JPH01146081A

JPH01146081A - 建物架構の可変剛性装置

Info

Publication number: JPH01146081A
Application number: JP30673487A
Authority: JP
Inventors: Satoru Orui; 哲大類; Takuji Kobori; 小堀　鐸二; Genichi Takahashi; 元一高橋
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-06-08
Also published as: JPH0438871B2

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〕この発明は建物架構の可変剛性構造に関するもので、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、プレース、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剛性構造は上述のような制置
方法において、柱梁構面内に使用し、耐震壁と梁または
柱間の接合状態を変え、架構としての剛性を変化させる
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。

この発明の建物架構の可変剛性構造は構面内に設けた壁
３と、架構を構成する柱１または梁２との間に、油圧制
御可能な連結装置を介在させ、この連結装置による接合
力を油圧により制御し、架構の剛性に対する耐震壁３の
寄与度を調整し、架構の剛性可変としたものである。

壁３は下側の梁２または床スラブより立ち上げたり、あ
るいは上側の梁２から垂下させる等して、直接的には架
構の変形に影響されない構造とし、連結装置による接合
状態を制御する。

連結装置としては壁３の端部をつかむことのできる油圧
制動装置５あるいは壁３と柱１または梁２との間を連結
する油圧シリンダー１１．１２等が使用でき、油圧制動
装置５に油圧を送り込むための油圧ポンプ６やその伝達
管７に設けた弁８の制御、油圧シリンダー１１．１２等
の油１３の流れを制御する弁１４やサーボ機構１５の制
御により、架構の剛性をコントロールすることができる
。

また、連結装置としての複数連結手段を組み合わせ、こ
れらを制御するよう構成することもできる。

〔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図はこの発明の第１実施例を示したも
のである。

この実施例では左右の柱１と上下の梁２で囲まれる柱梁
構面の下側の梁２より、鉄筋コンクリート類の壁３を柱
１および上側の梁２とは切り離して立ち上げ、上側の梁
２と壁３とを連結装置としての油圧制動装置５で接合で
きるようにしたものである。より詳しくは、上側の梁２
に壁３の上端部を前後から挟むように垂下部４を形成し
、垂下部４と壁３の上端部との間に油圧制動装置５を介
在させである。油圧ポンプ６より、油圧伝達管７を通し
て油圧を加えることにより、油圧制動装置５で壁３の上
端部をつかみ、壁３の効き具合を調整することができる
。すなわち、オフの状態では、壁３は上側の梁２および
左右の柱１に対しフリーの状態にあり、地震時の水平力
を負担せず、架構としての剛性は小さい。油圧ポンプ６
により油圧を加えたオンの状態では、油圧制動装置５で
壁３の上端部をつかみ、油圧を調整することにより、壁
３の効き具合が調整でき、架構の剛性が増す。

また、この実施例では４対の油圧制動装置５で壁３をつ
かんでいるが、各油圧制動装置５に通じる油圧伝達管７
には弁８が設けられ、この弁８の開閉によっても、架構
の剛性を変化させることができる。

第３図はこの発明の第２実施例を示したものである。

油圧制動装置５により、壁３の効き具合を制御する点は
第１実施例と同じであるが、この実施例では油圧源を柱
１と壁３との間に設置したシリンダー型の油圧感知装置
９においている。すなわち、地震時に柱梁の架構が変形
すると、壁３と柱１の間に変形が生じ、その変形によっ
て、油圧を生じさせようとするものである。この油圧を
油圧伝達管７により伝達し、油圧制動装置５を駆動させ
る。

なお、第１実施例と同様、各油圧制動装置５の元には弁
８が設けられ、任意の油圧制動装置５が駆動するよう制
御することも可能°である。また、油圧感知装置９に対
しても、弁１０を設け、この弁１０を電気的に制御する
等して、油圧感知装置９で感知した油圧の各油圧制動装
置５への伝達を調整することができる。

第４図および第５図はこの発明の第３実施例を示したも
のである。

この実施例は、下側の梁２より立ち上げた鉄筋コンクリ
ート類の壁３と柱１および上側の梁２との間にピストン
付きシリンダー１１．１２を設置し、シリンダー１１．
１２内の油１３等の流動体の流れを制御することにより
、柱１および梁２と壁３との結合状態を変化させ、可変
剛性構造としたものである。なお、連結装置としてのシ
リンダー１１．１２はどちらか一方のみでもよ（、また
それぞれ複数設けてもよい。第５図は柱１と壁２との間
に設置したシリンダー１１の構造を示したもので、弁１
４を閉じた状態では壁３と柱梁架構との相対変位に対す
る抵抗が大きく、架構の剛性は大きくなり、弁１４を開
いた状態では壁３と柱梁架構との相対変位に対する抵抗
がほとんどなくなり、壁３の剛性は架構の剛性としてほ
とんど効かず、剛性の小さい構造となる。

また、弁１４の開閉を電気的に制御する等して、壁３の
抵抗を調整することも可能である。

第６図はこの発明の第４実施例を示したものである。

この実施例は第４実施例の弁１４の代わりにサーボ機構
１５を設け、シリンダー１１．１２内の油１３等の流動
体の流れを制御することにより、ピストン１６を左右に
動かし、柱１、梁２と壁３との間の動きを制御し、これ
によって可変剛性機構を構成したものである。この場合
、サーボ機構１５での調整によって、架構としての剛性
状態を自由に変えることができる。

第７図はこの発明の第５実施例を示したもので、第１実
施例、第２実施例および第３実施例を組み合わせた構造
に相当する。

すなわち、第５実施例は下側の梁２より立ち上げた鉄筋
コンクリート類の壁３の上端部と上側の梁２との間に油
圧制動装置１８を設け、壁３の側部上端と柱１との間に
油圧感知装置を兼ねたシリンダー１９を設置し、共通の
油圧ポンプ１７による油圧の伝達を、弁２０ａと弁２０
ｂの操作により切り換えられるようにしたものである。

この場合、弁２０ａ、２０ｂの開閉状態の切り換えおよ
び油圧ポンプ１７の駆動状態により、表−ｉのような使
い方が可能である。

表−１（発明の効果） ■　壁と梁または柱との間に設けた、連結装置を油圧制
御することにより、壁を耐震壁として効かせたり、効か
せなかったりすることができ、建物架構の変形を自由に
制御することができる。

■　コンピューター等で油圧ポンプの駆動、弁の開閉等
を制御し、連結装置による接合状態をコントロールする
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図はこの発明の第１実施例を示す架構の正面図、第
２図はその鉛直断面図、第３図は第２実施例を示す架構
の正面図、第４図は第３実施例を示す架構の正面図、第
５図は第３実施例における連結装置の構造を示す断面図
、第６図は第４実施例における連結装置の構造を示す断
面図、第７図は第５実施例を示す架構の正面図である。１・・・柱、２・・・梁、３・・・壁、４・・・垂下部
、５・・・油圧制動装置、６・・・油圧ポンプ、７・・
・油圧伝達管、８・・・弁、９・・・油圧感知装置、１
０・・・弁、１１．１２・・・シリンダー、１３・・・
油、１４・・・弁、１５・・・サーボ機構、１６・・・
ピストン、１７・・・油圧ポンプ、１８・・・油圧制動
装置、１９・・・シリンダー、２０ａ、２０ｂ・・・弁第４図第５図　　　　第６図１ら第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）構面内に設けた壁と、架構を構成する柱または梁
との間に、油圧制御可能な連結装置を介在させ、前記連
結装置による接合力を油圧により制御し、架構の剛性に
対する前記壁の寄与度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構造。
（２）壁は下側の梁または床スラブより立ち上がり、連
結装置は上側の梁または柱より前記壁上端部を挟持する
ように設けた油圧制動装置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構造。
（３）連結装置は壁と柱または梁との間に設けた油圧シ
リンダーである特許請求の範囲第１項記載の建物架構の
可変剛性構造。