JPH01127741A

JPH01127741A - 建物架構の可変剛性装置

Info

Publication number: JPH01127741A
Application number: JP28506987A
Authority: JP
Inventors: Takuji Kobori; 小堀　鐸二; Shunichi Yamada; 俊一山田; Genichi Takahashi; 元一高橋
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1987-11-11
Filing date: 1987-11-11
Publication date: 1989-05-19
Also published as: JPH0572488B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は制置構造の建物架構に用いられる可変剛性装
置に関するもので、建物に入力する地震、風等の外力に
応じて建物架構の剛性を変化させ、地震等に対処させる
ものである。

〔従来の技術〕

従来、高層建築や重要構造物等の耐震設計においては地
震時の地盤の動きや建物の応答を計算し、安全性をチエ
ツクする動的設計が行われている。

耐震の方法としては建物と基礎の間に積層ゴム支承やダ
ンパーを介在させた免震構法あるいは減震構法、建物構
成部材のうち、非主要部材の破壊により地震エネルギー
を消費させる方法、壁あるいは柱等にスリットを設け、
建物を最適の剛性に調整する方法等がある。

ところで、現行の耐震設計手法により設計された建物の
地震時における安全性の確認は、構造物の塑性化を伴な
う履歴特性による吸収エネルギーが構造物に作用する地
震エネルギーを上回るという基本思想によるが、これに
は履歴ループ特性に対する信幀性の問題がある。

また、従来の方法はいずれも地震や風等の自然外力に対
し、受身の耐震構造を与えるものであり、建物が特定の
固有振動数を有するため地震という不確定な入力に対し
、共振現象を避けて通ることはできない。

これに対し、出願人は特願昭６１−１１２０２６号にお
いて、上述のような受身の耐震方法でなく、感知した地
震動に基づく応答予測システムの判断のもとに建物自体
の剛性を変化させ、共振領域外または共振の少ない状態
とし、建物および建物内の機器、居住者等の安全を図っ
た制置方法を提案している。

上記の制置方法では柱、はり、ブレース、壁並びにそれ
らの接合部の全部もしくは一部、または建物と基礎ある
いは隣接する建物との間に、コンピューターの指令によ
り連結状態が変化する制御装置を設け、次のようにして
、建物の制置を行なう。

■　地震の発生を建物を中心に狭域および広域に配置し
た地震感知装置により感知し、観測データを有線、無線
の通信網によりコンピューターに伝達する。広域の地震
感知装置は既設の地震観測点における地震計あるいは専
用に設置したものをマイクロ回線あるいは電話回線等で
結ぶ。

また狭域の地震感知装置は建物の周辺あるいは周辺地盤
内に設けた地震計や、建物基部や建物内に設置した振動
センサーからなり、風力等の影響は建物内の振動センサ
ーで感知する。

■　感知した地震について、コンピューターにより地震
の規模の判断、周波数特性の分析、応答量の予測等を行
ない、建物の振動を制御すべきか否か、また制御すべき
場合の制？１ｌｌｌについて、共振をかわし、地震応答
量の少ない最適剛性（固有振動数）を与えるものとして
判断を下す。

■　コンピューターの指令を建物の各部の制御装置に伝
え、建物の剛性をコンピューターの予測に基づく最適剛
性となるよう制御装置を作動させる。連結状態の調整は
固定状態と連結解除状態を油圧機構、電磁石等によりオ
ン、オフで調整するものや、固定状態、連結解除状態の
外、緊張力の導入や任意の位置での固定を油圧機構ある
いは特殊合金等を用いて調整するもの等が考えられる。

また、建物内に配した振動センサーにより、建物各部に
おける応答量並びに制御を行った場合の実際の振動が検
知でき、これをフィードバックして、制御量の修正等を
行なうことができる。

〔発明の目的〕

この発明の建物架構の可変剛性装置は上述のような制置
方法において、柱梁構面内あるいは床スラブ構面内等に
使用し、架構の地震時の変形を自由に制御することによ
り、建物の応答を低減させ、建物の地震災害を防ぐとと
もに、中に居住する人や機械設備等を地震による不快感
、振動障害等から守ることを目的としたものである。

〔発明の構成〕

以下、この発明の概要を実施例に対応する図面の符号を
用いて、説明する。

この発明は構面内のブレース３．４として鋼索、ＰＣ鋼
線、ピアノ線等のワイヤー用い、このワイヤーを二重に
オーバーラツプさせ、オーバーラツプするワイヤー間に
束材５を介在させ、この束材５を構面内で回転または伸
縮させることにより、前記ブレース３．４のワイヤー間
の間隔を変化させてワイヤーの張力を調整し、地震時に
架構の変形を自由に制御できるようにしたものである。

束材５はモーター７等の駆動装置により回転させたり、
あるいは束材として油圧シリンダー１１等を用いること
もできる。

ブレース３，４を構成するワイヤーは、それぞれ２本の
ワイヤーの端部を柱梁接合部あるいは床スラブ構面内で
は柱位置にピン接合し、２本のワイヤーの中央部に束材
５を介在させたり、あるいはブレース３．４の端部に相
当する位置にプーリーを取り付け、ループ状のワイヤー
をそのプーリ−に掛け、オーバーラツプするワイヤー間
に束材５を介在させる等する。ワイヤ一端部をピン接合
とする場合、ワイヤーは束材５の両端に設けたプーリー
１０を介して束材５に掛ける等するが、ループ状のワイ
ヤーの場合はワイヤーと束材５を固定してもよい。

なお、束材５を構面内で回転させる場合、柱梁構面では
束材５の回転軸９を支柱６等により支持する必要がある
が、床スラブ構面の場合は直接軸受は等を設けることが
できる。

〔作　用〕

第３図および第４図はこの発明の可変剛性装置の作用を
示したものである。

第３図に示すように、束材５を左に回転させれば、束材
５がブレース３のオーバーランプするワイヤー間の間隔
を押し広げるように作用し、ブレース３の張力が増す。

一方、ブレース４のオーバーラツプするワイヤー間の間
隔は挟まり、ブレース４の張力は減る。その結果、架構
は図に示すように、左へ変形する。

第４図に示すように、束材５を右に回転させれば、束材
５がブレース４のオーバーラツプするワイヤー間の間隔
を押し広げるように作用し、ブレース４の張力が増す。

一方、ブレース３のオーバーラツプするワイヤー間の間
隔は挟まり、ブレース３の張力は減る。その結果、架構
は図に示すように、右へ変形する。

また、この動きを上記「従来の技術」の項で述べたよう
に制御することにより、地震時における架構の変形を任
意に制御できる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図および第２図はこの発明の可変剛性装置を柱梁構
面に適用した場合の実施例である。

この実施例では床スラブ上に支柱６を立て、束材５中夫
の回転軸９を支持し、モーター７の作動により、束材５
が柱１および梁２で囲まれる構面内のほぼ中央で回転で
きるようになっている。ブレース３．４を構成する２本
ずつのワイヤーはそれぞれ両端部が構面の隅角部にビン
接合され、中央部は束材５両端のプーリーｌＯに掛けら
れ、オーバーラツプするワイヤーどうしが束材５で押し
広げられたような形で張力を受けている。また、図中８
はターンバックルであり、緩んだ場合等にワイヤーの張
力を調整することができる。

上述の実施例では構面内に交差する２つのブレース３．
４があったが、第５図に示すように、片側のブレース３
だけでもよい。

また、上述の実施例では束材５の回転により、オーバー
ラツプするワイヤー間の間隔を調整しているが、第６図
に示たちのは束材として油圧シリンダー１１を用い、こ
の油圧シリンダー１１を伸縮させてワイヤー間の間隔を
調整できるようにしたものである。

第７図の例は第６図の実施例に対し、油圧シリンダー１
１をダンパー１２に置き換えたものに相当し、地震によ
る架構の変形を抑制するように作用する。ダンパ−１２
自体でブレース３の張力を制御することはできないので
、第５図あるいは第６図の可変剛性装置と組み合わせて
使用してもよい。

以上、一対の柱１と梁２によって囲まれる構面との関係
で説明したが、第８図に示すように多層階の建物に適用
する場合、この装置を多数配置し、建物全体として剛性
を変化させることができる。

〔発明の効果〕

■　ワイヤーによって構成されるブレースに介在させた
束材を回転させることにより、地震時における架構の変
形を自由に制御することができる。

■　コンピューター等により制御される動力により、束
材の中心を回転させ、個々の地震特性に応じて建物全体
の変形を制御できる。これにより、建物の安全性を高め
、揺れの少ない快適な居住空間が形成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す正面図、第２図は束
材の回転機構を示す平面図、第３図および第４図は架構
の変形制御の様子を示すＹ面図、第５図〜第７図は可変
剛性装置の変形例を示す正面図、第８図は多層階建物へ
の適用例を示す正面図である。１・・・柱、２・・・梁、３．４・・・ブレース、５・
・・束材、６・・・支柱、７・・・モーター、８・・・
ターンバックル、９・・・回転軸、１０・・・プーリー
、１１・・・油圧シリンダー、１２・・・ダンパー第１図第２図ゴＳ３図　　　　　第４図第５図第６図　　　　　第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）構面内のブレースとして二重にオーバーラップさ
せたワイヤーを用い、該ブレースのオーバーラップする
ワイヤー間に束材を介在させ、該束材を構面内で回転ま
たは伸縮させることにより、前記ブレースのワイヤーの
張力を調整するよう構成したことを特徴とする建物架構
の可変剛性装置。
（２）束材はモーターの作動により回転する特許請求の
範囲第１項記載の建物架構の可変剛性装置。
（３）束材とワイヤーは束材の両端に設けたプーリーを
介して接している特許請求の範囲第１項記載の建物架構
の可変剛性装置。
（４）ブレースの両端はプーリー介して取り付けられて
おり、ワイヤーはループを形成している特許請求の範囲
第１項記載の建物架構の可変剛性装置。
（５）ワイヤーは鋼索である特許請求の範囲第１項記載
の建物架構の可変剛性装置。