JP3300912B2 - 超々高層建物の制振方法 - Google Patents
超々高層建物の制振方法Info
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- JP3300912B2 JP3300912B2 JP22325394A JP22325394A JP3300912B2 JP 3300912 B2 JP3300912 B2 JP 3300912B2 JP 22325394 A JP22325394 A JP 22325394A JP 22325394 A JP22325394 A JP 22325394A JP 3300912 B2 JP3300912 B2 JP 3300912B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、風荷重及び地震荷重
に対して曲げ振動が卓越する高さ５００ｍ乃至１０００
ｍの超々高層建物に実施する制振方法に関する。
に対して曲げ振動が卓越する高さ５００ｍ乃至１０００
ｍの超々高層建物に実施する制振方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高さ５００ｍ乃至１０００ｍの超々高層
建物を構造的に実現するためには、同建物の振動を低減
して居住性と構造上の安全性を確保する新たな制振方
法、制振装置の開発が不可欠と考えられている。その理
由は、超々高層建物がその社会的重要度からして、二次
設計レベルの荷重に対し少なくとも主要架構は弾性域内
に納まるように設計されねばならず、そして、曲げ振動
が卓越しているため、従来一般の構造の考え方では合理
的な設計が出来ないからである。
建物を構造的に実現するためには、同建物の振動を低減
して居住性と構造上の安全性を確保する新たな制振方
法、制振装置の開発が不可欠と考えられている。その理
由は、超々高層建物がその社会的重要度からして、二次
設計レベルの荷重に対し少なくとも主要架構は弾性域内
に納まるように設計されねばならず、そして、曲げ振動
が卓越しているため、従来一般の構造の考え方では合理
的な設計が出来ないからである。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】従来一般の高層及び
超高層建物について、その構造の安全性を向上させる制
振方法としては、建物の各階において壁と梁の間にダ
ンパーを設置する方法、Ｋ型ブレースを組んで梁との
間にダンパーを設置する方法、等が提案されている。こ
れらの制振方法は、いずれも建物各階の層間変形に着目
したものであり、建物が剪断振動した場合にのみ効果的
に働き、制振効果を期待出来る。
超高層建物について、その構造の安全性を向上させる制
振方法としては、建物の各階において壁と梁の間にダ
ンパーを設置する方法、Ｋ型ブレースを組んで梁との
間にダンパーを設置する方法、等が提案されている。こ
れらの制振方法は、いずれも建物各階の層間変形に着目
したものであり、建物が剪断振動した場合にのみ効果的
に働き、制振効果を期待出来る。
【０００４】しかしながら、超々高層建物は、従来の高
層及び超高層建物とは異なり、曲げ振動が卓越し、剪断
振動が占める割合が小さい。このため、前記及びに
述べたような制振方法を、超々高層建物に適用しても、
有効な又は大きな制振効果を期待することは出来ない。
一方、ダンパーの取り付け位置は、建物の振動時に相対
変形が大きく発生する部位とするのが最も効果的と考え
られているが、曲げ振動が卓越する超々高層建物に関し
ては未だそのような部位が特定されていないのが実情で
ある。
層及び超高層建物とは異なり、曲げ振動が卓越し、剪断
振動が占める割合が小さい。このため、前記及びに
述べたような制振方法を、超々高層建物に適用しても、
有効な又は大きな制振効果を期待することは出来ない。
一方、ダンパーの取り付け位置は、建物の振動時に相対
変形が大きく発生する部位とするのが最も効果的と考え
られているが、曲げ振動が卓越する超々高層建物に関し
ては未だそのような部位が特定されていないのが実情で
ある。
【０００５】従って、本発明の目的は、風荷重及び地震
荷重に対して曲げ振動が卓越する、高さ５００ｍ乃至１
０００ｍの超々高層建物に有効な、そして、経済的な制
振方法を提供することである。
荷重に対して曲げ振動が卓越する、高さ５００ｍ乃至１
０００ｍの超々高層建物に有効な、そして、経済的な制
振方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、本発明に係る超々高層建物の制振方
法は、風荷重及び地震荷重に対して曲げ振動が卓越する
高さ５００ｍ乃至１０００ｍの超々高層建物の制振方法
であって、超々高層建物の主要架構を超大型組柱１と超
大型組梁２によるメガストラクチャーで構成し、前記超
大型組梁２の各ブレース材３に沿ってダンパー４を設置
したことを特徴とする。
ための手段として、本発明に係る超々高層建物の制振方
法は、風荷重及び地震荷重に対して曲げ振動が卓越する
高さ５００ｍ乃至１０００ｍの超々高層建物の制振方法
であって、超々高層建物の主要架構を超大型組柱１と超
大型組梁２によるメガストラクチャーで構成し、前記超
大型組梁２の各ブレース材３に沿ってダンパー４を設置
したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】図４は地上に高さが６００ｍの超々高層建物を
構成する３０層の主要架構モデルについて、風荷重を模
擬した静的な水平荷重を、上流側には地上３０層まで１
３８．２トン、３１層には６９．１トンを加え、下流側
には地上３０層まで６９．１トン、３１層には３４．６
トンを加えた外力分布を示し、図５Ａ，Ｂは応答結果
（静解析結果）を層変位量と部材変形量で示している。
層間変形の解析に当たっては、曲げ変形が全体変形に占
める割合を確認するために曲げ変形を拘束した解析も行
った。その結果は図５Ａに示したとおりで、図中の●印
は曲げ変形を拘束しない場合の層変位量であり、○印は
曲げ変形を拘束した場合の層変位量である。この結果を
見ると、超々高層建物の場合、曲げ変形が全体変形に占
める割合は約８０％とかなり大きな値であることが理解
される。
構成する３０層の主要架構モデルについて、風荷重を模
擬した静的な水平荷重を、上流側には地上３０層まで１
３８．２トン、３１層には６９．１トンを加え、下流側
には地上３０層まで６９．１トン、３１層には３４．６
トンを加えた外力分布を示し、図５Ａ，Ｂは応答結果
（静解析結果）を層変位量と部材変形量で示している。
層間変形の解析に当たっては、曲げ変形が全体変形に占
める割合を確認するために曲げ変形を拘束した解析も行
った。その結果は図５Ａに示したとおりで、図中の●印
は曲げ変形を拘束しない場合の層変位量であり、○印は
曲げ変形を拘束した場合の層変位量である。この結果を
見ると、超々高層建物の場合、曲げ変形が全体変形に占
める割合は約８０％とかなり大きな値であることが理解
される。
【０００８】次に、図５Ｂは、超々高層建物の各階層に
おける柱材とブレース材の材軸方向の最大変形量を示し
ている。○印は柱材の変形量、●印はブレース材の変形
量を示している。変形最大値の発生部位を、図４の架構
図中に示した。その結果によれば、材軸方向の変形量は
柱材（○印）よりもブレース材（●印）の方が一般的に
大きく、その中でも超大型組梁（メガトラス梁）を構成
するブレース材は他層（従架構）のブレース材と比較し
て３倍乃至４倍の変形量を示す。従って、ダンパーを配
置するべき部位は、柱材よりもブレース材が適切であ
り、ブレース材の中でも超大型組梁を構成するブレース
材が格別適切であることが理解される。
おける柱材とブレース材の材軸方向の最大変形量を示し
ている。○印は柱材の変形量、●印はブレース材の変形
量を示している。変形最大値の発生部位を、図４の架構
図中に示した。その結果によれば、材軸方向の変形量は
柱材（○印）よりもブレース材（●印）の方が一般的に
大きく、その中でも超大型組梁（メガトラス梁）を構成
するブレース材は他層（従架構）のブレース材と比較し
て３倍乃至４倍の変形量を示す。従って、ダンパーを配
置するべき部位は、柱材よりもブレース材が適切であ
り、ブレース材の中でも超大型組梁を構成するブレース
材が格別適切であることが理解される。
【０００９】そこで、上述の結果を参考にして、図２Ａ
〜Ｄに示した４種類の時刻歴応答解析用の架構モデルを
用意した。図２Ａに示すモデル０は、ダンパーが一切使
用されていない基本モデルである。図２Ｂに示すモデル
１は、、、、通りの柱材に沿って全層に垂直な
向きにダンパー４を設置した構成であり、ダンパー総数
は１２０個になった。図２Ｃに示すモデル２は、−
間、−間、−間、−間の全層のブレース材
に沿ってダンパー４を斜めに配置した構成であり、ダン
パー総数はやはり１２０個になった。従って、このモデ
ル２の場合は、当然超大型組梁２のブレース材３にもダ
ンパー４が配置されている。図２Ｄに示すモデル３は、
第９層、第１６層、第２３層及び第３０層の超大型組梁
２を構成するブレース材３にのみ限って、各ブレース材
に沿ってダンパー４を斜めに設置した構成であり、ダン
パー総数は３２個であった。各モデルとも、ダンパー４
の減衰性能は一律の値に設定した（１０００トン・ｓ／
cm）。
〜Ｄに示した４種類の時刻歴応答解析用の架構モデルを
用意した。図２Ａに示すモデル０は、ダンパーが一切使
用されていない基本モデルである。図２Ｂに示すモデル
１は、、、、通りの柱材に沿って全層に垂直な
向きにダンパー４を設置した構成であり、ダンパー総数
は１２０個になった。図２Ｃに示すモデル２は、−
間、−間、−間、−間の全層のブレース材
に沿ってダンパー４を斜めに配置した構成であり、ダン
パー総数はやはり１２０個になった。従って、このモデ
ル２の場合は、当然超大型組梁２のブレース材３にもダ
ンパー４が配置されている。図２Ｄに示すモデル３は、
第９層、第１６層、第２３層及び第３０層の超大型組梁
２を構成するブレース材３にのみ限って、各ブレース材
に沿ってダンパー４を斜めに設置した構成であり、ダン
パー総数は３２個であった。各モデルとも、ダンパー４
の減衰性能は一律の値に設定した（１０００トン・ｓ／
cm）。
【００１０】上記の４種類のモデル０、１、２、３につ
いて実施した風の時刻歴応答解析の結果（風速６０ｍ／
ｓ時の動解析結果）を図３に示した。図中の○印はモデ
ル０のもの、□印はモデル１のもの、●印はモデル２の
もの、■印はモデル３の結果を示す。図３の応答解析の
結果を見ると、モデル０はともかくとして、モデル１〜
３の中では、モデル３の制振効果が最も高い。要する
に、超大型組梁２のブレース材３にのみダンパー４を設
置する方法によれば、他のモデルの１／４程度の少数の
ダンパーで、他のモデルより以上に優れた制振効果が得
られる。そして、ダンパーを設置する手間も大いに省け
ることになる。
いて実施した風の時刻歴応答解析の結果（風速６０ｍ／
ｓ時の動解析結果）を図３に示した。図中の○印はモデ
ル０のもの、□印はモデル１のもの、●印はモデル２の
もの、■印はモデル３の結果を示す。図３の応答解析の
結果を見ると、モデル０はともかくとして、モデル１〜
３の中では、モデル３の制振効果が最も高い。要する
に、超大型組梁２のブレース材３にのみダンパー４を設
置する方法によれば、他のモデルの１／４程度の少数の
ダンパーで、他のモデルより以上に優れた制振効果が得
られる。そして、ダンパーを設置する手間も大いに省け
ることになる。
【００１１】
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１は地上の高さが６００ｍの超々高層建物の地上部分
の主要架構概要を示している。高さ２０ｍを１単位とす
る３０層の主要架構は超大型組柱１と超大型組梁２とに
よるメガストラクチャーで構成され、第９層、第１６
層、第２３層、及び第３０層がそれぞれ超大型組梁（メ
ガトラス梁）２を構成している。ちなみに主要架構の周
期は、１次１２．４秒、２次３．９秒、３次２．０秒で
ある。
図１は地上の高さが６００ｍの超々高層建物の地上部分
の主要架構概要を示している。高さ２０ｍを１単位とす
る３０層の主要架構は超大型組柱１と超大型組梁２とに
よるメガストラクチャーで構成され、第９層、第１６
層、第２３層、及び第３０層がそれぞれ超大型組梁（メ
ガトラス梁）２を構成している。ちなみに主要架構の周
期は、１次１２．４秒、２次３．９秒、３次２．０秒で
ある。
【００１２】上記超々高層建物の第９層、第１６層、第
２３層、及び第３０層を構成する超大型組梁（メガトラ
ス梁）２の各ブレース材３に沿って、図２Ｄに例示した
ようにダンパー４が設置されている。ダンパー４の種
類、形式などは、所定の性能を発揮するかぎり、特に限
定する理由がない。粘性体（弾性体）ダンパー、摩擦ダ
ンパー等々の区別無く、一般的なダンパーを使用するこ
とが出来る。
２３層、及び第３０層を構成する超大型組梁（メガトラ
ス梁）２の各ブレース材３に沿って、図２Ｄに例示した
ようにダンパー４が設置されている。ダンパー４の種
類、形式などは、所定の性能を発揮するかぎり、特に限
定する理由がない。粘性体（弾性体）ダンパー、摩擦ダ
ンパー等々の区別無く、一般的なダンパーを使用するこ
とが出来る。
【００１３】上記構成の超々高層建物の架構モデルにつ
いて実施した風の時刻歴応答解析の結果（制振効果）
は、既に述べたように、図３中に■印で示した通りであ
る。
いて実施した風の時刻歴応答解析の結果（制振効果）
は、既に述べたように、図３中に■印で示した通りであ
る。
【００１４】
【本発明が奏する効果】本発明に係る超々高層建物の制
振方法によれば、風荷重及び地震荷重に対して曲げ振動
が卓越する高さ５００ｍ乃至１０００ｍの超々高層建物
の制振を、極めて少数の、且つ既往の一般的なダンパー
を通常態様に使用して、従って、従来一般の技術により
少ない工数で経済的に行うことが出来、超々高層建物を
構造的に実現することに寄与する。
振方法によれば、風荷重及び地震荷重に対して曲げ振動
が卓越する高さ５００ｍ乃至１０００ｍの超々高層建物
の制振を、極めて少数の、且つ既往の一般的なダンパー
を通常態様に使用して、従って、従来一般の技術により
少ない工数で経済的に行うことが出来、超々高層建物を
構造的に実現することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】超々高層建物の主要架構を示した立面図であ
る。
る。
【図２】Ａ〜Ｄは制振効果を確認する架構モデル図であ
る。
る。
【図３】上記架構モデルの風の時刻歴応答解析の結果を
示す。
示す。
【図４】超々高層建物の主要架構に風荷重を模擬した静
的な水平荷重を加えた外力分布図を示している。
的な水平荷重を加えた外力分布図を示している。
【図５】Ａ，Ｂは図４の外力の応答結果を示している。
１ 超大型組柱 ２ 超大型組梁 ３ ブレース材 ４ ダンパー
Claims (1)
- 【請求項１】 風荷重及び地震荷重に対して曲げ振動が
卓越する高さ５００ｍ乃至１０００ｍの超々高層建物の
制振方法であって、 超々高層建物の主要架構を超大型組柱と超大型組梁によ
るメガストラクチャーで構成し、前記超大型組梁の各ブ
レース材に沿ってダンパーを設置したことを特徴とす
る、超々高層建物の制振方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22325394A JP3300912B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 超々高層建物の制振方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22325394A JP3300912B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 超々高層建物の制振方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886118A JPH0886118A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3300912B2 true JP3300912B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=16795206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22325394A Expired - Fee Related JP3300912B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 超々高層建物の制振方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300912B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5348860B2 (ja) * | 2007-07-10 | 2013-11-20 | 鹿島建設株式会社 | 制震構造物 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22325394A patent/JP3300912B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0886118A (ja) | 1996-04-02 |
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