JPH01284639A - 制震構造物用可変剛性ブレース - Google Patents
制震構造物用可変剛性ブレースInfo
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- JPH01284639A JPH01284639A JP11406988A JP11406988A JPH01284639A JP H01284639 A JPH01284639 A JP H01284639A JP 11406988 A JP11406988 A JP 11406988A JP 11406988 A JP11406988 A JP 11406988A JP H01284639 A JPH01284639 A JP H01284639A
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Landscapes
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
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。
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物に用いられる可変剛性ブレースに
関するもので、構造物に入力する地震、風等の外力に応
して架構の剛性を変化させ、地震等に対処させるもので
ある。
関するもので、構造物に入力する地震、風等の外力に応
して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、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。
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装置構法、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。
ンパーを介在させた免震構法あるいは装置構法、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信頼性の問題がある。
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ばできない。
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ばできない。
これに対し、出願人は特開昭６２−２６８，１７９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
体の剛性を能動的Ｃコ変化さ・Ｕ、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ａ器、居住者
等の安全を回った制御方法を提案している。
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
体の剛性を能動的Ｃコ変化さ・Ｕ、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ａ器、居住者
等の安全を回った制御方法を提案している。
上記の制御方法では柱、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
、建物の制御を行なう。
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
、建物の制御を行なう。
■ 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ｄミリ感知し、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ｔこ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。
た地震感知装置にｄミリ感知し、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ｔこ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。
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。
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。
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、これをフィードハックと７で、制御量の修正等
を行なうことができる。
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、これをフィードハックと７で、制御量の修正等
を行なうことができる。
この他、従来の可変剛性建物の考え方としては、例えば
柱と梁で囲まれる構面内のブレースを伸縮さゼたり、ブ
レース自体の剛性を可変としたり、あるいは柱または梁
とブレースとの連結状態のオン、オフの切換えにより架
構の剛性を変化させる等して制御を行っている（特開昭
６３−７０７３４号公報、特願昭６１−２５８７９４号
、特願昭６２−２８５０６９号、特願昭６２−２８５０
７０号、特願昭６２−２８９７８０号等参照）。
柱と梁で囲まれる構面内のブレースを伸縮さゼたり、ブ
レース自体の剛性を可変としたり、あるいは柱または梁
とブレースとの連結状態のオン、オフの切換えにより架
構の剛性を変化させる等して制御を行っている（特開昭
６３−７０７３４号公報、特願昭６１−２５８７９４号
、特願昭６２−２８５０６９号、特願昭６２−２８５０
７０号、特願昭６２−２８９７８０号等参照）。
［発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述のような可変剛性建物においてその効果
を十分発揮させるためには、剛性変化が瞬時に行え、機
械的な遅れが最小限に抑えられる必要がある。
を十分発揮させるためには、剛性変化が瞬時に行え、機
械的な遅れが最小限に抑えられる必要がある。
この発明は可変剛性建物に使用される可変剛性装置とし
て、構造が簡単でかつ素早く、確実に作動するブレース
の構造を提供することを目的としたものである。
て、構造が簡単でかつ素早く、確実に作動するブレース
の構造を提供することを目的としたものである。
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。
用いて説明する。
この発明の可変剛性ブレースは柱梁架構内のブレース３
．４の中央部にヒンジ５を設け、ヒンジ５と柱１または
梁２を伸縮制御可能な拘束材６で連結したものである。
．４の中央部にヒンジ５を設け、ヒンジ５と柱１または
梁２を伸縮制御可能な拘束材６で連結したものである。
拘束材６としては油圧、空圧、電磁式等のブレーキ機構
、油圧シリンダー等のアクチュエーター、ダンパー等の
使用が考えられる。拘束材６の制御によりヒンジ５の位
置を拘束したり、フリー〇こしたりし、ヒンジ５を組の
込んだブレース３，４を効かせたり、効かせなかったり
することにより、建物全体の剛性を可変とすることがで
きる。
、油圧シリンダー等のアクチュエーター、ダンパー等の
使用が考えられる。拘束材６の制御によりヒンジ５の位
置を拘束したり、フリー〇こしたりし、ヒンジ５を組の
込んだブレース３，４を効かせたり、効かせなかったり
することにより、建物全体の剛性を可変とすることがで
きる。
次に図示した実施例について説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示したもので、柱１と梁
２で囲まれた構面内において、ハの字形に設置された２
木のブレース３，４の各中央部にそれぞれヒンジ５を設
け、このヒンジ５と柱１、梁２の交点とを油圧シリンダ
ー等の拘束材６で結んでいる。
２で囲まれた構面内において、ハの字形に設置された２
木のブレース３，４の各中央部にそれぞれヒンジ５を設
け、このヒンジ５と柱１、梁２の交点とを油圧シリンダ
ー等の拘束材６で結んでいる。
各ブレース３，４の両端および拘束材６の両端すよそれ
ぞれピン接合されており、自由に回転することができる
。
ぞれピン接合されており、自由に回転することができる
。
この第１図ば架構の初期状態を示したもので、あらかじ
めブレース３．／Ｉのヒンジ５位置に所定のライズ（図
中１−１で示す）を設けである。すなわち、各ブレース
３，４の両端を結ぶ直線に対し、ヒンジ５位置を）−１
だけずらしてあり、柱梁架構が変形した際、ヒンジ５が
スムーズに回転できるようにするとともに、架構の変形
でブレース３，４の一方に作用する引張力に対してもブ
レース３゜４が効かない状態とすることが可能となる。
めブレース３．／Ｉのヒンジ５位置に所定のライズ（図
中１−１で示す）を設けである。すなわち、各ブレース
３，４の両端を結ぶ直線に対し、ヒンジ５位置を）−１
だけずらしてあり、柱梁架構が変形した際、ヒンジ５が
スムーズに回転できるようにするとともに、架構の変形
でブレース３，４の一方に作用する引張力に対してもブ
レース３゜４が効かない状態とすることが可能となる。
このライズＩ−Ｔにより建物の最大変形時にもブレース
３゜４が伸びきらないようにすることが可能である。
３゜４が伸びきらないようにすることが可能である。
第２図および第３図は可変剛性ブレースの作動状態を示
したものである。
したものである。
架構が変形する際、ブレース３，４の中央部の束すれば
ブレース３，４は引張力並びムこ圧縮力を負担すること
ができる。第２図はこのブレース緊張状態を示したちで
ある。
ブレース３，４は引張力並びムこ圧縮力を負担すること
ができる。第２図はこのブレース緊張状態を示したちで
ある。
また、拘束材６を緩めれば、ブレース３，４の中央部の
ヒンジ５は自由に動くことができ、ブレース３．４は力
を負担しない。第３図はこのブレース弛緩状態を示した
ちである。
ヒンジ５は自由に動くことができ、ブレース３．４は力
を負担しない。第３図はこのブレース弛緩状態を示した
ちである。
可変剛性制御の考え方は従来の技術の項で述べたものと
同様に行うことができ、拘束材６を拘束状態とするか、
弛緩状態とするかは、別途地震動の卓越周期成分との関
係で、コンピューターにより選定された適切な建物剛性
が実現するようコントロールされる。
同様に行うことができ、拘束材６を拘束状態とするか、
弛緩状態とするかは、別途地震動の卓越周期成分との関
係で、コンピューターにより選定された適切な建物剛性
が実現するようコントロールされる。
第４図〜第６図はこの発明の可変剛性ブレースの種々の
変形例を示したものである。
変形例を示したものである。
第１図の実施例ではブレース３，４をハの字形に設置し
ていたのに対し、第４図および第５図ではχ形にブレー
ス３゛、４”を設置し、第４図の実施例ではブレース３
′、４°の中央部と柱１、梁２の交点とを拘束材６で結
び、第５図の実施例ではブレース３’、 ４’の中央
部と下側の梁２を拘束材６で結んでいる。
ていたのに対し、第４図および第５図ではχ形にブレー
ス３゛、４”を設置し、第４図の実施例ではブレース３
′、４°の中央部と柱１、梁２の交点とを拘束材６で結
び、第５図の実施例ではブレース３’、 ４’の中央
部と下側の梁２を拘束材６で結んでいる。
また、第６図の実施例ではハの字形に設置したブレース
３，４の中央部と下側の梁２の中央部を拘束材６で結ん
でいる。
３，４の中央部と下側の梁２の中央部を拘束材６で結ん
でいる。
（発明の効果〕
■ ブレースの中央部に設けたヒンジの位置を拘束材で
調整することにより、柱梁架構に絹の込んだブレースを
効かせたり、効かせなかったりするごとができ、建物の
剛性を可変とすることができる。
調整することにより、柱梁架構に絹の込んだブレースを
効かせたり、効かせなかったりするごとができ、建物の
剛性を可変とすることができる。
■ ヒンジ位置の拘束および拘束解除により制御するた
め、ブレースＱこは無理な力が作用せず、摩擦力も小さ
いため、機械的な遅れが少なく、即座に作動させること
ができる。特に、ヒンジ位置に初期たわみとして、所定
のライズを設けておくことにより、架構変形時にヒンジ
をスムーズに回転させることができる。
め、ブレースＱこは無理な力が作用せず、摩擦力も小さ
いため、機械的な遅れが少なく、即座に作動させること
ができる。特に、ヒンジ位置に初期たわみとして、所定
のライズを設けておくことにより、架構変形時にヒンジ
をスムーズに回転させることができる。
■ ブレース自体４Ｊ中央部にヒンジを設けるだけであ
り、特に複雑な断面変化を必要としないため、設計が容
易で、構造も単純であるため、作動における信頼性も高
い。
り、特に複雑な断面変化を必要としないため、設計が容
易で、構造も単純であるため、作動における信頼性も高
い。
第１図はこの発明の一実施例を示す正面図、第２図およ
び第３図は装置の作動状態をを示す概要図、第４図〜第
６図は種々の変形例を示す概要図である。 １・・・柱、２・・・梁、３，４・・・ブレース、５・
・・ヒンジ、６・・・拘束材、７・・・ピン接合部第１
図 第２１、。 第４図 第５図 、秀肉不 第６図
び第３図は装置の作動状態をを示す概要図、第４図〜第
６図は種々の変形例を示す概要図である。 １・・・柱、２・・・梁、３，４・・・ブレース、５・
・・ヒンジ、６・・・拘束材、７・・・ピン接合部第１
図 第２１、。 第４図 第５図 、秀肉不 第６図
Claims (3)
- （１）柱梁架構内の両端をピン接合としたブレースの中
央部にヒンジを設け、該ヒンジと柱または梁を伸縮制御
可能な拘束材で連結したことを特徴とする可変剛性ブレ
ース。 - （２）前記拘束材は柱と梁の交点と前記ヒンジとを連結
している請求項１記載の可変剛性ブレース。 - （３）前記拘束材はアクチュエーターである請求項１ま
たは２記載の可変剛性ブレース。（４）前記拘束材はダ
ンパーである請求項１または２記載の可変剛性ブレース
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11406988A JPH01284639A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 制震構造物用可変剛性ブレース |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11406988A JPH01284639A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 制震構造物用可変剛性ブレース |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01284639A true JPH01284639A (ja) | 1989-11-15 |
| JPH0522028B2 JPH0522028B2 (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=14628258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11406988A Granted JPH01284639A (ja) | 1988-05-11 | 1988-05-11 | 制震構造物用可変剛性ブレース |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01284639A (ja) |
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-
1988
- 1988-05-11 JP JP11406988A patent/JPH01284639A/ja active Granted
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