JP6108537B2 - 風揺れ低減システム - Google Patents

Description

本発明は、風による構造物の揺れを低減する風揺れ低減システムに関する。

従来より、周辺建物の状況によっては、建物同士の隙間に吹き込む風（ビル風）の風圧により建物が揺れて、この建物の居住環境が低下する、という問題があった。そこで、この問題を解決するため、例えば以下のような対策が提案されている。

すなわち、建物を高さが高くなるに従って細くして、建物の断面形状および見付幅を変化させ、これにより建物に生じる風振動を低減する方法が提案されている（特許文献１参照）
また、建物の隅角部分を切断して、この切断した隅切部分に断面く字形状のフラップを設けて、このフラップを適宜回動させて、風振動を抑制する方法が提案されている（特許文献２参照）。
また、建物の外壁面に多数の回転可能なフィンを設け、これらフィンを適宜回転させて、建物の風加重を低減する方法が提案されている（特許文献３参照）。各フィンには、駆動装置が設けられている。

特開平４−３４７２８１号公報 特開２０００−９６８７０号公報 特開平６−２８８１２０号公報

しかしながら、建物を高さが高くなるに従って細くする方法では、建物に後施工できない、という問題があった。
また、建物の隅角部分にフラップを設ける場合、このフラップは建物の数フロア分の高さを有しているため、このフラップを駆動する駆動装置が大型化し、コスト高となっていた。
また、建物の外壁面に多数のフィンを設ける方法では、フィン毎にこのフィンを駆動する駆動装置を設ける必要があるため、コスト高となっていた。

本発明は、風による揺れを低コストで低減でき、かつ、後施工可能な風揺れ低減システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の風揺れ低減システム（例えば、後述の風揺れ低減システム１０）は、構造物の揺れを低減する風揺れ低減システムであって、前記構造物（例えば、後述の建物１）の表面（例えば、後述の外壁面４）を覆う膜材（例えば、後述の膜材２０）と、当該膜材の下端縁を前記構造物に固定する膜固定部材（例えば、後述の膜固定部材３０）と、前記構造物に設けられて前記膜材の上端縁を回転心棒で巻き取って引っ張ることで、前記膜材に張力を導入する張力導入部材（例えば、後述の張力導入部材４０）と、前記構造物に設けられて粘弾性体を介して前記膜材を支持する膜支持部材（例えば、後述の膜支持部材５０）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、膜固定部材により膜材の一端側を構造物に固定しておき、この状態で、張力導入部材により膜材の他端側を引っ張ることで膜材に張力を導入する。すると、膜材が膜支持部材に押し付けられるので、膜支持部材で膜材を支持することになる。このとき、膜支持部材では、粘弾性体を介して膜材を支持したので、風により膜材が振動しても、この振動は粘弾性体で大幅に低減されて、構造体にほとんど伝達されないから、風による構造物の揺れを低減できる。
また、駆動装置としては、膜材を引っ張る張力導入部材を１つ設けるだけでよいので、低コストとなる。
また、構造体の表面に、膜材、膜固定部材、張力導入部材、および膜支持部材を取り付ければよいので、構造体に対して後施工可能である。

請求項２に記載の風揺れ低減システムは、前記膜材と前記構造物の表面との隙間の水平方向両端縁を塞ぐ一対の風侵入阻止部材（例えば、後述の風侵入阻止部材６０）と、当該一対の風侵入阻止部材同士の間に架設されて前記膜材を外側から押さえる膜押さえ部材（例えば、後述の膜押さえ部材７０）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、風侵入阻止部材を設けたので、膜材と構造物の表面との隙間に風が侵入するのを抑制できるので、風による膜材の揺れをさらに低減できる。
また、膜押さえ部材を設けたので、膜支持部材と膜押さえ部材とで膜材を挟んで保持できるから、膜材のばたつきを押さえて、風による膜材の揺れを大幅に低減できる。

本発明によれば、膜支持部材では、粘弾性体を介して膜材を支持したので、風により膜材が振動しても、この振動は粘弾性体で大幅に低減されて、構造体にほとんど伝達されないから、風による構造物の揺れを低減できる。また、駆動装置としては、膜材を引っ張る張力導入部材を１つ設けるだけでよいので、低コストとなる。また、構造体の表面に、膜材、膜固定部材、張力導入部材、および膜支持部材を取り付ければよいので、構造体に対して後施工可能である。

本発明の一実施形態に係る風揺れ低減システムが適用される構造物としての建物の斜視図である。 前記実施形態に係る建物の近隣建物側から視た図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図２のＣ−Ｃ断面図である。 図２のＤ−Ｄ断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る風揺れ低減システム１０が適用される構造物としての建物１の斜視図である。
建物１は、直方体形状であり、建物１よりも高い近隣建物２、３に接近して設けられている。この建物１と近隣建物２、３との間には、図１中矢印で示すように、強いビル風が吹いている。

図２は、建物１の近隣建物２側から視た側面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ断面図である。図５は、図２のＣ−Ｃ断面図である。図６は、図２のＤ−Ｄ断面図である。

この建物１には、風揺れ低減システム１０が設けられている。
風揺れ低減システム１０は、外壁面４を覆う膜材２０と、外壁面４の下端縁に沿って延びる膜固定部材３０と、外壁面４の上端縁に沿って延びる張力導入部材４０と、外壁面４に鉛直方向に所定間隔おきに膜材２０の内側に設けられて略水平に延びる複数の膜支持部材５０と、外壁面４の水平方向両端縁に沿って設けられた一対の風侵入阻止部材６０と、外壁面４に略鉛直方向に所定間隔おきに膜材２０の外側に設けられた複数の膜押さえ部材７０、を備える。

膜材２０は、図２に示すように、略矩形状であり、建物１の外壁面４の外側に、この外壁面４を覆うように設けられる。この膜材２０の素材としては、ガラス繊維でおられた布に塩化ビニル樹脂を加工したガラスクロス、アラミド繊維織物、ポリエステルシート、メッシュシートなどが挙げられる。

膜固定部材３０は、図５に示すように、膜材２０の下端縁を建物１に固定する。具体的には、膜固定部材３０は、下方が開放された断面コの字形状であり、建物１の外壁面４の下端縁にあと施工アンカー３１で固定されている。膜材２０は、この膜固定部材３０の内面にビス３２で固定される。

張力導入部材４０は、図３に示すように、建物１の屋上床面５に設けられており、図３〜図５中白抜き矢印方向に膜材２０の上端縁を引っ張ることで、膜材２０に張力を導入する。
具体的には、張力導入部材４０は、建物１の外壁面４の上端縁に沿って延びて膜材２０が巻き取られた円柱形状の回転心棒４１と、回転心棒４１を回転駆動する回転駆動装置４２と、回転駆動装置４２を支持する移動部４３と、外壁面４に設けられて粘弾性体４４を介して移動部４３を移動可能に支持する基部４５と、を備える。

基部４５は、断面コの字形状である。すなわち、この基部４５は、屋上床面５に沿って設けられた板状の第１プレート４５１と、この第１プレート４５１の一端縁から第１プレート４５１に略垂直に設けられた壁部４５２と、この壁部４５２の上端から第１プレート４５１に略平行に延びる第２プレート４５３と、を備える。
第１プレート４５１は、建物１の屋上床面５にあと施工アンカー４５４で固定されている。

粘弾性体４４は、第２プレート４５３の内側、つまり第１プレート４５１側に設けられている。この粘弾性体４４の素材としては、プロロプレンゴム、プラスチックなどが挙げられる。

移動部４３は、粘弾性体４４を挟んで第２プレート４５３の反対側に設けられた板状の移動部本体４３１と、この移動部本体４３１から粘弾性体４４および第２プレート４５３を貫通して延びて回転駆動装置４２に連結される連結部４３２と、を備える。
これにより、移動部４３は、粘弾性体４４の抵抗を受けながら、基部４５に対して屋上床面５に略垂直方向（図３中矢印で示す）に相対移動可能となっている。

この張力導入部材４０によれば、回転駆動装置４２により回転心棒４１を回転駆動して、膜材２０を巻き取って膜材２０を引っ張ることで、膜材２０に張力を導入する。また、膜材２０が振動しても、この振動は、回転心棒４１および回転駆動装置４２を介して移動部４３に伝達されるが、粘弾性体４４で大幅に低減されるので、基部４５にほとんど伝達されない。

膜支持部材５０は、図４に示すように、外壁面４に設けられて膜材２０を支持する。具体的には、略水平方向に延びて膜材２０を内側から支持する円筒形状の支持部５１と、この支持部５１を支持する複数の移動部５２と、外壁面４に設けられて一対の粘弾性体５３を介して移動部５２を移動可能に支持する基部５４と、を備える。

基部５４は、断面コの字形状であり、張力導入部材４０の基部４５と同様の構成である。すなわち、この基部５４は、外壁面４に沿って設けられた板状の第１プレート５４１と、この第１プレート５４１の一端縁から第１プレート５４１に略垂直に設けられた壁部５４２と、この壁部５４２から第１プレート５４１に略平行に延びる第２プレート５４３と、を備える。
第１プレート５４１は、建物１の外壁面４にあと施工アンカー５４４で固定されている。

一対の粘弾性体５３は、第２プレート５４３の両側に設けられている。この粘弾性体５３の素材としては、張力導入部材４０の粘弾性体４４と同様に、プロロプレンゴム、プラスチックなどが挙げられる。

移動部５２は、一対の粘弾性体５３を挟んで設けられた一対の移動部本体５２１と、一対の粘弾性体５３および第２プレート５４３を貫通してこれら移動部本体５２１同士を連結しかつ支持部５１を支持する連結部５２２と、を備える。
これにより、移動部５２は、粘弾性体５３の抵抗を受けながら、基部５４に対して外壁面４に略垂直方向（図４中矢印で示す）に相対移動可能となっている。

この膜支持部材５０によれば、膜材２０が振動しても、この振動は、支持部５１を介して移動部５２に伝達されるが、粘弾性体５３で大幅に低減されるので、基部５４にほとんど伝達されない。

風侵入阻止部材６０は、図６に示すように、膜材２０と外壁面４との隙間の水平方向両端縁を塞いでいる。具体的には、この風侵入阻止部材６０は、膜押さえ部材７０を支持する移動部６１と、外壁面４に設けられて粘弾性体６２を介して移動部６１を移動可能に支持する基部６３と、を備える。

基部６３は、断面Ｌ字形状である。すなわち、この基部６３は、外壁面４に沿って設けられた板状のプレート６３１と、このプレート６３１の水平方向一端縁からプレート６３１に略垂直に設けられた壁部６３２と、を備える。
プレート６３１は、建物１の外壁面４にあと施工アンカー６３３で固定されている。

粘弾性体６２は、壁部６３２の内側に設けられている。この粘弾性体６２の素材としては、張力導入部材４０の粘弾性体４４と同様に、プロロプレンゴム、プラスチックなどが挙げられる。

移動部６１は、壁部６３２の外側に壁部６３２の表面に沿って摺動可能に設けられた移動部本体６１１と、移動部本体６１１に設けられて壁部６３２を貫通し粘弾性体６２に係止する係止部６１２と、この移動部本体６１１の先端縁から内側に延びる延出部６１３と、を備える。
この移動部６１の素材としては、ケイ酸カルシウム板、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）版、繊維強化セメント板、サイディング板、アクリル板、鋼板などが挙げられる。
これにより、移動部６１は、粘弾性体６２の抵抗を受けながら、基部６３に対して、外壁面４に略垂直方向（図６中矢印で示す）に相対移動可能となっている。

膜押さえ部材７０は、図３〜図６に示すように、一対の風侵入阻止部材６０の移動部６１同士の間に架設されて膜材２０を外側から押さえるＰＣ鋼線より線である。

風侵入阻止部材６０によれば、膜材２０が振動しても、この振動は、膜押さえ部材７０を介して移動部６１に伝達されるが、粘弾性体６２で大幅に低減されるので、基部６３にほとんど伝達されない。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）膜固定部材３０により膜材２０の下端側を建物１に固定しておき、この状態で、張力導入部材４０により膜材２０の上端側を引っ張ることで、膜材２０に張力を導入する。すると、膜材２０が膜支持部材５０に押し付けられるので、膜支持部材５０で膜材２０を支持することになる。このとき、膜支持部材５０では、粘弾性体５３を介して膜材２０を支持したので、風により膜材２０が振動しても、この振動は粘弾性体５３で大幅に低減されて、建物１にほとんど伝達されないから、風による建物１の揺れを低減できる。
また、駆動装置としては、膜材２０を引っ張る張力導入部材４０を１つ設けるだけでよいので、低コストとなる。
また、建物１の外壁面４や屋上床面５に、膜材２０、膜固定部材３０、張力導入部材４０、および膜支持部材５０を取り付ければよいので、建物１に対して後施工可能である。

（２）風侵入阻止部材６０を設けたので、膜材２０と建物１の外壁面４との隙間に風が侵入するのを抑制できるので、風による膜材２０の揺れをさらに低減できる。
また、膜押さえ部材７０を設けたので、膜支持部材５０と膜押さえ部材７０とで膜材２０を挟んで保持できるから、膜材２０のばたつきを押さえて、風による膜材２０の揺れを大幅に低減できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、張力導入部材４０の回転駆動装置４２により回転心棒４１を回転駆動して膜材２０を巻き取って膜材２０を引っ張ることで、膜材２０に張力を導入したが、これに限らず、ばね機構により膜材２０を引っ張ることで、膜材２０に張力を導入してもよい。

１…建物（構造物）
２、３…近隣建物
４…外壁面（表面）
５…屋上床面（表面）
１０…風揺れ低減システム
２０…膜材
３０…膜固定部材
３１…あと施工アンカー
３２…ビス
４０…張力導入部材
４１…回転心棒
４２…回転駆動装置
４３…移動部
４４…粘弾性体
４５…基部
５０…膜支持部材
５１…支持部
５２…移動部
５３…粘弾性体
５４…基部
６０…風侵入阻止部材
６１…移動部
６２…粘弾性体
６３…基部
７０…膜押さえ部材
４３１…移動部本体
４３２…連結部
４５１…第１プレート
４５２…壁部
４５３…第２プレート
４５４…あと施工アンカー
５２１…移動部本体
５２２…連結部
５４１…第１プレート
５４２…壁部
５４３…第２プレート
５４４…あと施工アンカー
６１１…移動部本体
６１２…係止部
６１３…延出部
６３１…プレート
６３２…壁部
６３３…あと施工アンカー

Claims (2)

1. 構造物の揺れを低減する風揺れ低減システムであって、
   前記構造物の表面を覆う膜材と、
   当該膜材の下端縁を前記構造物に固定する膜固定部材と、
   前記構造物に設けられて前記膜材の上端縁を回転心棒で巻き取って引っ張ることで、前記膜材に張力を導入する張力導入部材と、
   前記構造物に設けられて粘弾性体を介して前記膜材を支持する膜支持部材と、を備えることを特徴とする風揺れ低減システム。
2. 前記膜材と前記構造物の表面との隙間の水平方向両端縁を塞ぐ一対の風侵入阻止部材と、
   当該一対の風侵入阻止部材同士の間に架設されて前記膜材を外側から押さえる膜押さえ部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の風揺れ低減システム。

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