JPH01127742A - 建物架構の可変長型可変剛性ワイヤーブレース - Google Patents

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〕 この発明は長さを変化させることで、張力を調整可能と
した可変長型可変剛性ワイヤーブレースに関するもので
、制置構造の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滅震構法、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頼性の問題がある。

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人力に対し
、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
場合の制御量について、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長型可変剛性ワイヤーブレ
ース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
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。

この発明の可変長型可変剛性ワイヤーブレースは鋼索、
ＰＣ鋼線、ピアノ線等の引張力のみを負担するワイヤー
３，４を構面内のブレースとして用い、このワイヤー３
．４の一端を緊張装置５に接続し、この緊張装置５によ
り、ワイヤー３，４の長さおよび張力を調整可能とした
ものである。

緊張装置５としてはブレース端部に接続した駆動装置と
停止装置からなるもの等が利用でき、駆動装置でブレー
ス長を所定の長さに変化させ、停止装置でその位置に固
定する。

駆動装置としては電動モーター、油圧シリンダー等を用
いることができ、コンピューター等の外部からの指令に
基づいて、ワイヤー３．４の端部を緊張し、ブレースの
長さを変化させる。

また、停止装置としてはウオームギヤー、油圧シリンダ
ー等を用い、駆動装置で変化させたブレースの長さを固
定する。

なお、ブレースを構成するワイヤー３．４としては上述
のものの他、鋼またはカーボン繊維よりなる単線を撚り
合わせたもの等も利用できる。

〔作　用〕

緊張装置５を作動させてワイヤー３．４を緊張すること
により、地震時の架構の水平力をブレースとしてのワイ
ヤー３．４に有効に負担させることができる。すなわち
、架構としての剛性を高めることができる。

逆に、緊張装置５によるワイヤー３．４の緊張を緩める
ことにより、ワイヤー３，４のブレースとしての効果を
なくすことができ、架構としての剛性は小さくなる。

これらの組み合わせにより、架構の剛性を自由に変化さ
せることができ、地震特性に応じた制御が可能となる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図はこの発明の可変長型可変剛性ワイヤーブレース
を柱梁構面に適用した場合の実施例を示したものである
。

この実施例では柱１および梁２で囲まれる構面内のほぼ
中央で交差する２本のワイヤー３．４の上端部を、それ
ぞれ柱梁接合部にガセットプレート８を介して固定し、
対角位置に設けたプーリー９を経由して柱１間中央に設
けた回転軸６に接続しである。この回転軸６は駆動装置
としてのモーター７の作動により回転し、図示した例で
は回転軸６を右回転させることにより、ワイヤー３，４
が緊張され、左回転させることにより、ワイヤー３．４
の緊張が解かれる。このようにしてワイヤー３．４の長
さおよび張力を調整することができる。

上述の実施例では構面内で２本のワイヤー３゜４が交差
するが、片側のワイヤー３だけでもよい。

また、上述の実施例では２本のワイヤー３．４が同時に
緊張され、または緩められるが、一方が緊張されるとき
、他方が緩められるように接続し、水平力による架構の
変形に合わせることも可能である。　　・ 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、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。

第２図（ａ）、（ロ）は回転軸６部分の構造の変形例を
示したもので、回転軸６にディスク１０を設け、このデ
ィスク１０をディスクブレーキ１１により回転拘束し、
回転軸６の回転を制御するよう構成した停止装置を用い
ている。

〔発明の効果〕

■　ワイヤーによって構成されるブレースの長さおよび
緊張力を変えることにより、ブレースの水平剛性寄与率
を変化させ、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。

■　各構面のワイヤーブレースの長さおよび緊張力をコ
ンピューター等で制御することにより、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架構の正面図、第２
図（ａ）、　（ｂ）はそれぞれ回転軸部にディスクブレ
ーキを使用した場合の機構を示す正面図および側面図で
ある。 １・・・柱、２・・・梁、３，４・・・ワイヤー、５・
・・緊張装置、６・・・回転軸、７・・・モーター、８
・・・ガセットプレート、９・・・プーリー、１０・・
・ディスク、１１・・・ディスクブレーキ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）構面内のブレースとして引張力のみを負担するワ
   イヤーを用い、該ブレースの一端に緊張装置を設け、ブ
   レースの長さを変化させることで、ブレースの張力を調
   整可能としたことを特徴とする建物架構の可変長型可変
   剛性ワイヤーブレース。
2. （２）緊張装置はブレース端部に接続され、ブレース長
   を所定の長さに変化させる駆動装置と、ブレースの位置
   を固定する停止装置とからなる特許請求の範囲第１項記
   載の建物架構の可変長型可変剛性ワイヤーブレース。
3. （３）駆動装置は電動モーター、油圧シリンダー等を用
   いて、外部からの指令に基づいてブレースの長さを変化
   させる特許請求の範囲第２項記載の建物架構の可変長型
   可変剛性ワイヤーブレース。
4. （４）停止装置はウォームギヤー、油圧シリンダー等を
   用いて、駆動装置で変化させたブレースの長さを固定す
   る特許請求の範囲第２項記載の建物架構の可変長型可変
   剛性ワイヤーブレース。
5. （５）ワイヤーは鋼またはカーボン繊維よりなる単線を
   撚り合わせたものである特許請求の範囲第１項記載の建
   物架構の可変長型可変剛性ワイヤーブレース。