JPH01203571A - 建物架構の可変剛性構造 - 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載置構法、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併願性の問題がある。

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（応答予測システムの判断のものに建物自体
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
た剥型方法を提案している。

上記の剥型方法では柱、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
、建物の剥型を行なう。

■　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な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剥型
方法において、柱梁構面内に使用し、耐震壁又はブレー
スをコンピューター等で制御し、耐震要素としてきかせ
たり、きかせなかったりして、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
震による不快窓、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（第１図参照）。

この発明の建物架構の可変剛性構造は柱梁構面内にブレ
ース又は壁３を設け、当該ブレース又は壁３と架構を構
成する柱１または梁２との間に、油圧等によって自動的
に制御可能な駆動装置５を介在させ、この駆動装置５に
よるブレース又は壁３と架構との接合力を油圧等により
制御し、架橋の剛性に対するブレース又は壁３の寄与度
を調整し、架橋の剛性を自由に可変できるようにしたも
のである。

〔実　施　例〕

以下、この発明に係る可変剛性構造を図示する一実施例
によって説明する（第２図〜第５図参照）。

左右柱１．１と上下梁２．２とによって構成された柱梁
構面内にブレース３．３が４５°方向に沿って設置され
ている（第２図参照）。

ブレース３．３の一端には、可変制御装置４゜４が取付
けられ、他端には、駆動装置５．５が設置されている。

当該ブレース３と可変制御装置４及び駆動装置５とは、
ターンバックル６によって連結されている。また、可変
制御装置４及び駆動装置５は柱１と梁２とのコーナ部に
ガセットプレート７．７を介して連結され、これにより
ブレース３．３は柱梁構面内に交差した状態に設置され
ている。

可変制御装置４．４は、シリンダー８とシリンダー受け
９と圧縮コイルバネ１０とから構成されている（第３図
参照）。

シリンダー受け９は、ガセットプレート７゜７に取付ネ
ジ１１．１１によって取りつけられている。

シリンダー８は、ブレース３の長手方向に長く、そのな
かに圧縮コイルバネ１０が内蔵され中央部にロッド１２
が挿入されている。ロッド１２の先端は、ブレース３と
ターンバックル６によって連結されている。

圧縮コイルバネ１０の一端は、シリンダー８に固定され
、他端はロッド１２に固定されている。

そして、ブレース３に引張力が作用すると圧縮コイルバ
ネｌＯが圧縮され、ブレース３の引張力が柱・梁に伝達
される構成に成っている。

係る構成の可変制御装置４は、シリンダー受け９のフラ
ンジ９ａ、９ａに連結ビン１４によって回転自在に取り
つけられている。

駆動装置５．５は、流体シリンダー８であって、油圧の
働きによりピストンロッド１３が前後移動するものであ
る（第５図参照）、当該流体シリンダー８のピストンロ
ッド１３とブレース３の他端部はターンバックル６によ
って連結されている。

駆動装置５、即ち油圧シリンダー８には、電磁弁やサー
ボ弁が接続され、この弁の開閉をコンピューターで制御
することにより、駆動装置５の操作即ち、ピストンロッ
ド１３の操作が出来る構成になっている。係る構成の駆
動装置５は、駆動装置受け１５に取付ネジ１１によって
連結され、駆動装置受け１５は、ガセットプレート７．
７に連結ピン１６．１６によって連結されている（第３
図参照）。

係る構成において、駆動装置５のピストンロッド１３を
ブレース３側に移動させると（この状態をＯＮとする。

）、ブレース３は柱・梁に対してフリーの状態となりブ
レース３には引張力は作用しない（第７図参照）、従っ
て架橋としての剛性は小さくなる。

一方、ピストンロッド１３を反対方向に移動させた状態
では可変制御装置４の圧縮コイルバネ１０が圧縮され、
ブレース３と柱・梁架構間の応力の伝達が可能になる（
第６図参照）。従って、架構としての剛性が高められる
。

第８図及び第９図は、架構と壁との間に駆動装置５を設
置した例を示したものであり、第１０図及び第１１図は
、そのときの可変剛性の原理を示したものである。

〔発明の効果〕

■　ブレース又は壁と梁または柱との間に設けた駆動装
置を油圧等によって制御することによりブレース又は壁
を耐震要素として効かせたり、効かせなかったりするこ
とができ、建物架構としての剛性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、駆動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実施例を示す建物骨組全体の正
面図、第２図はその一部架構の側面図、第３図は可変制
御装置の一部破断側面図、第４図はその平面図、第５図
は駆動装置の構造を示す断面図、第６図、第７図、第８
図、及び第９図はブレース又は壁による可変剛性の原理
を示す説明図、第１０図及び第１１図は壁に使用した例
を示す説明図である。 １・・・・・・柱、２・・・・・・梁、３・・・・・・
ブレース、４・・・可変制御装置、５・・・・・・駆動
装置、６・・・・・・ターンバックル、７・・・・・・
ガセットプレート、８・・・・・・シリンダー、９・・
・・・・シリンダー受け、１０・・・・・・圧縮コイル
バネ、１１・・・・・・取付ネジ、１２・・・・・・ロ
ッド、１３・・・・・・ピストンロッド、１４・・・・
・・連結ピン、１５・・・・・・駆動装置受け、１６・
・・・・・連結ピン。 第６図　　　　　第８図 第７図　　　　　第９図 第１０図　　　　　第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）構面内に設けたブレース又は壁と、架構を構成す
   る柱または梁との間に、自動制御可能な駆動装置を介在
   させ、前記駆動装置によるブレース又は壁と架構との接
   合力を自動制御し、架構の剛性に対する前記ブレース又
   は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