JPS62268479A

JPS62268479A - 建物の制震方法

Info

Publication number: JPS62268479A
Application number: JP11202686A
Authority: JP
Inventors: 小堀　鐸二; 金山　弘雄; 光雄坂本; 俊一山田; 鎌形　修一
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1987-11-21
Also published as: JPH0561427B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は地震時に地震観測網と通信網を利用して、制
御装置により建物自体の剛性を積極的に調整し、共振現
象を避ける建物の制震方法に関するものである。

〔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、安全性をチェ
ックする動的設計が行なわれている。

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電構法、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。

また、出願人は先ζ′こ特願昭６０−２０５０４１号に
よって、地震観測網と通信網を利用して、建物とその地
盤側基礎との間に介在させた連結または解放可能な゛ト
リガー装置を制御する免震耐震システムを出願している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

また、従来の方法は上記出願を除き、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。

この発明で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、すなわち建物の固有振動数を
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ろうとする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の制震方法では柱、はり、すしかい、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、コンピューターを用
いた制御装置の指令により連結状態が変化する連結装置
を設け、次のようにして、建物の開展を行なう。

■　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
の通信網により制御装置に伝達する。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、制御装置のコンピューター
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。

■　制御装置の指令を建物の各部の連結装置に伝え、建
物の剛性を制御装置の予測に基づく最適剛性となるよう
連結装置を作動させる。

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なった場合の実際の振動が
検知でき、これをフィードバックして、制御量の修正等
を竹なうことができる。

なお、この発明は従来の免震構法、減声構法との併用を
妨げるものではなく、これらと併用することにより、安
全性、経済性を増すことができる。

〔実施例〕

次に図示した実施例を説明する。

第１図はこの発明の概要を示したもので、第２図のブロ
ック図とともに説明すると、まず広域に配置された地震
観測網の震源Ｘに近い地震計３ａ、建物１を中心とした
建物に近い地震計３ｂ、さらに建物１内に設置された震
動センサー４等により感知した地震動を制御装置２（通
常、建物１内に設置したコンピューター）に入力する。

制御装置２では地震の振動加速度等から地震規模が一定
の許容値を越えると判断された場合、加速度計測、周波
数特性分析を行ない、建物の振動性状、変位等の予測計
算を行ない、これらがまた一定の許容値を越えるとする
と、連結装置５の連結状態を変化させることによる剛性
変化量の検討を行ない、構造体としての機能を損なわな
い範囲で、地震動との共振を避ける最適な剛性を決定す
る。この予測計算は例えば一般的に行なわれている有限
要素法等を利用した地震応答解析の手段を応用すること
ができ、コンピューターにより瞬時に判断し、各連結装
置５に指令を送り、建物１の剛性を変化させる。

数値例を挙げると、広域に配した地震計３已について、
震源Ｘ１地震計３ａ、対象建物１が一直線上にあり、そ
れぞれの間に５０　Ｋｍの距離があるとするとＰ波検知
からＳ波動作までに約１８．５秒、Ｓ波検知からＳ波動
作まで約１２秒の時間があり、この間に制御が完了すれ
ばよいことになる。また狭域の地震計３ｂについても震
源Ｘからの距離が１００　Ｋｍの場合、Ｐ波検知からＳ
波動作まで約１２秒の時間があり、この間に制御が完了
すればよいことになる。

才た、剛性を変化させた後の実際の応答は建物１内の振
動センサー４により感知され、フィードバックして修正
が行なわれる。

第３図（ａ）〜（ｇ）は連結装置５の設置位置のパター
ンを示したもので、次のようなものが考えられ、これら
を組み合わせて対処させる。

■　建物１と基礎部６の間の連結装置５ａ■　建物１と
隣接する建物１′との間に介在させた連結装置５ｂ ■　柱７脚部のアンカ一部に介在させた連結装置５Ｃ ■　筋かい９の部材中または筋かい９端部の連結装置５
ｄ、５ｄｌ ■　耐震壁１０部分の連結装置５ｅ ■　柱７とはり８接合部の連結装置５ｆの　柱７の部材
中の連結装置５ｇ第４図（ａ）〜（ｄ）は建物１と基礎部６との間の連結
装置５ａとして電磁石１１を利用したもので、制御装置
の指令により電磁石１１を作動させて固定状態（（ｂ）
図）、連結解除状態（（Ｃ）図）とすることかできる。

この構造は、積層ゴムを使用した免震装置との併用に適
する。

第５図（ａ）〜（ｄｌは建物１と基礎部６との間の連結
装置５ａとして、油圧シリンダー１３を利用したもので
、ピストン１４の作動により、固定状態（（ｂ）図）、
連結解除状態（（Ｃ）図）とすることができる。図中、
１２は電動油圧ポンプである。

第６図（ａ）、（ｔ）ｌは筋かい９の部材９ａ、９ｂ間
に介在させた連結装置５ｄの一例を示したもので、油圧
シリンダー１５内のピストン１６の移動により、固定状
態（（ａ）図）と連結解除状態（（ｂ）図）との間で変
化する。

第７図は筋かい９端部の連結装置５ｄｌの一例を示した
もので、筋かい９端部が油圧により、シリンダー１７内
を移動し、単に固定、解放状態のみならず、筋かい９の
緊張状態等が可能となる。

〔発明の効果〕

狭域および広域に配置された地震感知装置により６感知
したデータを制御装置のコンピューターにより瞬時に判
断し、その応答予測に基づき建物自体の剛性を任意に変
えることができるので、個々の地震特性に応じ、共振の
ない最適な状態とすることができ、建物および建物内の
機器、居住者の安全が図れ、建物内の執務も平穏に行な
うことができる。

地震観測網、通信網は既存の施設も利用でき、また、多
数の建物で共有することにより、施設費用を低減させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示す模式図、第２図は同じく
ブロック図、第３図（ａｌ〜（ｇ）は連結装置設置位置
のパターンを示す断面図、第４図（ａ）。（ｂ）、（Ｃ）、（（１）はそれぞれ電磁石を用いた連
結装置の側面図、連結状態の断面図、解放状態の断面図
、Ａ−Ａ断面図、第５図（ａ）ｌ（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ
）はそれぞれ油圧シリンダーを用いた連結装置の側面図
、連結状態の断面図、解放状態の断面図、Ｂ−Ｂ断面図
、第６図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ油圧シリンダーを用
いた筋かい部材間の連結装置の連結状態と解放状態の断
面図、第７図は筋かい端部に設けた連結装置の例を示す
断面図である。１．１’ｌｌｌ＋建物、２・・制御装置、３ａ、５ｂ・
・地震計　４・・振動センサー、５・・連結装置、６・
・基礎部、７・・柱、８・・はり、９・・筋かい、１０
・・耐震壁、１１・・電磁石、１２・・油圧ポンプ、１
３，１５，１７　　・・油圧シリンダー、１４，１６・
・ピストン第　２　図第３図（ａ）　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第６図（ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）建物各部の部材中、部材接合部、または建物と基
礎または隣接建物との間に、制御装置の指令により連結
状態が変化する連結装置を設け、建物を中心に建物中並
びに狭域および広域に配置された地震感知装置により地
震を感知し、該地震感知装置による観測データを前記制
御装置に入力し、該制御装置により地震解析を行ない、
得られた地震応答予測に基づいて、前記連結装置の連結
状態を変化させることにより建物の剛性を変化させ、地
震動との共振領域をかわすことを特徴とする建物の制震
方法。
（２）連結装置は油圧機構により、部材接合部を固定状
態および連結解除状態に調整自在としたものである特許
請求の範囲第１項記載の建物の制震方法。
（３）連結装置は電磁石により、部材接合部を固定状態
および連結解除状態に調整自在としたものである特許請
求の範囲第１項記載の建物の制震方法。