JPH09195566A - 建物の制振構造 - Google Patents

建物の制振構造

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JPH09195566A
JPH09195566A JP1043396A JP1043396A JPH09195566A JP H09195566 A JPH09195566 A JP H09195566A JP 1043396 A JP1043396 A JP 1043396A JP 1043396 A JP1043396 A JP 1043396A JP H09195566 A JPH09195566 A JP H09195566A
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JP
Japan
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floor
building
damping
vibration
vibration control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1043396A
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English (en)
Inventor
Kazuo Nagami
一夫 永見
Nobuyuki Maeda
信之 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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Publication of JPH09195566A publication Critical patent/JPH09195566A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設の建物においても、確実に耐震性を向上
させることのできる建物の制振構造を提供することを課
題とする。 【解決手段】 建物1の1階の四隅の床F1上に制振機
構2を設置し、各制振機構2を、床F1上に設置した架
台4と、該架台4と直上階である2階の床F2の下面と
の間に介装した粘弾性体5とからなる構成とした。ま
た、この制振機構2に変えて、オイルダンパーからなる
制振機構を設置してもよい。さらには、錘体を水平方向
に変位自在に支持したチューンドマスダンパーを採用し
てもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばビル等の建
物の既設、新設を問わず、耐震性を高めるに際して用い
て好適な建物の制振構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、既設のビル等の建物の耐震性を高
めるには、この建物を補強してその耐力を向上させる方
法等、種々の方法がある。その方法の一つとして、建物
を制振構造とするという方法がある。これは、建物の各
階に制振壁や制振ダンパー等の制振機構をバランスよく
配し、これによって地震エネルギーを吸収させて制振効
果を得ようというものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような建物の耐震性を向上させるための従来の技術に
は、以下のような問題が存在する。すなわち、建物の各
階に配置した制振壁や制振ダンパー等で有効な制振効果
を得るためには、各階においてある程度の変形(例えば
変形角1/200以上)が生じる必要がある。しかしなが
ら、特に耐震性を向上させる必要のある既設の建物は、
古い建築基準に基づいた強度抵抗型で建築されているた
め、地震時の変形が小さく、この結果、制振壁や制振ダ
ンパーを配しても有効な制振効果を発揮することができ
ない。しかも、各階に制振壁や制振ダンパーを設置しな
ければならないために、手間がかかるうえ、施工中には
建物の使用に支障が出るという問題がある。
【0004】本発明は、以上のような点を考慮してなさ
れたもので、既設の建物においても、確実に耐震性を向
上させることのできる建物の制振構造を提供することを
課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
建物の地上部の最下層部の階または耐力の弱い特定の階
上に、該建物の水平方向の振動を制振する制振機構が設
置されていることを特徴としている。
【0006】請求項2に係る発明は、請求項1記載の建
物の制振構造において、前記制振機構が、前記床上に設
置された架台と、該架台と直上階の床との間に介装され
てこれらの水平方向の相対変位を減衰する減衰部材とか
ら構成されていることを特徴としている。
【0007】請求項3に係る発明は、請求項2記載の建
物の制振構造において、前記減衰部材が粘弾性体からな
ることを特徴としている。
【0008】請求項4に係る発明は、請求項2記載の建
物の制振構造において、前記減衰部材がオイルダンパー
からなることを特徴としている。
【0009】請求項5に係る発明は、請求項1記載の建
物の制振構造において、前記制振機構が、定められた質
量を有する錘体を水平方向に弾性変形自在な弾性支持体
を介して前記床上に設置してなる構成とされていること
を特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る建物の制振構
造の第一ないし第三の実施の形態を、図1ないし図5を
参照して説明する。
【0011】[第一の実施の形態]まず、ここでは、例
えば、建物に設置する制振機構として粘弾性体を用いる
場合の例を用いて説明する。
【0012】図1に示すように、耐震性を向上すべき既
設の建物1は、例えば平面視中央部に強固な筒状のコア
部1aを有したラーメン構造からなっている。
【0013】このような建物1の例えば地上1階部分に
は、平面視四隅位置に、以下のような制振機構2、2、
…が配設されている。
【0014】図2に示すように、各制振機構2は、1階
の床F1上に設置された架台4と、直上階すなわち2階
の床F2の下面と前記架台4との間に介装された粘弾性
体(減衰部材)5とから構成されている。架台4は、2
階の床F2の下面と平行な面内に位置する平面視矩形で
平板状の台4aが、例えば四本の脚4b、4b、…で剛
に支持されされた構成となっている。これらの脚4b、
4b、…は、台4aの四隅から斜め下方に末広がりとな
るよう設けられており、その下端部は四方の柱6、6、
…の基端部近傍に固定されている。
【0015】このような構成の制振機構2を建物1に設
置することによって、地震等の水平方向の外力により建
物1が振動したときに、架台4と2階の床F2とが水平
方向に相対変位し、この相対変位を制振機構2の粘弾性
体5が減衰することによって、建物1の振動を制振する
ようになっている。
【0016】上述した建物1の制振構造では、建物1の
1階の床F1上に、制振機構2、2、…が設置され、各
制振機構2が、床F1上に設置された架台4と、該架台
4と直上階である2階の床F2の下面との間に介装した
粘弾性体5とからなる構成とされている。これにより、
地震等によって建物1が水平方向に振動すると、1階の
床F1と直上階の床F2との相対変位を粘弾性体5で減
衰することによって、建物1の振動を制振することがで
きる。この結果、この既設の建物1を耐震性に優れたも
のとすることができる。このような制振機構2は、既設
の建物1にも容易に設置することが可能であり、しかも
制振機構2の設置個所以外は、その施工中においても使
用が可能であり、建物1の使用に支障が出るのを最低限
に抑えることができる。
【0017】[第二の実施の形態]次に、例えば、建物
に設置する制振機構としてオイルダンパーを用いる場合
の例を用いて説明する。
【0018】図1に示したように、建物1の1階部分の
四隅には、制振機構10、10、…が設置されている。
図3に示すように、各制振機構10は、建物1の1階の
床F1と、直上階である2階の床F2の下面との間に配
設されたオイルダンパー(減衰部材)11からなってい
る。
【0019】オイルダンパー11は、1階の床F1に設
置された2基の台(架台)12、12上に架設された、
中央部にピストン13aを備えたロッド13と、2階の
床F2の下面に取り付けられたフレーム14に支持され
たシリンダ部15と、このシリンダ部15内に充填され
たオイル16とから構成されている。ロッド13は、シ
リンダ部15を貫通し、かつその軸線方向に移動自在な
構成となっている。そして、このオイルダンパー11
は、ロッド13がシリンダ部15内で移動すると、ロッ
ド13と一体に移動しようとするピストン13aと、オ
イル16との間で撹拌抵抗が生じ、この抵抗力によって
ロッド13の移動が減衰されるようになっている。
【0020】各制振機構10には、このようなオイルダ
ンパー11が例えば2基ずつ備えられており、一方のオ
イルダンパー11と他方のオイルダンパー11とでは、
ロッド13の軸線方向が互いに直交するよう配置されて
いる。
【0021】このような構成の制振機構10を設置した
建物1では、地震等の水平方向の外力により建物1が振
動すると、1階の床F1と2階の床F2とが水平方向に
相対変位するが、このときに、1階の床F1と一体にロ
ッド13が変位し、2階の床F2と一体にシリンダ部1
5が変位する。この相対変位を制振機構10のピストン
13aとオイル16との間に生じる撹拌抵抗で減衰する
ことによって、建物1の振動を制振するようになってい
る。
【0022】上述した建物1の制振構造では、建物1の
1階の床F1上に、制振機構10、10、…が設置さ
れ、各制振機構10が、1階の床F1と、直上階である
2階の床F2の下面との間に、台12、12、及びフレ
ーム14を介して配設されたオイルダンパー11からな
る構成とされている。これにより、地震等によって建物
1が水平方向に振動すると、1階の床F1と直上階の床
F2との相対変位をオイルダンパー11で減衰すること
によって、建物1の振動を制振することができる。この
結果、上記第一の実施の形態と同様に、この既設の建物
1を耐震性に優れたものとすることができる。このよう
な制振機構10は、既設の建物1にも容易に設置するこ
とが可能であり、しかも制振機構10の設置個所以外
は、その施工中においても使用が可能であり、建物1の
使用に支障が出るのを最低限に抑えることができる。し
かも、各制振機構10には、二基のオイルダンパー1
1、11が備えられ、一方のオイルダンパー11と他方
のオイルダンパー11とで、ロッド13、13が互いに
直交するよう配置された構成となっている。このように
して、各制振機構10で、水平面内でXY二方向成分の
振動を減衰することができる。
【0023】なお、上記第二の実施の形態において、各
制振機構10へのオイルダンパー11の設置数を二基ず
つとし、ロッド13が互いに直交するよう配置する構成
としたが、その設置数、方向等は何ら限定するものでは
ない。
【0024】また、上記第一及び第二の実施の形態にお
いて、1階の床F1と直上階である2階の床F2との相
対変位を減衰するための減衰部材として、粘弾性体5、
オイルダンパー11を用いたが、これ以外にも、例えば
鋼材ダンパー、摩擦ダンパーなど、種々の減衰部材を採
用してもよい。このような構成によっても、上記と同様
の効果を得ることが可能である。
【0025】[第三の実施の形態]次に、例えば、建物
に設置する制振機構としてチューンドマスダンパー(以
下、「TMD」と称する)を用いる場合の例を用いて説
明する。
【0026】図1に示したように、建物1の1階部分の
四隅には、制振機構20、20、…が設置されている。
図4に示すように、各制振機構20は、建物1の1階の
床F1上に設置されたTMD21から構成されている。
【0027】TMD21は、錘体22が水平方向に弾性
変形可能な積層ゴム等の弾性支持体23、23、…上に
支持された構成からなっている。これにより、錘体22
は、弾性支持体23、23、…上で水平方向に変位可能
に支持された構成となっている。そして、錘体22は、
その重量が、建物1の地上部分の有する固有周期と同じ
固有周期となるよう設定されている。
【0028】TMD21は、地震等により水平方向の外
力が作用して建物1に水平方向の振動が発生すると、建
物1の1階の床F1の振動に対して、錘体22が位相差
をもって共振して、床F1の振動とは逆方向の力を発生
し、この力で床F1、すなわち建物1の振動を打ち消す
ようになっている。
【0029】上述した建物1の制振構造では、建物1の
1階の床F1上に、錘体22を弾性支持体23を介して
水平方向に変位自在に支持した構成からなるTMD21
が設置された構成となっている。これにより、地震等に
よって建物1が水平方向に振動したときには、錘体22
が1階の床F1と位相差をもって共振し床F1の振動と
は逆方向の力を発生することによって、建物1の振動を
打ち消して制振することができる。この結果、上記と同
様に、この建物1を耐震性に優れたものとすることがで
きる。しかもこのようなTMD21は、既設の建物1に
も容易に設置することが可能であり、さらにはTMD2
1の設置個所以外は、その施工中においても使用が可能
であり、建物1の使用に支障が出るのを最低限に抑える
ことができる。
【0030】なお、上記第三の実施の形態において、制
振機構として、いわゆるパッシブ型のTMD21を設置
する構成としたが、建物1の振動に応じて錘体22を駆
動させる駆動源を備えた構成のアクティブ型のハイブリ
ッドマスダンパー(HMD)を採用することも可能であ
る。
【0031】なお、上記第一ないし第三の実施の形態に
おいて、制振機構2、10、20を建物1の四隅に設置
する構成としたが、その設置場所を限定するものではな
く、建物1の使用に差し支えることなく、かつ有効な制
振効果を発揮することができるのであれば、他の場所で
あってもよい。また、これらは建物1の最下層部であれ
ば、1階に限らず、2階あるいは1階と2階の両方等に
設置することも可能である。さらには、最下層部以外で
も耐力の弱い特定の階上に設置する構成としてもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係る建
物の制振構造によれば、建物の地上部の最下層部の階ま
たは耐力の弱い特定の階上に、水平方向の振動を制振す
る制振機構を設置する構成とした。そして、請求項2に
係る建物の制振構造によれば、前記制振機構を、床上に
設置した架台と、該架台と直上階の床との間に介装して
これらの水平方向の相対変位を減衰する減衰部材とから
なる構成とした。さらに、請求項3に係る建物の制振構
造によれば、前記減衰部材が粘弾性体からなり、請求項
4に係る建物の制振構造によれば、減衰部材がオイルダ
ンパーからなる構成とした。このようにして、建物の最
下層部の階または耐力の弱い特定の階上に、架台を設置
し、この架台と直上階との間に粘弾性体やオイルダンパ
ー等の減衰部材を配設することによって、地震等によっ
て建物が水平方向に振動したときに、最下層部の階また
は耐力の弱い特定の階の床と直上階の床との相対変位を
減衰部材で減衰して、建物の振動を制振することがで
き、この結果、この建物を耐震性に優れたものとするこ
とができる。しかもこのような制振機構は、既設の建物
にも容易に設置することが可能であり、さらには制振機
構の設置個所以外は、その施工中においても使用が可能
であり、建物の使用に支障が出るのを最低限に抑えるこ
とができる。
【0033】請求項5に係る建物の制振構造によれば、
前記請求項1記載の建物の制振構造において、前記制振
機構が、定められた質量を有する錘体を水平方向に弾性
変形自在な弾性支持体を介して床上に設置してなる構成
となっている。これにより、地震等によって建物が水平
方向に振動したときに、錘体が最下層部の床と位相差を
もって共振して床の振動とは逆方向の力を発生し、この
力で建物の振動を打ち消して制振することができる。こ
の結果、上記と同様に、この建物を耐震性に優れたもの
とすることができる。しかもこのような制振機構は、既
設の建物にも容易に設置することが可能であり、さらに
は制振機構の設置個所以外は、その施工中においても使
用が可能であり、建物の使用に支障が出るのを最低限に
抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る建物の制振構造を適用する建物の
一例を示す平断面図及び立断面図である。
【図2】前記建物に設置した制振機構の一例を示す立断
面図である。
【図3】同建物に設置した制振機構の他の一例を示す立
断面図である。
【図4】同建物に設置した制振機構のさらに他の一例を
示す立断面図である。
【符号の説明】
1 建物 2、10、20 制振機構 4 架台 5 粘弾性体(減衰部材) 11 オイルダンパー(減衰部材) 12 台(架台) 22 錘体 23 弾性支持体 F1 床 F2 直上階の床

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建物の地上部の最下層部の階または耐力
    の弱い特定の階上に、該建物の水平方向の振動を制振す
    る制振機構が設置されていることを特徴とする建物の制
    振構造。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の建物の制振構造におい
    て、前記制振機構が、前記床上に設置された架台と、該
    架台と直上階の床との間に介装されてこれらの水平方向
    の相対変位を減衰する減衰部材とから構成されているこ
    とを特徴とする建物の制振構造。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の建物の制振構造におい
    て、前記減衰部材が粘弾性体からなることを特徴とする
    建物の制振構造。
  4. 【請求項4】 請求項2記載の建物の制振構造におい
    て、前記減衰部材がオイルダンパーからなることを特徴
    とする建物の制振構造。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の建物の制振構造におい
    て、前記制振機構が、定められた質量を有する錘体を水
    平方向に弾性変形自在な弾性支持体を介して前記床上に
    設置してなる構成とされていることを特徴とする建物の
    制振構造。
JP1043396A 1996-01-24 1996-01-24 建物の制振構造 Withdrawn JPH09195566A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270474A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Shimizu Corp 制振構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270474A (ja) * 2009-05-20 2010-12-02 Shimizu Corp 制振構造

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Legal Events

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Effective date: 20030401