JPH0438870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建物架構の可変剛性装置に関するもの
で、制震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
て、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
いは柱等にスリツトを設け、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、特開昭62−268479号には、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
の安全を図つた制震方法が開示されている。

上記の制震方法では柱、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
ピユ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、建物の制震を行な
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ユーター
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、コンピユーターによ
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。

コンピユ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ユーターの予測
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つた場
合の実際の振動が検知でき、これをフイードバ
ツクして、制御量の修正等を行なうことができ
る。

〔発明の目的〕

本発明の建物架構の可変剛性装置は上述のよう
な制震方法において、柱梁構面内に使用し、耐震
壁と梁または柱との間の接続状態を変え、すなわ
ち接続、分断を制御し、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、本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。

本発明の可変剛性装置では、電気的なオン、オ
フの切り換えにより、接続状態と分断状態との間
で可変な電磁力による接続機構４を用い、この接
続機構４を下側の梁２または床スラブから立ち上
げた壁３と、上側の梁２または柱１との間に設け
ている。

接続状態では壁３は耐震壁として機能し、建物
架構の剛性を高め、分断状態では壁３は水平力に
対して抵抗せず、建物架構の剛性は小さくなる。
従つて、振動外力または建物架構の応答を振動セ
ンサーで検知し、その振動特性をコンピユーター
等の制御手段で判断し、制御手段の指令により接
続機構に対する電気的なオン、オフの切り換えを
行い、振動外力に対する建物の応答を低減するこ
とができる。

この電磁力による接続機構４は建物架構に複数
設けることで、コンピユーター等の制御手段で判
断した振動特性に応じて、種々の接続状態を選択
することができ、建物全体としての剛性を制御
し、建物の固有振動数を自由に調整することがで
きる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図は本発明の一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
ト製の壁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との間に電磁力に
よる接続機構４を設けてある。この例では梁２の
下面に電気的に制御される電磁石５を設け、オ
ン、オフの切り換えにより壁３の上面に固定した
鉄板６との間の接続、分断を行う。この接続機構
４はコンピユーター等で、入力される地震を解析
し、制御することができる。また、梁２と壁３と
の間には変位センサー７が設置され、地震時の実
際の架構の変位を検知し、これに基づいて、電磁
力に対する制御を行なえるようにもなつている。

〔発明の効果〕 壁と梁または柱との間に設けた電磁力による
接続機構を、電気的なオン、オフの切り換えで
制御することにより、壁を耐震壁として効かせ
たり、効かせなかつ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。

建物内に複数設けた接続機構をコンピユータ
ー等の制御手段で制御することで、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図は本発明の一実施例を示す架構の正面図
である。 １……柱、２……梁、３……壁、４……接続機
構、５……電磁石、６……鉄板、７……変位セン
サー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 下側の梁または床スラブから立ち上げた壁と
   上側の梁または柱との間に設けた電磁力による複
   数の接続機構と、振動外力または建物架構の応答
   を検知する振動センサーと、前記振動センサーに
   よつて検知された振動に基づいて入力振動の振動
   特性を判断し、該振動特性に応じて前記複数の接
   続機構を制御する制御手段とからなり、前記接続
   機構は電気的なオン、オフの切り換えにより、接
   続状態と分断状態との間で可変であることを特徴
   とする建物架構の可変剛性装置。