は増大するが性能的には望ましいことである。但し、その数が多くなりすぎてエレベータコアと緩衝装置によって接続される外郭部分との結合力が強くなり双方が一体化して揺れるようなことがないように注意しなければならない。 It is also effective to provide the shock absorber not only at the top of the elevator core but also at a height of one third from the bottom. This is because vibration resonating at a frequency three times the fundamental frequency can be absorbed. However, as described above, the amplitude when resonating at a frequency that is three times the fundamental frequency is not so large, and it can be said that the meaning of supplementing the capacity of the upper shock absorber is stronger. Of course, it is desirable from the standpoint of performance to install more shock absorbers by providing other places such as, for example, each floor, although the economic burden increases. However, care must be taken so that the number does not increase so much that the coupling force between the elevator core and the outer portion connected by the shock absorber increases and the two do not shake together.

以上述べた方法により高層建造物の耐震化が利便性を損なうことなく極めて安価に実施できるものとなる。この方法は高層建造物に限らずエレベータを有する建造物であればもっと低い建造物についても適用することができるものである。この場合には建造物やエレベータコアは高さが低くなるため固有振動数は高くなり、高層建造物の場合に比べて短い周期の地震波に共振する揺れを防ぐことになる。
With the method described above, the earthquake resistance of high-rise buildings can be implemented at a very low cost without impairing convenience. This method can be applied not only to a high-rise building but also to a lower building if it is a building having an elevator. In this case, since the height of the building and the elevator core is lowered, the natural frequency is increased, and the vibration that resonates with the short-period seismic wave is prevented as compared with the case of the high-rise building.

Claims (1)

耐震化の対象とする建造物内部に設置するエレベータ装置及び乗降ロビー部分をこれら以外の部分と構造的に切り離して独立させて一体化して柱状構造物となしたものをエレベータコアと定義し、該建造物のエレベータコア以外の部分を外郭部分と定義したエレベータコア及び外郭部分に関して、該エレベータコアの固有振動数と該外郭部分の固有振動数との差を出来る限り大きくし、該エレベータコアと該外郭部分とを緩衝装置を介して接続することにより建造物を耐震化する方法。
The elevator core installed in the building subject to earthquake resistance and the entrance / exit lobby part are structurally separated from other parts and made independent and integrated into a columnar structure, which is defined as an elevator core. With respect to the elevator core and the outer part in which the part other than the elevator core of the building is defined as the outer part, the difference between the natural frequency of the elevator core and the natural frequency of the outer part is increased as much as possible. A method of making a building earthquake resistant by connecting the outer shell part via a shock absorber.
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