JP4702658B2 - Seismic isolated building position restoration device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上部構造体が下部構造体に対して水平変位可能に支持された免震建物に適用されて、地震や風等により上部構造体が下部構造体に対して変位し、この変位が残留した際に、上部構造体を所定位置に復元させるための位置復元装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、上部構造体が免震装置を介して下部構造体から支持されることにより、上部構造体が水平変位可能に支持された免震建物においては、台風等の強風時にも上部構造体が水平移動し、居住性の低下を招く可能性がある。この問題に対しては、▲1▼強風等で免震装置が作動しないように、免震装置の作動入力を上げる、または▲2▼ある所定の地震入力で作動するトリガーを設ける、などの対策がとられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記▲1▼の対策を採用した場合、中小地震では免震装置が作動しないこととなり、免震建物としての機能が低下することとなる。また、▲2▼の対策を採用した場合、トリガーの信頼性が問題となるし、また、▲1▼と同様に、中小地震では免震装置が作動しないこととなるため、免震建物としての機能の低下が懸念される。
【0004】
また、これだけでなく、免震装置として滑り支承等の復元力を有さないものを採用した場合には、上部構造体の下部構造体に対する水平移動により残留変形が発生するから、このような残留変形を復元することも望まれていた。
【0005】
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、免震建物において滑り支承等を採用した場合においても、強風による上部構造体の風圧移動の心配がなく、しかも、中小地震でも作動する免震装置を採用することができるような技術を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。
すなわち、請求項1記載の発明は、上部構造体が下部構造体に対して水平変位可能に支持された免震建物に適用されて、地震または風により前記上部構造体が前記下部構造体に対して変位し、この変位が残留した後に、前記上部構造体を所定位置に復元させるための装置であって、前記下部構造体に対して回動可能に取り付けられた巻き取り手段と、前記巻き取り手段を回動させる駆動手段と、一端が前記巻き取り手段に対して巻回可能に固定され、他端が前記上部構造体におけるそれぞれ異なる位置に取り付けられた三本以上の紐状体とを備え、前記上部構造体における少なくとも前記紐状体の取り付け位置を含む領域は剛体的に形成され、各紐状体は、同時に緊張させた際に、その緊張力が互いに釣り合うような方向に配置されていることを特徴としている。
【0007】
このような構成により、各紐状体を巻き取って所定長さとするとともに、緊張させることにより、巻き取り手段に対する上部構造体の並進方向の相対位置を決定することができる。また、紐状体を巻き取って緊張状態とし、この状態を持続することにより、強風時における上部構造体の移動を阻止することができる。
【0008】
また、複数の紐状体が、それぞれ同一の巻き取り手段に対して取り付けられ、これら紐状体は、その長さ寸法が、前記上部構造体が前記所定位置にあるときにおける前記巻き取り手段と各紐状体の他端の取り付け位置との間の距離寸法に対して、互いに同一寸法の余長をもって設定されていることを特徴としている。
【0009】
このような構成により、同一の巻き取り手段によって各紐状体をその余長分巻き取ることにより、各紐状体を緊張状態とすることができる。
【0010】
また、前記巻き取り手段は、下部構造体上に直立状態に設置されて、その軸周りに回動可能に取り付けられた鋼管によって形成され、前記各紐状体は、前記鋼管に対して、それぞれ異なる高さ位置において定着されていることを特徴としている。
【0011】
このような構成により、簡易な構造によって巻き取り手段を実現することができる。
さらに、請求項1記載の発明は、前記駆動手段の回転力を前記巻き取り手段に伝達する駆動力伝達機構が備えられ、該駆動力伝達機構には、前記巻き取り手段による前記紐状体の巻き取り長さを検知する検知手段が備えられ、該検知手段は前記紐状体が弛んでいるか緊張しているかを検知する第一のセンサおよび第二のセンサからなることを特徴としている。
このような構成により、第一のセンサおよび第二のセンサによって、紐状体が弛んでいるか、あるいは緊張しているかが検知できるようになっている。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の免震建物の位置復元装置であって、前記駆動手段の動作を制御するための制御装置を備え、該制御装置は、地震後に前記紐状体を最大限巻き取るように前記駆動手段を駆動して地震により変位した前記上部構造体を所定位置に復元させるための地震後スイッチと、台風等の強風時に前記紐状体を最大限巻き取るように前記駆動手段を駆動して前記上部構造体を所定位置に固定するための台風時スイッチとを備え、かつ、前記制御装置は、前記地震後スイッチがONとされて前記上部構造体を所定位置に復元させた後には、前記紐状体を弛緩させた状態を維持するように前記駆動手段を動作させ、前記台風時スイッチがONとされて前記上部構造体を所定位置に固定した後に、前記巻き取り手段が前記紐状体を巻き取る方向と逆方向に回転したことが前記検知手段により検知された際には、再び、前記紐状体を最大限巻き取った状態とするように前記駆動手段を動作させることを特徴としている。
【0013】
このような構成によって、強風時に、上部構造体が移動したとしても、その位置を常に復元することができる。
【0014】
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の免震建物の位置復元装置であって、前記制御装置には、前記台風時スイッチがONとされてから所定時間経過後に前記紐状体を弛めるように前記駆動手段を動作させるタイマーと、該タイマーに優先して前記紐状体を弛めるように前記駆動手段を動作させる強制常時スイッチを備えることを特徴としている。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1および図2は、本発明の一実施の形態である位置復元装置1のうちの動作部1aを模式的に示す図であり、図1は、その立面図、図2は、平面図である。
【0016】
この位置復元装置1は、図4に示すような平面形状を有する木造戸建の免震住宅(免震建物)2を対象として設置されたものである。この免震住宅2は、土台(下部構造体)3上に免震装置4が配置され、これら免震装置4上に、免震装置4同士を連結するように、連結材5が配置されるとともに、これら連結材5が平面的に組まれて剛体骨組み6が形成されている。そして、この剛体骨組み6上に免震住宅2のうち居住部としての上部構造体7が構築されることによって、上部構造体7の全体が複数の免震装置4により免震支持されている。
【0017】
ここで、免震装置4は、図5に示すように、土台3上に取り付けられた平面視矩形の支持板10と、上部構造体7側の連結材(ここでは図示略)の下面にボルト11により固定されるキャスタ12を有し、キャスタ12が上部構造体7を支持しつつ支持板10の上面を転動することで、上部構造体7の土台3に対する水平方向の相対変位を許容させるように機能するものである。そして、キャスタ12の周囲には、ボルト11によって円形平板状の鋼板からなる取り付け板13が取り付けられていて、その取り付け板13と支持板10の外周縁部相互間には、粘弾性体からなる環状のバネ部材14が双方に接着されて取り付けられている。また、符号15は、キャスタ12の転がり抵抗を調節するための、多数のベアリングボール、符号16は、バネ部材14の外側に装着された蛇腹状のカバーである。
【0018】
このような免震装置4は、キャスタ12により鉛直支持力が得られるとともに、バネ部材14の弾性復元力により、上部構造体7の水平変位に対する復元効果が得られるものであり、また、支持板10の中央部に凹部17を形成しておくことにより、水平変位が生じた後には、キャスタ12が凹部17に戻ることによっても復元力を得ることのできるものである。さらに、キャスタ12と支持板10との間の摩擦係数を適度(例えば、3〜10%程度)に設定することで、それらの間の摩擦力による減衰効果が得られるのみならず、バネ部材14のせん断変形によるエネルギー吸収効果による減衰効果も期待できるものである。
【0019】
一方、位置復元装置1は、地震や強風により、免震住宅2において設置された全ての免震装置4の復元力の総和を超えるような水平力が免震住宅2に作用した場合に、上部構造体7の移動や残留変形を防止するために設けられたものであり、図4に示すように、その動作部1aが免震住宅2内において例えば2箇所に設置される。
【0020】
図1および図2に示すように、動作部1aは、土台3(ここでは図示略)上に固定された支持台20と、この支持台20上に立設されて、その軸周りに回動可能とされた鋼管(巻き取り手段)21と、支持台20上に固定されたモータ(駆動手段)22と、モータ22の回転力を鋼管21に対して伝達する駆動力伝達機構23とを備えている。
【0021】
駆動力伝達機構23は、複数の歯車24を組み合わせてなるものであり、モータ22の回転を減速し、例えば、約1000倍程度に増力することによって、鋼管21に対して強い回転力を付与することができるようになっている。また、各歯車24には、摩擦低減のために、ポリテトラフルオロエチレン、ベアリング、シリコンオイル、グリース等が用いられている。
【0022】
また、鋼管21の外周面には、四本のワイヤーロープ25の一端25aが、それぞれその高さ位置を異ならせて溶接等により定着されている。これらワイヤーロープ25は、ともに水平方向に配置されているが、図2および図4に示すように、平面視した場合には、鋼管21側から見て互いに異なる方向に配置されている。これにより、ワイヤーロープ25を同時に緊張させた際に、その緊張力が互いに釣り合うようになっている。また図4に示すように、ワイヤーロープ25は、その他端25bが、それぞれ異なる位置において剛体骨組み6に対して固定されている。なお、これらのワイヤーロープ25には、防錆処理されたものが用いられる。
【0023】
このように、同一の鋼管21に取り付けられた複数のワイヤーロープ25は、鋼管21を所定方向に回転させることによって、その一端25aを同時に同一寸法分鋼管21によって巻き取らせることができるようになっている。なお、各ワイヤーロープ25は、それぞれ、その長さ寸法が、鋼管21から、上部構造体7が本来の位置にあるとき(地震や強風で変位していないとき)の他端25bの取り付け位置までの直線距離に対して、互いに同一寸法の余長をもって設定されている。したがって同一の鋼管21に取り付けられた各ワイヤーロープ25を同時に鋼管21によって、その余長分巻き取ることにより、これらのワイヤーロープ25を同時に緊張状態とすることができる。そして、この場合に、上部構造体7が所定位置に復元されることとなる。
【0024】
なお、図2に示すように、ワイヤーロープ25の中途には、ターンバックル26が介装されている。これにより、ワイヤーロープ25の長さ寸法を微調整して、これらを確実に同時に緊張状態とすることができるようになっている。
【0025】
また、図1に示すように、駆動力伝達機構23における最終歯車24A(鋼管21の外周に取り付けられた歯車24)には、カウンター型のリミッタとして形成された第一のセンサ27および第二のセンサ28が取り付けられている。これら第一のセンサ27および第二のセンサ28は、ワイヤーロープ25の巻き取り長さを検知するものであり、ワイヤーロープ25を完全に弛ませた状態における最終歯車24Aの回転角を0°、ワイヤーロープ25を最大限巻き取って緊張状態とした時の最終歯車24Aの回転角を160°とすると、第一のセンサ27は、2°の位置、第二のセンサ28は158°の位置を検知することができるようになっている。これにより、第一のセンサ27および第二のセンサ28によって、ワイヤーロープ25が弛んでいるか、あるいは緊張しているかが検知できるようになっている。
【0026】
また、図1に示すように、これら第一のセンサ27および第二のセンサ28は、その検知結果を、モータ22の回転動作を制御するための制御装置29に対して出力することができるようになっている。なお、制御装置29には、台風等の強風時における位置復元装置1の動作を開始させるための台風時スイッチ30と、地震後における位置復元装置1の動作を開始させるための地震後スイッチ31と、台風時スイッチ30によって開始された制御装置28の手順を解除し、位置復元装置1を平常時と同様の状態とする強制常時スイッチ32とが接続されている。また、制御装置29は、台風時スイッチ30がONとされてから所定時間(例えば24時間)経過後に作動するタイマー34を内蔵した構成となっている。
【0027】
次に、位置復元装置1の動作手順、すなわち、制御装置29によるモータ22の制御手順を図3に示す。制御装置29は平常時には基本的に、鋼管21の回転位置を解放位置、すなわちワイヤーロープ25が完全に弛んだ位置となるように設定するようになっており(ステップS1)、さらに、この状態において、制御装置29は、台風時スイッチ30のON/OFFを検知する手順(ステップS2)、および地震後スイッチ31のON/OFFを検知する手順(ステップS3)を繰り返している。
【0028】
台風などにより強風が発生した場合には、例えば、免震住宅2の居住者が、台風時スイッチ30をONとする。これにより、制御装置29は、ステップS2において、台風時スイッチ30がONとの判断を行い、ステップS4の処理を行う。
【0029】
ステップS4においては、制御装置29は、モーター22を正回転させて、ワイヤーロープ25が鋼管21により巻き取られるように鋼管21を回転させる。そして、この状態において、第二のセンサ28から最終歯車24Aの回転位置が158°であるとの検知結果が出力されたか否かの判断を行い(ステップS5)、この検知結果が出力されないと判断した場合には、再びステップS4に戻って、モーター22の回転(ワイヤーロープ25の巻き取り)を継続する。また、ステップS5において、第二のセンサ28の出力に基づき、最終歯車24Aの回転位置が158°であるとの判断がなされた際には、その10秒後にモーター22を停止する(ステップS6)。この場合、最終歯車24Aの回転角が160°となり、ワイヤーロープ25は鋼管21によって最大限に完全に巻き取られ緊張状態とされるとともに、ワイヤーロープ25同士の緊張力が釣り合うことにより、免震住宅2の上部構造体7の各鋼管21に対する並進方向の相対位置が決定される。また、このとき、免震住宅2内において、位置復元装置1の動作部1a、すなわち鋼管21が二箇所設置されているので、鋼管21に対する上部構造体7の回転方向の相対位置も同時に定まる。したがって、上部構造体7の位置が所定位置に設定されることとなる。
【0030】
さらに、この状態から、強風により上部構造体7が変位したとすると、第二のセンサ28により最終歯車24Aの回転角が158°を逆回転(ワイヤーロープ25の巻き取り方向と反対方向)で通過したとの検出結果が得られることが予想される。したがって、制御装置29は、第二のセンサ28からの出力を参照して、最終歯車24Aが158°を逆転通過したか否かを判断し(ステップS7)、逆転通過がされたと判断した場合には、再びステップS4に戻ってそれ以下の処理を継続する。つまり、ワイヤーロープ25を最大限巻き取って、上部構造体7の位置を所定位置とする。
【0031】
一方、ステップS7において、第二のセンサ28から、最終歯車が158°を逆回転で通過したとの検知結果が得られなかった場合には、制御装置29は、台風時スイッチ30がONとされたときから24時間が経過したか否かをタイマー34を参照して判断する(ステップS8)。そして、24時間が経過したと判断された際には、後述するようにステップS10以下の処理を行う。また、24時間が経過していないとの判断がなされた際には、次に、制御装置29は、強制常時スイッチ32のON/OFFを判定する(ステップS9)。この場合、強制常時スイッチ32がONであると判断されたら、ステップS8において24時間が経過したと判断されたときと同様、後述のようにステップS10以下の処理を行う。また、強制常時スイッチ32がOFFとされていると判断されたら、再びステップS7以下の処理を継続する。
【0032】
台風時スイッチ30がONとされてから24時間経過後、または、24時間経過前であっても強制常時スイッチ32がONとされた場合には、ステップS10においてモーター22を逆転させ、これによりワイヤーロープ25を弛緩させる方向に鋼管21を回転させる。そして、最終歯車が2°の位置を逆転通過したか否かを第一のセンサ27からの出力結果に基づき判定し(ステップS11)、第一のセンサ27からの出力結果が得られてない場合には、再びステップS10に戻って、モーター22の逆転を継続する。
【0033】
一方、ステップS11において、最終歯車が2°の位置を逆転通過したとの判断がなされた際には、その10秒後にモーター22を停止する(ステップS12)。これにより、ワイヤーロープ25が完全に弛められた状態、すなわち、ステップS1の常時解放位置に設定されることとなる。
【0034】
以上は、台風時における位置復元装置1の作動制御に関する手順であったが、地震時に、上部構造体7が土台3に対して水平方向に相対変位した場合には、免震住宅2の居住者等が地震後スイッチ31をONとすることによって、ステップS3において地震後スイッチ31がONであるとの判定がなされる。この場合、制御装置29は、モーター22を正回転させて、ワイヤーロープ25を鋼管21により巻き取らせるようにし(ステップS13)、さらに、第二のセンサ28からの出力を参照して、最終歯車24Aが158°の位置を通過したか否かを判断する(ステップS14)。第二のセンサ28からの出力が得られない場合には、未だワイヤーロープ25の巻き取りが完了していないので、再びステップS13に戻ってモーター22の正回転(ワイヤーロープ21の巻き取り)を継続する。一方、ステップS14において、第二のセンサ28からの出力が得られ最終歯車24Aが158°の位置を通過したとの判断がなされた場合には、制御装置29は、その10秒後にモーター22を停止させる(ステップS15)。このときに、最終歯車24Aの回転角が160°となり、ワイヤーロープ21が最大限巻き取られて緊張状態とされるとともに、上述と同様に、上部構造体7の位置が復元されることとなる。
【0035】
その後、制御装置29は、ステップS10以下のステップに移行して、モーター22を逆転させ、ワイヤーロープ25を弛緩させた状態とする(ステップS10,11,12)。これにより、位置復元装置は、ステップS1の常時解放位置に設定される。
【0036】
以上述べた位置復元装置1は、土台3に対して回動可能に取り付けられた鋼管21と、鋼管21を回動させるモーター22と、一端25aが鋼管21に対して巻回可能に固定され、他端25bが上部構造体7を支持する剛体骨組み6のそれぞれ異なる位置に取り付けられた四本のワイヤーロープ25を備えるとともに、各ワイヤーロープ25が、これらを同時に緊張させた際に、その緊張力が互いに釣り合うような方向に配置されている。したがって、ワイヤーロープ25を鋼管21によってそれぞれ所定長さに巻き取って緊張させることにより、鋼管21に対する上部構造体7の並進方向の相対位置を決定することができる。これにより、地震等によって移動した上部構造体7の位置を確実に元の位置に復元することができる。しかも、強風時には、ワイヤーロープ25を巻き取って緊張状態とすることによって、上部構造体7の位置を固定することができ、この状態を持続することにより、強風時における上部構造体7の移動を阻止することができる。したがって、従来と異なり、中小地震や強風等による上部構造体7の変位を防止するために、免震装置の作動入力を上げる等の必要が無く、感度の高い免震住宅2を実現することができる。
【0037】
また、上述の位置復元装置1においては、複数のワイヤーロープ25が、同一の鋼管21に対して取り付けられ、これらのワイヤーロープ25の長さ寸法が、上部構造体7が元の位置にあるとき(地震や強風によって変位していないとき)における、その他端25bの取り付け位置と鋼管21との間の距離寸法に対して、互いに同一寸法分の余長をもって設定されている。これにより、同一の鋼管21によりワイヤーロープ25をその余長寸法分同時に巻き取ることができ、これによって各ワイヤーロープ25を同時に緊張状態とし、強風時の上部構造体7の変位防止を確実に行うことができる。
【0038】
さらに、ワイヤーロープ25の巻き取り手段として、土台3上に直立状態に設置された鋼管21を用いるとともに、この鋼管21に対して、各ワイヤーロープ25を、それぞれ異なる高さ位置において定着するようにしたので、各ワイヤーロープ25を同時に巻き取ることのできる構造を簡易に実現することができる。また、ワイヤーロープ25を溶接等によって鋼管に対して強固に接合することが可能である。
【0039】
また、上述の位置復元装置1においては、モーター22の動作を制御するための制御装置29と、最終歯車24Aの回転角(鋼管の回転角)を検知するための第一および第二のセンサ27,28とが備えられており、制御装置29が、台風時スイッチ30のON/OFFに基づいて、強風時であるか否かを判断するとともに、強風時との判断がなされた際に、ワイヤーロープ25を完全に巻き取るようにモーター22を動作させ、さらに、第二のセンサ28からの出力により、最終歯車24Aがワイヤーロープ25を巻き取る方向と逆方向に回転したことが検知された際には、再び、ワイヤーロープ25を最大限巻き取った状態とするようにモーター22を動作させるようになっている。これにより、強風時に、上部構造体7が移動したとしても、その都度位置の復元を行うことができ、強風時における免震住宅2の居住性を向上させることができる。
【0040】
また、上述のような位置復元装置1を備えた免震住宅2においては、強風による風圧移動に対する心配なく、中小地震からでも作動する免震装置4を採用することができるとともに、地震後の残留変形を解消することができ、優れた免震機能を実現できるとともに、地震後等におけるメンテナンスが容易となる。
【0041】
なお、上述の位置復元装置1においては、鋼管21が二箇所以上設けられているため、上部構造体7の鋼管21に対する回転方向の相対位置が決定され、これにより、より良好に、上部構造体7の位置を元の位置に復元できるようになっている。しかしながら、上記実施の形態において、鋼管21の位置を一箇所としてもよい。この場合には、土台3と上部構造体7との間に、ストッパ等を設け、これにより、上部構造体7の回転変位を規制するようにすることが望ましい。
また、上記実施の形態において、ワイヤーロープに代えて、チェーンやナイロンロープ等を用いるようにしてもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上述べた位置復元装置によれば、強風時に上部構造体の位置を保持することができるので、免震建物の上部構造体の強風による風圧移動の心配がなく、強風時の免震建物の居住性を向上させることができる。しかも、従来と異なり、中小地震や強風等による上部構造体の変位を防止するために、免震装置の作動入力を上げる等の必要が無く、感度が高く、優れた機能の免震建物を実現することができる。
同様に、このような位置復元装置を適用した免震建物においては、強風による上部構造体の風圧移動に対する心配なく、中小地震からでも作動する免震装置を採用することができるとともに、地震後の残留変形を解消することができ、優れた免震機能を実現できるとともに、地震後等のメンテナンスを容易なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態を模式的に示す図であって、位置復元装置の動作部の立断面図である。
【図2】 同、平面図である。
【図3】 図1,2に示した位置復元装置の制御装置によるモータの制御手順を示すフローチャートである。
【図4】 図1,2に示した位置復元装置が適用された免震住宅の平面図である。
【図5】 図4に示した免震住宅に適用された免震装置の斜視断面図である。
【符号の説明】
1 位置復元装置
2 免震住宅(免震建物)
3 土台(下部構造体)
4 免震装置
6 剛体骨組み
7 上部構造体
21 鋼管(巻き取り手段)
22 モーター(駆動手段)
23 駆動力伝達機構
25 ワイヤーロープ(紐状体)
27 第一のセンサ(検知手段)
28 第二のセンサ(検知手段)
29 制御装置
30 台風時スイッチ
31 地震後スイッチ
32 強制常時スイッチ
34 タイマー [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is applied to a base-isolated building in which the upper structure is supported so as to be horizontally displaceable with respect to the lower structure, and the upper structure is displaced with respect to the lower structure due to an earthquake or a wind. The present invention relates to a position restoring device for restoring an upper structure to a predetermined position when it remains.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the upper structure is supported from the lower structure via the seismic isolation device, so that the upper structure is supported even in strong winds such as typhoons in the seismic isolation building where the upper structure is supported horizontally. The body may move horizontally, which may lead to a decrease in comfort. Measures against this problem include (1) increasing the operation input of the seismic isolation device so that the seismic isolation device does not operate due to strong winds, or (2) providing a trigger that operates with a certain earthquake input. Has been taken.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Here, when the measure (1) is adopted, the seismic isolation device does not operate in a small and medium-sized earthquake, and the function as a seismic isolation building is degraded. In addition, when the measure (2) is adopted, the reliability of the trigger becomes a problem, and as in the case of (1), the seismic isolation device does not operate in small and medium-sized earthquakes. There is concern about the decline in functionality.
[0004]
In addition, if a seismic isolation device that does not have a restoring force such as a sliding bearing is used, residual deformation occurs due to horizontal movement of the upper structure relative to the lower structure. It was also desired to restore the deformation.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and even when a sliding bearing or the like is adopted in a base-isolated building, there is no concern about the wind pressure movement of the superstructure due to strong winds, and the base is also operated even in small and medium earthquakes. It is an object to provide a technology capable of adopting a seismic device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the invention according to
[0007]
With such a configuration, each string-like body is wound to have a predetermined length, and by being tensioned, the relative position in the translational direction of the upper structure relative to the winding means can be determined. Further, by winding the string-like body into a tension state and maintaining this state, it is possible to prevent the movement of the upper structure during a strong wind.
[0008]
A plurality of string-like bodies are attached to the same winding means, and the length of the string-like bodies is the same as that of the winding means when the upper structure is in the predetermined position. It is characterized in that it is set with an extra length of the same dimension with respect to the distance dimension between the attachment position of the other end of each string-like body.
[0009]
With such a configuration, each string-like body can be put in a tensioned state by winding each string-like body for the extra length by the same winding means.
[0010]
Further, the winding means is formed by a steel pipe that is installed in an upright state on the lower structure and is rotatably attached around its axis, and each of the string-like bodies is respectively provided with respect to the steel pipe. It is characterized by being fixed at different height positions.
[0011]
With such a configuration, the winding means can be realized with a simple structure.
Furthermore, the invention according to
With such a configuration, the first sensor and the second sensor can detect whether the string-like body is slack or tension.
[0012]
The invention according to
[0013]
With such a configuration, even if the upper structure moves in a strong wind, the position can always be restored.
[0014]
Further, the invention according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams schematically showing an
[0016]
This
[0017]
Here, as shown in FIG. 5, the
[0018]
Such a
[0019]
On the other hand, when the horizontal force that exceeds the sum of the restoring forces of all
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0021]
The driving
[0022]
Further, one
[0023]
As described above, the plurality of
[0024]
As shown in FIG. 2, a
[0025]
Further, as shown in FIG. 1, the
[0026]
Further, as shown in FIG. 1, the
[0027]
Next, the operation procedure of the
[0028]
When a strong wind is generated by a typhoon or the like, for example, a resident of the
[0029]
In step S <b> 4, the
[0030]
Furthermore, if the
[0031]
On the other hand, in step S7, when the detection result that the final gear has passed through 158 ° by reverse rotation is not obtained from the
[0032]
If 24 hours have passed since the
[0033]
On the other hand, when it is determined in step S11 that the final gear has passed through the position of 2 ° in reverse, the
[0034]
The above is the procedure related to the operation control of the
[0035]
After that, the
[0036]
The
[0037]
Moreover, in the above-mentioned
[0038]
Further, as the winding means of the
[0039]
Further, in the above-described
[0040]
Further, in the base-isolated
[0041]
In the above-described
Moreover, in the said embodiment, it may replace with a wire rope and may be made to use a chain, a nylon rope, etc.
[0042]
【The invention's effect】
According to the position restoration device described above, the position of the upper structure can be maintained during strong winds, so there is no concern of wind pressure movement due to strong winds in the upper structure of the base isolation building, and the residence of the base isolation building during strong wind Can be improved. Moreover, unlike conventional models, there is no need to increase the operation input of the seismic isolation device in order to prevent displacement of the superstructure due to small and medium earthquakes, strong winds, etc. can do.
Similarly, in a base-isolated building to which such a position restoration device is applied, it is possible to adopt a base-isolation device that operates even from a small and medium earthquake without worrying about the wind pressure movement of the superstructure due to strong winds. Residual deformation can be eliminated, an excellent seismic isolation function can be realized, and maintenance after an earthquake can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an embodiment of the present invention, and is an elevational cross-sectional view of an operation unit of a position restoring device.
FIG. 2 is a plan view of the same.
FIG. 3 is a flowchart showing a motor control procedure by the control device of the position restoring device shown in FIGS.
4 is a plan view of a base-isolated house to which the position restoring device shown in FIGS. 1 and 2 is applied. FIG.
5 is a perspective sectional view of a seismic isolation device applied to the seismic isolation house shown in FIG. 4. FIG.
[Explanation of symbols]
1
3 foundation (substructure)
4
22 Motor (drive means)
23 Driving
27 First sensor (detection means)
28 Second sensor (detection means)
29 Controller
30 Typhoon switch
31 Post-earthquake switch
32 Forced always-on switch
34 timer
Claims (3)
前記下部構造体に対して回動可能に取り付けられた巻き取り手段と、前記巻き取り手段を回動させる駆動手段と、一端が前記巻き取り手段に対して巻回可能に固定され、他端が前記上部構造体におけるそれぞれ異なる位置に取り付けられた三本以上の紐状体とを備え、
前記上部構造体における少なくとも前記紐状体の取り付け位置を含む領域は剛体的に形成され、
各紐状体は、同時に緊張させた際に、その緊張力が互いに釣り合うような方向に配置され、
複数の紐状体が、それぞれ同一の巻き取り手段に対して取り付けられ、
これら紐状体は、その長さ寸法が、前記上部構造体が前記所定位置にあるときにおける前記巻き取り手段と各紐状体の他端の取り付け位置との間の距離寸法に対して、互いに同一寸法の余長をもって設定され、
前記巻き取り手段は、下部構造体上に直立状態に設置されて、その軸周りに回動可能に取り付けられた鋼管によって形成され、前記各紐状体は、前記鋼管に対して、それぞれ異なる高さ位置において定着され、
前記駆動手段の回転力を前記巻き取り手段に伝達する駆動力伝達機構が備えられ、該駆動力伝達機構には、前記巻き取り手段による前記紐状体の巻き取り長さを検知する検知手段が備えられ、該検知手段は前記紐状体が弛んでいるか緊張しているかを検知する第一のセンサおよび第二のセンサからなることを特徴とする免震建物の位置復元装置。After the upper structure is applied to a base-isolated building supported so as to be horizontally displaceable with respect to the lower structure, the upper structure is displaced relative to the lower structure by an earthquake or wind, and this displacement remains. , An apparatus for restoring the upper structure to a predetermined position,
Winding means attached rotatably to the lower structure, drive means for rotating the winding means, one end fixed to the winding means so as to be able to wind, and the other end Comprising three or more string-like bodies attached to different positions in the upper structure,
A region including at least the attachment position of the string-like body in the upper structure is formed rigidly,
Each string-like body is arranged in such a direction that, when simultaneously tensioned, the tension is balanced with each other ,
A plurality of string-like bodies are attached to the same winding means,
These string-like bodies have a length dimension relative to a distance dimension between the winding means and the attachment position of the other end of each string-like body when the upper structure is in the predetermined position. It is set with an extra length of the same dimension ,
The winding means is formed by a steel pipe that is installed in an upright state on the lower structure and is rotatably attached around its axis, and each string-like body has a height different from that of the steel pipe. Fixed at the position ,
A driving force transmission mechanism that transmits the rotational force of the driving unit to the winding unit is provided, and the driving force transmission mechanism includes a detecting unit that detects a winding length of the string-like body by the winding unit. The seismic-isolated building position restoring apparatus, comprising: a first sensor that detects whether the string-like body is slack or tensioned, and a second sensor .
前記駆動手段の動作を制御するための制御装置を備え、該制御装置は、地震後に前記紐状体を最大限巻き取るように前記駆動手段を駆動して地震により変位した前記上部構造体を所定位置に復元させるための地震後スイッチと、台風等の強風時に前記紐状体を最大限巻き取るように前記駆動手段を駆動して前記上部構造体を所定位置に固定するための台風時スイッチとを備え、
かつ、前記制御装置は、前記地震後スイッチがONとされて前記上部構造体を所定位置に復元させた後には、前記紐状体を弛緩させた状態を維持するように前記駆動手段を動作させ、
前記台風時スイッチがONとされて前記上部構造体を所定位置に固定した後に、前記巻き取り手段が前記紐状体を巻き取る方向と逆方向に回転したことが前記検知手段により検知された際には、再び、前記紐状体を最大限巻き取った状態とするように前記駆動手段を動作させることを特徴とする免震建物の位置復元装置。A position restoring device for a base-isolated building according to claim 1 ,
A control device for controlling the operation of the drive means, wherein the control device drives the drive means so as to wind up the string-like body to the maximum extent after the earthquake and sets the upper structure displaced by the earthquake in a predetermined manner; A post-earthquake switch for restoring the position, and a typhoon switch for driving the drive means so as to wind up the string-like body to the maximum in a strong wind such as a typhoon to fix the upper structure in a predetermined position; With
In addition, after the switch is turned on after the earthquake and the upper structure is restored to a predetermined position, the control device operates the driving means so as to maintain the loosened string-like body. ,
When the detecting means detects that the winding means has rotated in the direction opposite to the winding direction of the string-like body after the typhoon switch is turned on and the upper structure is fixed at a predetermined position. In another aspect of the present invention, the drive means is operated so that the string-like body is wound up to the maximum extent.
前記制御装置には、前記台風時スイッチがONとされてから所定時間経過後に前記紐状体を弛めるように前記駆動手段を動作させるタイマーと、該タイマーに優先して前記紐状体を弛めるように前記駆動手段を動作させる強制常時スイッチを備えることを特徴とする免震建物の位置復元装置。 The control device includes a timer for operating the driving means to loosen the string-like body after a predetermined time has elapsed since the typhoon switch is turned on, and to loosen the string-like body in preference to the timer. A position restoring device for a base-isolated building comprising a forced always-on switch for operating the driving means.
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