JPH08209973A - 主要構造部分の中間部を動的吸振器とした制振構造物 - Google Patents
主要構造部分の中間部を動的吸振器とした制振構造物Info
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- JPH08209973A JPH08209973A JP1913995A JP1913995A JPH08209973A JP H08209973 A JPH08209973 A JP H08209973A JP 1913995 A JP1913995 A JP 1913995A JP 1913995 A JP1913995 A JP 1913995A JP H08209973 A JPH08209973 A JP H08209973A
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- rigidity
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原子力施設の建屋等のように、付加質量式の
動的吸振器の設置が困難な重量構造物において、比較的
簡単な構造で地震時の全体応答を大幅に低減できるよう
にする。 【構成】 ＲＣ構造Ａまたはこれと同等の剛性を持つ重
量構造物１の中間部構造２を、上部構造３および下部構
造物１より剛性の低い鉄骨構造Ｂとする。また、上部構
造３と下部構造物１を水平方向のダンパー６で連結す
る。鉄骨構造Ｂの部分を含む上部が動的吸振器として作
用し、１次固有値では鉄骨部が大きく振動し、下部ＲＣ
部は変位しないモードとなる。２次固有値では鉄骨部と
下部ＲＣ部が逆モードとなる。これにより、ベースシャ
ー，転倒モーメントが大幅に減少する。
動的吸振器の設置が困難な重量構造物において、比較的
簡単な構造で地震時の全体応答を大幅に低減できるよう
にする。 【構成】 ＲＣ構造Ａまたはこれと同等の剛性を持つ重
量構造物１の中間部構造２を、上部構造３および下部構
造物１より剛性の低い鉄骨構造Ｂとする。また、上部構
造３と下部構造物１を水平方向のダンパー６で連結す
る。鉄骨構造Ｂの部分を含む上部が動的吸振器として作
用し、１次固有値では鉄骨部が大きく振動し、下部ＲＣ
部は変位しないモードとなる。２次固有値では鉄骨部と
下部ＲＣ部が逆モードとなる。これにより、ベースシャ
ー，転倒モーメントが大幅に減少する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主として原子力施設
の建屋やサイロなどの重量構造物に適用される制振構造
物に関するものである。
の建屋やサイロなどの重量構造物に適用される制振構造
物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】建物の制振方式には、建物の上部に付加
質量を設けて構造物の振動を減少させる方法があり、ダ
イナミックダンパー，チューンド・マス・ダンパー（同
調質量ダンパー）等として既に一部で採用されている。
質量を設けて構造物の振動を減少させる方法があり、ダ
イナミックダンパー，チューンド・マス・ダンパー（同
調質量ダンパー）等として既に一部で採用されている。
【０００３】これらのしくみは、従来の動的吸振器の理
論に基づいて建物と吸振器の固有振動数を同調させるこ
とによって構造物の設計合理化や耐震安全性および居住
性の向上などに役立っている。
論に基づいて建物と吸振器の固有振動数を同調させるこ
とによって構造物の設計合理化や耐震安全性および居住
性の向上などに役立っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原子力
施設の建屋やサイロなどの構造物の場合、機能上および
耐震上の要求から壁式鉄筋コンクリート造となってお
り、建屋の重量および剛性が非常に高い。このため、こ
のような構造物に上記の動的吸振器を採用することは、
装置ならびに付加質量が非常に大きくなるため困難であ
った。
施設の建屋やサイロなどの構造物の場合、機能上および
耐震上の要求から壁式鉄筋コンクリート造となってお
り、建屋の重量および剛性が非常に高い。このため、こ
のような構造物に上記の動的吸振器を採用することは、
装置ならびに付加質量が非常に大きくなるため困難であ
った。
【０００５】この発明は、前述のような事情に鑑みてな
されたもので、その目的は、付加質量式の動的吸振器の
設置が困難な重量構造物において、比較的簡単な構造で
地震時の全体応答を減少させることのできる制振構造物
を提供することにある。
されたもので、その目的は、付加質量式の動的吸振器の
設置が困難な重量構造物において、比較的簡単な構造で
地震時の全体応答を減少させることのできる制振構造物
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明においては、重
量構造物に従来の付加質量式の動的吸振器を設置する代
わりに、構造物の主要構造部分の中間部を含む上部を動
的吸振器として利用する。
量構造物に従来の付加質量式の動的吸振器を設置する代
わりに、構造物の主要構造部分の中間部を含む上部を動
的吸振器として利用する。
【０００７】具体的には、鉄筋コンクリート造、もしく
はこれと同等の剛性を持つ構造物の中間部を、上部構造
および下部構造物よりも剛性の低い鉄骨構造として計画
することにより、この中間鉄骨部分に動的吸振器として
の剛性調整の役割を付与し、地震時の全体応答を減少さ
せる。
はこれと同等の剛性を持つ構造物の中間部を、上部構造
および下部構造物よりも剛性の低い鉄骨構造として計画
することにより、この中間鉄骨部分に動的吸振器として
の剛性調整の役割を付与し、地震時の全体応答を減少さ
せる。
【０００８】また、上部構造と下部の構造物とを、水平
方向の粘性オイルダンパー，履歴型ダンパー等のエネル
ギー吸収装置により連結する。
方向の粘性オイルダンパー，履歴型ダンパー等のエネル
ギー吸収装置により連結する。
【０００９】
【作用】以上のような構成において、鉄骨構造である中
間部構造の剛性が下部の鉄筋コンクリート造（ＲＣ）部
と大きく異なることから、１次固有モードにおいて、上
部構造と中間部の鉄骨部が大きく振動する（ホイッピン
グ）現象が生じ、下部ＲＣ部は殆ど変位しないモードと
なる。
間部構造の剛性が下部の鉄筋コンクリート造（ＲＣ）部
と大きく異なることから、１次固有モードにおいて、上
部構造と中間部の鉄骨部が大きく振動する（ホイッピン
グ）現象が生じ、下部ＲＣ部は殆ど変位しないモードと
なる。
【００１０】また、２次固有モードにおいては、中間部
の鉄骨部の応答が下部のＲＣ部と逆の変形となり、上部
構造および中間部の鉄骨部がＲＣ部の応答を打ち消す方
向に大きく変位する。以上の１次・２次固有モードによ
り、地震時の建屋ベースシャー、建屋転倒モーメントが
大幅に減少することになる。
の鉄骨部の応答が下部のＲＣ部と逆の変形となり、上部
構造および中間部の鉄骨部がＲＣ部の応答を打ち消す方
向に大きく変位する。以上の１次・２次固有モードによ
り、地震時の建屋ベースシャー、建屋転倒モーメントが
大幅に減少することになる。
【００１１】また、鉄骨部の剛性の変化だけでは、鉄骨
部の設計が困難であり、エネルギー吸収装置を付加する
ことにより、鉄骨部の設計が容易となり、また地震時の
建屋ベースシャー、建屋転倒モーメントも更に減少させ
ることができる。
部の設計が困難であり、エネルギー吸収装置を付加する
ことにより、鉄骨部の設計が容易となり、また地震時の
建屋ベースシャー、建屋転倒モーメントも更に減少させ
ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て説明する。これは、原子力施設建屋に適用した例であ
り、図１，図２に示すように、建屋重量構造物１を鉄筋
コンクリート造（ＲＣ）構造Ａとし、この建屋重量構造
物１の中間部構造２を純鉄骨構造Ｂとし、さらに上部構
造３を耐震壁剛構造Ｃとする。
て説明する。これは、原子力施設建屋に適用した例であ
り、図１，図２に示すように、建屋重量構造物１を鉄筋
コンクリート造（ＲＣ）構造Ａとし、この建屋重量構造
物１の中間部構造２を純鉄骨構造Ｂとし、さらに上部構
造３を耐震壁剛構造Ｃとする。
【００１３】例えば、操作床から上の一部を純鉄骨構造
Ｂとする。なお、この鉄骨構造化する範囲は、これに限
定されるものでなく、地震時の全体の応答との関連によ
り、適宜決定することができる。
Ｂとする。なお、この鉄骨構造化する範囲は、これに限
定されるものでなく、地震時の全体の応答との関連によ
り、適宜決定することができる。
【００１４】前記中間部構造２および上部構造３は、主
として外周部に間隔をおいて配置した鉄骨柱４と、この
鉄骨柱４の上部における外周部と内部に配置したトラス
梁５とから構成され、上部構造３は、耐震壁３−１を鉄
骨柱４に一体化させることにより、耐震壁剛構造Ｃとな
り、中間部構造２は、純鉄骨構造Ｂとなる。これによ
り、純鉄骨構造Ｂである中間部構造２の剛性Ｋは、ＲＣ
構造Ａの剛性Ｋ0 や、さらに上部構造３の剛構造Ｃの剛
性Ｋ1 に比べ大幅に低減する。
として外周部に間隔をおいて配置した鉄骨柱４と、この
鉄骨柱４の上部における外周部と内部に配置したトラス
梁５とから構成され、上部構造３は、耐震壁３−１を鉄
骨柱４に一体化させることにより、耐震壁剛構造Ｃとな
り、中間部構造２は、純鉄骨構造Ｂとなる。これによ
り、純鉄骨構造Ｂである中間部構造２の剛性Ｋは、ＲＣ
構造Ａの剛性Ｋ0 や、さらに上部構造３の剛構造Ｃの剛
性Ｋ1 に比べ大幅に低減する。
【００１５】さらに、純鉄骨構造Ｂの振動性状の改善を
目的として、上部構造３を、水平に配置した粘性オイル
ダンパーあるいは履歴型ダンパー６を介して建屋重量構
造物１に接続する。ここでは、中間部構造２の外周に外
壁２−１を配設し、この上端を耐震壁３−１の下端に一
体的に接続し、下部を自由端とし、この下部と建屋重量
構造物１とを前記ダンパー６で接続している。
目的として、上部構造３を、水平に配置した粘性オイル
ダンパーあるいは履歴型ダンパー６を介して建屋重量構
造物１に接続する。ここでは、中間部構造２の外周に外
壁２−１を配設し、この上端を耐震壁３−１の下端に一
体的に接続し、下部を自由端とし、この下部と建屋重量
構造物１とを前記ダンパー６で接続している。
【００１６】以上のような構成において、建屋中間部の
みに、上部剛構造および下部ＲＣ構造と大幅に剛性の異
なる鉄骨構造を採用し、さらにエネルギー吸収装置を追
設することにより、地震時の建屋ベースシャーおよび建
屋転倒モーメントを大幅に減少させることができる。
みに、上部剛構造および下部ＲＣ構造と大幅に剛性の異
なる鉄骨構造を採用し、さらにエネルギー吸収装置を追
設することにより、地震時の建屋ベースシャーおよび建
屋転倒モーメントを大幅に減少させることができる。
【００１７】従来の付加質量式の動的吸振器の理論で
は、付加質量は下部構造物の重量の２〜５％であり、μ
＝ｍ／Ｍ（ｍ：吸振器の重量，Ｍ：吸振される重量）と
すると、付加質量に与える最適剛性比，最適減衰定数比
は、それぞれＫ＝１／（１＋μ），Ｃ＝｛３μ／８（１
＋μ）2 ｝0.5 で与えられ、μ＝０．０２の場合、Ｋ＝
０．９８となり、付加質量の剛性は吸振される剛性とほ
ぼ同じものである。
は、付加質量は下部構造物の重量の２〜５％であり、μ
＝ｍ／Ｍ（ｍ：吸振器の重量，Ｍ：吸振される重量）と
すると、付加質量に与える最適剛性比，最適減衰定数比
は、それぞれＫ＝１／（１＋μ），Ｃ＝｛３μ／８（１
＋μ）2 ｝0.5 で与えられ、μ＝０．０２の場合、Ｋ＝
０．９８となり、付加質量の剛性は吸振される剛性とほ
ぼ同じものである。
【００１８】これに対し、本発明では、下部のＲＣ構造
Ａと中間部の鉄骨構造Ｂの剛性が大きく異なり、従来の
動的吸振器の理論とは異なったものとなる。以下に述べ
るような制振となる。
Ａと中間部の鉄骨構造Ｂの剛性が大きく異なり、従来の
動的吸振器の理論とは異なったものとなる。以下に述べ
るような制振となる。
【００１９】地震応答低減効果の解析結果について説明
する。図３は従来の耐震型建屋としてのＲＣ構造物にお
ける主要な振動モードを示し、図４は本発明による中間
部を鉄骨部化した制振構造物における主要な振動モード
を示している。
する。図３は従来の耐震型建屋としてのＲＣ構造物にお
ける主要な振動モードを示し、図４は本発明による中間
部を鉄骨部化した制振構造物における主要な振動モード
を示している。
【００２０】＜固有値解析＞ (1) 図３の従来型の１次固有モードでは、構造物全体が
一様に変形しているのに対し、図４の本発明を適用した
１次固有モードでは、下部のＲＣ構造Ａの振動が抑制さ
れ、上部の剛構造Ｃと中間部の鉄骨構造Ｂのみが励起さ
れ、下部のＲＣ構造Ａの部分では殆ど変位しないモード
になっていることがわかる。
一様に変形しているのに対し、図４の本発明を適用した
１次固有モードでは、下部のＲＣ構造Ａの振動が抑制さ
れ、上部の剛構造Ｃと中間部の鉄骨構造Ｂのみが励起さ
れ、下部のＲＣ構造Ａの部分では殆ど変位しないモード
になっていることがわかる。
【００２１】(2) 本発明の構造物の２次固有モードにお
いては、従来型の１次固有周期に近い値となり、下部の
ＲＣ構造Ａは１次固有モードよりも変位が大きく、比較
的大きく変形しているが、中間部の鉄骨構造Ｂより上部
の部分がこれとは逆方向に振動し、鉄骨構造Ｂより上部
の部分がＲＣ構造Ａの部分の応答を打ち消す方向に作用
していることがわかる。
いては、従来型の１次固有周期に近い値となり、下部の
ＲＣ構造Ａは１次固有モードよりも変位が大きく、比較
的大きく変形しているが、中間部の鉄骨構造Ｂより上部
の部分がこれとは逆方向に振動し、鉄骨構造Ｂより上部
の部分がＲＣ構造Ａの部分の応答を打ち消す方向に作用
していることがわかる。
【００２２】以上のような１次固有モード，２次固有モ
ードにより、本発明では、建屋全体のベースシャーおよ
び転倒モーメントを大幅に低減することができる。
ードにより、本発明では、建屋全体のベースシャーおよ
び転倒モーメントを大幅に低減することができる。
【００２３】
【発明の効果】前述の通り、この発明の制振構造物は、
鉄筋コンクリート造等の重量構造物の中間部構造を下部
構造物と大幅に剛性の異なる鉄骨構造としたため、付加
質量式の動的吸振器の設置が困難な重量構造物におい
て、比較的簡単な構造で地震時の全体応答を減少させる
ことができる。これにより、重量構造物の設計合理化お
よび耐震安全性の向上を図ることができ、構造物の物量
低減や高地震地域での重要構造物の立地を実現すること
ができる。
鉄筋コンクリート造等の重量構造物の中間部構造を下部
構造物と大幅に剛性の異なる鉄骨構造としたため、付加
質量式の動的吸振器の設置が困難な重量構造物におい
て、比較的簡単な構造で地震時の全体応答を減少させる
ことができる。これにより、重量構造物の設計合理化お
よび耐震安全性の向上を図ることができ、構造物の物量
低減や高地震地域での重要構造物の立地を実現すること
ができる。
【図１】この発明の鉄筋コンクリート製構造物中間部を
鉄骨造化した制振構造物を示す斜視図である。
鉄骨造化した制振構造物を示す斜視図である。
【図２】図１における上部鉄骨造部の鉄骨構造およびエ
ネルギー吸収装置の配置を示す（ａ）は側面図，（ｂ）
は断面図である。
ネルギー吸収装置の配置を示す（ａ）は側面図，（ｂ）
は断面図である。
【図３】従来の耐震（ＲＣ造）構造物の主要な振動モー
ド（１次・２次固有振動形）を示す線図である。
ド（１次・２次固有振動形）を示す線図である。
【図４】この発明の制振構造物の主要な振動モード（１
次・２次固有振動形）を示す線図である。
次・２次固有振動形）を示す線図である。
Ａ…鉄筋コンクリート造構造 Ｂ…純鉄骨構造 Ｃ…耐震壁剛構造 １…建屋重量構造物 ２…中間部構造 ２−１…３−１と一体化され下部が自由な外壁 ３…上部構造 ３−１…上部剛構造を構成する耐震壁 ４…鉄骨柱 ５…トラス梁 ６…ダンパー（粘性オイルダンパーまたは履歴型ダンパ
ー）
ー）
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄筋コンクリート造またはこれと同等の
剛性を持つ重量構造物において、前記重量構造物の中間
部構造として、上部構造および下部構造物と大幅に剛性
の異なる鉄骨構造を設け、この鉄骨構造部分を含む上部
を動的吸振器として利用し地震時の全体応答を減少させ
てなることを特徴とする主要構造部分の中間部を含む上
部を動的吸振器とした制振構造物。 - 【請求項２】 請求項１に記載の制振構造物において、
上部構造と下部の構造物とを水平方向のエネルギー吸収
装置で連結したことを特徴とする主要構造部分の中間部
を含む上部を動的吸振器とした制振構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1913995A JPH08209973A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 主要構造部分の中間部を動的吸振器とした制振構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1913995A JPH08209973A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 主要構造部分の中間部を動的吸振器とした制振構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209973A true JPH08209973A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11991129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1913995A Pending JPH08209973A (ja) | 1995-02-07 | 1995-02-07 | 主要構造部分の中間部を動的吸振器とした制振構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08209973A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007002455A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Fujita Corp | 制振装置 |
| KR20210072977A (ko) * | 2019-12-10 | 2021-06-18 | 인하대학교 산학협력단 | 주상복합 건축물의 동조 액체 감쇠기 |
-
1995
- 1995-02-07 JP JP1913995A patent/JPH08209973A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007002455A (ja) * | 2005-06-22 | 2007-01-11 | Fujita Corp | 制振装置 |
| KR20210072977A (ko) * | 2019-12-10 | 2021-06-18 | 인하대학교 산학협력단 | 주상복합 건축물의 동조 액체 감쇠기 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990622 |