振動エネルギー吸収装置を有する建物
【課題】柱と、該柱から間隔を置かれた他の柱と、前記柱と前記他の柱との間にある最上方の梁とにより規定された領域を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こと、及び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。
【解決手段】建物は、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部を有する第１柱と、該第１柱から間隔を置かれた第２柱と、前記第１柱と前記第２柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、前記第１柱の前記中空部に配置され、該中空部から上方へ伸びる第１部材と、記第１柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に配置され、一端部が前記第１部材に取り付けられ、他端部が前記第１柱又は前記最上方の梁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、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部を有する第１柱と、該第１柱から間隔を置かれた第２柱と、前記第１柱と前記第２柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、前記第１柱の前記中空部に配置され、該中空部から上方へ伸びる第１部材と、記第１柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に配置され、一端部が前記第１部材に取り付けられ、他端部が前記第１柱又は前記最上方の梁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】
ところで、前記耐震壁、前記柱及び最上方の梁により規定された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するため、前記領域は前記振動エネルギー吸収装置により狭められ、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。
【０００６】
本発明の目的は、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】
【０００７】
本発明は、柱と、該柱から間隔を置かれた他の柱と、前記柱と前記他の柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁とを有する建物において、前記柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に振動エネルギー吸収装置が配置されている。これにより、前記柱、前記最上方の梁及び前記他の柱により規定された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上方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。
【０００８】
本発明に係る建物は、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部を有する第１柱と、該第１柱から間隔を置かれた第２柱と、前記第１柱と前記第２柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、前記第１柱の前記中空部に配置され、該中空部から上方へ伸びる第１部材と、記第１柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に配置され、一端部が前記第１部材に取り付けられ、他端部が前記第１柱又は前記最上方の梁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、前記第１柱が地震時又は強風時に前記梁から力を受けて前記第１部材に対して動いたときに、地震時又は強風時に生じた振動エネルギーを吸収する。
【０００９】
前記建物が地震時又は強風時に水平力を受けて振動することにより、前記第１柱は前記梁から圧縮力と引張力とを交互に受けて僅かに伸縮する。これにより、前記第１柱は前記第１部材に対して相対的に動く。このとき、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。
【００１０】
ところで、前記第１柱、前記最上方の梁及び前記第２柱により規定された領域は住居や事務所として利用される。前記振動エネルギー吸収装置が前記第１柱及び前記最上方の梁の少なくとも一方の上に配置されているため、前記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上方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い。このため、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【００１１】
前記建物は、前記第１部材が、前記第１柱の水平断面で見て、該第１柱から間隔を置かれ、前記第１部材と前記第１柱との間に粘性体が配置されているものとすることができる。前記第１柱が前記第１部材に対して動いたとき、前記第１柱が前記粘性体から粘性抵抗を受けて前記圧縮力及び前記引張力が弱められる。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。
【００１２】
前記建物は、前記中空部が前記第１柱の上端部のみに設けられたものとすることができる。また、前記建物は、前記第１部材に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材が設けられ、前記振動エネルギー吸収装置の前記一端部が前記第２部材を介して前記第１部材に取り付けられているものとすることができる。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ものとすることができる。
【００１３】
前記振動エネルギー吸収装置は、前記第１柱又は前記最上方の梁に設けられた架台と、該架台に枢着され、一端部が前記第１部材に取り付けられたほぼ水平な棒状部材と、上端部が前記棒状部材の他端部に取り付けられ、下端部が前記第１柱又は前記最上方の梁に取り付けられた液圧シリンダーとからなるものとすることができる。前記棒状部材における前記架台に枢着されている部分から前記他端部までの距離は前記枢着されている部分から前記一端部までの距離より長い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記振動エネルギー吸収装置が前記第１柱及び前記最上方の梁の少なくとも一方の上に配置されているため、前記第１柱、前記最上方の梁及び前記第２柱により規定された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上方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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、互い隣接する２つの柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃの間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを含む。柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、最も外側に位置する柱（第１柱）１４ａと、該柱に隣接する他の柱（第２柱）１４ｂとを含む。
【００１６】
梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、最も上方に位置する第１梁（最上方の梁）１６ａと、該第１梁の下方にあって上下方向に間隔を置かれた複数の第２梁１６ｂと、第１梁１６ａと第２梁１６ｂとの間及び互いに隣接する２つの第２梁１６ｂの間のそれぞれに位置する少なくとも１つの第３梁１６ｃとを含む。第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂのそれぞれは第３梁１６ｃより断面積及び断面二次モーメントが大きい。各柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されている。柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃのそれぞれは鉄筋コンクリートからなる。
【００１７】
各柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃは免震装置１８により基礎１２の上に支持されている。免震装置１８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１８は、地震時に基礎１２から建物１０へ伝わる振動を低減する。
【００１８】
第１柱１４ａは、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部２０を有する。第１柱１４ａの中空部２０に、該中空部から上方へ伸びる第１部材２２が配置されており、第１部材２２に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材２４が設けられている。第１柱１４ａと第２柱１４ｂとの間の第１梁１６ａの上に振動エネルギー吸収装置２６が配置されており、該振動エネルギー吸収装置は、その一端部が第２部材２４を介して第１部材２２に取り付けられ、その他端部が第１梁１６ａに取り付けられている。
【００１９】
図２に示すように、振動エネルギー吸収装置２６は液圧シリンダー２８からなる。液圧シリンダー２８は、油を収容する筒状の本体３０と、該本体の内部にこれと同軸的に配置され、本体３０からその外方へ伸びるロッド３２と、本体３０の内部にあってロッド３２に固定されたピストン（図示せず）とを有する。本体３０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３０は第１梁１６ａに取り付けられており、ロッド３２は第２部材２４に取り付けられている。これに代え、本体３０が第２部材２４に取り付けられ、ロッド３２が第１梁１６ａに取り付けられていてもよい。
【００２０】
建物１０は地震時又は強風時に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。このとき、第１柱１４ａは、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されているため、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから力を受ける。すなわち、建物１０の前記上端部が前記一方の側へ変位したとき、前記一方の側の第１柱１４ａ（図１における左側の第１柱１４ａ）は梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから圧縮力を受け、前記他方の側の第１柱１４ａ（図１における右側の第１柱１４ａ）は梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから引張力を受ける。また、建物１０の前記上端部が前記他方の側へ変位したとき、前記一方の側の第１柱１４ａは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから引張力を受け、前記他方の側の第１柱１４ａは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから圧縮力を受ける。このように第１柱１４ａは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受ける。これにより第１柱１４ａは全体に僅かに伸縮する。これに対して、第１部材２２は、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されておらず、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを受けることはない。これにより、第１部材２２は、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたときに全体に伸縮することはない。このように、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたとき、第１柱１４ａが全体に伸縮するのに対して、第１部材２２は、全体に伸縮することはない。このため、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けて伸縮することにより、第１柱１４ａは第１部材２２に対して上下方向に変位する。
【００２１】
なお、第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂの断面積及び断面二次モーメントが第３梁１６ｃ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１６ａ、第２梁１６ｂ及び第３梁１６ｃのうち主に第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂにより前記水平力を負担する。このため、第１柱１４ａは主に第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂから前記圧縮力と前記引張力とを受ける。第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂの断面積及び断面二次モーメントは、第３梁１６ｃ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３梁１６ｃの断面積及び断面二次モーメントと等しくてもよい。
【００２２】
第１柱１４ａが前記圧縮力を受けたとき（図３に、前記圧縮力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記圧縮力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに縮んで第１梁１６ａはその下方へ変位するが、第１部材２２は、前記圧縮力を受けないため、縮むことがなく、第２部材２４の高さは変わらない。このため、第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が、第１柱１４ａが前記圧縮力を受ける前における前記間隔と比べて長くなる。これに対して、第１柱１４ａが前記引張力を受けたとき（図４に、前記引張力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記引張力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに伸びて第１梁１６ａはその上方へ変位するが、第１部材２２は、前記引張力を受けないため、伸びることがなく、第２部材２４の高さは変わらない。このため、第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が、第１柱１４ａが前記引張力を受ける前における前記間隔と比べて短くなる。このように第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が変化する。
【００２３】
第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が変化することにより、液圧シリンダー２８が伸縮する。すなわち、液圧シリンダー２８は、第１柱１４ａが圧縮されて前記間隔が長くなったときに伸び、第１柱１４ａが引っ張られて前記間隔が短くなったときに縮む。液圧シリンダー２８が伸縮することにより、本体３０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、建物１０の振動が低減される。このように振動エネルギー吸収装置２６は、第１柱１４ａが地震時又は強風時に梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから力を受けて第１部材２２に対して動いたときに、地震時又は強風時に生じた前記振動エネルギーを吸収する。すなわち、振動エネルギー吸収装置２６は、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたときに、第１柱１４ａが全体に伸縮するのに対して、第１部材２２が全体に伸縮しないことを利用して、前記振動エネルギーを吸収する。
【００２４】
第１柱１４ａ、第２柱１４ｂ及び第１梁１６ａにより規定された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２６が第１梁１６ａの上に配置されている、すなわち前記領域の上方に存在するため、前記領域が振動エネルギー吸収装置２６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。
【００２５】
振動エネルギー吸収装置２６が第１梁１６ａの上に配置されているため、振動エネルギー吸収装置２６の維持管理作業を前記領域の上方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。
【００２６】
振動エネルギー吸収装置２６が第１梁１６ａの上に配置されている図２に示した例に代え、振動エネルギー吸収装置２６が第１柱１４ａの上に配置され、振動エネルギー吸収装置２６の前記他端部が第１柱１４ａに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２６の前記一端部が第２部材２４を介して第１部材２２に取り付けられている図２に示した例に代え、第１部材２２に第２部材２４が設けられておらず、振動エネルギー吸収装置２６の前記一端部が第２部材２４を介さずに直接第１部材２２に取り付けられていてもよい。振動エネルギー吸収装置２６は、液圧シリンダー２８のようなオイルダンパーからなる図２に示した例に代え、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。
【００２７】
図５に示すように、第１部材２２は、第１柱１４ａの水平断面で見て、該第１柱から間隔を置かれており、第１部材２２と第１柱１４ａとの間に粘性体３４が配置されている。粘性体３４は、油、アスファルト等からなる。第１柱１４ａが前記圧縮力と前記引張力とを繰り返し受けて伸縮したとき、第１柱１４ａが粘性体３４から粘性抵抗を受けて前記圧縮力と前記引張力とが弱められる。これにより建物１０の振動をより効果的に低減することができる。第１部材２２と第１柱１４ａとの間に粘性体３４が配置されている図５に示した例に代え、第１部材２２と第１柱１４ａとの間に粘性体３４が配置されていなくてもよい。
【００２８】
第１部材２２が第１柱１４ａから間隔を置かれている図５に示した例に代え、第１部材２２が第１柱１４ａから間隔を置かれていなくてもよい。すなわち第１部材２２が第１柱１４ａに接していてもよい。この場合、地震時又は強風時に第１柱１４ａが前記圧縮力と前記引張力とを受けたときに第１柱１４ａと第１部材２２との間に生じる摩擦抵抗が、第１柱１４ａが第１部材２２に対して伸縮するのを妨げない程度に小さい。建物１０は、前記摩擦抵抗が小さくなるようにするため、第１柱１４ａの内面及び第１部材２２の外面のそれぞれに鋼板（図示せず）が取り付けられ、第１柱１４ａの内面に取り付けられた鋼板が、第１部材２２の外面に取り付けられた鋼板に接しているものとすることができる。前記摩擦抵抗がさらに小さくなるようにするため、第１柱１４ａの内面に取り付けられた鋼板及び第１部材２２の外面に取り付けられた鋼板の少なくとも一方に潤滑のための油が塗布されていてもよい。
【００２９】
第１部材２２の下端部は第１柱１４ａの下端部に接合されている。第１部材２２の下端部は、図１に示した例では、第１柱１４ａの下端部に直接接合されているが、これに代え、第１柱１４ａの下端部にダンパー（図示せず）を介して接合されていてもよい。これにより、第１柱１４ａから第１部材２２に伝わる振動を低減することができ、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ができる。
【００３０】
中空部２０が第１柱１４ａの全部に設けられている図１に示した例に代え、図６に示す例では、中空部２０が第１柱１４ａの上端部のみに設けられており、第１柱１４ａの中間部及び下端部は中実である。このように、中空部２０が設けられている範囲は任意に変更することができる。
【００３１】
図７に示す例では、振動エネルギー吸収装置２６は、液圧シリンダー２８からなる図２に示した例に代え、第１梁１６ａに設けられた架台３６と、該架台に枢着され、一端部が第１部材２２に取り付けられたほぼ水平な棒状部材３８と、上端部が棒状部材３８の他端部に取り付けられ、下端部が第１梁１６ａに取り付けられた液圧シリンダー４０とからなる。棒状部材３８における架台３６に枢着されている部分から前記他端部までの距離４２は前記枢着されている部分から前記一端部までの距離４４より長い。棒状部材３８は、例えば、ピン４６により架台３６に取り付けられており、ピン４６を中心に回転可能である。
【００３２】
第１柱１４ａが前記圧縮力を受けたとき（図８に、前記圧縮力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記圧縮力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに縮んで第１梁１６ａがその下方へ変位することにより、架台３６がその下方へ僅かに変位して棒状部材３８がピン４６を中心に回転する。これにより、棒状部材３８の前記他端部がその下方へ変位し、液圧シリンダー４０が縮む。これに対して、第１柱１４ａが前記引張力を受けたとき（図９に、前記引張力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記引張力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに伸びて第１梁１６ａがその上方へ変位することにより、架台３６がその上方へ僅かに変位して棒状部材３８がピン４６を中心に回転する。これにより、棒状部材３８の前記他端部がその上方へ変位し、液圧シリンダー４０が伸びる。このようにして液圧シリンダー４０が伸縮することにより、前記振動エネルギーが消費される。
【００３３】
棒状部材３８における架台３６に枢着されている部分から前記他端部までの距離４２が前記枢着されている部分から前記一端部までの距離４４より長いため、棒状部材３８の前記他端部の上下方向の変位量を第１柱１４ａの伸縮量より大きくすることができる。これにより、液圧シリンダー４０の伸縮量をより大きくすることができ、前記振動エネルギーをより効果的に消費することができる。
【００３４】
振動エネルギー吸収装置２６は、第１柱１４ａ及び第１梁１６ａの上に配置されており、第１柱１４ａ、第２柱１４ｂ及び第１梁１６ａにより規定された前記領域の上方に存在する。このため、前記領域が振動エネルギー吸収装置２６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、振動エネルギー吸収装置２６の維持管理作業を前記領域の上方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い。
【００３５】
架台３６は、第１梁１６ａに設けられている図７に示した例に代え、第１柱１４ａの上に設けられていてもよい。この場合、液圧シリンダー４０が第１梁１６ａの上に配置され、液圧シリンダー４０の前記下端部が第１梁１６ａに取り付けられていてもよいし、液圧シリンダー４０が第１柱１４ａの上に配置され、液圧シリンダー４０の前記下端部が第１柱１４ａに取り付けられていてもよい。
【００３６】
図１０、１１に示す例では、建物１０は、中央部４８と、該中央部の周囲の周縁部５０とを有し、中央部４８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５２、５４と、周縁部５０に間隔を置いて設けられた複数の外柱５６、５８、６０とを有する。中央部４８は四角形の平面形状を有し、内柱５２、５４は、中央部４８の隅部に位置する４つの第１内柱５２と、互いに隣接する２つの第１内柱５２の間に位置する少なくとも１つの第２内柱５４とを含む。
【００３７】
周縁部５０は、中央部４８とほぼ等しい平面形状を有する。外柱５６、５８、６０は、それぞれが第１内柱５２を縦方向（図１０における上下方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱５６と、それぞれが第１内柱５２を横方向（図１０における左右方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱５８と、互いに隣接する２つの第１外柱５６の間、互いに隣接する２つの第２外柱５８の間及び互いに隣接する第１外柱５６と第２外柱５８との間のそれぞれに位置する複数の第３外柱６０とを含む。互いに隣接する２つの内柱５２、５４の間、前記縦方向に互いに隣接する第１内柱５２と第１外柱５６との間、前記横方向に互いに隣接する第１内柱５２と第２外柱５８との間及び互いに隣接する２つの外柱５６、５８、６０の間のそれぞれに、上下方向に間隔を置かれた複数の梁６２が設けられている。
【００３８】
第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれは、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部２０を有する。中空部２０に、該中空部から上方へ伸びる第１部材２２が配置されており、第１部材２２に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材２４が設けられている。第２外柱５８と第１内柱５２との間の梁６２のうちの最上方の梁６２の上及び第１外柱５６と第１内柱５２との間の梁６２のうちの最上方の梁６２の上のそれぞれに振動エネルギー吸収装置２６が配置されている。振動エネルギー吸収装置２６は、その一端部が第２部材２４を介して第１部材２２に取り付けられ、その他端部が最上方の梁６２に取り付けられている。
【００３９】
第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれが梁６２に接続されているのに対して、第１部材２２は梁６２に接続されていない。これにより、第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれが地震時又は強風時に梁６２から前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたとき、第１外柱５６及び第２外柱５８が全体に僅かに伸縮するのに対して、第１部材２２が全体に伸縮することはない。このため、第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれは、梁６２から前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けて全体に僅かに伸縮することにより、第１部材２２に対して動く。振動エネルギー吸収装置２６は液圧シリンダーからなり、該液圧シリンダーは、第１外柱５６又は第２外柱５８が第１部材２２に対して動くことによって伸縮する。これにより、振動エネルギー吸収装置２６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。
【００４０】
建物１０は、地震又は強風により、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２外柱５８と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上に配置された振動エネルギー吸収装置２６（図１１）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、第１外柱５６と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上に配置された振動エネルギー吸収装置（図示せず）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。建物１０が水平力を受けて曲げ変形したときにおける外柱５６、５８、６０の伸縮量は、内柱５２、５４の伸縮量より大きい。このため、振動エネルギー吸収装置２６が第１外柱５６又は第２外柱５８の伸縮により前記振動エネルギーを吸収することにより、建物１０の振動を効果的に低減することができる。
【００４１】
第１外柱５６、第１内柱５２及び第１外柱５６と第１内柱５２との間の最上方の梁６２により規定された領域及び第２外柱５８、第１内柱５２及び第２外柱５８と第１内柱５２との間の最上方の梁６２により規定された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２６が第１外柱５６と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上又は第２外柱５８と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上に配置されているため、前記領域が振動エネルギー吸収装置２６により狭められることはない。このため、前記領域を有効に利用することができる。また、振動エネルギー吸収装置２６の維持管理作業を前記領域の上方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】
【００４２】
【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、本発明の第１実施例に係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一端部が一方の側へ変位したときにおける、本発明の第１実施例に係る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一端部が他方の側へ変位したときにおける、本発明の第１実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図５】図２の線５における第１柱の水平断面図。
【図６】本発明の第２実施例に係る建物の正面図。
【図７】本発明の第３実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図８】建物が振動してその一端部が一方の側へ変位したときにおける、本発明の第３実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図９】建物が振動してその一端部が他方の側へ変位したときにおける、本発明の第３実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図１０】本発明の第４実施例に係る建物の水平断面図。
【図１１】図１０の線１１における建物の縦断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 建物
１４ａ 第１柱
１４ｂ 第２柱
１６ａ、１６ｂ 梁
２０ 中空部
２２ 第１部材
２４ 第２部材
２６ 振動エネルギー吸収装置
２８、４０ 液圧シリンダー
３４ 粘性体
３６ 架台
３８ 棒状部材
【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】
ところで、前記耐震壁、前記柱及び最上方の梁により規定された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するため、前記領域は前記振動エネルギー吸収装置により狭められ、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。
【０００６】
本発明の目的は、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】
【０００７】
本発明は、柱と、該柱から間隔を置かれた他の柱と、前記柱と前記他の柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁とを有する建物において、前記柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に振動エネルギー吸収装置が配置されている。これにより、前記柱、前記最上方の梁及び前記他の柱により規定された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上方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。
【０００８】
本発明に係る建物は、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部を有する第１柱と、該第１柱から間隔を置かれた第２柱と、前記第１柱と前記第２柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、前記第１柱の前記中空部に配置され、該中空部から上方へ伸びる第１部材と、記第１柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に配置され、一端部が前記第１部材に取り付けられ、他端部が前記第１柱又は前記最上方の梁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、前記第１柱が地震時又は強風時に前記梁から力を受けて前記第１部材に対して動いたときに、地震時又は強風時に生じた振動エネルギーを吸収する。
【０００９】
前記建物が地震時又は強風時に水平力を受けて振動することにより、前記第１柱は前記梁から圧縮力と引張力とを交互に受けて僅かに伸縮する。これにより、前記第１柱は前記第１部材に対して相対的に動く。このとき、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。
【００１０】
ところで、前記第１柱、前記最上方の梁及び前記第２柱により規定された領域は住居や事務所として利用される。前記振動エネルギー吸収装置が前記第１柱及び前記最上方の梁の少なくとも一方の上に配置されているため、前記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上方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い。このため、前記維持管理作業を効率的に行うことができる。
【００１１】
前記建物は、前記第１部材が、前記第１柱の水平断面で見て、該第１柱から間隔を置かれ、前記第１部材と前記第１柱との間に粘性体が配置されているものとすることができる。前記第１柱が前記第１部材に対して動いたとき、前記第１柱が前記粘性体から粘性抵抗を受けて前記圧縮力及び前記引張力が弱められる。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。
【００１２】
前記建物は、前記中空部が前記第１柱の上端部のみに設けられたものとすることができる。また、前記建物は、前記第１部材に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材が設けられ、前記振動エネルギー吸収装置の前記一端部が前記第２部材を介して前記第１部材に取り付けられているものとすることができる。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ものとすることができる。
【００１３】
前記振動エネルギー吸収装置は、前記第１柱又は前記最上方の梁に設けられた架台と、該架台に枢着され、一端部が前記第１部材に取り付けられたほぼ水平な棒状部材と、上端部が前記棒状部材の他端部に取り付けられ、下端部が前記第１柱又は前記最上方の梁に取り付けられた液圧シリンダーとからなるものとすることができる。前記棒状部材における前記架台に枢着されている部分から前記他端部までの距離は前記枢着されている部分から前記一端部までの距離より長い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記振動エネルギー吸収装置が前記第１柱及び前記最上方の梁の少なくとも一方の上に配置されているため、前記第１柱、前記最上方の梁及び前記第２柱により規定された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上方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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、互い隣接する２つの柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃの間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃとを含む。柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、最も外側に位置する柱（第１柱）１４ａと、該柱に隣接する他の柱（第２柱）１４ｂとを含む。
【００１６】
梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、最も上方に位置する第１梁（最上方の梁）１６ａと、該第１梁の下方にあって上下方向に間隔を置かれた複数の第２梁１６ｂと、第１梁１６ａと第２梁１６ｂとの間及び互いに隣接する２つの第２梁１６ｂの間のそれぞれに位置する少なくとも１つの第３梁１６ｃとを含む。第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂのそれぞれは第３梁１６ｃより断面積及び断面二次モーメントが大きい。各柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されている。柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃのそれぞれは鉄筋コンクリートからなる。
【００１７】
各柱１４ａ、１４ｂ、１４ｃは免震装置１８により基礎１２の上に支持されている。免震装置１８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１８は、地震時に基礎１２から建物１０へ伝わる振動を低減する。
【００１８】
第１柱１４ａは、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部２０を有する。第１柱１４ａの中空部２０に、該中空部から上方へ伸びる第１部材２２が配置されており、第１部材２２に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材２４が設けられている。第１柱１４ａと第２柱１４ｂとの間の第１梁１６ａの上に振動エネルギー吸収装置２６が配置されており、該振動エネルギー吸収装置は、その一端部が第２部材２４を介して第１部材２２に取り付けられ、その他端部が第１梁１６ａに取り付けられている。
【００１９】
図２に示すように、振動エネルギー吸収装置２６は液圧シリンダー２８からなる。液圧シリンダー２８は、油を収容する筒状の本体３０と、該本体の内部にこれと同軸的に配置され、本体３０からその外方へ伸びるロッド３２と、本体３０の内部にあってロッド３２に固定されたピストン（図示せず）とを有する。本体３０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３０は第１梁１６ａに取り付けられており、ロッド３２は第２部材２４に取り付けられている。これに代え、本体３０が第２部材２４に取り付けられ、ロッド３２が第１梁１６ａに取り付けられていてもよい。
【００２０】
建物１０は地震時又は強風時に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。このとき、第１柱１４ａは、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されているため、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから力を受ける。すなわち、建物１０の前記上端部が前記一方の側へ変位したとき、前記一方の側の第１柱１４ａ（図１における左側の第１柱１４ａ）は梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから圧縮力を受け、前記他方の側の第１柱１４ａ（図１における右側の第１柱１４ａ）は梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから引張力を受ける。また、建物１０の前記上端部が前記他方の側へ変位したとき、前記一方の側の第１柱１４ａは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから引張力を受け、前記他方の側の第１柱１４ａは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから圧縮力を受ける。このように第１柱１４ａは梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受ける。これにより第１柱１４ａは全体に僅かに伸縮する。これに対して、第１部材２２は、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃに接続されておらず、梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを受けることはない。これにより、第１部材２２は、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたときに全体に伸縮することはない。このように、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたとき、第１柱１４ａが全体に伸縮するのに対して、第１部材２２は、全体に伸縮することはない。このため、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けて伸縮することにより、第１柱１４ａは第１部材２２に対して上下方向に変位する。
【００２１】
なお、第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂの断面積及び断面二次モーメントが第３梁１６ｃ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１６ａ、第２梁１６ｂ及び第３梁１６ｃのうち主に第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂにより前記水平力を負担する。このため、第１柱１４ａは主に第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂから前記圧縮力と前記引張力とを受ける。第１梁１６ａ及び第２梁１６ｂの断面積及び断面二次モーメントは、第３梁１６ｃ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３梁１６ｃの断面積及び断面二次モーメントと等しくてもよい。
【００２２】
第１柱１４ａが前記圧縮力を受けたとき（図３に、前記圧縮力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記圧縮力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに縮んで第１梁１６ａはその下方へ変位するが、第１部材２２は、前記圧縮力を受けないため、縮むことがなく、第２部材２４の高さは変わらない。このため、第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が、第１柱１４ａが前記圧縮力を受ける前における前記間隔と比べて長くなる。これに対して、第１柱１４ａが前記引張力を受けたとき（図４に、前記引張力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記引張力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに伸びて第１梁１６ａはその上方へ変位するが、第１部材２２は、前記引張力を受けないため、伸びることがなく、第２部材２４の高さは変わらない。このため、第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が、第１柱１４ａが前記引張力を受ける前における前記間隔と比べて短くなる。このように第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が変化する。
【００２３】
第１梁１６ａと第２部材２４との間の間隔が変化することにより、液圧シリンダー２８が伸縮する。すなわち、液圧シリンダー２８は、第１柱１４ａが圧縮されて前記間隔が長くなったときに伸び、第１柱１４ａが引っ張られて前記間隔が短くなったときに縮む。液圧シリンダー２８が伸縮することにより、本体３０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、建物１０の振動が低減される。このように振動エネルギー吸収装置２６は、第１柱１４ａが地震時又は強風時に梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから力を受けて第１部材２２に対して動いたときに、地震時又は強風時に生じた前記振動エネルギーを吸収する。すなわち、振動エネルギー吸収装置２６は、第１柱１４ａが梁１６ａ、１６ｂ、１６ｃから前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたときに、第１柱１４ａが全体に伸縮するのに対して、第１部材２２が全体に伸縮しないことを利用して、前記振動エネルギーを吸収する。
【００２４】
第１柱１４ａ、第２柱１４ｂ及び第１梁１６ａにより規定された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２６が第１梁１６ａの上に配置されている、すなわち前記領域の上方に存在するため、前記領域が振動エネルギー吸収装置２６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。
【００２５】
振動エネルギー吸収装置２６が第１梁１６ａの上に配置されているため、振動エネルギー吸収装置２６の維持管理作業を前記領域の上方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。
【００２６】
振動エネルギー吸収装置２６が第１梁１６ａの上に配置されている図２に示した例に代え、振動エネルギー吸収装置２６が第１柱１４ａの上に配置され、振動エネルギー吸収装置２６の前記他端部が第１柱１４ａに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２６の前記一端部が第２部材２４を介して第１部材２２に取り付けられている図２に示した例に代え、第１部材２２に第２部材２４が設けられておらず、振動エネルギー吸収装置２６の前記一端部が第２部材２４を介さずに直接第１部材２２に取り付けられていてもよい。振動エネルギー吸収装置２６は、液圧シリンダー２８のようなオイルダンパーからなる図２に示した例に代え、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。
【００２７】
図５に示すように、第１部材２２は、第１柱１４ａの水平断面で見て、該第１柱から間隔を置かれており、第１部材２２と第１柱１４ａとの間に粘性体３４が配置されている。粘性体３４は、油、アスファルト等からなる。第１柱１４ａが前記圧縮力と前記引張力とを繰り返し受けて伸縮したとき、第１柱１４ａが粘性体３４から粘性抵抗を受けて前記圧縮力と前記引張力とが弱められる。これにより建物１０の振動をより効果的に低減することができる。第１部材２２と第１柱１４ａとの間に粘性体３４が配置されている図５に示した例に代え、第１部材２２と第１柱１４ａとの間に粘性体３４が配置されていなくてもよい。
【００２８】
第１部材２２が第１柱１４ａから間隔を置かれている図５に示した例に代え、第１部材２２が第１柱１４ａから間隔を置かれていなくてもよい。すなわち第１部材２２が第１柱１４ａに接していてもよい。この場合、地震時又は強風時に第１柱１４ａが前記圧縮力と前記引張力とを受けたときに第１柱１４ａと第１部材２２との間に生じる摩擦抵抗が、第１柱１４ａが第１部材２２に対して伸縮するのを妨げない程度に小さい。建物１０は、前記摩擦抵抗が小さくなるようにするため、第１柱１４ａの内面及び第１部材２２の外面のそれぞれに鋼板（図示せず）が取り付けられ、第１柱１４ａの内面に取り付けられた鋼板が、第１部材２２の外面に取り付けられた鋼板に接しているものとすることができる。前記摩擦抵抗がさらに小さくなるようにするため、第１柱１４ａの内面に取り付けられた鋼板及び第１部材２２の外面に取り付けられた鋼板の少なくとも一方に潤滑のための油が塗布されていてもよい。
【００２９】
第１部材２２の下端部は第１柱１４ａの下端部に接合されている。第１部材２２の下端部は、図１に示した例では、第１柱１４ａの下端部に直接接合されているが、これに代え、第１柱１４ａの下端部にダンパー（図示せず）を介して接合されていてもよい。これにより、第１柱１４ａから第１部材２２に伝わる振動を低減することができ、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ができる。
【００３０】
中空部２０が第１柱１４ａの全部に設けられている図１に示した例に代え、図６に示す例では、中空部２０が第１柱１４ａの上端部のみに設けられており、第１柱１４ａの中間部及び下端部は中実である。このように、中空部２０が設けられている範囲は任意に変更することができる。
【００３１】
図７に示す例では、振動エネルギー吸収装置２６は、液圧シリンダー２８からなる図２に示した例に代え、第１梁１６ａに設けられた架台３６と、該架台に枢着され、一端部が第１部材２２に取り付けられたほぼ水平な棒状部材３８と、上端部が棒状部材３８の他端部に取り付けられ、下端部が第１梁１６ａに取り付けられた液圧シリンダー４０とからなる。棒状部材３８における架台３６に枢着されている部分から前記他端部までの距離４２は前記枢着されている部分から前記一端部までの距離４４より長い。棒状部材３８は、例えば、ピン４６により架台３６に取り付けられており、ピン４６を中心に回転可能である。
【００３２】
第１柱１４ａが前記圧縮力を受けたとき（図８に、前記圧縮力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記圧縮力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに縮んで第１梁１６ａがその下方へ変位することにより、架台３６がその下方へ僅かに変位して棒状部材３８がピン４６を中心に回転する。これにより、棒状部材３８の前記他端部がその下方へ変位し、液圧シリンダー４０が縮む。これに対して、第１柱１４ａが前記引張力を受けたとき（図９に、前記引張力を受ける前の第１柱１４ａを破線で示し、前記引張力を受けた後の第１柱１４ａを実線で示す。）、第１柱１４ａが僅かに伸びて第１梁１６ａがその上方へ変位することにより、架台３６がその上方へ僅かに変位して棒状部材３８がピン４６を中心に回転する。これにより、棒状部材３８の前記他端部がその上方へ変位し、液圧シリンダー４０が伸びる。このようにして液圧シリンダー４０が伸縮することにより、前記振動エネルギーが消費される。
【００３３】
棒状部材３８における架台３６に枢着されている部分から前記他端部までの距離４２が前記枢着されている部分から前記一端部までの距離４４より長いため、棒状部材３８の前記他端部の上下方向の変位量を第１柱１４ａの伸縮量より大きくすることができる。これにより、液圧シリンダー４０の伸縮量をより大きくすることができ、前記振動エネルギーをより効果的に消費することができる。
【００３４】
振動エネルギー吸収装置２６は、第１柱１４ａ及び第１梁１６ａの上に配置されており、第１柱１４ａ、第２柱１４ｂ及び第１梁１６ａにより規定された前記領域の上方に存在する。このため、前記領域が振動エネルギー吸収装置２６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、振動エネルギー吸収装置２６の維持管理作業を前記領域の上方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い。
【００３５】
架台３６は、第１梁１６ａに設けられている図７に示した例に代え、第１柱１４ａの上に設けられていてもよい。この場合、液圧シリンダー４０が第１梁１６ａの上に配置され、液圧シリンダー４０の前記下端部が第１梁１６ａに取り付けられていてもよいし、液圧シリンダー４０が第１柱１４ａの上に配置され、液圧シリンダー４０の前記下端部が第１柱１４ａに取り付けられていてもよい。
【００３６】
図１０、１１に示す例では、建物１０は、中央部４８と、該中央部の周囲の周縁部５０とを有し、中央部４８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５２、５４と、周縁部５０に間隔を置いて設けられた複数の外柱５６、５８、６０とを有する。中央部４８は四角形の平面形状を有し、内柱５２、５４は、中央部４８の隅部に位置する４つの第１内柱５２と、互いに隣接する２つの第１内柱５２の間に位置する少なくとも１つの第２内柱５４とを含む。
【００３７】
周縁部５０は、中央部４８とほぼ等しい平面形状を有する。外柱５６、５８、６０は、それぞれが第１内柱５２を縦方向（図１０における上下方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第１外柱５６と、それぞれが第１内柱５２を横方向（図１０における左右方向）に結ぶ直線上に位置する複数の第２外柱５８と、互いに隣接する２つの第１外柱５６の間、互いに隣接する２つの第２外柱５８の間及び互いに隣接する第１外柱５６と第２外柱５８との間のそれぞれに位置する複数の第３外柱６０とを含む。互いに隣接する２つの内柱５２、５４の間、前記縦方向に互いに隣接する第１内柱５２と第１外柱５６との間、前記横方向に互いに隣接する第１内柱５２と第２外柱５８との間及び互いに隣接する２つの外柱５６、５８、６０の間のそれぞれに、上下方向に間隔を置かれた複数の梁６２が設けられている。
【００３８】
第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれは、上方に開放された、上下方向に伸びる中空部２０を有する。中空部２０に、該中空部から上方へ伸びる第１部材２２が配置されており、第１部材２２に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材２４が設けられている。第２外柱５８と第１内柱５２との間の梁６２のうちの最上方の梁６２の上及び第１外柱５６と第１内柱５２との間の梁６２のうちの最上方の梁６２の上のそれぞれに振動エネルギー吸収装置２６が配置されている。振動エネルギー吸収装置２６は、その一端部が第２部材２４を介して第１部材２２に取り付けられ、その他端部が最上方の梁６２に取り付けられている。
【００３９】
第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれが梁６２に接続されているのに対して、第１部材２２は梁６２に接続されていない。これにより、第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれが地震時又は強風時に梁６２から前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けたとき、第１外柱５６及び第２外柱５８が全体に僅かに伸縮するのに対して、第１部材２２が全体に伸縮することはない。このため、第１外柱５６及び第２外柱５８のそれぞれは、梁６２から前記圧縮力と前記引張力とを交互に受けて全体に僅かに伸縮することにより、第１部材２２に対して動く。振動エネルギー吸収装置２６は液圧シリンダーからなり、該液圧シリンダーは、第１外柱５６又は第２外柱５８が第１部材２２に対して動くことによって伸縮する。これにより、振動エネルギー吸収装置２６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。
【００４０】
建物１０は、地震又は強風により、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２外柱５８と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上に配置された振動エネルギー吸収装置２６（図１１）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、第１外柱５６と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上に配置された振動エネルギー吸収装置（図示せず）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。建物１０が水平力を受けて曲げ変形したときにおける外柱５６、５８、６０の伸縮量は、内柱５２、５４の伸縮量より大きい。このため、振動エネルギー吸収装置２６が第１外柱５６又は第２外柱５８の伸縮により前記振動エネルギーを吸収することにより、建物１０の振動を効果的に低減することができる。
【００４１】
第１外柱５６、第１内柱５２及び第１外柱５６と第１内柱５２との間の最上方の梁６２により規定された領域及び第２外柱５８、第１内柱５２及び第２外柱５８と第１内柱５２との間の最上方の梁６２により規定された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２６が第１外柱５６と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上又は第２外柱５８と第１内柱５２との間の最上方の梁６２の上に配置されているため、前記領域が振動エネルギー吸収装置２６により狭められることはない。このため、前記領域を有効に利用することができる。また、振動エネルギー吸収装置２６の維持管理作業を前記領域の上方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】
【００４２】
【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、本発明の第１実施例に係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一端部が一方の側へ変位したときにおける、本発明の第１実施例に係る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一端部が他方の側へ変位したときにおける、本発明の第１実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図５】図２の線５における第１柱の水平断面図。
【図６】本発明の第２実施例に係る建物の正面図。
【図７】本発明の第３実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図８】建物が振動してその一端部が一方の側へ変位したときにおける、本発明の第３実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図９】建物が振動してその一端部が他方の側へ変位したときにおける、本発明の第３実施例に係る振動エネルギー吸収装置の拡大図。
【図１０】本発明の第４実施例に係る建物の水平断面図。
【図１１】図１０の線１１における建物の縦断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 建物
１４ａ 第１柱
１４ｂ 第２柱
１６ａ、１６ｂ 梁
２０ 中空部
２２ 第１部材
２４ 第２部材
２６ 振動エネルギー吸収装置
２８、４０ 液圧シリンダー
３４ 粘性体
３６ 架台
３８ 棒状部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開放された、上下方向に伸びる中空部を有する第１柱と、
前記第１柱から間隔を置かれた第２柱と、
前記第１柱と前記第２柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、
前記第１柱の前記中空部に配置され、該中空部から上方へ伸びる第１部材と、
前記第１柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に配置され、一端部が前記第１部材に取り付けられ、他端部が前記第１柱又は前記最上方の梁に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含み、
前記振動エネルギー吸収装置は、前記第１柱が地震時又は強風時に前記梁から力を受けて前記第１部材に対して動いたときに、地震時又は強風時に生じた振動エネルギーを吸収する、建物。
【請求項２】
前記第１部材は、前記第１柱の水平断面で見て、該第１柱から間隔を置かれており、前記第１部材と前記第１柱との間に粘性体が配置されている、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記中空部は前記第１柱の上端部のみに設けられている、請求項１に記載の建物。
【請求項４】
前記第１部材に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材が設けられており、前記振動エネルギー吸収装置の前記一端部は前記第２部材を介して前記第１部材に取り付けられている、請求項１に記載の建物。
【請求項５】
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、請求項１に記載の建物。
【請求項６】
前記振動エネルギー吸収装置は、前記第１柱又は前記最上方の梁に設けられた架台と、該架台に枢着され、一端部が前記第１部材に取り付けられたほぼ水平な棒状部材と、上端部が前記棒状部材の他端部に取り付けられ、下端部が前記第１柱又は前記最上方の梁に取り付けられた液圧シリンダーとからなる、請求項１に記載の建物。
【請求項７】
前記棒状部材における前記架台に枢着されている部分から前記他端部までの距離は前記枢着されている部分から前記一端部までの距離より長い、請求項６に記載の建物。
【請求項１】
上方に開放された、上下方向に伸びる中空部を有する第１柱と、
前記第１柱から間隔を置かれた第２柱と、
前記第１柱と前記第２柱との間に上下方向に間隔を置いて設けられた複数の梁と、
前記第１柱の前記中空部に配置され、該中空部から上方へ伸びる第１部材と、
前記第１柱及び最上方の梁の少なくとも一方の上に配置され、一端部が前記第１部材に取り付けられ、他端部が前記第１柱又は前記最上方の梁に取り付けられた振動エネルギー吸収装置とを含み、
前記振動エネルギー吸収装置は、前記第１柱が地震時又は強風時に前記梁から力を受けて前記第１部材に対して動いたときに、地震時又は強風時に生じた振動エネルギーを吸収する、建物。
【請求項２】
前記第１部材は、前記第１柱の水平断面で見て、該第１柱から間隔を置かれており、前記第１部材と前記第１柱との間に粘性体が配置されている、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記中空部は前記第１柱の上端部のみに設けられている、請求項１に記載の建物。
【請求項４】
前記第１部材に、該第１部材から水平方向に伸びる第２部材が設けられており、前記振動エネルギー吸収装置の前記一端部は前記第２部材を介して前記第１部材に取り付けられている、請求項１に記載の建物。
【請求項５】
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、請求項１に記載の建物。
【請求項６】
前記振動エネルギー吸収装置は、前記第１柱又は前記最上方の梁に設けられた架台と、該架台に枢着され、一端部が前記第１部材に取り付けられたほぼ水平な棒状部材と、上端部が前記棒状部材の他端部に取り付けられ、下端部が前記第１柱又は前記最上方の梁に取り付けられた液圧シリンダーとからなる、請求項１に記載の建物。
【請求項７】
前記棒状部材における前記架台に枢着されている部分から前記他端部までの距離は前記枢着されている部分から前記一端部までの距離より長い、請求項６に記載の建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１６７００（Ｐ２０１０−１１６７００Ａ）
【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２００８−２８９９６０（Ｐ２００８−２８９９６０）
【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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