振動エネルギー吸収装置を有する建物
【課題】建物の振動エネルギーをより効果的に吸収できるようにすること、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域を有効に利用できるようにすること及び振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を効率的に行えるようにすること。
【解決手段】建物は、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の第１部材と、互いに隣接する２つの第１部材の間に配置され、上端部が上方の第１部材に取り付けられ、下端部が下方の第１部材に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含む。
【解決手段】建物は、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の第１部材と、互いに隣接する２つの第１部材の間に配置され、上端部が上方の第１部材に取り付けられ、下端部が下方の第１部材に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギー吸収装置を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層の建物には、中央部と、該中央部の周囲の周縁部とを有し、前記中央部を取り囲む耐震壁と、前記周縁部に間隔を置いて設けられた複数の柱とを含むものがある（特許文献１参照）。前記耐震壁と各柱との間に、上下方向に間隔を置かれた複数の梁が設けられており、各梁は振動エネルギー吸収装置を介して前記柱に接続されている。前記振動エネルギー吸収装置は、その上端部が前記梁に取り付けられ、その下端部が前記柱に取り付けられている。
【特許文献１】特開平７−２６７８３号公報
【０００３】
前記振動エネルギー吸収装置は液圧シリンダーからなる。前記液圧シリンダーは、油を収容する筒状の本体と、該本体の内部にこれと同軸的に配置され、前記本体からその外方へ伸びるロッドと、前記本体の内部にあって前記ロッドに固定されたピストンとを有する。前記本体の内部に、前記ピストンにより隔てられた２つの空間が存在し、該空間は通路を介して連通している。
【０００４】
前記耐震壁が地震時に水平力を受けて振動することにより、前記耐震壁が曲げ変形して前記梁が上下方向に変位する。これにより、前記ピストンが前記本体の内部で移動し、前記油が一方の空間から他方の空間へ前記通路を経て流れる。このとき、前記油が粘性抵抗を受けて前記建物の振動エネルギーが消費される。このようにして前記振動エネルギー吸収装置は前記振動エネルギーを吸収する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記振動エネルギー吸収装置による前記振動エネルギーの吸収量は前記梁の上下方向の変位量に応じて決まる。このため、前記梁の前記変位量が小さいと、前記振動エネルギー吸収装置は前記振動エネルギーを効果的に吸収することができない。
【０００６】
ところで、前記柱の内方の領域は住居や事務所として利用される。しかし、前記領域に前記振動エネルギー吸収装置が存在し、該振動エネルギー吸収装置により前記領域が狭められている。このため、前記領域を有効に利用することができない。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域において行わなければならず、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限される。このため、前記維持管理作業を効率的に行うことができない。
【０００７】
本発明の目的は、前記振動エネルギーをより効果的に吸収できるようにすることである。また、本発明の他の目的は、前記領域を有効に利用できるようにし、かつ前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を効率的に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、建物が、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、互いに隣接する２つの水平部材の間に配置された振動エネルギー吸収装置とを含む。これにより、前記振動エネルギー吸収装置による振動エネルギーの吸収量が前記水平部材の変位量に応じて決まるようにし、前記吸収量が梁の変位量に応じて決まる場合と比べて前記振動エネルギーを効果的に吸収できるようにする。また、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域が前記振動エネルギー吸収装置により狭められることがないようにし、前記領域を有効に利用できるようにする。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行えるようにし、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることがないようにし、前記維持管理作業を効率的に行えるようにする。
【０００９】
本発明に係る建物は、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、互いに隣接する２つの水平部材の間に配置され、上端部が上方の水平部材に取り付けられ、下端部が下方の水平部材に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含む。前記振動エネルギー吸収装置は、少なくとも１つの液圧シリンダーからなるものとすることができる。
【００１０】
前記建物が地震又は風による水平力を受けて振動するとき、前記建物が曲げ変形して前記水平部材が上下方向に変位する。前記水平部材が前記最外側の柱からその外方へ伸びるため、前記水平部材の上下方向の変位量は、前記水平部材と前記最外側の柱との境界部分から前記水平部材の先端部に向けて漸増する。このため、前記水平部材の前記変位量は、前記最外側の柱とこれに隣接する他の柱との間に設けられた梁の上下方向の変位量より大きい。互いに隣接する２つの水平部材の間に配置された前記振動エネルギー吸収装置による振動エネルギーの吸収量は前記水平部材の前記変位量に応じて決まる。このため、前記吸収量が前記梁の前記変位量に応じて決まる場合と比べて前記振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００１１】
前記振動エネルギー吸収装置が前記最外側の柱の外方に存在するため、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域が前記振動エネルギー吸収装置により狭められることはなく、前記領域を有効に利用することができる。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況により制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【００１２】
互いに隣接する２つの柱の間に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１梁と、互いに隣接する２つの第１梁の間に位置する少なくとも１つの第２梁とが設けられており、各第１梁の断面積及び断面二次モーメントは、それぞれ、前記第２梁の断面積及び断面二次モーメントより大きく、各水平部材は前記第１梁と同じ高さに位置する。
【００１３】
前記建物が前記水平力を受けて振動するとき、前記建物は、その上端部が前記水平方向における一方の側へ変位するような曲げ変形と、前記上端部が他方の側へ変位するような曲げ変形とを繰り返す。前記上端部が前記一方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱は圧縮力を受け、前記他方の側の最外側の柱は引張力を受ける。これに対して、前記上端部が前記他方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱は引張力を受け、前記他方の側の最外側の柱は圧縮力を受ける。このように各最外側の柱は圧縮力と引張力とを繰り返し受ける。
【００１４】
前記第１梁の断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ前記第２梁の断面積及び断面二次モーメントより大きいため、前記建物が前記水平力を受けたとき、前記建物は前記第１梁及び前記第２梁のうち主に前記第１梁により前記水平力を負担し、前記最外側の柱は前記第１梁から前記圧縮力と前記引張力とを受ける。前記水平部材が前記第１梁と同じ高さに位置するため、前記水平部材が前記振動エネルギー吸収装置から受ける抵抗力を前記第１梁に伝えやすく、前記抵抗力により前記圧縮力と前記引張力とを効果的に弱めることができる。これにより前記建物の振動を効果的に低減することができる。
【００１５】
本発明に係る、四角形の平面形状を有する中央部と、該中央部の周囲の周縁部とを有する建物は、前記中央部に該中央部の周方向に間隔を置いて設けられた複数の内柱であって前記中央部の隅部に位置する４つの第１内柱を含む複数の内柱と、前記周縁部に間隔を置いて設けられた複数の外柱であってそれぞれが前記第１内柱を横方向に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱とそれぞれが前記第１内柱を縦方向に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱とを含む複数の外柱と、互いに隣接する２つの内柱の間、前記横方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第１外柱との間、前記縦方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第２外柱との間及び互いに隣接する２つの外柱の間のそれぞれに上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、各第１外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第１外柱からその外方へ前記横方向に伸びる複数の第１水平部材と、各第２外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第２外柱からその外方へ前記縦方向に伸びる複数の第２水平部材と、互いに隣接する２つの第１水平部材の間に配置され、上端部が上方の第１水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第１水平部材に取り付けられた第１振動エネルギー吸収装置と、互いに隣接する２つの第２水平部材の間に配置され、上端部が上方の第２水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第２水平部材に取り付けられた第２振動エネルギー吸収装置とを含む。
【００１６】
前記建物は、地震又は風により、前記横方向の水平力に加え、前記縦方向の水平力を受ける。前記第１振動エネルギー吸収装置は、前記横方向の水平力により生じる前記建物の振動を低減し、前記第２振動エネルギー吸収装置は、前記縦方向の水平力により生じる前記建物の振動を低減する。
【００１７】
前記第１振動エネルギー吸収装置が、前記横方向に間隔を置かれた前記第１内柱及び前記第１外柱のうち最も外側に位置する前記第１外柱の外方に存在するため、一方の第１外柱と他方の第１外柱との間の空間が前記第１振動エネルギー吸収装置により狭められることはない。また、前記第２振動エネルギー吸収装置が、前記縦方向に間隔を置かれた前記第１内柱及び第２外柱のうち最も外側に位置する前記第２外柱の外方に存在するため、一方の第２外柱と他方の第２外柱との間の空間が前記第２振動エネルギー吸収装置により狭められることはない。このため、前記外柱の内方の領域を有効に利用することができる。また、前記第１振動エネルギー吸収装置及び前記第２振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、建物が、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、互いに隣接する２つの水平部材の間に配置された振動エネルギー吸収装置とを含むため、該振動エネルギー吸収装置による振動エネルギーの吸収量は前記建物の振動時における前記水平部材の上下方向の変位量に応じて決まる。前記水平部材が前記最外側の柱からその外方へ伸びているため、前記水平部材の前記変位量は、前記最外側の柱とこれに隣接する他の柱との間に設けられた梁の上下方向の変位量より大きい。このため、前記吸収量が前記梁の前記変位量に応じて決まる場合と比べて前記振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００１９】
前記振動エネルギー吸収装置が前記最外側の柱の外方に存在するため、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域が前記振動エネルギー吸収装置により狭められることはなく、前記領域を有効に利用することができる。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況により制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すように、高層の建物１０が基礎１２の上に構築されている。建物１０は、基礎１２の上に水平方向に間隔を置いて設けられた複数の柱１４を含む。柱１４のうち最も外側に位置する柱１４ａに、上下方向に間隔を置かれた複数の水平部材１６が設けられており、各水平部材１６は最外側の柱１４ａからその外方（最外側の柱１４ａに隣接する柱１４に向けての方向と反対の方向）へ前記水平方向に伸びている。互いに隣接する２つの水平部材１６の間に振動エネルギー吸収装置１８が配置されている。
【００２１】
互いに隣接する２つの柱１４の間に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１梁２０ａと、互いに隣接する２つの第１梁２０ａの間に位置する少なくとも１つの第２梁２０ｂとが設けられている。各第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントは、それぞれ、第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントより大きい。各水平部材１６は第１梁２０ａと同じ高さに位置する。
【００２２】
互いに隣接する２つの水平部材１６のうち下方の水平部材に、該水平部材から上方へ伸びる垂直部材２２が設けられている。振動エネルギー吸収装置１８の上端部は上方の水平部材１６に取り付けられ、振動エネルギー吸収装置１８の下端部は垂直部材２２を介して下方の水平部材１６に取り付けられている。柱１４、第１梁２０ａ、第２梁２０ｂ、水平部材１６及び垂直部材２２のそれぞれは、鉄筋コンクリートからなるが、これに代え、鉄筋鉄骨コンクリートからなるものでもよいし、鉄骨からなるものでもよい。
【００２３】
各柱１４は免震装置２４により基礎１２の上に支持されている。免震装置２４は、例えば、交互に重ねられた鋼板及びゴムを有する積層ゴムからなる。免震装置２４は、地震時に基礎１２から建物１０へ伝わる振動を低減する。
【００２４】
図２に示すように、振動エネルギー吸収装置１８は液圧シリンダーからなる。前記液圧シリンダーは、油を収容する筒状の本体２６と、該本体の内部にこれと同軸的に配置され、本体２６からその外方へ伸びるロッド２８と、本体２６の内部にあってロッド２８に固定されたピストン（図示せず）とを有する。本体２６の内部に、前記ピストンにより隔てられた２つの空間（図示せず）が存在し、該空間は通路（図示せず）を介して連通している。本体２６は垂直部材２２に取り付けられており、ロッド２８は上方の水平部材１６に取り付けられている。これに代え、本体２６が上方の水平部材１６に取り付けられ、ロッド２８が垂直部材２２に取り付けられていてもよい。
【００２５】
ところで、建物１０は地震又は風による水平力を受けて振動する。このとき、建物１０は、その上端部が前記水平方向における一方の側（図１における左側）へ変位するような曲げ変形と、前記上端部が他方の側（図１における右側）へ変位するような曲げ変形とを繰り返す。前記上端部が前記一方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱１４ａ（図１において最も左側に位置する柱１４ａ）は圧縮力を受け、前記他方の側の最外側の柱１４ａ（図１において最も右側に位置する柱１４ａ）は引張力を受ける。これに対して、前記上端部が前記他方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱１４ａは引張力を受け、前記他方の側の最外側の柱１４ａは圧縮力を受ける。このように各最外側の柱１４ａは圧縮力と引張力とを繰り返し受ける。
【００２６】
前記一方の側の最外側の柱１４ａが圧縮力を受けたとき（図３に、圧縮力を受ける前の最外側の柱１４ａを破線で示し、圧縮力を受けた後の最外側の柱１４ａを実線で示す。）、前記一方の側の最外側の柱１４ａに設けられた水平部材１６のうちの互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔は、最外側の柱１４ａが圧縮力を受ける前における前記間隔と比べて短くなる。これに対して、前記一方の側の最外側の柱１４ａが引張力を受けたとき（図４に、引張力を受ける前の最外側の柱１４ａを破線で示し、引張力を受けた後の最外側の柱１４ａを実線で示す。）、互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔は、最外側の柱１４ａが引張力を受ける前における前記間隔と比べて長くなる。
【００２７】
互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔が変化することにより、前記液圧シリンダーが伸縮する。すなわち、前記液圧シリンダーは、最外側の柱１４ａが圧縮力を受けて前記間隔が短くなったときに縮み、最外側の柱１４ａが引張力を受けて前記間隔が長くなったときに伸びる。前記液圧シリンダーが伸縮することにより、本体２６の内部で前記ピストンが移動して前記油が前記通路を経て一方の空間から他方の空間へ流れる。このとき、前記油が粘性抵抗を受けて建物１０の振動エネルギーが消費される。このように前記液圧シリンダーは、前記振動エネルギーを吸収し、建物１０の振動を低減する。
【００２８】
水平部材１６が最外側の柱１４ａの外方に存在するため、互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔の変化量は、上下方向に互いに隣接する２つの第１梁２０ａの間の間隔の変化量と比べて大きい。このため、前記液圧シリンダーの伸縮量は比較的大きく、前記振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００２９】
前記一方の側の最外側の柱１４ａと前記他方の側の最外側の柱１４ａとの間の領域は住居や事務所として利用される。振動エネルギー吸収装置１８が、互いに隣接する２つの水平部材１６の間に配置されている、すなわち前記領域の外側に存在するため、前記領域が振動エネルギー吸収装置１８により狭められることはなく、前記領域を有効に利用することができる。
【００３０】
振動エネルギー吸収装置１８が前記領域の外側に存在するため、振動エネルギー吸収装置１８の維持管理作業を前記領域の外において行うことができる。このため、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。なお、最外側の柱１４ａと垂直部材２２との間の領域はベランダ、廊下等として利用することができる。
【００３１】
各最外側の柱１４ａに、図１に示した例では、３以上の水平部材１６が設けられており、各最外側の柱１４ａの外方に複数の振動エネルギー吸収装置１８が存在する。これに代え、各最外側の柱１４ａに２つの水平部材１６が設けられ、各最外側の柱１４ａの外方に１つの振動エネルギー吸収装置１８が存在していてもよい。各最外側の柱１４ａの外方に複数の振動エネルギー吸収装置１８が存在する場合、各最外側の柱１４ａの外方に１つの振動エネルギー吸収装置１８が存在する場合と比べて、１つの振動エネルギー吸収装置１８に吸収させる振動エネルギー量を小さくすることができ、振動エネルギー吸収装置１８を小型化することができる。
【００３２】
振動エネルギー吸収装置１８は、図１に示した例では、建物１０の上端部だけでなく、建物１０の中間部にも存在する。ところで、建物１０は様々な振動モードで振動する。建物１０が１次の振動モードで振動する場合、図３、４に示したように、建物１０の上端部が前記水平方向に変位するが、建物１０が２次以上の振動モードで振動する場合、建物１０の上端部は前記水平方向に変位せず、建物１０の中間部のみが前記水平方向に変位する。このため、仮に、振動エネルギー吸収装置１８が建物１０の上端部のみに存在し、建物１０の中間部に存在しない場合、建物１０が１次の振動モードで振動する場合には建物１０の振動を効果的に低減することができるが、建物１０が２次以上の振動モードで振動する場合には建物１０の振動を効果的に低減することができない。これに対して、振動エネルギー吸収装置１８が、建物１０の上端部だけでなく、建物１０の中間部にも存在する場合、建物１０が１次の振動モードで振動する場合に加えて、建物１０が２次以上の振動モードで振動する場合にも、建物１０の振動を効果的に低減することができる。なお、振動エネルギー吸収装置１８の位置は建物１０の振動モードに応じて変更することができる。
【００３３】
第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントより大きいため、建物１０が前記水平力を受けたとき、建物１０は第１梁２０ａ及び第２梁２０ｂのうち主に第１梁２０ａにより前記水平力を負担し、最外側の柱１４ａは第１梁２０ａから前記圧縮力と前記引張力とを受ける。水平部材１６が第１梁２０ａと同じ高さに位置するため、前記液圧シリンダーが前記振動エネルギーを吸収するときに水平部材１６が前記液圧シリンダーから受ける抵抗力を第１梁２０ａに伝えやすく、前記抵抗力により前記圧縮力と前記引張力とを効果的に弱めることができる。これにより建物１０の振動を効果的に低減することができる。
【００３４】
第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントより大きい図１に示した例に代え、第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントと等しくてもよい。各水平部材１６は、第１梁２０ａと同じ高さに位置する図１に示した例に代え、第１梁２０ａ及び第２梁２０ｂのそれぞれと同じ高さに位置していてもよい。
【００３５】
振動エネルギー吸収装置１８の前記下端部が垂直部材２２を介して下方の水平部材１６に取り付けられている図１に示した例に代え、下方の水平部材１６に垂直部材２２が設けられておらず、振動エネルギー吸収装置１８の前記下端部が垂直部材２２を介さずに下方の水平部材１６に直接取り付けられていてもよい。また、振動エネルギー吸収装置１８の前記上端部が上方の水平部材１６に直接取り付けられている図１に示した例に代え、上方の水平部材１６に、該水平部材から下方へ伸びる他の垂直部材（図示せず）が設けられており、振動エネルギー吸収装置１８の前記上端部が前記他の垂直部材を介して上方の水平部材１６に取り付けられていてもよい。この場合において、振動エネルギー吸収装置１８の前記下端部は、垂直部材２２を介して下方の水平部材１６に取り付けられてもよいし、垂直部材２２を介さずに下方の水平部材１６に直接取り付けられていてもよい。
【００３６】
水平部材１６は、図１に示した例では、前記一方の側の最外側の柱１４ａ及び前記他方の側の最外側の柱１４ａの双方に設けられているが、これに代え、前記一方の側の最外側の柱１４ａ及び前記他方の側の最外側の柱１４ａのいずれか一方に設けられていてもよい。振動エネルギー吸収装置１８は、前記液圧シリンダーのようなオイルダンパーからなる上記の例に代え、気圧シリンダーのようなエアダンパーからなるものでもよく、粘弾性ダンパーや弾塑性ダンパーのような他のダンパーからなるものでもよい。
【００３７】
図５に示す例では、建物１０は、中央部３０と、該中央部の周囲の周縁部３２とを有し、中央部３０に該中央部の周方向に間隔を置いて設けられた複数の内柱３４、３６と、周縁部３２に間隔を置いて設けられた複数の外柱３８、４０、４２とを有する。中央部３０は四角形の平面形状を有し、内柱３４、３６は、中央部３０の隅部に位置する４つの第１内柱３４と、互いに隣接する２つの第１内柱３４の間に位置する少なくとも１つの第２内柱３６とを含む。建物１０は、内柱３４、３６に代え、中央部３０を取り囲む耐震壁（図示せず）を有するものでもよい。
【００３８】
周縁部３２は、中央部３０とほぼ等しい平面形状を有する。外柱３８、４０、４２は、それぞれが第１内柱３４を横方向（図５における左右方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱３８と、それぞれが第１内柱３４を縦方向（図５における上下方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱４０と、互いに隣接する２つの第１外柱３８の間、互いに隣接する２つの第２外柱４０の間及び互いに隣接する第１外柱３８と第２外柱４０との間のそれぞれに位置する複数の第３外柱４２とを含む。互いに隣接する２つの内柱３４、３６の間、前記横方向に互いに隣接する第１内柱３４と第１外柱３８との間、前記縦方向に互いに隣接する第１内柱３４と第２外柱４０との間及び互いに隣接する２つの外柱３８、４０、４２の間のそれぞれに、上下方向に間隔を置かれた複数の梁４４が設けられている。
【００３９】
各第１外柱３８に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１水平部材１６が設けられており、各第１水平部材１６は第１外柱３８からその外方へ前記横方向に伸びている。図６に示すように、互いに隣接する２つの第１水平部材１６の間に第１振動エネルギー吸収装置１８が配置されている。第１振動エネルギー吸収装置１８の上端部は上方の第１水平部材１６に取り付けられている。互いに隣接する２つの第１水平部材１６のうち下方の第１水平部材に、該第１水平部材から上方へ伸びる第１垂直部材２２が設けられており、第１振動エネルギー吸収装置１８の下端部は第１垂直部材２２を介して下方の第１水平部材１６に取り付けられている。第１振動エネルギー吸収装置１８は、図７に示す例では、１つの液圧シリンダーからなる図１に示した例に代え、互いに平行な複数の液圧シリンダー４８からなる。各液圧シリンダー４８は、その上端部が上方の第１水平部材１６に取り付けられ、その下端部が第１垂直部材２２に取り付けられている。
【００４０】
各第２外柱４０に、上下方向に間隔を置かれた複数の第２水平部材５０が設けられており（図５）、各第２水平部材５０は第２外柱４０からその外方へ前記縦方向に伸びている。互いに隣接する２つの第２水平部材５０の間に第２振動エネルギー吸収装置（図示せず）が配置されている。前記第２振動エネルギー吸収装置の上端部は上方の第２水平部材５０に取り付けられており、互いに隣接する２つの第２水平部材５０のうち下方の第２水平部材に、該第２水平部材から上方へ伸びる第２垂直部材５２が設けられており、前記第２振動エネルギー吸収装置の下端部は第２垂直部材５２を介して下方の第２水平部材５０に取り付けられている。
【００４１】
建物１０は、地震又は風により、前記横方向の水平力に加え、前記縦方向の水平力を受ける。第１振動エネルギー吸収装置１８は、前記横方向の水平力により生じる建物１０の振動を低減し、前記第２振動エネルギー吸収装置は、前記縦方向の水平力により生じる建物１０の振動を低減する。
【００４２】
第１振動エネルギー吸収装置１８が、前記横方向に間隔を置かれた第１内柱３４及び第１外柱３８のうち最も外側に位置する第１外柱３８の外方に存在するため、一方の第１外柱３８と他方の第１外柱３８との間の空間が第１振動エネルギー吸収装置１８により狭められることはない。また、前記第２振動エネルギー吸収装置が、前記縦方向に間隔を置かれた第１内柱３４及び第２外柱４０のうち最も外側に位置する第２外柱４０の外方に存在するため、一方の第２外柱４０と他方の第２外柱４０との間の空間が前記第２振動エネルギー吸収装置により狭められることはない。このため、外柱３８、４０、４２の内方の領域を有効に利用することができる。また、第１振動エネルギー吸収装置１８及び前記第２振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施例に係る建物の正面図。
【図２】図１の線２における振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図３】建物が振動してその上端部が水平方向における一方の側へ変位したときの振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図４】建物が振動してその上端部が水平方向における他方の側へ変位したときの振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図５】本発明の第２実施例に係る建物の水平断面図。
【図６】図５の線６における建物の縦断面図。
【図７】図６の線７における振動エネルギー吸収装置の正面図。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 建物
１４ 柱
１４ａ 最外側の柱
１６ 水平部材（第１水平部材）
１８ 振動エネルギー吸収装置（第１振動エネルギー吸収装置）
２０ａ 第１梁
２０ｂ 第２梁
３０ 中央部
３２ 周縁部
３４ 第１内柱
３８ 第１外柱
４０ 第２外柱
４４ 梁
５０ 第２水平部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動エネルギー吸収装置を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層の建物には、中央部と、該中央部の周囲の周縁部とを有し、前記中央部を取り囲む耐震壁と、前記周縁部に間隔を置いて設けられた複数の柱とを含むものがある（特許文献１参照）。前記耐震壁と各柱との間に、上下方向に間隔を置かれた複数の梁が設けられており、各梁は振動エネルギー吸収装置を介して前記柱に接続されている。前記振動エネルギー吸収装置は、その上端部が前記梁に取り付けられ、その下端部が前記柱に取り付けられている。
【特許文献１】特開平７−２６７８３号公報
【０００３】
前記振動エネルギー吸収装置は液圧シリンダーからなる。前記液圧シリンダーは、油を収容する筒状の本体と、該本体の内部にこれと同軸的に配置され、前記本体からその外方へ伸びるロッドと、前記本体の内部にあって前記ロッドに固定されたピストンとを有する。前記本体の内部に、前記ピストンにより隔てられた２つの空間が存在し、該空間は通路を介して連通している。
【０００４】
前記耐震壁が地震時に水平力を受けて振動することにより、前記耐震壁が曲げ変形して前記梁が上下方向に変位する。これにより、前記ピストンが前記本体の内部で移動し、前記油が一方の空間から他方の空間へ前記通路を経て流れる。このとき、前記油が粘性抵抗を受けて前記建物の振動エネルギーが消費される。このようにして前記振動エネルギー吸収装置は前記振動エネルギーを吸収する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記振動エネルギー吸収装置による前記振動エネルギーの吸収量は前記梁の上下方向の変位量に応じて決まる。このため、前記梁の前記変位量が小さいと、前記振動エネルギー吸収装置は前記振動エネルギーを効果的に吸収することができない。
【０００６】
ところで、前記柱の内方の領域は住居や事務所として利用される。しかし、前記領域に前記振動エネルギー吸収装置が存在し、該振動エネルギー吸収装置により前記領域が狭められている。このため、前記領域を有効に利用することができない。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域において行わなければならず、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限される。このため、前記維持管理作業を効率的に行うことができない。
【０００７】
本発明の目的は、前記振動エネルギーをより効果的に吸収できるようにすることである。また、本発明の他の目的は、前記領域を有効に利用できるようにし、かつ前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を効率的に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、建物が、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、互いに隣接する２つの水平部材の間に配置された振動エネルギー吸収装置とを含む。これにより、前記振動エネルギー吸収装置による振動エネルギーの吸収量が前記水平部材の変位量に応じて決まるようにし、前記吸収量が梁の変位量に応じて決まる場合と比べて前記振動エネルギーを効果的に吸収できるようにする。また、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域が前記振動エネルギー吸収装置により狭められることがないようにし、前記領域を有効に利用できるようにする。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行えるようにし、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることがないようにし、前記維持管理作業を効率的に行えるようにする。
【０００９】
本発明に係る建物は、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、互いに隣接する２つの水平部材の間に配置され、上端部が上方の水平部材に取り付けられ、下端部が下方の水平部材に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含む。前記振動エネルギー吸収装置は、少なくとも１つの液圧シリンダーからなるものとすることができる。
【００１０】
前記建物が地震又は風による水平力を受けて振動するとき、前記建物が曲げ変形して前記水平部材が上下方向に変位する。前記水平部材が前記最外側の柱からその外方へ伸びるため、前記水平部材の上下方向の変位量は、前記水平部材と前記最外側の柱との境界部分から前記水平部材の先端部に向けて漸増する。このため、前記水平部材の前記変位量は、前記最外側の柱とこれに隣接する他の柱との間に設けられた梁の上下方向の変位量より大きい。互いに隣接する２つの水平部材の間に配置された前記振動エネルギー吸収装置による振動エネルギーの吸収量は前記水平部材の前記変位量に応じて決まる。このため、前記吸収量が前記梁の前記変位量に応じて決まる場合と比べて前記振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００１１】
前記振動エネルギー吸収装置が前記最外側の柱の外方に存在するため、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域が前記振動エネルギー吸収装置により狭められることはなく、前記領域を有効に利用することができる。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況により制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【００１２】
互いに隣接する２つの柱の間に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１梁と、互いに隣接する２つの第１梁の間に位置する少なくとも１つの第２梁とが設けられており、各第１梁の断面積及び断面二次モーメントは、それぞれ、前記第２梁の断面積及び断面二次モーメントより大きく、各水平部材は前記第１梁と同じ高さに位置する。
【００１３】
前記建物が前記水平力を受けて振動するとき、前記建物は、その上端部が前記水平方向における一方の側へ変位するような曲げ変形と、前記上端部が他方の側へ変位するような曲げ変形とを繰り返す。前記上端部が前記一方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱は圧縮力を受け、前記他方の側の最外側の柱は引張力を受ける。これに対して、前記上端部が前記他方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱は引張力を受け、前記他方の側の最外側の柱は圧縮力を受ける。このように各最外側の柱は圧縮力と引張力とを繰り返し受ける。
【００１４】
前記第１梁の断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ前記第２梁の断面積及び断面二次モーメントより大きいため、前記建物が前記水平力を受けたとき、前記建物は前記第１梁及び前記第２梁のうち主に前記第１梁により前記水平力を負担し、前記最外側の柱は前記第１梁から前記圧縮力と前記引張力とを受ける。前記水平部材が前記第１梁と同じ高さに位置するため、前記水平部材が前記振動エネルギー吸収装置から受ける抵抗力を前記第１梁に伝えやすく、前記抵抗力により前記圧縮力と前記引張力とを効果的に弱めることができる。これにより前記建物の振動を効果的に低減することができる。
【００１５】
本発明に係る、四角形の平面形状を有する中央部と、該中央部の周囲の周縁部とを有する建物は、前記中央部に該中央部の周方向に間隔を置いて設けられた複数の内柱であって前記中央部の隅部に位置する４つの第１内柱を含む複数の内柱と、前記周縁部に間隔を置いて設けられた複数の外柱であってそれぞれが前記第１内柱を横方向に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱とそれぞれが前記第１内柱を縦方向に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱とを含む複数の外柱と、互いに隣接する２つの内柱の間、前記横方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第１外柱との間、前記縦方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第２外柱との間及び互いに隣接する２つの外柱の間のそれぞれに上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、各第１外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第１外柱からその外方へ前記横方向に伸びる複数の第１水平部材と、各第２外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第２外柱からその外方へ前記縦方向に伸びる複数の第２水平部材と、互いに隣接する２つの第１水平部材の間に配置され、上端部が上方の第１水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第１水平部材に取り付けられた第１振動エネルギー吸収装置と、互いに隣接する２つの第２水平部材の間に配置され、上端部が上方の第２水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第２水平部材に取り付けられた第２振動エネルギー吸収装置とを含む。
【００１６】
前記建物は、地震又は風により、前記横方向の水平力に加え、前記縦方向の水平力を受ける。前記第１振動エネルギー吸収装置は、前記横方向の水平力により生じる前記建物の振動を低減し、前記第２振動エネルギー吸収装置は、前記縦方向の水平力により生じる前記建物の振動を低減する。
【００１７】
前記第１振動エネルギー吸収装置が、前記横方向に間隔を置かれた前記第１内柱及び前記第１外柱のうち最も外側に位置する前記第１外柱の外方に存在するため、一方の第１外柱と他方の第１外柱との間の空間が前記第１振動エネルギー吸収装置により狭められることはない。また、前記第２振動エネルギー吸収装置が、前記縦方向に間隔を置かれた前記第１内柱及び第２外柱のうち最も外側に位置する前記第２外柱の外方に存在するため、一方の第２外柱と他方の第２外柱との間の空間が前記第２振動エネルギー吸収装置により狭められることはない。このため、前記外柱の内方の領域を有効に利用することができる。また、前記第１振動エネルギー吸収装置及び前記第２振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、建物が、水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、互いに隣接する２つの水平部材の間に配置された振動エネルギー吸収装置とを含むため、該振動エネルギー吸収装置による振動エネルギーの吸収量は前記建物の振動時における前記水平部材の上下方向の変位量に応じて決まる。前記水平部材が前記最外側の柱からその外方へ伸びているため、前記水平部材の前記変位量は、前記最外側の柱とこれに隣接する他の柱との間に設けられた梁の上下方向の変位量より大きい。このため、前記吸収量が前記梁の前記変位量に応じて決まる場合と比べて前記振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００１９】
前記振動エネルギー吸収装置が前記最外側の柱の外方に存在するため、一方の最外側の柱と他方の最外側の柱との間の領域が前記振動エネルギー吸収装置により狭められることはなく、前記領域を有効に利用することができる。また、前記振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況により制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示すように、高層の建物１０が基礎１２の上に構築されている。建物１０は、基礎１２の上に水平方向に間隔を置いて設けられた複数の柱１４を含む。柱１４のうち最も外側に位置する柱１４ａに、上下方向に間隔を置かれた複数の水平部材１６が設けられており、各水平部材１６は最外側の柱１４ａからその外方（最外側の柱１４ａに隣接する柱１４に向けての方向と反対の方向）へ前記水平方向に伸びている。互いに隣接する２つの水平部材１６の間に振動エネルギー吸収装置１８が配置されている。
【００２１】
互いに隣接する２つの柱１４の間に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１梁２０ａと、互いに隣接する２つの第１梁２０ａの間に位置する少なくとも１つの第２梁２０ｂとが設けられている。各第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントは、それぞれ、第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントより大きい。各水平部材１６は第１梁２０ａと同じ高さに位置する。
【００２２】
互いに隣接する２つの水平部材１６のうち下方の水平部材に、該水平部材から上方へ伸びる垂直部材２２が設けられている。振動エネルギー吸収装置１８の上端部は上方の水平部材１６に取り付けられ、振動エネルギー吸収装置１８の下端部は垂直部材２２を介して下方の水平部材１６に取り付けられている。柱１４、第１梁２０ａ、第２梁２０ｂ、水平部材１６及び垂直部材２２のそれぞれは、鉄筋コンクリートからなるが、これに代え、鉄筋鉄骨コンクリートからなるものでもよいし、鉄骨からなるものでもよい。
【００２３】
各柱１４は免震装置２４により基礎１２の上に支持されている。免震装置２４は、例えば、交互に重ねられた鋼板及びゴムを有する積層ゴムからなる。免震装置２４は、地震時に基礎１２から建物１０へ伝わる振動を低減する。
【００２４】
図２に示すように、振動エネルギー吸収装置１８は液圧シリンダーからなる。前記液圧シリンダーは、油を収容する筒状の本体２６と、該本体の内部にこれと同軸的に配置され、本体２６からその外方へ伸びるロッド２８と、本体２６の内部にあってロッド２８に固定されたピストン（図示せず）とを有する。本体２６の内部に、前記ピストンにより隔てられた２つの空間（図示せず）が存在し、該空間は通路（図示せず）を介して連通している。本体２６は垂直部材２２に取り付けられており、ロッド２８は上方の水平部材１６に取り付けられている。これに代え、本体２６が上方の水平部材１６に取り付けられ、ロッド２８が垂直部材２２に取り付けられていてもよい。
【００２５】
ところで、建物１０は地震又は風による水平力を受けて振動する。このとき、建物１０は、その上端部が前記水平方向における一方の側（図１における左側）へ変位するような曲げ変形と、前記上端部が他方の側（図１における右側）へ変位するような曲げ変形とを繰り返す。前記上端部が前記一方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱１４ａ（図１において最も左側に位置する柱１４ａ）は圧縮力を受け、前記他方の側の最外側の柱１４ａ（図１において最も右側に位置する柱１４ａ）は引張力を受ける。これに対して、前記上端部が前記他方の側へ変位したとき、前記一方の側の最外側の柱１４ａは引張力を受け、前記他方の側の最外側の柱１４ａは圧縮力を受ける。このように各最外側の柱１４ａは圧縮力と引張力とを繰り返し受ける。
【００２６】
前記一方の側の最外側の柱１４ａが圧縮力を受けたとき（図３に、圧縮力を受ける前の最外側の柱１４ａを破線で示し、圧縮力を受けた後の最外側の柱１４ａを実線で示す。）、前記一方の側の最外側の柱１４ａに設けられた水平部材１６のうちの互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔は、最外側の柱１４ａが圧縮力を受ける前における前記間隔と比べて短くなる。これに対して、前記一方の側の最外側の柱１４ａが引張力を受けたとき（図４に、引張力を受ける前の最外側の柱１４ａを破線で示し、引張力を受けた後の最外側の柱１４ａを実線で示す。）、互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔は、最外側の柱１４ａが引張力を受ける前における前記間隔と比べて長くなる。
【００２７】
互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔が変化することにより、前記液圧シリンダーが伸縮する。すなわち、前記液圧シリンダーは、最外側の柱１４ａが圧縮力を受けて前記間隔が短くなったときに縮み、最外側の柱１４ａが引張力を受けて前記間隔が長くなったときに伸びる。前記液圧シリンダーが伸縮することにより、本体２６の内部で前記ピストンが移動して前記油が前記通路を経て一方の空間から他方の空間へ流れる。このとき、前記油が粘性抵抗を受けて建物１０の振動エネルギーが消費される。このように前記液圧シリンダーは、前記振動エネルギーを吸収し、建物１０の振動を低減する。
【００２８】
水平部材１６が最外側の柱１４ａの外方に存在するため、互いに隣接する２つの水平部材１６の間の間隔の変化量は、上下方向に互いに隣接する２つの第１梁２０ａの間の間隔の変化量と比べて大きい。このため、前記液圧シリンダーの伸縮量は比較的大きく、前記振動エネルギーを効果的に吸収することができる。
【００２９】
前記一方の側の最外側の柱１４ａと前記他方の側の最外側の柱１４ａとの間の領域は住居や事務所として利用される。振動エネルギー吸収装置１８が、互いに隣接する２つの水平部材１６の間に配置されている、すなわち前記領域の外側に存在するため、前記領域が振動エネルギー吸収装置１８により狭められることはなく、前記領域を有効に利用することができる。
【００３０】
振動エネルギー吸収装置１８が前記領域の外側に存在するため、振動エネルギー吸収装置１８の維持管理作業を前記領域の外において行うことができる。このため、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。なお、最外側の柱１４ａと垂直部材２２との間の領域はベランダ、廊下等として利用することができる。
【００３１】
各最外側の柱１４ａに、図１に示した例では、３以上の水平部材１６が設けられており、各最外側の柱１４ａの外方に複数の振動エネルギー吸収装置１８が存在する。これに代え、各最外側の柱１４ａに２つの水平部材１６が設けられ、各最外側の柱１４ａの外方に１つの振動エネルギー吸収装置１８が存在していてもよい。各最外側の柱１４ａの外方に複数の振動エネルギー吸収装置１８が存在する場合、各最外側の柱１４ａの外方に１つの振動エネルギー吸収装置１８が存在する場合と比べて、１つの振動エネルギー吸収装置１８に吸収させる振動エネルギー量を小さくすることができ、振動エネルギー吸収装置１８を小型化することができる。
【００３２】
振動エネルギー吸収装置１８は、図１に示した例では、建物１０の上端部だけでなく、建物１０の中間部にも存在する。ところで、建物１０は様々な振動モードで振動する。建物１０が１次の振動モードで振動する場合、図３、４に示したように、建物１０の上端部が前記水平方向に変位するが、建物１０が２次以上の振動モードで振動する場合、建物１０の上端部は前記水平方向に変位せず、建物１０の中間部のみが前記水平方向に変位する。このため、仮に、振動エネルギー吸収装置１８が建物１０の上端部のみに存在し、建物１０の中間部に存在しない場合、建物１０が１次の振動モードで振動する場合には建物１０の振動を効果的に低減することができるが、建物１０が２次以上の振動モードで振動する場合には建物１０の振動を効果的に低減することができない。これに対して、振動エネルギー吸収装置１８が、建物１０の上端部だけでなく、建物１０の中間部にも存在する場合、建物１０が１次の振動モードで振動する場合に加えて、建物１０が２次以上の振動モードで振動する場合にも、建物１０の振動を効果的に低減することができる。なお、振動エネルギー吸収装置１８の位置は建物１０の振動モードに応じて変更することができる。
【００３３】
第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントより大きいため、建物１０が前記水平力を受けたとき、建物１０は第１梁２０ａ及び第２梁２０ｂのうち主に第１梁２０ａにより前記水平力を負担し、最外側の柱１４ａは第１梁２０ａから前記圧縮力と前記引張力とを受ける。水平部材１６が第１梁２０ａと同じ高さに位置するため、前記液圧シリンダーが前記振動エネルギーを吸収するときに水平部材１６が前記液圧シリンダーから受ける抵抗力を第１梁２０ａに伝えやすく、前記抵抗力により前記圧縮力と前記引張力とを効果的に弱めることができる。これにより建物１０の振動を効果的に低減することができる。
【００３４】
第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントより大きい図１に示した例に代え、第１梁２０ａの断面積及び断面二次モーメントがそれぞれ第２梁２０ｂの断面積及び断面二次モーメントと等しくてもよい。各水平部材１６は、第１梁２０ａと同じ高さに位置する図１に示した例に代え、第１梁２０ａ及び第２梁２０ｂのそれぞれと同じ高さに位置していてもよい。
【００３５】
振動エネルギー吸収装置１８の前記下端部が垂直部材２２を介して下方の水平部材１６に取り付けられている図１に示した例に代え、下方の水平部材１６に垂直部材２２が設けられておらず、振動エネルギー吸収装置１８の前記下端部が垂直部材２２を介さずに下方の水平部材１６に直接取り付けられていてもよい。また、振動エネルギー吸収装置１８の前記上端部が上方の水平部材１６に直接取り付けられている図１に示した例に代え、上方の水平部材１６に、該水平部材から下方へ伸びる他の垂直部材（図示せず）が設けられており、振動エネルギー吸収装置１８の前記上端部が前記他の垂直部材を介して上方の水平部材１６に取り付けられていてもよい。この場合において、振動エネルギー吸収装置１８の前記下端部は、垂直部材２２を介して下方の水平部材１６に取り付けられてもよいし、垂直部材２２を介さずに下方の水平部材１６に直接取り付けられていてもよい。
【００３６】
水平部材１６は、図１に示した例では、前記一方の側の最外側の柱１４ａ及び前記他方の側の最外側の柱１４ａの双方に設けられているが、これに代え、前記一方の側の最外側の柱１４ａ及び前記他方の側の最外側の柱１４ａのいずれか一方に設けられていてもよい。振動エネルギー吸収装置１８は、前記液圧シリンダーのようなオイルダンパーからなる上記の例に代え、気圧シリンダーのようなエアダンパーからなるものでもよく、粘弾性ダンパーや弾塑性ダンパーのような他のダンパーからなるものでもよい。
【００３７】
図５に示す例では、建物１０は、中央部３０と、該中央部の周囲の周縁部３２とを有し、中央部３０に該中央部の周方向に間隔を置いて設けられた複数の内柱３４、３６と、周縁部３２に間隔を置いて設けられた複数の外柱３８、４０、４２とを有する。中央部３０は四角形の平面形状を有し、内柱３４、３６は、中央部３０の隅部に位置する４つの第１内柱３４と、互いに隣接する２つの第１内柱３４の間に位置する少なくとも１つの第２内柱３６とを含む。建物１０は、内柱３４、３６に代え、中央部３０を取り囲む耐震壁（図示せず）を有するものでもよい。
【００３８】
周縁部３２は、中央部３０とほぼ等しい平面形状を有する。外柱３８、４０、４２は、それぞれが第１内柱３４を横方向（図５における左右方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱３８と、それぞれが第１内柱３４を縦方向（図５における上下方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱４０と、互いに隣接する２つの第１外柱３８の間、互いに隣接する２つの第２外柱４０の間及び互いに隣接する第１外柱３８と第２外柱４０との間のそれぞれに位置する複数の第３外柱４２とを含む。互いに隣接する２つの内柱３４、３６の間、前記横方向に互いに隣接する第１内柱３４と第１外柱３８との間、前記縦方向に互いに隣接する第１内柱３４と第２外柱４０との間及び互いに隣接する２つの外柱３８、４０、４２の間のそれぞれに、上下方向に間隔を置かれた複数の梁４４が設けられている。
【００３９】
各第１外柱３８に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１水平部材１６が設けられており、各第１水平部材１６は第１外柱３８からその外方へ前記横方向に伸びている。図６に示すように、互いに隣接する２つの第１水平部材１６の間に第１振動エネルギー吸収装置１８が配置されている。第１振動エネルギー吸収装置１８の上端部は上方の第１水平部材１６に取り付けられている。互いに隣接する２つの第１水平部材１６のうち下方の第１水平部材に、該第１水平部材から上方へ伸びる第１垂直部材２２が設けられており、第１振動エネルギー吸収装置１８の下端部は第１垂直部材２２を介して下方の第１水平部材１６に取り付けられている。第１振動エネルギー吸収装置１８は、図７に示す例では、１つの液圧シリンダーからなる図１に示した例に代え、互いに平行な複数の液圧シリンダー４８からなる。各液圧シリンダー４８は、その上端部が上方の第１水平部材１６に取り付けられ、その下端部が第１垂直部材２２に取り付けられている。
【００４０】
各第２外柱４０に、上下方向に間隔を置かれた複数の第２水平部材５０が設けられており（図５）、各第２水平部材５０は第２外柱４０からその外方へ前記縦方向に伸びている。互いに隣接する２つの第２水平部材５０の間に第２振動エネルギー吸収装置（図示せず）が配置されている。前記第２振動エネルギー吸収装置の上端部は上方の第２水平部材５０に取り付けられており、互いに隣接する２つの第２水平部材５０のうち下方の第２水平部材に、該第２水平部材から上方へ伸びる第２垂直部材５２が設けられており、前記第２振動エネルギー吸収装置の下端部は第２垂直部材５２を介して下方の第２水平部材５０に取り付けられている。
【００４１】
建物１０は、地震又は風により、前記横方向の水平力に加え、前記縦方向の水平力を受ける。第１振動エネルギー吸収装置１８は、前記横方向の水平力により生じる建物１０の振動を低減し、前記第２振動エネルギー吸収装置は、前記縦方向の水平力により生じる建物１０の振動を低減する。
【００４２】
第１振動エネルギー吸収装置１８が、前記横方向に間隔を置かれた第１内柱３４及び第１外柱３８のうち最も外側に位置する第１外柱３８の外方に存在するため、一方の第１外柱３８と他方の第１外柱３８との間の空間が第１振動エネルギー吸収装置１８により狭められることはない。また、前記第２振動エネルギー吸収装置が、前記縦方向に間隔を置かれた第１内柱３４及び第２外柱４０のうち最も外側に位置する第２外柱４０の外方に存在するため、一方の第２外柱４０と他方の第２外柱４０との間の空間が前記第２振動エネルギー吸収装置により狭められることはない。このため、外柱３８、４０、４２の内方の領域を有効に利用することができる。また、第１振動エネルギー吸収装置１８及び前記第２振動エネルギー吸収装置の維持管理作業を前記領域の外において行うことができ、前記維持管理作業を行う時間や方法が前記領域の利用状況によって制限されることはなく、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施例に係る建物の正面図。
【図２】図１の線２における振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図３】建物が振動してその上端部が水平方向における一方の側へ変位したときの振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図４】建物が振動してその上端部が水平方向における他方の側へ変位したときの振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図５】本発明の第２実施例に係る建物の水平断面図。
【図６】図５の線６における建物の縦断面図。
【図７】図６の線７における振動エネルギー吸収装置の正面図。
【符号の説明】
【００４４】
１０ 建物
１４ 柱
１４ａ 最外側の柱
１６ 水平部材（第１水平部材）
１８ 振動エネルギー吸収装置（第１振動エネルギー吸収装置）
２０ａ 第１梁
２０ｂ 第２梁
３０ 中央部
３２ 周縁部
３４ 第１内柱
３８ 第１外柱
４０ 第２外柱
４４ 梁
５０ 第２水平部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、
少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、
互いに隣接する２つの水平部材の間に配置され、上端部が上方の水平部材に取り付けられ、下端部が下方の水平部材に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含む、建物。
【請求項２】
互いに隣接する２つの柱の間に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１梁と、互いに隣接する２つの第１梁の間に位置する少なくとも１つの第２梁とが設けられており、各第１梁の断面積及び断面二次モーメントは、それぞれ、前記第２梁の断面積及び断面二次モーメントより大きく、各水平部材は前記第１梁と同じ高さに位置する、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記振動エネルギー吸収装置は少なくとも１つの液圧シリンダーからなる、請求項１に記載の建物。
【請求項４】
四角形の平面形状を有する中央部と、該中央部の周囲の周縁部とを有する建物であって、
前記中央部に該中央部の周方向に間隔を置いて設けられた複数の内柱であって前記中央部の隅部に位置する４つの第１内柱を含む複数の内柱と、
前記周縁部に間隔を置いて設けられた複数の外柱であってそれぞれが前記第１内柱を横方向に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱とそれぞれが前記第１内柱を縦方向に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱とを含む複数の外柱と、
互いに隣接する２つの内柱の間、前記横方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第１外柱との間、前記縦方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第２外柱との間及び互いに隣接する２つの外柱の間のそれぞれに上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、
各第１外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第１外柱からその外方へ前記横方向に伸びる複数の第１水平部材と、各第２外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第２外柱からその外方へ前記縦方向に伸びる複数の第２水平部材と、
互いに隣接する２つの第１水平部材の間に配置され、上端部が上方の第１水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第１水平部材に取り付けられた第１振動エネルギー吸収装置と、互いに隣接する２つの第２水平部材の間に配置され、上端部が上方の第２水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第２水平部材に取り付けられた第２振動エネルギー吸収装置とを含む、建物。
【請求項１】
水平方向に間隔を置かれた複数の柱と、
少なくとも一方の最外側の柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記最外側の柱からその外方へ前記水平方向に伸びる複数の水平部材と、
互いに隣接する２つの水平部材の間に配置され、上端部が上方の水平部材に取り付けられ、下端部が下方の水平部材に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含む、建物。
【請求項２】
互いに隣接する２つの柱の間に、上下方向に間隔を置かれた複数の第１梁と、互いに隣接する２つの第１梁の間に位置する少なくとも１つの第２梁とが設けられており、各第１梁の断面積及び断面二次モーメントは、それぞれ、前記第２梁の断面積及び断面二次モーメントより大きく、各水平部材は前記第１梁と同じ高さに位置する、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記振動エネルギー吸収装置は少なくとも１つの液圧シリンダーからなる、請求項１に記載の建物。
【請求項４】
四角形の平面形状を有する中央部と、該中央部の周囲の周縁部とを有する建物であって、
前記中央部に該中央部の周方向に間隔を置いて設けられた複数の内柱であって前記中央部の隅部に位置する４つの第１内柱を含む複数の内柱と、
前記周縁部に間隔を置いて設けられた複数の外柱であってそれぞれが前記第１内柱を横方向に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱とそれぞれが前記第１内柱を縦方向に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱とを含む複数の外柱と、
互いに隣接する２つの内柱の間、前記横方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第１外柱との間、前記縦方向に互いに隣接する前記第１内柱と前記第２外柱との間及び互いに隣接する２つの外柱の間のそれぞれに上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、
各第１外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第１外柱からその外方へ前記横方向に伸びる複数の第１水平部材と、各第２外柱に上下方向に間隔を置いて設けられ、それぞれが前記第２外柱からその外方へ前記縦方向に伸びる複数の第２水平部材と、
互いに隣接する２つの第１水平部材の間に配置され、上端部が上方の第１水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第１水平部材に取り付けられた第１振動エネルギー吸収装置と、互いに隣接する２つの第２水平部材の間に配置され、上端部が上方の第２水平部材に取り付けられ、下端部が下方の第２水平部材に取り付けられた第２振動エネルギー吸収装置とを含む、建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１１６６９２（Ｐ２０１０−１１６６９２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８９４７３（Ｐ２００８−２８９４７３）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
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