JPH0374747B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地震時において破壊するが、崩壊し
ない構造体をより安価に構築することができる減
衰装置に関する。

〔発明の背景〕

従来建造物に加わる地震の効力を減ずる免震構
法は、耐震構法の一つとして知られ、大きく分け
ると絶縁法、復元力調整法、エネルギー消費法、
自動制御法の４つが知られている。

絶縁法は、地盤から建造物へ地震波が伝播され
ないようにする構法で、例えばボールベアリング
を用いたり、ベアリングとバネを併用したり、あ
るいはベアリングを支承する面を凹面にして復元
力を持たせる構法が知らてれいる。またこの構法
では、建造物自体が固有周期を持つために共振の
問題があるのでこれを防ぐためにロツキングボー
ルを用いた構法等が知られている。さらに地震力
の周期特性を知り、これとかけはなれた周期特性
を建造物に持たせる方法も絶縁法の一つとして知
られている。

復元力調整法では、建造物の復元力特性を調整
できるようにする構法で、力と変形の関係を地盤
や建造物の性質に対して有利に、即ち共振的な振
動を起こさぬようにするものである。復元力特性
としては、建造物が大きな加速度に対して柔構造
を有し、大きな変位に対して剛構造を有し、しか
も変位エネルギーの可成りの量を吸収できるもの
が望ましく、具体的には、壁に割れ目を入れてお
いて壁の剛性を落し応力を分散させるスリツトウ
オール法やそのままにしておけば応力集中を起す
壁の隅部にわざわざ開口部を設ける方法などが知
られている。また柱で復元力特性を調整する多重
柱法等も知られている。

エネルギー消費法は、入つてきたエネルギーを
建造物の主要部分に破壊に使われないうちに外に
出すか、あるいは消費する方法である。例えばダ
ンパーを取付け、あるいは建造物の非主体構造で
の破損を許してエネルギーを摩擦熱に変える方法
が知られている。

自動制御法は、建造物を動かそうとする作用を
検出し、逆に建造物がこれに対しての応答を生じ
るのを打ち消すような作用を加える方法で、小型
の建造物には適用の可能性があるとされている。

しかしながら上記のいずれの方法も建物の崩壊
につながる鉛直力を完全に遮断することはでき
ず、例えば絶縁法によつても鉛直力を伝達してし
まうことは避けられないという欠点があつた。

また鉛直力を伝達させないようにするために、
復元力調整法やエネルギー消費法を採用しても、
完全に鉛直力を遮断するためには、大きな機構
（システム）を必要としてコスト高となり、また
メンテナンスに専門的知識を要するという問題が
あつた。

一方耐震構法として柔剛構造についての研究も
盛んに行れている。中・低層建造物は建造物の固
有周期が短く短周期建造物と言われ、剛構造であ
るとされている。また高層建造物は固有周期が長
く長周期建造物と言われ、柔構造となる。即ち柔
構造は建造物の固有周期を長くして建造物に作用
する地震力を小さくしようとする耐震構法であ
る。

従つて従来の耐震構法は建造物の高さによつて
剛構造又は柔構造のいずれかであつた。

中・低層の靭性のない剛製造建造物の場合には
建物自体の固有周期が地震動の周期と一致すると
共振を起し建物が崩壊されるというおそれがあつ
た。

また、柔構造及び剛構造の両者とも鉛直力を支
持する部材で水平力も負担しているため、地震な
どにより水平力を受けて、その部材が破壊した場
合、鉛直力を支持する部材も破壊したり、また鉛
直力を支持できなくなつたりして、結局建造物全
体が崩壊してしまうという問題があつた。そこで
本発明は地震時において部分的に破壊はするが崩
壊しない構造体をより安価に構築することがで
き、かつ保守管理が容易な減衰装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は上記目的を達成すべく鋭意検討を重
ねた結果、本発明に至つた。

即ち、本発明に係る建造物の構築方法は、水平
力と自重を負担する固有周期の短い剛構造部と主
として鉛直力を支持する固有周期の長い柔構造部
が実質的に独立して存在する建造物において、該
剛構造部の支持部の一部と柔構造部の支持部の一
部とが空間を隔てて平面的に重ね合わせてあり、
前記支持部の一方には雄部を形成する筒状体が固
定されると共に、前記支持部の他方には雌部を形
成する筒状部が固定され、該雌雄部を直接遊 嵌
させるか芯棒を介在させて遊 嵌させて成る減衰
部を設けたことを特徴とする。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づき説明
する。

実施例 １ 第１図は本発明の一実施例を示す要部概略側面
図、第２図は同上に用いる減衰部の拡大斜視図で
ある。

各図において、１は剛構造部２側に設けられた
支持部であり、３は柔構造部４側に設けられた支
持部である。該支持部１，３は両構造部２，４の
スラブ面を突出させた部分であつてもよいし、あ
るいは剛構造部２及び柔構造部４に各々別部材を
固着して形成したものであつてもよい。

一方の支持部１は他方の支持部３と互いに接触
することなく重ね合わさるように形成されてい
る。

本実施例における剛構造部２は、水平力と自重
を負担する固有周期の短かい剛構造を有し、図示
しないが部材と部材が剛に接合され、例えば耐震
壁や耐震ブレース等を用いてできるだけ構造物に
剛性が付与されている。水平力を負担するとは、
地震の振動により水平力が加わつた場合にその力
に対抗しうる耐性を有するか、あるいはその力を
吸収等して他の構造部分へその力を伝播しないよ
うにすることである。また固有周期が短いとは、
建物の固有周期が臨界周期以下であることを意味
する。臨界周期の概念は、建築構造設計シリーズ
「建築の構造計画」（丸善発行）第45項に記載の
「梅村」の定義に基づく。即ちある地震波に対す
る建物の加速度応答スペクトラムを想定し（地
盤、地震波等によつてこのスペクトラムは異なる
ので、ある地震波に対し想定することになる）、
建物の加速度応答曲線が地震加速度最大値と交わ
る点に相当する周期を臨界周期といい、この臨界
周期は固定したものではなく地盤、地震波等によ
つて変動する。

４は前記剛構造部２に例えば対向して配置され
た柔構造部である。柔構造部４は該剛構造部２と
分離され、柔構造部４と剛構造部２は実質的に独
立して存在する。柔構造部４は鉛直力を支持する
固有周期の長い柔構造を有するものであればよ
い。

主として鉛直力を支持するとは、床面積の大部
分を支持する構造物で、その鉛直荷重と、地震に
よる水平変形によつて生じる付加曲モーメントに
抵抗することである。

固有周期が長いとは建造物の固有周期が臨界周
期以上であることを意味する。

本実施例において剛構造部２と柔構造部４の固
有周期の差は、離れていた方が良いが特に限定さ
れる訳ではない。要は固有周期の異なる二つの構
造部分が一つの建造物に構成されればよい。

５は前記剛構造部側の支持部１の下面に設けら
れた筒体雌部であり、６は前記柔構造部側の支持
部３の上面に設けられた筒体雄部である。該筒体
雌部５と筒体雄部６は遊嵌されており、この雌部
５と雄部６が一対となつて減衰部７を構成する。

なお該雌部５と雄部６は通常接触していない方
が好ましいが一部接触状態にあることまで排除し
ない。なお図中Ｇは間〓を示す。

以上のように構成された結果、地震のない通常
時には剛構造部２と柔構造部４は互いに応力が伝
達されず、実質的に独立して存在する。

なお本発明の剛構造部２と柔構造部４とは応力
が互いに伝達されない形状、構造になつていれば
よいので、例えば第３図に示すような減衰装置で
あつてもよい。同図に示す装置は、剛構造部２の
支持部と柔構造部４の支持部を各々所定間隔の距
離を隔てて上下に重なるようにし、両支持部の先
端に筒体雌部５を固定し、該筒体雌部５，５の中
に芯棒８を挿入し、該芯棒８の降伏を免振に利用
するようにしたものである。同図においてＧは間
〓である。この装置において芯棒８の材質として
は鉄、鋼、鉛、鉄筋コンクリート（RC）、グラス
フアイバー補強コンクリート（GFRC）、スチー
ルフアイバー補強コンクリート（SFRC）などを
用いることができ、また筒体雌部５の材質として
は鋼、セラミツク等を用いることができる。なお
芯棒８と筒体雌部５の間は密着していることが好
ましい。

地震時には、剛構造部２と柔構造部４の固有周
期が異なるので、その揺れ方が違つてくる。この
場合減衰部７の存在によつて揺れの大きい方から
小さい方へ減衰部の剛性及び耐力に従い振動を伝
達させる。またそれによつて両構造部２と４の衝
突を免がれることができる。

剛構造部２の一部が破壊までに至つた場合、減
衰部７のうち筒体雌部５が下方にずれ落ち、支持
部３上の筒体雄部６に接触して、剛構造部２の自
重が柔構造部４の方へ伝達されて、その後の連鎖
的破壊は免がれる。

以上本発明の一実施例を説明したが、本発明は
これに限定されず、例えば筒体雌部５と雄部６の
取付位置を逆にしてもよく、また筒体は完全な筒
体ではなく適当なスリツトが入つていてもよい。
更に筒体雄部６に雌部５の先端に当接するストツ
パーを設けてもよい。更に又支持部と減衰部は一
体の部材で形成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば地震時において、破壊はする
が、崩壊しない構造体を従来の構造体よりも、よ
り安価に構築することができる。また地震時にお
いて、建物、構造物の揺れによる衝突を免がれる
ことができる。また柔構造部が水平変形によつて
生じた鉛直方向の応力を剛構造部に伝達させない
ため、剛構造部は水平耐力を効率よく発揮でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部概略側面
図、第２図は同上に用いる減衰部の拡大斜視図、
第３図は本発明の他の実施例を示す要部概略側面
図である。 １：支持部、２：剛構造部、３：支持部、４：
柔構造部、５：筒体雌部、６：筒体雄部、７：減
衰部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平力と自重を負担する固有周期の短い剛構
   造部と主として鉛直力を支持する固有周期の長い
   柔構造部が実質的に独立して存在する構造物にお
   いて、該剛構造部の支持部の一部と柔構造部の支
   持部の一部とが空間を隔てて平面的に重ね合わせ
   てあり、前記支持部の一方には雄部を形成する筒
   状体が固定されると共に、前記支持部の他方には
   雌部を形成する筒状部が固定され、該雌雄部を直
   接遊 嵌させるか芯棒を介在させて遊 嵌させて
   成る減衰部を設けたことを特徴とする構造物に用
   いる減衰装置。