JP3508388B2 - 長周期化制御構造物 - Google Patents
長周期化制御構造物Info
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- JP3508388B2 JP3508388B2 JP12720096A JP12720096A JP3508388B2 JP 3508388 B2 JP3508388 B2 JP 3508388B2 JP 12720096 A JP12720096 A JP 12720096A JP 12720096 A JP12720096 A JP 12720096A JP 3508388 B2 JP3508388 B2 JP 3508388B2
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- earthquake
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- long period
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の低層の水
平剛性を柔構造とし、該層にアクチュエータを設け、地
震時に該層の変形と剛性の積に比例する制御力を変形の
方向に作用させ、構造物の剛性が低下することによる、
構造物の振動周期の長周期化によって、地震時の直上層
の加速度を低減し、上層部への地震入力応答を低減する
構造物に関する。 【０００２】 【従来技術及び発明の解決しようとする課題】地震時に
於いて、構造物の各層の柱、梁架構に一様に制震装置を
取付た場合に比較して、上層への加速度と水平変位の伝
達を低減する能動型制震構造物が既に特願平8-55853 号
に出願されている。 【０００３】特願平8-55853 号によれば、構造物の下層
（例えば第１層）の、水平剛性を柔構造とし、制震装置
（例えばアクチュエータ）を柱、梁架構に設け、上部各
層には制震装置（例えば可変減衰装置）を、柱、梁架構
に配置し低層の直上層（例えば第２層）の振動量を下層
（例えば第１層）の制震装置（例えばアクチュエータ）
に帰還させ、上部各層に入力する加速度と水平変形を抑
制する能動型制震構造物である。 【０００４】本発明は、特願平8-55853 号の発明から派
生したものであり、構造物の下層を柔構造とし、アクチ
ュエータを柱、梁架構に設け、地震時の水平変形と剛性
に比例した制御力を、構造物の変位の方向に加え、構造
物の振動周期よりも長周期で振動するようにし、上層部
の地震入力応答を低減することを目的としたものであ
る。 【０００５】本願の請求項１に係る長周期化制御構造物
は、構造物の低層を他の層より柔構造とし、該低層にア
クチュエータを設け、地震時に該低層の変形と水平剛性
の積に比例する制御力を、前記アクチュエータにより変
形が増大する方向に作用させて、前記構造物の振動を長
周期化させるようにしたことを特徴とするものである。 【０００６】ここに低層とは、例えば第１層であり、ア
クチュエータを制震装置として用いる。 【０００７】第１層の水平剛性を柔構造とする手段とし
ては、第１層の柱を鉛直力を支持し得る範囲で曲げ剛性
を低下させる。例えばボックス柱であれば、中実断面と
して鉛直支持力を低下させないで、曲げ剛性を低下させ
ることができる。ただし座屈の危険性を回避するため支
持装置を設置する。 【０００８】また制御力Ｆは、 Ｆ＝−αＫ・Ｘ（ｔ） で表される。ここに、 αは、０＜α≦１で表される定数 Ｋは、第１層の水平剛性 Ｘ（ｔ）は、地震時にその層に生じている層間変形 ｔは、経過時間 である。 【０００９】ここでαを大きくする程制御効果は大きく
なる。 【００１０】次に９階建鉄骨造の構造物に、エルセント
ロ100Galの地震が作用した場合の解析例を示す。図２
は、各層の入力加速度をグラフにして比較した図であ
る。 【００１１】図３は、各層の層間変形をグラフにして比
較した図である。 【００１２】図２から分かるように、制御力を加える
と、上層階の加速度入力は小さく、なおαが大きい程、
応答加速度は小さくなっている。 【００１３】また図３から分かるように、第１層の水平
変形は制御力を加えたものは大きくなっているが、上層
階ではおおむね変わらずαが大きいほど層間変位は小さ
い。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明の実施の
形態を説明する。 【００１５】図１は本発明の実施の形態を示す図であ
る。 【００１６】構造物１の第１層のブレースの頭部３にア
クチュエータ２を設置する。アクチュエータ２により、
地震時に第１層に生じている水平変形と、剛性に比例し
た制御力を、変形が増大する方向に作用させることで、
その分だけ第１層の水平剛性を低下させることになり、
制御力を作用させない場合の、構造物の固有周期より振
動周期は長くなり、上層部への地震加速度入力が低減で
きる。 【００１７】 【発明の効果】構造物の下層（例えば第１層）の水平剛
性を他の層よりも低下させて、該層を柔構造とし、該層
にアクチュエータを設置し、該アクチュエータにより下
層の剛性と地震時の変位の積に比例する制御力を作用さ
せることにより、地震時にその上の層の加速度を低減し
上層部への加速度の伝達を低減する。 【００１８】また制御力を作用させる層を柔構造とした
ことで、制御に要するエネルギを小さく押さえることが
でき、かつエネルギを必要とするアクチュエータをその
層だけに制約することでエネルギの供給や、設置スペー
スの確保を容易にすることができる。
平剛性を柔構造とし、該層にアクチュエータを設け、地
震時に該層の変形と剛性の積に比例する制御力を変形の
方向に作用させ、構造物の剛性が低下することによる、
構造物の振動周期の長周期化によって、地震時の直上層
の加速度を低減し、上層部への地震入力応答を低減する
構造物に関する。 【０００２】 【従来技術及び発明の解決しようとする課題】地震時に
於いて、構造物の各層の柱、梁架構に一様に制震装置を
取付た場合に比較して、上層への加速度と水平変位の伝
達を低減する能動型制震構造物が既に特願平8-55853 号
に出願されている。 【０００３】特願平8-55853 号によれば、構造物の下層
（例えば第１層）の、水平剛性を柔構造とし、制震装置
（例えばアクチュエータ）を柱、梁架構に設け、上部各
層には制震装置（例えば可変減衰装置）を、柱、梁架構
に配置し低層の直上層（例えば第２層）の振動量を下層
（例えば第１層）の制震装置（例えばアクチュエータ）
に帰還させ、上部各層に入力する加速度と水平変形を抑
制する能動型制震構造物である。 【０００４】本発明は、特願平8-55853 号の発明から派
生したものであり、構造物の下層を柔構造とし、アクチ
ュエータを柱、梁架構に設け、地震時の水平変形と剛性
に比例した制御力を、構造物の変位の方向に加え、構造
物の振動周期よりも長周期で振動するようにし、上層部
の地震入力応答を低減することを目的としたものであ
る。 【０００５】本願の請求項１に係る長周期化制御構造物
は、構造物の低層を他の層より柔構造とし、該低層にア
クチュエータを設け、地震時に該低層の変形と水平剛性
の積に比例する制御力を、前記アクチュエータにより変
形が増大する方向に作用させて、前記構造物の振動を長
周期化させるようにしたことを特徴とするものである。 【０００６】ここに低層とは、例えば第１層であり、ア
クチュエータを制震装置として用いる。 【０００７】第１層の水平剛性を柔構造とする手段とし
ては、第１層の柱を鉛直力を支持し得る範囲で曲げ剛性
を低下させる。例えばボックス柱であれば、中実断面と
して鉛直支持力を低下させないで、曲げ剛性を低下させ
ることができる。ただし座屈の危険性を回避するため支
持装置を設置する。 【０００８】また制御力Ｆは、 Ｆ＝−αＫ・Ｘ（ｔ） で表される。ここに、 αは、０＜α≦１で表される定数 Ｋは、第１層の水平剛性 Ｘ（ｔ）は、地震時にその層に生じている層間変形 ｔは、経過時間 である。 【０００９】ここでαを大きくする程制御効果は大きく
なる。 【００１０】次に９階建鉄骨造の構造物に、エルセント
ロ100Galの地震が作用した場合の解析例を示す。図２
は、各層の入力加速度をグラフにして比較した図であ
る。 【００１１】図３は、各層の層間変形をグラフにして比
較した図である。 【００１２】図２から分かるように、制御力を加える
と、上層階の加速度入力は小さく、なおαが大きい程、
応答加速度は小さくなっている。 【００１３】また図３から分かるように、第１層の水平
変形は制御力を加えたものは大きくなっているが、上層
階ではおおむね変わらずαが大きいほど層間変位は小さ
い。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下図面に従って本発明の実施の
形態を説明する。 【００１５】図１は本発明の実施の形態を示す図であ
る。 【００１６】構造物１の第１層のブレースの頭部３にア
クチュエータ２を設置する。アクチュエータ２により、
地震時に第１層に生じている水平変形と、剛性に比例し
た制御力を、変形が増大する方向に作用させることで、
その分だけ第１層の水平剛性を低下させることになり、
制御力を作用させない場合の、構造物の固有周期より振
動周期は長くなり、上層部への地震加速度入力が低減で
きる。 【００１７】 【発明の効果】構造物の下層（例えば第１層）の水平剛
性を他の層よりも低下させて、該層を柔構造とし、該層
にアクチュエータを設置し、該アクチュエータにより下
層の剛性と地震時の変位の積に比例する制御力を作用さ
せることにより、地震時にその上の層の加速度を低減し
上層部への加速度の伝達を低減する。 【００１８】また制御力を作用させる層を柔構造とした
ことで、制御に要するエネルギを小さく押さえることが
でき、かつエネルギを必要とするアクチュエータをその
層だけに制約することでエネルギの供給や、設置スペー
スの確保を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。
【図２】各層の入力加速度をグラフにして比較した図で
ある。 【図３】各層の層間変形をグラフにして比較した図であ
る。 【符号の説明】 １……高層構造物、２……アクチュエータ、３……ブレ
ースの頭部
ある。 【図３】各層の層間変形をグラフにして比較した図であ
る。 【符号の説明】 １……高層構造物、２……アクチュエータ、３……ブレ
ースの頭部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E04H 9/02 301 - 351
F16F 15/00 - 15/36
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 構造物の低層を他の層より柔構造とし、
該低層にアクチュエータを設け、地震時に該低層の変形
と水平剛性の積に比例する制御力を、前記アクチュエー
タにより変形が増大する方向に作用させて、前記構造物
の振動を長周期化させるようにしたことを特徴とする長
周期化制御構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12720096A JP3508388B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 長周期化制御構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12720096A JP3508388B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 長周期化制御構造物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310530A JPH09310530A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3508388B2 true JP3508388B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=14954191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12720096A Expired - Fee Related JP3508388B2 (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 長周期化制御構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508388B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6364225B2 (ja) * | 2014-05-02 | 2018-07-25 | 株式会社竹中工務店 | 連結制震構造 |
| JP7429550B2 (ja) * | 2020-01-24 | 2024-02-08 | 株式会社竹中工務店 | 建物 |
-
1996
- 1996-05-22 JP JP12720096A patent/JP3508388B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09310530A (ja) | 1997-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031202 |
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