制震構造物
【課題】メガストラクチャーなどの高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物において、少ない数のダンパー等の制震装置により、比較的自由な配置で、使用勝手を損なうことなく、新築や既設の構造物に対して効率的な応答低減が可能となる制震構造物を提供する。
【解決手段】メガストラクチャー構造では、高剛性のメガトラス梁２により変形が抑えられ、メガトラス梁２とメガトラス梁２または地上との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、この中間層における、ある特定の一層または複数層にダンパー１０を集中的に配置する。ダンパー１０は上下の梁３を連結する束材１１間に配置したブレース材１２に設け、エネルギーを吸収する。
【解決手段】メガストラクチャー構造では、高剛性のメガトラス梁２により変形が抑えられ、メガトラス梁２とメガトラス梁２または地上との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、この中間層における、ある特定の一層または複数層にダンパー１０を集中的に配置する。ダンパー１０は上下の梁３を連結する束材１１間に配置したブレース材１２に設け、エネルギーを吸収する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物に関するものであり、メガストラクチャーの超高層建物などに有効に適用される。
【背景技術】
【０００２】
制震構造物のダンパーの配置方法としては、下層階から連続的に途中階まで、もしくは最上階まで配置するのが一般的である。
【０００３】
一方、ダンパーを高さ方向に分散配置する方法としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。
【０００４】
(1) 特許文献１の制震構造物
この発明は、高層建物の所定の低次固有振動モード(１次〜３次モード等)の節となる高さ位置近傍に制震装置を集中的に配置したものである。この振動モードの節の位置は、大きなせん断力が発生する位置であり、多層構造物においては層間の動きが最も大きくなる位置であり、この位置に制振装置を集中させることにより、均等に分散させる場合に比べ、少ない数の制震装置で効率の良い制震を行うことができる。
【０００５】
また、メガストラクチャー構造に対する制振方法としては、例えば特許文献２、３に記載されている技術がある。
【０００６】
（2）特許文献２の超々高層建物の制振方法
この発明は、超大型組柱と超大型組梁で構成されるメガストラクチャーにおいて、超大型組梁の各ブレース材に沿ってダンパーを設置したものである。ダンパーを配置する部位は、柱材よりもブレース材が効果的であり、ブレースの中でも超大型組梁を構成するブレース材が格別効果的であり、超々高層建物の制振を極めて少数の一般的なダンパーで行うことができる。
【０００７】
（3）特許文献３の制震構造建物
この発明は、メガ柱とメガ梁よりなるメガストラクチャーを主架構としてその内側に各階のスラブの周縁部を支持せしめ、メガ柱に制震装置を設け、メガ柱は並設した２本の細柱により構成し、これらの細柱の間に制震装置としてのブレースダンパーを設け、各階のスラブを吊柱によってメガストラクチャーの頂部から吊り支持するものである。有効面積を犠牲にすることなく、制震装置の設置スペースを確保することができる。
【０００８】
【特許文献１】特公平７−５１８５８号公報
【特許文献２】特開平８−８６１１８号公報
【特許文献３】特開２００１−９０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のダンパーを高さ方向に連続的に配置する場合、ダンパー台数が多くなり、またダンパー周辺の構造部材に作用する付加応力が大きくなり、さらに建築計画と干渉し、結果的に設計の自由度が損なわれることが多い。
【００１０】
また、特許文献１の発明のように、制震装置を振動モードの節に分散配置する場合、メガストラクチャーでは、メガ梁層と振動モードの節とが合致する場合もある。メガ梁層は非常に剛性が高く、層間変形が小さいため、上記のようなケースの場合、効率的なダンパー配置とはならない。さらに、既存建物では、振動モードの節の位置にダンパーを配置できる可能性は使用勝手の面から困難なことが多く、現実的な対応とはいえない。
【００１１】
さらに、効率的にダンパーにエネルギーを吸収させ、応答を低減するためには、ダンパーに変形を集中させることが必要であるが、特許文献２に記載されているメガストラクチャーに対する制振方法は、超大型組梁の剛性の高いブレース材に沿うようにダンパーを配置しているため、エネルギー吸収効率が悪い計画になっている。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたものであり、メガストラクチャーなどの高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物において、少ない数のダンパー等の制震装置により、比較的自由な配置で、使用勝手を損なうことなく、新築や既設の構造物に対して効率的な応答低減が可能となる制震構造物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１の発明は、高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物であり、高剛性層と高剛性層または地上との間における１層もしくは数層に制震装置が集中的に配置されていることを特徴とする制震構造物である。
【００１４】
高剛性層を有する構造物では、高剛性層で変形が抑えられることから、図１、図２に示すように、高剛性層と高剛性層（または地上）との間において制震装置を配置可能な階を選択し、単層または複数層に集中的に制震装置を配置する。制震装置を配置する層においては、制震装置を水平方向の中央や端部に部分的に配置してもよいし、水平方向に連続的に配置してもよい。
【００１５】
本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載の制震構造物において、制震装置が配置される層は、高剛性層と高剛性層との間の中間位置の層あるいは高剛性層と地上との間の中間位置の層であることを特徴とする制震構造物である。
【００１６】
高剛性層を有する構造物では、高剛性層と高剛性層（または地上）との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、この中間層に制震装置を配置することにより、効率的な制震が可能となる。
【００１７】
本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の制震構造物において、高剛性層は、メガストラクチャー構造のメガトラス梁であることを特徴とする制震構造物である。
【００１８】
メガストラクチャー構造では、高剛性のメガトラス梁により変形が抑えられ、メガトラス梁とメガトラス梁（または地上）との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、新築や既設のメガストラクチャー構造に本発明を有効に適用することができる。
【００１９】
本発明の請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の制震構造物において、制震装置は、耐震要素に接続されてエネルギーを吸収するダンパーであることを特徴とする制震構造物である。
【００２０】
例えば、中間層の上下梁に左右一対の束材を配置し、この束材間にブレース材を配置し、このブレースにオイルダンパー等のダンパー（図１参照）あるいは可変オイルダンパー等のアクティブ制震装置（図２参照）を設け、このような制震機構によりエネルギーを吸収するのが好ましい。
【００２１】
以上のような本発明においては、高剛性層間等の層間変形の大きい中間層近辺の単層もしくは複数層に集中的にダンパー等の制震装置を配置することにより、少ない数のダンパー等の制震装置で減衰を効率的に高めることができる。また、制震装置を比較的自由に配置することができ、建物の使用性を低下させることもない。また、制震装置を各層に連続的に配置する場合に比べて施工性が格段に向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。
【００２３】
(1) 高剛性層間等の層間変形の大きい中間層近辺の単層もしくは複数層に集中的にダンパー等の制震装置を配置することにより、少ない数のダンパー等の制震装置で減衰を効率的に高めることができ、新築や既設のメガストラクチャーなどにおいて低コストで効率的な制震化が可能となる。
【００２４】
(2) 制震装置を比較的自由に配置することができ、設計の自由度が損なわれることがなく、既設の構造物の制震化にも容易に対応することができる。また、建物の使用性を低下させることもない。
【００２５】
(3) 制震装置を各層に連続的に配置する場合に比べて施工性が格段に向上し、施工コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明をメガストラクチャーに適用した場合の種々の形態を示す立面図である。図２は、より具体的な例を示す立面図である。
【００２７】
図１において、メガストラクチャーの主架構は、メガ柱１と、高剛性層であるメガトラス梁２から構成され、各階に梁３が配置されている。図１（ａ）〜（ｃ）では、メガトラス梁２は建物の頂部と中間部に配置されている。図１（ｄ）では、メガトラス梁２は建物の頂部のみに配置されている。メガトラス梁２は上下の梁３とその間のブレース材４から構成され、図１（ａ）、（ｂ）では、メガ柱１にも左右の柱１ａ間にブレース材４が配置されている。
【００２８】
このようなメガストラクチャーでは、メガトラス梁２とメガトラス梁２との間の中間部あるいはメガトラス梁２と地上との間の中間部において、層間変形が大きくなるため、この中間部における、ある特定の一層または複数層にダンパー１０を集中的に配置する。
【００２９】
図１では、上下の梁３を連結する左右一対の束材１１間にブレース材１２を配置し、このブレース材１２にダンパー１０を設けている。図１（ａ）では、ダンパー１０による制震装置をメガ柱１間の中央に配置している。図１（ｂ）では、ダンパー１０による制震機構を上下二層に千鳥状に配置している。図１（ｃ）では、ダンパー１０による制震機構を一層においてメガ柱１間に連続配置している。図１（ｄ）では、ダンパー１０による制震機構をメガ柱１内にも配置している。
【００３０】
ダンパー１０は、エネルギーを吸収するタイプのダンパーであれば種類は問わない。効率的にエネルギーを吸収するものとしては、オイルダンパーなどがある。
【００３１】
図２の例においては、Ｖ字型のブレース１２と可変ダンパー等のアクティブ制震装置１０´を用い、これをメガトラス梁２間の中間位置の一層または二層の中央に配置している。
【００３２】
以上のような本発明においては、メガトラス梁２間等に１個ないし複数個のダンパー１０等を設置するだけで、メガストラクチャーの減衰を効率的に高めることができる。また、ダンパー１０等の配置を比較的自由に選択することができ、建物の使用性を低下させることもない。また、ダンパー１０等を部分的に設置するため、施工性が格段に向上する。
【００３３】
なお、本発明は以上のような図示例に限定されないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明をメガストラクチャーに適用した場合の種々の形態を示す立面図である。
【図２】本発明のより具体的な例を示す立面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１……メガ柱
１ａ…柱
２……メガトラス梁
３……梁
１０……ダンパー（制震装置）
１０´…可変ダンパー（アクティブ制震装置）
１１……束材
１２……ブレース材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物に関するものであり、メガストラクチャーの超高層建物などに有効に適用される。
【背景技術】
【０００２】
制震構造物のダンパーの配置方法としては、下層階から連続的に途中階まで、もしくは最上階まで配置するのが一般的である。
【０００３】
一方、ダンパーを高さ方向に分散配置する方法としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。
【０００４】
(1) 特許文献１の制震構造物
この発明は、高層建物の所定の低次固有振動モード(１次〜３次モード等)の節となる高さ位置近傍に制震装置を集中的に配置したものである。この振動モードの節の位置は、大きなせん断力が発生する位置であり、多層構造物においては層間の動きが最も大きくなる位置であり、この位置に制振装置を集中させることにより、均等に分散させる場合に比べ、少ない数の制震装置で効率の良い制震を行うことができる。
【０００５】
また、メガストラクチャー構造に対する制振方法としては、例えば特許文献２、３に記載されている技術がある。
【０００６】
（2）特許文献２の超々高層建物の制振方法
この発明は、超大型組柱と超大型組梁で構成されるメガストラクチャーにおいて、超大型組梁の各ブレース材に沿ってダンパーを設置したものである。ダンパーを配置する部位は、柱材よりもブレース材が効果的であり、ブレースの中でも超大型組梁を構成するブレース材が格別効果的であり、超々高層建物の制振を極めて少数の一般的なダンパーで行うことができる。
【０００７】
（3）特許文献３の制震構造建物
この発明は、メガ柱とメガ梁よりなるメガストラクチャーを主架構としてその内側に各階のスラブの周縁部を支持せしめ、メガ柱に制震装置を設け、メガ柱は並設した２本の細柱により構成し、これらの細柱の間に制震装置としてのブレースダンパーを設け、各階のスラブを吊柱によってメガストラクチャーの頂部から吊り支持するものである。有効面積を犠牲にすることなく、制震装置の設置スペースを確保することができる。
【０００８】
【特許文献１】特公平７−５１８５８号公報
【特許文献２】特開平８−８６１１８号公報
【特許文献３】特開２００１−９０３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のダンパーを高さ方向に連続的に配置する場合、ダンパー台数が多くなり、またダンパー周辺の構造部材に作用する付加応力が大きくなり、さらに建築計画と干渉し、結果的に設計の自由度が損なわれることが多い。
【００１０】
また、特許文献１の発明のように、制震装置を振動モードの節に分散配置する場合、メガストラクチャーでは、メガ梁層と振動モードの節とが合致する場合もある。メガ梁層は非常に剛性が高く、層間変形が小さいため、上記のようなケースの場合、効率的なダンパー配置とはならない。さらに、既存建物では、振動モードの節の位置にダンパーを配置できる可能性は使用勝手の面から困難なことが多く、現実的な対応とはいえない。
【００１１】
さらに、効率的にダンパーにエネルギーを吸収させ、応答を低減するためには、ダンパーに変形を集中させることが必要であるが、特許文献２に記載されているメガストラクチャーに対する制振方法は、超大型組梁の剛性の高いブレース材に沿うようにダンパーを配置しているため、エネルギー吸収効率が悪い計画になっている。
【００１２】
本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたものであり、メガストラクチャーなどの高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物において、少ない数のダンパー等の制震装置により、比較的自由な配置で、使用勝手を損なうことなく、新築や既設の構造物に対して効率的な応答低減が可能となる制震構造物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１の発明は、高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物であり、高剛性層と高剛性層または地上との間における１層もしくは数層に制震装置が集中的に配置されていることを特徴とする制震構造物である。
【００１４】
高剛性層を有する構造物では、高剛性層で変形が抑えられることから、図１、図２に示すように、高剛性層と高剛性層（または地上）との間において制震装置を配置可能な階を選択し、単層または複数層に集中的に制震装置を配置する。制震装置を配置する層においては、制震装置を水平方向の中央や端部に部分的に配置してもよいし、水平方向に連続的に配置してもよい。
【００１５】
本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載の制震構造物において、制震装置が配置される層は、高剛性層と高剛性層との間の中間位置の層あるいは高剛性層と地上との間の中間位置の層であることを特徴とする制震構造物である。
【００１６】
高剛性層を有する構造物では、高剛性層と高剛性層（または地上）との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、この中間層に制震装置を配置することにより、効率的な制震が可能となる。
【００１７】
本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の制震構造物において、高剛性層は、メガストラクチャー構造のメガトラス梁であることを特徴とする制震構造物である。
【００１８】
メガストラクチャー構造では、高剛性のメガトラス梁により変形が抑えられ、メガトラス梁とメガトラス梁（または地上）との間の中間層近辺の複数層で層間変形が大きくなるため、新築や既設のメガストラクチャー構造に本発明を有効に適用することができる。
【００１９】
本発明の請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の制震構造物において、制震装置は、耐震要素に接続されてエネルギーを吸収するダンパーであることを特徴とする制震構造物である。
【００２０】
例えば、中間層の上下梁に左右一対の束材を配置し、この束材間にブレース材を配置し、このブレースにオイルダンパー等のダンパー（図１参照）あるいは可変オイルダンパー等のアクティブ制震装置（図２参照）を設け、このような制震機構によりエネルギーを吸収するのが好ましい。
【００２１】
以上のような本発明においては、高剛性層間等の層間変形の大きい中間層近辺の単層もしくは複数層に集中的にダンパー等の制震装置を配置することにより、少ない数のダンパー等の制震装置で減衰を効率的に高めることができる。また、制震装置を比較的自由に配置することができ、建物の使用性を低下させることもない。また、制震装置を各層に連続的に配置する場合に比べて施工性が格段に向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。
【００２３】
(1) 高剛性層間等の層間変形の大きい中間層近辺の単層もしくは複数層に集中的にダンパー等の制震装置を配置することにより、少ない数のダンパー等の制震装置で減衰を効率的に高めることができ、新築や既設のメガストラクチャーなどにおいて低コストで効率的な制震化が可能となる。
【００２４】
(2) 制震装置を比較的自由に配置することができ、設計の自由度が損なわれることがなく、既設の構造物の制震化にも容易に対応することができる。また、建物の使用性を低下させることもない。
【００２５】
(3) 制震装置を各層に連続的に配置する場合に比べて施工性が格段に向上し、施工コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明をメガストラクチャーに適用した場合の種々の形態を示す立面図である。図２は、より具体的な例を示す立面図である。
【００２７】
図１において、メガストラクチャーの主架構は、メガ柱１と、高剛性層であるメガトラス梁２から構成され、各階に梁３が配置されている。図１（ａ）〜（ｃ）では、メガトラス梁２は建物の頂部と中間部に配置されている。図１（ｄ）では、メガトラス梁２は建物の頂部のみに配置されている。メガトラス梁２は上下の梁３とその間のブレース材４から構成され、図１（ａ）、（ｂ）では、メガ柱１にも左右の柱１ａ間にブレース材４が配置されている。
【００２８】
このようなメガストラクチャーでは、メガトラス梁２とメガトラス梁２との間の中間部あるいはメガトラス梁２と地上との間の中間部において、層間変形が大きくなるため、この中間部における、ある特定の一層または複数層にダンパー１０を集中的に配置する。
【００２９】
図１では、上下の梁３を連結する左右一対の束材１１間にブレース材１２を配置し、このブレース材１２にダンパー１０を設けている。図１（ａ）では、ダンパー１０による制震装置をメガ柱１間の中央に配置している。図１（ｂ）では、ダンパー１０による制震機構を上下二層に千鳥状に配置している。図１（ｃ）では、ダンパー１０による制震機構を一層においてメガ柱１間に連続配置している。図１（ｄ）では、ダンパー１０による制震機構をメガ柱１内にも配置している。
【００３０】
ダンパー１０は、エネルギーを吸収するタイプのダンパーであれば種類は問わない。効率的にエネルギーを吸収するものとしては、オイルダンパーなどがある。
【００３１】
図２の例においては、Ｖ字型のブレース１２と可変ダンパー等のアクティブ制震装置１０´を用い、これをメガトラス梁２間の中間位置の一層または二層の中央に配置している。
【００３２】
以上のような本発明においては、メガトラス梁２間等に１個ないし複数個のダンパー１０等を設置するだけで、メガストラクチャーの減衰を効率的に高めることができる。また、ダンパー１０等の配置を比較的自由に選択することができ、建物の使用性を低下させることもない。また、ダンパー１０等を部分的に設置するため、施工性が格段に向上する。
【００３３】
なお、本発明は以上のような図示例に限定されないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明をメガストラクチャーに適用した場合の種々の形態を示す立面図である。
【図２】本発明のより具体的な例を示す立面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１……メガ柱
１ａ…柱
２……メガトラス梁
３……梁
１０……ダンパー（制震装置）
１０´…可変ダンパー（アクティブ制震装置）
１１……束材
１２……ブレース材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物であり、高剛性層と高剛性層または地上との間における１層もしくは数層に制震装置が集中的に配置されていることを特徴とする制震構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の制震構造物において、制震装置が配置される層は、高剛性層と高剛性層との間の中間位置の層あるいは高剛性層と地上との間の中間位置の層であることを特徴とする制震構造物。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の制震構造物において、高剛性層は、メガストラクチャー構造のメガトラス梁であることを特徴とする制震構造物。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の制震構造物において、制震装置は、耐震要素に接続されてエネルギーを吸収するダンパーであることを特徴とする制震構造物。
【請求項１】
高剛性層を有する構造物の柱梁架構内に制震装置を組み込んで構成される制震構造物であり、高剛性層と高剛性層または地上との間における１層もしくは数層に制震装置が集中的に配置されていることを特徴とする制震構造物。
【請求項２】
請求項１に記載の制震構造物において、制震装置が配置される層は、高剛性層と高剛性層との間の中間位置の層あるいは高剛性層と地上との間の中間位置の層であることを特徴とする制震構造物。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載の制震構造物において、高剛性層は、メガストラクチャー構造のメガトラス梁であることを特徴とする制震構造物。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の制震構造物において、制震装置は、耐震要素に接続されてエネルギーを吸収するダンパーであることを特徴とする制震構造物。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１９３６８（Ｐ２００９−１９３６８Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８１２４５（Ｐ２００７−１８１２４５）
【出願日】平成１９年７月１０日（２００７．７．１０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１０日（２００７．７．１０）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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