JP2011117142A - Vibration control structure of building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築物の制振構造に関するものである。 The present invention relates to a vibration control structure for a building.
複数の建物ユニットからなるユニット式建物において、建物の設計自由度を高める等の目的から複数の建物ユニットを離し置きにする構成や２以上の建物ユニットからなる建物ユニット群を離し置きにする構成が検討されている。かかる構成では、建物ユニットや建物ユニット群に挟まれた部位には建物ユニットが存在しないため、当該部位を設計自由度の高い空間として用いることが可能となる。例えば、複数の建物ユニットや建物ユニット群を所定の間隔を設けて配置し、その間に中庭や大きな吹抜け空間を設ける設計プランが可能となる。 In a unit type building consisting of a plurality of building units, there is a configuration in which a plurality of building units are separated for the purpose of increasing the degree of design freedom of the building or a configuration in which a group of building units consisting of two or more building units is separated. It is being considered. In such a configuration, since there is no building unit in a part sandwiched between building units or a group of building units, the part can be used as a space with a high degree of design freedom. For example, a design plan is possible in which a plurality of building units and a group of building units are arranged at a predetermined interval, and a courtyard or a large atrium space is provided between them.
また、こうして２つの建物ユニットを離し置きする構成に適用される制振技術として、例えば特許文献１の制振構造が知られている。特許文献１の制振構造では、建物ユニットが間隔を設けて配置され、その間隔を設けた部分に制振装置が架設されている。より具体的には、前記間隔を設けた部分において隣り合う建物ユニットの柱間には、制振装置として油圧ダンパ、摩擦ダンパ、粘弾性ダンパ、又はこれらを複合したダンパが斜めとなる向きに設けられている。 Further, as a vibration damping technique applied to a configuration in which two building units are separated from each other, for example, a vibration damping structure of Patent Document 1 is known. In the vibration damping structure of Patent Document 1, building units are arranged at intervals, and a vibration damping device is installed at a portion where the intervals are provided. More specifically, a hydraulic damper, a friction damper, a viscoelastic damper, or a damper that combines these is provided in an oblique direction between the pillars of adjacent building units in the space provided as the vibration control device. It has been.
ところで、上記のように複数の建物ユニットや建物ユニット群を離し置きする場合、地震時や強風時にそれら建物ユニットや建物ユニット群が各々異なる応答を示し、その結果として建物ユニットや建物ユニット群に挟まれた中間部分で破損等が発生する可能性があると考えられる。こうした問題は、上述した特許文献１の制振構造を採用したとしても生じると考えられる。 By the way, when a plurality of building units or building unit groups are placed apart as described above, the building units or building unit groups exhibit different responses during an earthquake or strong wind, and as a result, are sandwiched between building units or building unit groups. It is considered that there is a possibility that damage or the like may occur in the intermediate part. Such a problem is considered to occur even if the vibration control structure of Patent Document 1 described above is adopted.
本発明は、建物ユニット又はユニット式建物からなる複数のユニット建造部が離し置きされ、それらユニット建造部の間に中間建造部が設けられた建築物において、地震時等における中間建造部の破損を好適に抑制することができる制振構造を提供することを主たる目的とするものである。 In the present invention, in a building in which a plurality of unit building parts composed of building units or unit type buildings are separated and an intermediate building part is provided between the unit building parts, damage to the intermediate building part during an earthquake or the like is prevented. The main object is to provide a damping structure that can be suitably suppressed.
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて作用、効果等を示しつつ説明する。 Hereinafter, means and the like effective for solving the above-described problems will be described while showing functions and effects as necessary.
第１の発明では、建物ユニット又はユニット式建物からなる複数のユニット建造部が離し置きされ、それらユニット建造部に跨る状態で、ユニット構造とは異なる構造の中間建造部が設けられた建築物に適用され、該建築物の振動を抑制する建築物の制振構造において、前記複数のユニット建造部に生じる振動を同調させる同調化手段を備えている。 In the first invention, in a building in which a plurality of unit building parts composed of building units or unit-type buildings are separated, and an intermediate building part having a structure different from the unit structure is provided across the unit building parts. The building damping structure that is applied and suppresses the vibration of the building is provided with a tuning unit that synchronizes the vibration generated in the plurality of unit building portions.
複数のユニット建造部が離し置きされた建築物では、各ユニット建造部で振動特性が相違していることがあり、かかる場合には、地震や強風等の外乱発生時に、各ユニット建造部に独自の振動（応答）が発生することに起因してユニット建造部の間の中間建造部に破損が生じることが懸念される。具体的には、中間建造部に圧縮や引張の応力が作用することで中間建造部の破損が生じる。この点、本発明では、各ユニット建造部に生じる振動が同調化手段により同調されるため、中間建造部に作用する圧縮や引張の応力を軽減できる。その結果、複数のユニット建造部とその間の中間建造部とを有する建築物において好適なる振動減衰効果を得ることができ、地震時等における中間建造部の破損を抑制することができる。 In buildings where multiple unit building parts are separated, vibration characteristics may be different in each unit building part. In such a case, each unit building part will have its own characteristics when a disturbance such as an earthquake or strong wind occurs. There is a concern that the intermediate construction portion between the unit construction portions may be damaged due to the occurrence of vibration (response). Specifically, the intermediate building portion is damaged by compressive or tensile stress acting on the intermediate building portion. In this regard, in the present invention, since the vibration generated in each unit building portion is tuned by the tuning means, the compressive and tensile stress acting on the intermediate building portion can be reduced. As a result, it is possible to obtain a suitable vibration damping effect in a building having a plurality of unit building parts and an intermediate building part therebetween, and to prevent damage to the intermediate building part during an earthquake or the like.
第２の発明では、前記複数のユニット建造部には、前記同調化手段として当該ユニット建造部の振動を吸収する制振装置がそれぞれ設けられている。 In the second invention, each of the plurality of unit building parts is provided with a vibration damping device that absorbs vibration of the unit building part as the synchronizing means.
各ユニット建造部に制振装置が設けられていることで、各ユニット建造部において発生する振動そのものを弱めることができる。また、減衰特性が異なる制振装置をそれぞれ設けることで、各ユニット建造部で振動特性が異なっていてもその振動特性の合わせ込みが可能となる。この場合、各ユニット建造部に振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を生じさせることができる。これにより、地震等の発生時において各ユニット建造部での振動を吸収しつつ、振動の同調化を図ることができる。したがって、一層好適な振動減衰効果を得ることができる。 Since the vibration control device is provided in each unit building part, vibration itself generated in each unit building part can be weakened. In addition, by providing vibration control devices having different damping characteristics, it is possible to match the vibration characteristics even if the vibration characteristics are different in each unit building part. In this case, predetermined in-phase vibrations having the same period and phase of vibration can be generated in each unit building part. Thereby, at the time of the occurrence of an earthquake or the like, it is possible to achieve vibration synchronization while absorbing vibration at each unit building. Therefore, a more preferable vibration damping effect can be obtained.
第３の発明では、前記制振装置として、前記複数のユニット建造部の各々の固有振動特性に応じて減衰特性が付与された減衰ダンパが設けられている。 In the third invention, a damping damper to which a damping characteristic is given according to the natural vibration characteristic of each of the plurality of unit building parts is provided as the vibration damping device.
各ユニット建造部では、それぞれの固有振動特性が相違するために互いに異なる振動が発生すると考えられる。これに対し、各々の固有振動特性に応じて減衰特性が付与された減衰ダンパが各ユニット建造部に設けられることにより、各ユニット建造部での振動の同調化を好適に実現できる。 In each unit building section, it is considered that different vibrations occur due to different natural vibration characteristics. On the other hand, the vibration damper in each unit construction part can be suitably realized by providing each unit construction part with the damping damper provided with the damping characteristic according to each natural vibration characteristic.
制振装置としての減衰ダンパは、複数のユニット建造部の総重量、剛性の少なくともいずれかの違いに応じて個別に減衰特性が定められたものであるとよい。具体的には、例えば総重量が大小異なる多層階構造の２つのユニット建造部において、総重量が大きいユニット建造部の方が固有周期が長くなる場合があると考えられる。この点を考慮し、総重量が大きいユニット建造部の振動周期を短くするように減衰ダンパの減衰特性を設定するとよい。また、剛性が高低異なる２つのユニット建造部において、剛性が低いユニット建造部の方が固有周期が長くなる場合があると考えられる。この点を考慮し、剛性が低いユニット建造部の振動周期を短くするように減衰ダンパの減衰特性を設定するとよい。 The damping damper as the vibration damping device may have a damping characteristic that is individually determined according to at least one of a difference in total weight and rigidity of the plurality of unit building parts. Specifically, for example, in two unit building parts having a multi-story structure with different total weights, it is considered that the unit building part with a larger total weight may have a longer natural period. Considering this point, it is preferable to set the damping characteristic of the damping damper so as to shorten the vibration period of the unit building portion having a large total weight. In addition, in two unit building parts having different rigidity, it is considered that the unit building part having a lower rigidity may have a longer natural period. Considering this point, it is preferable to set the damping characteristic of the damping damper so as to shorten the vibration period of the unit building portion having low rigidity.
第４の発明では、前記複数のユニット建造部には、異なる数の前記制振装置が設置されている。この場合、ユニット建造部ごとに制振装置の設置個数を変えることによって、各ユニット建造部の振動特性を変えることができ、各ユニット建造部での振動の同調化が可能となる。例えば、総重量が大きいユニット建造部、又は剛性が高いユニット建造部について、制振装置の設置個数を多くするとよい。 In the fourth invention, different numbers of the vibration control devices are installed in the plurality of unit building sections. In this case, the vibration characteristics of each unit building part can be changed by changing the number of installed damping devices for each unit building part, and the vibrations in each unit building part can be synchronized. For example, the number of installed damping devices may be increased for a unit building part having a large total weight or a unit building part having a high rigidity.
第５の発明では、前記制振装置は、減衰特性を可変とする機能を有するものとしている。この場合、制振装置の減衰特性を調整することで、各ユニット建造部での振動の同調化を確実に行うことができる。また、経年変化で各ユニット建造部の振動特性が変化したり、家具や電気器具等の設備変更により各ユニット建造部の総重量が増減して振動特性が変化したりしても、減衰特性の調整により、各ユニット建造部における振動の同調状態を維持することができる。 In a fifth aspect of the invention, the vibration damping device has a function of making the damping characteristic variable. In this case, by adjusting the damping characteristics of the vibration damping device, it is possible to reliably perform vibration synchronization in each unit building portion. In addition, even if the vibration characteristics of each unit building section change due to secular change, or the total weight of each unit building section increases or decreases due to changes in equipment such as furniture or electrical equipment, the vibration characteristics change. By adjusting, it is possible to maintain the synchronized state of vibration in each unit building.
制振装置の減衰特性を調整する構成としては、例えば、制振装置に含まれる減衰ダンパの減衰特性を変更することが考えられる。具体的には、粘性体ダンパの場合、シリンダ内に形成された流体室に充填されている粘性流体の流動を調整することで減衰特性を変更する。このとき、流体室内の粘性流体の量を調整したり、流体室の容積を変更したり、又は流体室に通じるオリフィスの径を変更したりして減衰特性を変更する。 As a configuration for adjusting the damping characteristic of the damping device, for example, it is conceivable to change the damping characteristic of the damping damper included in the damping device. Specifically, in the case of a viscous damper, the damping characteristic is changed by adjusting the flow of a viscous fluid filled in a fluid chamber formed in the cylinder. At this time, the damping characteristic is changed by adjusting the amount of the viscous fluid in the fluid chamber, changing the volume of the fluid chamber, or changing the diameter of the orifice leading to the fluid chamber.
第６の発明では、前記複数のユニット建造部に生じる振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段により検出された各ユニット建造部の振動に基づいて、前記制振装置による振動の減衰特性を調整する減衰特性調整手段と、を備える。 In a sixth aspect of the present invention, vibration detection means for detecting vibrations generated in the plurality of unit building parts, and vibration damping characteristics by the vibration damping device based on the vibrations of the unit building parts detected by the vibration detection means. And an attenuation characteristic adjusting means for adjusting.
この場合、ユニット建造部での実際の振動に基づいて制振装置による振動の減衰特性が可変調整されるため、振動発生後において各ユニット建造部で振動特性が一致していない状態にあっても、その不一致が分かった時点で各ユニット建造部の振動特性を合わせ込むことができる。 In this case, since the vibration damping characteristics by the vibration control device are variably adjusted based on the actual vibration in the unit building part, even if the vibration characteristics do not match in each unit building part after the occurrence of vibration, When the discrepancy is found, the vibration characteristics of each unit building part can be adjusted.
第７の発明では、前記複数のユニット建造部にはそれぞれ加速度センサが設置されており、前記振動検出手段は、前記加速度センサの検出結果に基づいて各ユニット建造部に生じる振動加速度を検出し、前記減衰特性調整手段は、前記振動検出手段により検出した振動加速度に基づいて、振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を各ユニット建造部に生じさせるべく、前記制振装置による振動の減衰特性を調整する。 In the seventh invention, an acceleration sensor is installed in each of the plurality of unit building parts, and the vibration detecting means detects vibration acceleration generated in each unit building part based on a detection result of the acceleration sensor, The damping characteristic adjusting unit is configured to generate vibrations by the vibration damping device so as to cause each unit building portion to generate predetermined in-phase vibrations having the same vibration period and phase based on the vibration acceleration detected by the vibration detecting unit. Adjust the attenuation characteristics.
上記構成では、地震等の発生時において各ユニット建造部に発生する振動加速度を逐次把握でき、実際の振動に基づいて制振装置の減衰特性を可変調整する上で好適なる構成を実現できる。 With the above configuration, it is possible to sequentially grasp the vibration acceleration generated in each unit building when an earthquake or the like occurs, and it is possible to realize a configuration suitable for variably adjusting the damping characteristic of the vibration damping device based on actual vibration.
また、減衰特性調整手段は、振動の周期及び位相に加え、振幅も同じになる所定の同位相振動を各ユニット建造部に生じさせるべく、制振装置による振動の減衰特性を調整するとよい。 The damping characteristic adjusting means may adjust the damping characteristic of the vibration by the damping device so as to cause each unit building section to generate a predetermined in-phase vibration having the same amplitude in addition to the vibration period and phase.
例えば、建物ユニットの天井大梁に加速度センサを設け、水平方向の振動加速度を検出する構成であるとよい。 For example, an acceleration sensor may be provided on a ceiling beam of a building unit to detect horizontal vibration acceleration.
第８の発明では、地震発生に関する地震情報を取得する情報取得手段を備え、前記減衰特性調整手段は、前記情報取得手段により地震情報が取得された場合に、前記振動検出手段により振動検出を行うとともにその検出結果に基づいて前記制振装置による振動の減衰特性を更新する。 According to an eighth aspect of the invention, there is provided information acquisition means for acquiring earthquake information relating to an earthquake occurrence, and the attenuation characteristic adjusting means performs vibration detection by the vibration detection means when earthquake information is acquired by the information acquisition means. At the same time, the vibration damping characteristics of the vibration damping device are updated based on the detection result.
この場合、地震情報の取得を条件に、その時の振動検出結果に基づいて制振装置の減衰特性が更新されるため、不必要に減衰特性の更新が行われることを抑制することができる。これにより、制振性能を良好な状態で保持できる。 In this case, on the condition that the earthquake information is acquired, the damping characteristic of the damping device is updated based on the vibration detection result at that time, so that it is possible to suppress unnecessary updating of the damping characteristic. Thereby, the damping performance can be maintained in a good state.
なお、地震の規模（マグニチュード）や地震動の強さ（震度）に応じて、前記減衰特性の更新を実施するとよい。例えば、地震の規模が所定以上（Ｍ４以上）である場合、又は地震動の強さが所定以上（震度３以上）である場合に、減衰特性の更新を実施し、それ以外の場合には同更新を実施しない構成とする。 The attenuation characteristics may be updated according to the magnitude (magnitude) of the earthquake and the intensity (seismic intensity) of the ground motion. For example, if the magnitude of the earthquake is greater than or equal to a predetermined value (M4 or greater), or if the intensity of ground motion is greater than or equal to a predetermined value (seismic intensity greater than or equal to 3), the attenuation characteristics are updated. It is set as the structure which does not implement.
第９の発明では、前記同調化手段として、前記複数のユニット建造部を剛床結合させる剛床部材が設けられている。 In a ninth invention, a rigid floor member for coupling the plurality of unit building parts to a rigid floor is provided as the tuning means.
複数のユニット建造部の間に剛床部材が設けられていることで、地震時や強風時において各ユニット建造部が同様の挙動で一体的に動作する。これにより、地震等の発生時に各ユニット建造部における振動の同調化を図ることができる。したがって、好適な振動減衰効果を得ることができる。 Since the rigid floor member is provided between the plurality of unit building parts, each unit building part integrally operates with the same behavior during an earthquake or a strong wind. Thereby, at the time of occurrence of an earthquake etc., the synchronization of the vibration in each unit building part can be aimed at. Therefore, a suitable vibration damping effect can be obtained.
［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態における建物の概要を示す斜視図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an outline of a building in the present embodiment.
建物１０は、複数の建物ユニットからなる２階建てユニット式建物として構築されており、基礎１１上に固定された建物本体１２と、建物本体１２の上方に設置された屋根１３とから構成されている。建物本体１２は、正面から見て左右に離し置きされた２つの建物ユニット群からなるユニット建造部Ｘ１，Ｘ２と、そのユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の間に設けられた中間建造部Ｘ３とを有しており、これらの建造部Ｘ１〜Ｘ３により居室や廊下等の建物内空間が設けられている。本実施形態では、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の建物ユニット群がそれぞれ４体ずつの建物ユニット２０で構築されている。また、中間建造部Ｘ３には建物ユニット２０が設置されておらず、中間建造部Ｘ３は、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の建物ユニット２０を利用して、具体的には中間建造部Ｘ３を挟んで対向する建物ユニット２０に各種建材を掛け渡して構築されている。図示の構成では、中間建造部Ｘ３は、建物ユニット２０の短辺側（妻面側）の幅とほぼ同じ幅で形成されている。
The
本実施形態の建物１０では、計８体の建物ユニット２０を用いて建物本体１２が構築されているが、実質的には１０体の建物ユニット２０により構築された場合と同等の大きさの建物内空間が確保されるものとなっている。つまり、一般的なユニット式建物の場合、各建物ユニットが隣接し合う状態で互いに結合され、居室や廊下等の建物内空間は概ね全て建物ユニット内に設けられるが、本実施形態の建物１０では、建物ユニットのそのものにより形成される建物内空間以外に、複数の建物ユニットで挟まれる部分にも建物内空間が形成されている。
In the
屋根１３は、２つのユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に跨った状態で、かつ建物本体１２の全体を覆うようにして設置されている。
The
建物ユニット２０の構成を図２を用いて説明する。建物ユニット２０は、その四隅に配設される４本の柱２１と、各柱２１の上端部及び下端部をそれぞれ連結する各４本の天井大梁２２及び床大梁２３とを備える。そして、それら柱２１、天井大梁２２及び床大梁２３により直方体状の骨格（フレーム）が形成されている。柱２１は四角筒状の角形鋼よりなる。また、天井大梁２２及び床大梁２３は断面コ字状の溝形鋼よりなり、その開口部が向き合うようにして設置されている。
The structure of the
建物ユニット２０の長辺部（桁部）の相対する天井大梁２２の間には、所定間隔で複数の天井小梁２５が架け渡されて固定されている。同じく建物ユニット２０の長辺部（桁部）の相対する床大梁２３の間には、所定間隔で複数の床小梁２６が架け渡されて固定されている。天井小梁２５及び床小梁２６は、それぞれ同一の間隔でかつ短辺側（妻側）の天井大梁２２及び床大梁２３に水平に設けられている。例えば、天井小梁２５はリップ溝形鋼よりなり、床小梁２６は角形鋼よりなる。天井小梁２５によって天井面材２７が支持され、床小梁２６によって床面材２８が支持されている。
A plurality of ceiling beams 25 are bridged and fixed between the large ceiling beams 22 of the long side portion (girder portion) of the
次に、中間建造部Ｘ３の構成を説明する。中間建造部Ｘ３は、上述したとおりそれ自体は建物ユニット２０により構成されるものではなく、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の建物ユニット２０を利用して構築されており、中間建造部Ｘ３の床部及び天井部の構成を図３を用いて説明する。図３は建物本体１２の平面図であって、特に中間建造部Ｘ３の床部の構成を示すものである。
Next, the structure of the intermediate construction part X3 will be described. As described above, the intermediate construction portion X3 is not configured by the
図３に示すように、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２を構成する建物ユニット２０のうち中間建造部Ｘ３側の建物ユニット３０の床大梁２３、より詳しくはユニット建造部Ｘ１，Ｘ２と中間建造部Ｘ３との境界部付近に位置する床大梁２３には、同床大梁２３の溝形綱の溝部とは反対側、すなわち床小梁２６の設置側とは反対側に、図示しない連結部材より中間建造部Ｘ３用の複数の床小梁３１が連結されている。この床小梁３１は、両方のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に架け渡して設けられており、例えば建物ユニット２０の床小梁２６と同じピッチで設置されている。そして、床小梁３１の上側に床面材３２が固定されている。これにより、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２と中間建造部Ｘ３とで同様の高さ位置に床が形成されるようになっている。
As shown in FIG. 3, among the
中間建造部Ｘ３の天井部もほぼ同様の構成を有している。簡単に説明すると、中間建造部Ｘ３用の複数の天井小梁は、両方のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に架け渡して、例えば建物ユニット２０の床小梁２６と同じピッチで設けられている。そして、中間建造部Ｘ３用の床小梁の下側に天井面材が固定されて、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２と中間建造部Ｘ３とで同様の高さ位置に天井が形成されるようになっている。
The ceiling part of the intermediate construction part X3 also has a substantially similar configuration. Briefly, the plurality of ceiling beams for the intermediate building portion X3 are provided at the same pitch as, for example, the floor beams 26 of the
中間建造部Ｘ３用の床小梁や天井小梁の強度や、これらを連結するための連結部材の強度又は固定方法は、中間建造部Ｘ３がどのような建物内空間として使用されるかに応じて決定されるとよい。例えば、居室として使用する場合と居室以外として使用する場合とで比較すると、前者の場合に強度を高めておくのが望ましい。また、１階と２階とで床部の構成を変更することも可能である。 The strength of the floor beams and ceiling beams for the intermediate construction part X3 and the strength or fixing method of the connecting member for connecting them depend on what kind of space in the building the intermediate construction part X3 is used. It is good to be determined. For example, when compared with the case where it is used as a living room and the case where it is used as a room other than a living room, it is desirable to increase the strength in the former case. It is also possible to change the configuration of the floor between the first floor and the second floor.
なお、建物ユニット２０の床大梁２３や天井大梁２２として溝形鋼に代えてＨ形鋼を用い、Ｈ形鋼の外側フランジ部に中間建造部Ｘ３用の床小梁や天井小梁を固定する構成であってもよい。これにより、中間建造部Ｘ３用の床小梁や天井小梁を強固に固定できる。
In addition, it replaces with a grooved steel as the floor
ここで、離し置きされたユニット建造部（建物ユニット群）Ｘ１，Ｘ２を有する構成では、地震や強風等の外乱により建物１０に揺れが生じた場合においてユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に個別の振動（応答）が生じ、中間建造部Ｘ３に破損等が生じることが懸念される。図４は、外乱発生時における建物本体１２の揺れ挙動を示す説明図である。なお、図４では説明の便宜上、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２を各２体の建物ユニット２０により示している。
Here, in the configuration having the unit building portions (building unit groups) X1 and X2 that are separated from each other, when the
建物本体１２では、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が各々独立した構造体として設けられており、地震や強風等の外乱発生時にはそれぞれが個別に振動する。この場合、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が共に建物中央部に向けて変形すると、中間建造部Ｘ３に圧縮負荷がかかり破損のおそれが生じる。また、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が共に建物外側に向けて変形すると、中間建造部Ｘ３に引張負荷がかかりやはり破損のおそれが生じる。
In the
要するに、地震時や強風時には、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が異なる挙動を示し、両ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の連結部分である中間建造部Ｘ３に集中的に負荷がかかり、結果として中間建造部Ｘ３に破損等が生じることが懸念される。 In short, at the time of an earthquake or strong wind, the left and right unit building parts X1 and X2 show different behavior, and the intermediate building part X3, which is the connecting part of both unit building parts X1 and X2, is subjected to concentrated loads. There is a concern that damage or the like may occur in the portion X3.
付言すると、地震等の発生当初には、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が同じ方向に揺れ始める（変形し始める）が、それぞれの振動特性の違いに起因して次第に挙動に違いが生じ、結果として、上述したように中間建造部Ｘ３に圧縮負荷や引張負荷がかかることになると考えられる。つまり、地震等の発生当初には左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で同調した振動が生じていても、次第にその同調が崩れ、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で挙動に差異が生じることとなる。振動特性としては、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の固有振動の周期や振幅等が挙げられる。 In addition, at the beginning of the occurrence of an earthquake, etc., the left and right unit construction parts X1, X2 begin to sway (begin to deform) in the same direction. As described above, it is considered that a compression load or a tensile load is applied to the intermediate construction portion X3. That is, even if the vibrations synchronized in the left and right unit building parts X1 and X2 are generated at the beginning of the occurrence of an earthquake or the like, the synchronization gradually collapses and the behaviors differ in the unit building parts X1 and X2. Examples of the vibration characteristics include the period and amplitude of the natural vibration of each unit building part X1, X2.
左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性の違いは、例えばユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の総重量や剛性の違いに起因して生じると考えられる。具体的には、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において設置される家具や電気器具等が相違したり、一方にのみキャンチバルコニーが設置されたりすると、その重量差に起因して両ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性（振動の周期や振幅等）が相違することとなる。また、建物ユニットを構成する梁や柱の設置間隔や、鋼材の厚みが異なる等して剛性が相違すると、その剛性の差に起因して両ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性（振動の周期や振幅等）が相違することとなる。 It is considered that the difference in vibration characteristics between the left and right unit building parts X1 and X2 is caused by, for example, a difference in total weight and rigidity between the unit building parts X1 and X2. Specifically, if the furniture and electric appliances installed in the left and right unit building parts X1 and X2 are different, or if a cantilever balcony is installed only on one side, both unit building parts X1 are caused by the difference in weight. , X2 have different vibration characteristics (vibration period, amplitude, etc.). In addition, if the rigidity is different due to differences in the installation intervals of the beams and columns constituting the building unit or the thickness of the steel material, the vibration characteristics (period of vibration) of both unit building parts X1 and X2 are caused by the difference in rigidity. And amplitude) will be different.
そこで本実施形態では、地震や強風等の外乱発生時において２つのユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動を同調させるための同調化手段を設けることで、中間建造部Ｘ３の破損等を抑制することとしており、同調化手段として、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２にそれぞれ制振装置を設置することとしている。 Therefore, in the present embodiment, by providing a synchronizing means for synchronizing the vibrations of the two unit building parts X1 and X2 when a disturbance such as an earthquake or a strong wind occurs, damage to the intermediate building part X3 is suppressed. As a tuning means, a vibration damping device is installed in each of the unit building parts X1 and X2.
ここではまず、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の建物ユニット２０に設置される制振装置の構成について説明する。
Here, first, the configuration of the vibration damping device installed in the
図５は、建物ユニット２０に設置される制振装置４０の構成を示す正面図である。図５に示すように、床大梁２３上には、剛体としての高剛性フレーム４１が設けられている。高剛性フレーム４１は、床大梁２３に対して略垂直に延びる直立材４２と、この直立材４２に対して斜めに設けられる斜材４３とを備えている。斜材４３は、直立材４２と床大梁２３との間に斜めに配されて同直立材４２の上端部付近と床大梁２３とを連結するものであり、直立材４２と斜材４３との組み合わせで高剛性フレーム４１が構成されることにより、同フレーム４１の剛性が高められている。
FIG. 5 is a front view showing the configuration of the
床大梁２３はアンカーボルト４４により基礎１１に対して固定されている。本実施形態では特に、床大梁２３には、高剛性フレーム４１の下端部（直立材４２及び斜材４３の下端部）に相当する位置に固定金具４５が一体に設けられており、床大梁２３の上側フランジ部を挟んで高剛性フレーム４１の下端部と固定金具４５とが連結されるとともに、床大梁２３の下側フランジ部を挟んで固定金具４５と基礎１１とが連結されている。これにより、高剛性フレーム４１の固定強度が高められている。
The
直立材４２及び斜材４３は、その上端部と天井大梁２２との間に所定の隙間が形成された状態で、その下端部が床大梁２３に連結されている。このため、高剛性フレーム４１に対して天井大梁２２が相対移動可能（水平方向に移動可能）となっている。なお、高剛性フレーム４１に対して天井大梁２２が相対移動可能になっていれば、高剛性フレーム４１の上端部と天井大梁２２との間に、例えば高粘性ゴム等からなる繋ぎ部材が設けられていてもよい。
The
天井大梁２２には、下方に延びる向きにブラケット４６が固定されており、そのブラケット４６と直立材４２の上端部付近との間には、振動減衰装置（減衰ダンパ）としての粘性体ダンパ４７が取り付けられている。粘性体ダンパ４７は天井大梁２２に沿って設けられ、水平方向に伸縮可能となっている。この粘性体ダンパ４７によって、地震等による揺れ発生時に生じる振動エネルギが吸収され、建物ユニット２０の変形が抑制されるようになっている。
A
粘性体ダンパ４７の具体的な構成を図６を用いて説明する。粘性体ダンパ４７は、高剛性フレーム４１に連結されたダンパ本体５１と、ブラケット４６（図５参照）に連結されたねじ軸５２とを備えている。より詳しくは、ダンパ本体５１は、一端が高剛性フレーム４１に連結された外筒体５３と、その外筒体５３の内側に回転可能に収容された回転体としての内筒体５４と、外筒体５３内において内筒体５４の一端（高剛性フレーム４１とは逆側の端部）に設けられ、中央部に雌ねじ孔５５ａが形成された回転ナット５５とを備えている。外筒体５３の内周面と内筒体５４の外周面との間には、密閉室である流体室５６が形成されており、その流体室５６内には粘性流体としての高粘性シリコンオイルが充填されている。また、ねじ軸５２の外周には螺旋状のねじ溝が形成されている。ねじ軸５２は、回転ナット５５の雌ねじ孔５５ａに螺合した状態で一部が内筒体５４内に突出して設けられており、ねじ軸５２がダンパ本体５１の軸方向に移動することにより回転ナット５５と共に内筒体５４が回転する構成となっている。すなわち、ねじ軸５２と回転ナット５５とによりボールねじが構成されている。
A specific configuration of the
上記構成の粘性体ダンパ４７によれば、地震等の発生時において、天井大梁２２と一体でブラケット４６が変位すると、ねじ軸５２が回転ナット５５に対して進退することにより、外筒体５３の内部において回転ナット５５と内筒体５４とが一体で回転する。この場合、流体室５６内には粘性流体が充填されており、かつ内筒体５４が外筒体５３に対して相対回転するため、内筒体５４の回転角速度に応じた剪断摩擦力が粘性流体に作用し、粘性流体が発熱する。つまり、地震エネルギがねじ軸５２により直線運動としてダンパ本体５１に伝わり、ねじ軸５２の直線運動が回転エネルギに変換される。さらに、回転エネルギが粘性流体の粘性抵抗により熱エネルギに変換されて吸収される。以上により、地震エネルギが効果的に減衰されるようになっている。
According to the
なお、粘性体ダンパ４７では、粘性流体としての高粘性シリコンオイルの粘性を大きくするほど、その減衰係数（減衰度合い）を大きくすることができるものとなっている。
In the
図７は建物本体１２の１階部分の平面図であり、図７を用いて制振装置４０の設置位置を説明する。なおここでは、各建造部Ｘ１〜Ｘ３の横並び方向（本実施形態では、建物ユニットの短辺方向）の揺れ（変形）を制振装置４０により抑制する場合を想定している。かかる場合、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２を構成する建物ユニット２０の短辺部（妻部）に制振装置４０を設置する。図７には、制振装置４０が設置可能な設置位置としてＳ１〜Ｓ８の８カ所が示されており、このうちいずれかの位置に、少なくともユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で１つずつ制振装置４０が設置される。
FIG. 7 is a plan view of the first floor portion of the
この場合、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において、
（１）建物本体１２の同一面側にそれぞれ制振装置４０を設置する構成と、
（２）建物本体１２の相異なる面側にそれぞれ制振装置４０を設置する構成と、
が考えられる。
In this case, in each unit construction part X1, X2,
(1) A configuration in which the
(2) A configuration in which the
Can be considered.
より具体的には、上記（１）の場合、
（１−１）中間建造部Ｘ３を中心として対称位置に制振装置４０を設置することとし、例えばＳ３，Ｓ５の各位置、又はＳ１，Ｓ７の各位置に制振装置４０を設置する、
（１−２）中間建造部Ｘ３を中心として非対称位置に制振装置４０を設置することとし、例えばＳ１，Ｓ５の各位置、又はＳ３，Ｓ７の各位置に制振装置４０を設置する、
等が考えられる。
More specifically, in the case of (1) above,
(1-1) The
(1-2) The
Etc. are considered.
また、上記（２）の場合、
（２−１）中間建造部Ｘ３を挟んで対角線上の対称位置に制振装置４０を設置することとし、例えばＳ３，Ｓ６の各位置、又はＳ１，Ｓ８の各位置に制振装置４０を設置する、
（２−２）中間建造部Ｘ３を挟んで対角線上の非対称位置に制振装置４０を設置することとし、例えばＳ１，Ｓ６の各位置、又はＳ３，Ｓ８の各位置に制振装置４０を設置する、
等が考えられる。
In the case of (2) above,
(2-1) The
(2-2) The
Etc. are considered.
また、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に１カ所ずつ制振装置４０を設置する以外に、少なくともいずれか一方のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において２カ所以上に制振装置４０を設置することや、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で制振装置４０の設置数を相違させることも可能である。さらに、ユニット建造部Ｘ１ではＳ３，Ｓ４の２カ所に設置し、ユニット建造部Ｘ２ではＳ５の１カ所に設置するといった構成も可能である。
In addition to installing one damping
また、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に設置される制振装置４０は、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２ごとの振動特性に基づいて減衰特性等が定められている。すなわち、複数のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２では、それぞれの固有振動特性が相違するために互いに異なる振動が発生すると考えられるため、各々の固有振動特性に応じて減衰特性が付与された粘性体ダンパ（減衰ダンパ）４７が各ユニット建造部に設けられている。
Further, the damping
詳細には、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の粘性体ダンパ４７は、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の総重量や剛性の違いに応じて個別に減衰特性が定められている。例えば、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の総重量Ｊ１，Ｊ２がＪ１＞Ｊ２である場合、総重量が大きいユニット建造部Ｘ１の方が固有周期が長くなると考えられ、そのユニット建造部Ｘ１の振動周期が短くなるように粘性体ダンパ４７の減衰特性を設定する。また、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の剛性Ｇ１，Ｇ２がＧ１＜Ｇ２である場合、剛性が低いユニット建造部Ｘ１の方が固有周期が長くなると考えられ、そのユニット建造部Ｘ１の振動周期が短くなるように粘性体ダンパ４７の減衰特性を設定する。
Specifically, the damping characteristics of the
ただし、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の固有振動特性は重量や剛性から単純に定まるものではなく、建物の形状等によっても影響を受けるため、重量や剛性以外の要素も考慮して粘性体ダンパ４７の減衰特性を設定することが望ましい。
However, the natural vibration characteristics of the unit building parts X1 and X2 are not simply determined from the weight and rigidity, but are also affected by the shape of the building, etc. Therefore, the
図８は、外乱発生時における建物本体１２の揺れ挙動を示す説明図である。なお、図８では説明の便宜上、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２を各２体の建物ユニット２０により示している（図４と同様）。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the shaking behavior of the
図４で説明したとおり、地震時や強風時には、左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が異なる挙動を示すことに起因して中間建造部Ｘ３に破損等が生じることが懸念されるが、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に制振装置４０を設置したことにより、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での振動の減衰効果が得られることに加え、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の挙動がほぼ等しくなり、中間建造部Ｘ３における破損等の発生を抑制できる。
As described with reference to FIG. 4, there is a concern that the left and right unit building parts X1 and X2 behave differently during an earthquake or strong wind, but the intermediate building part X3 may be damaged. By installing the
詳しくは、仮に左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で重量等の違いにより振動特性が相違していても、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に設置した制振装置４０により、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での振動特性（制振装置設置後の振動特性）を合わせ込むことができる。つまり、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を生じさせることができ、結果として各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の挙動をほぼ等しい状態にすることができる。この場合、地震等の発生当初において左右のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で同調した振動が生じた後には、その同調が維持される。これにより、中間建造部Ｘ３に圧縮負荷や引張負荷がかかることが抑制される。
Specifically, even if the vibration characteristics are different due to differences in weight or the like between the left and right unit building parts X1 and X2, the unit building parts X1 and X2 are controlled by the
図９は、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動波形を示す波形図である。図９において、（ａ）は、制振装置４０を取り付けていない場合、すなわち図４の場合の振動波形を示し、（ｂ）は、制振装置４０を取り付けた場合、すなわち図８の場合の振動波形を示している。なおここでは、ユニット建造部Ｘ１の方がユニット建造部Ｘ２よりも総重量が大きく、固有振動周期が長い場合を例示している。
FIG. 9 is a waveform diagram showing a vibration waveform in each unit building portion X1, X2. 9A shows a vibration waveform when the
制振装置４０を取り付けていない構成では、（ａ）に示すように、ユニット建造部Ｘ１の振動周期はＴ１、振幅はＨ１であり、ユニット建造部Ｘ２の振動周期はＴ２、振幅はＨ２である。このとき、振動周期はＴ１＞Ｔ２であり、振幅はＨ１＞Ｈ２である。このように各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動周期や振幅が不一致であることから、図４で説明したように中間建造部Ｘ３に圧縮負荷や引張負荷がかかることとなる。
In the configuration in which the
これに対して、制振装置４０を取り付けた構成では、（ｂ）に示すように、ユニット建造部Ｘ１の振動周期はＴ１’、振幅はＨ１’であり、ユニット建造部Ｘ２の振動周期はＴ２’、振幅はＨ２’である。このとき、振動周期はＴ１’≒Ｔ２’であり、振幅はＨ１’≒Ｈ２’である。このように各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で振動周期や振幅が略一致することにより、中間建造部Ｘ３に圧縮負荷や引張負荷がかかることを抑制できる。
On the other hand, in the configuration in which the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
複数のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２が離し置きされた建物１０において、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２にそれぞれ制振装置４０を設けたため、地震や強風等の外乱発生に際し、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に生じる振動を制振装置４０により同調させることができる。このとき、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の制振装置４０として減衰特性が異なる粘性体ダンパ４７をそれぞれ設けることで、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での振動特性の合わせ込みが可能となる。この場合、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を生じさせることができ、中間建造部Ｘ３に作用する圧縮や引張の応力を軽減できる。その結果、複数のユニット建造部Ｘ１，Ｘ２とその間の中間建造部Ｘ３とを有する建物１０において好適なる振動減衰効果を得ることができ、地震時等における中間建造部Ｘ３の破損を抑制することができる。
In the
また、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動を同調させることで、屋根１３の損傷も併せて抑制できる。
Moreover, the damage of the
また、制振装置４０によれば、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に発生する振動そのものを弱めることができるため、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での振動の吸収及び同調化を同時に図ることができる。したがって、一層好適な振動減衰効果を得ることができる。
Further, according to the
粘性体ダンパ４７は、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の総重量や剛性の違いを考慮し、各建造部の固有振動特性に応じて減衰特性が付与されたものであるため、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での振動の同調化を好適に実現できる。
The
また、本実施形態の制振構造は、中間建造部Ｘ３の設計自由度を確保するという点でも有益である。つまり、建物ユニットや建物ユニット群に挟まれた部位（中間建造部Ｘ３）に斜めがけにして制振装置を設ける制振構造を採用した場合（例えば特開２００９−１１４７４０号公報の図２）、建物ユニットが存在しない中間建造部の壁部に制振装置が存在することにより、中間建造部の設計自由度が下がるという不都合が生じる。これに対し、本実施形態の制振構造によれば、地震時等における中間建造部の破損を好適に抑制しつつも、中間建造部Ｘ３の設計自由度を確保することができる。 In addition, the vibration damping structure of the present embodiment is also advantageous in that the design freedom of the intermediate construction part X3 is ensured. That is, when adopting a vibration control structure in which a vibration control device is provided obliquely at a part (intermediate construction part X3) sandwiched between building units or a group of building units (for example, FIG. 2 of JP 2009-114740 A). The presence of the vibration control device on the wall portion of the intermediate construction portion where no building unit exists causes a disadvantage that the degree of freedom in design of the intermediate construction portion decreases. On the other hand, according to the vibration damping structure of the present embodiment, it is possible to ensure the degree of design freedom of the intermediate construction part X3 while suitably suppressing the damage of the intermediate construction part during an earthquake or the like.
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について上述した第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、減衰特性を可変とする機能を具備した粘性体ダンパを用い、その減衰特性を、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における実際の振動に基づいて可変設定する構成としている。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment described above. In the present embodiment, a viscous body damper having a function of making the damping characteristic variable is used, and the damping characteristic is variably set based on actual vibration in each unit building part X1, X2.
図１０は、本実施形態における減衰特性可変システムの構成を示す模式図である。図１０において、粘性体ダンパ４７は基本的に上述した図６の構成を有しているが、相違点として、流体室５６内に充填されている粘性流体の量を増減でき、それにより減衰係数を変更できる構成としている。具体的には、外筒体５３には、粘性流体を備蓄するタンク６１と流体室５６とを連通する流体通路６２が接続されており、流体通路６２の途中には開閉弁付きの流体ポンプ６３が設けられている。流体ポンプ６３は、通常は流体通路６２を遮断した状態で保持され、必要に応じてタンク６１から流体室５６内に粘性流体を流入させるか、又は流体室５６内からタンク６１に粘性流体を流出させるものである。流体ポンプ６３の駆動により流体室５６内に粘性流体が流入することで、粘性体ダンパ４７として振動の減衰力が強められ、逆に流体室５６内から粘性流体が流出することで、粘性体ダンパ４７として振動の減衰力が弱められる。かかる場合、流体室５６における粘性流体の出し入れに伴い減衰係数が変更され、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動の周期や振幅の調整が可能となる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of the variable attenuation characteristic system according to this embodiment. In FIG. 10, the
コントローラ６５は、周知のマイクロコンピュータを具備して構成されており、同コントローラ６５には、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に設けられた加速度センサ６６，６７が接続されている。加速度センサ６６，６７は、例えば各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の１階部分における建物ユニット２０の天井大梁２２に設けられており、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に生じる水平方向の振動加速度を検出する。コントローラ６５は、加速度センサ６６，６７の検出結果に基づいて、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動特性の違いを判定し、その判定結果に基づいて、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の粘性体ダンパ４７（制振装置４０）の減衰特性を調整する。このとき、コントローラ６５が流体ポンプ６３に対して制御信号を出力することにより、流体ポンプ６３による粘性流体の出し入れが制御されて粘性体ダンパ４７の減衰力が調整される。なお本実施形態では、加速度センサ６６，６７が振動検出手段に相当し、コントローラ６５が減衰特性調整手段に相当する。
The
粘性体ダンパ４７の減衰特性の調整に関して補足すると、コントローラ６５のメモリには、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２について総重量や剛性に関する基礎データと振動特性データとが記憶されているとともに、制振装置４０について粘性体ダンパ４７の減衰特性データが記憶されている。そして、コントローラ６５は、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で振動特性が相違する場合に、上記の記憶データに基づいて、粘性体ダンパ４７の減衰特性調整に関する制御量を算出し、その制御量相当の制御信号を流体ポンプ６３に出力する。制御量算出用のデータとして、粘性体ダンパ４７に対する粘性流体の入出量とダンパ減衰特性の変更量（例えば、振動周期の増減量）との関係が数式やマップデータ等により規定されており、コントローラ６５は、この規定データに基づいてダンパ減衰特性調整のための制御量を算出する。
Supplementing the adjustment of the damping characteristic of the
また、コントローラ６５には、地震発生を監視する外部の監視機関からインターネットや無線通信等を介して地震情報が入力される。地震情報には、実際の地震動である主要動の到達前に速報を行う地震速報（地震予知情報）が含まれ、コントローラ６５は、この地震速報に基づいて、主要動の到達前に地震発生を把握できるようになっている。
In addition, earthquake information is input to the
図１１は、減衰特性の更新処理を示すフローチャートであり、本処理はコントローラ６５により所定周期で実行される。
FIG. 11 is a flowchart showing the attenuation characteristic update process, and this process is executed by the
図１１において、ステップＳ１１では、地震監視機関から地震情報を取得したか否かを判定する。地震情報を取得した場合、続くステップＳ１２では、地震情報に基づいて地震の大きさが所定以上であるか否かを判定する。具体的には、地震の規模が所定以上（例えばＭ４以上）であるか否か、又は地震動の強さが所定以上（例えば震度３以上）であるか否かを判定する。 In FIG. 11, in step S11, it is determined whether or not earthquake information has been acquired from the earthquake monitoring organization. When earthquake information is acquired, in subsequent step S12, it is determined whether or not the magnitude of the earthquake is greater than or equal to a predetermined value based on the earthquake information. Specifically, it is determined whether or not the magnitude of the earthquake is greater than or equal to a predetermined value (for example, M4 or greater), or whether the strength of the earthquake motion is greater than or equal to a predetermined value (for example, a seismic intensity of 3 or greater).
そして、ステップＳ１１，Ｓ１２が共にＹＥＳであればステップＳ１３に進み、加速度センサ６６，６７の検出結果である振動加速度を読み込む。また、続くステップＳ１４では、その時の振動加速度に基づいて、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における実際の振動特性を算出する。具体的には、振動の周期や振幅を算出する。
And if both step S11, S12 is YES, it will progress to step S13 and will read the vibration acceleration which is a detection result of the
その後、ステップＳ１５では、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動特性が一致しているか否かを判定する。このとき、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において、
（イ）振動の周期が同じであるか
（ロ）振動の振幅が同じであるか
（ハ）振動が同位相に同期しているか
をそれぞれ判定する。そして、上記（イ）〜（ハ）が全て肯定されれば、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性が一致していると判断し、いずれが１つでも否定されれば、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性が相違していると判断する。
Thereafter, in step S15, it is determined whether or not the vibration characteristics in the unit building parts X1 and X2 are the same. At this time, in each unit construction part X1, X2,
(B) It is determined whether the vibration period is the same, (b) whether the vibration amplitude is the same, or (c) whether the vibration is synchronized with the same phase. If all of the above (A) to (C) are affirmed, it is determined that the vibration characteristics of the unit building parts X1 and X2 are the same, and if any one is denied, each unit building part It is determined that the vibration characteristics of X1 and X2 are different.
なお、ステップＳ１５の振動特性の判定として、上記以外の方法を採用してもよく、例えば、上記（イ）〜（ハ）のうち（イ）（ハ）の２条件、又は（ハ）のみの条件により振動特性が一致しているか否かを判定する構成であってもよい。 In addition, as a determination of the vibration characteristic of step S15, you may employ | adopt methods other than the above, for example, two conditions (i) (c) among the above (b)-(c), or only (c) It may be configured to determine whether or not the vibration characteristics match according to conditions.
各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動特性が相違していればステップＳ１６に進み、振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に生じさせるべく、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の粘性体ダンパ４７の減衰特性を変更する。このとき、振動特性が相違するユニット建造部Ｘ１，Ｘ２についていずれか一方の制振装置４０の流体ポンプ６３に制御信号を出力し、粘性体ダンパ４７の減衰特性を変更する。例えば、振動の周期が小さい方のユニット建造部側に合わせるべく、周期が大きい方のユニット建造部の粘性体ダンパ４７の減衰特性を変更する。又は、振動の振幅が小さい方のユニット建造部側に合わせるべく、振幅が大きい方のユニット建造部の粘性体ダンパ４７の減衰特性を変更する。こうした減衰特性の変更により、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において略同位相に同期させた振動を生じさせることができる。このとき、振動周期及び振幅の差異が残るとしても、その差異を減少させることが可能となる。
If the vibration characteristics in each unit building part X1, X2 are different, the process proceeds to step S16, and each unit building part X1, X2 is caused to generate a predetermined in-phase vibration having the same period and phase of vibration. The damping characteristic of the
ステップＳ１１，Ｓ１２のいずれかがＮＯの場合には、粘性体ダンパ４７の減衰特性の調整は行われない。そのため、不必要に振動加速度が計測されたり、粘性体ダンパ４７の減衰特性が変更されたりすることを抑制できる。また特に、地震の大きさが所定以上である場合に限って減衰特性の調整が行われるため、比較的小さい地震の発生時において誤った減衰特性の更新を抑制できる。ただし、ステップＳ１１，Ｓ１２を省略し、外部からの地震情報に関係なく、振動検出（Ｓ１３）と振動特性の算出（Ｓ１４）とを実施する構成であってもよい。
When any of steps S11 and S12 is NO, the damping characteristic of the
以上詳述した第２の実施形態によれば、粘性体ダンパ４７の減衰特性を調整することで、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での振動の同調化を好適に行うことができる。特に、経年変化等により各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性が変化したり、家具や電気器具等の設備変更により各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の総重量が増減して振動特性が変化したりしても、粘性体ダンパ４７の減衰特性の調整により、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動の同調状態を維持することができる。
According to the second embodiment described in detail above, by adjusting the damping characteristic of the
加速度センサ６６，６７により各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に生じる振動（振動加速度）を検出し、その検出結果に基づいて、振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２に生じさせるべく、粘性体ダンパ４７の減衰特性を調整する構成とした。この場合、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２での実際の振動に基づいて粘性体ダンパ４７の減衰特性が可変調整されるため、振動発生後において各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２で振動特性が一致していない状態にあっても、その不一致が分かった時点で各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性を合わせ込むことができる。
Vibrations (vibration acceleration) generated in the unit building parts X1 and X2 are detected by the
地震発生に関する地震情報を取得したことを条件に、粘性体ダンパ４７の減衰特性を調整する構成としたため、不必要に振動加速度が計測されたり、粘性体ダンパ４７の減衰特性が変更されたりすることを抑制できる。これにより、制振性能を良好な状態で保持できる。
Since the damping characteristic of the
図１２には、粘性体ダンパの構成を変更した変形例を示す。図１２において、制振装置４０を構成する粘性体ダンパ７１は、高剛性フレーム４１に連結されたシリンダ７２と、ブラケット４６（図５参照）に連結されたピストンロッド７３とを備えている。ピストンロッド７３は、シリンダ７２内に摺動可能に設けられた摺動部７３ａと、一部がシリンダ７２外に延びるロッド部７３ｂとを有している。シリンダ７２内は摺動部７３ａにより液密な状態で二分されて２つの流体室７４，７５が形成されており、それらの流体室７４，７５内には粘性流体としての高粘性シリコンオイルが充填されている。
In FIG. 12, the modification which changed the structure of the viscous body damper is shown. In FIG. 12, a
２つの流体室７４，７５は連通路７６により連通されており、その連通路７６にオリフィス径（絞り径）を可変とする可変オリフィス７７が設けられている。なお、２つの流体室７４，７５を連通する連通路をピストンロッド７３の摺動部７３ａに設け、その連通路に（すなわち摺動部７３ａに）可変オリフィスを設けることも可能である。
The two
上記構成の粘性体ダンパ７１では、地震等の発生時において、ピストンロッド７３がシリンダ７２に対して進退することにより、流体室７４，７５内の粘性流体が連通路７６を通って一方の流体室から他方の流体室に移動する。このとき、連通路７６を通過する粘性流体に可変オリフィス７７により抵抗力が付与されることで、振動エネルギが熱エネルギに変換されて吸収される。以上により、地震エネルギが効果的に減衰されるようになっている。
In the
可変オリフィス７７は、コントローラ６５からの制御信号によりそのオリフィス径が電気的に調整されるようになっている。このとき、オリフィス径を小さくすることで減衰力を強め、オリフィス径を大きくすることで減衰力を弱めることができる。
The
図１２の構成にあっても、前記同様、加速度センサ６６，６７の検出結果に基づいて、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動特性の違いが判定され、その判定結果に基づいて、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の粘性体ダンパ７１（制振装置４０）の減衰特性が調整される。これにより、経年変化等により各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２の振動特性が変化したりしても、粘性体ダンパ７１の減衰特性の調整により、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２における振動の同調状態を維持することができる。
In the configuration of FIG. 12, similarly to the above, based on the detection results of the
粘性体ダンパの減衰特性を可変とする構成としては、要は流体室に充填されている粘性流体の流動を調整するものであればよく、上記以外に流体室の容積を変更する構成であってもよい。 In order to make the damping characteristic of the viscous damper variable, it is only necessary to adjust the flow of the viscous fluid filled in the fluid chamber. In addition to the above, the volume of the fluid chamber is changed. Also good.
［他の実施形態］
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・図１３（ａ）では、２つのユニット建造部Ｘ１１，Ｘ１２において建物ユニットの使用数が異なっている。図示の構成では、一方のユニット建造部Ｘ１１が４つの建物ユニットにより構築され、他方のユニット建造部Ｘ１２が２つの建物ユニットにより構築されており、その間に中間建造部Ｘ１３が設けられている。かかる場合、これらのユニット建造部Ｘ１１，Ｘ１２では大きさや重量等の違いから振動特性が相違するため、それぞれに制振装置４０を設置して振動の同調化を図っている。特に、２つのユニット建造部Ｘ１１，Ｘ１２における制振装置４０の設置個数を相違させており、図示の構成ではユニット建造部Ｘ１１の方が総重量が大きいため、ユニット建造部Ｘ１１において制振装置４０の設置数を多くしている。総重量の違いではなく、剛性の違いで制振装置４０の設置個数を相違させてもよく、剛性が高いユニット建造部について制振装置４０の設置個数を多くするとよい。この場合、ユニット建造部ごとに制振装置４０の設置個数を変えることによって各ユニット建造部の振動特性が変わり、各ユニット建造部での振動の同調化が可能となる。
In FIG. 13A, the number of building units used is different in the two unit building parts X11 and X12. In the configuration shown in the figure, one unit building part X11 is constructed by four building units, and the other unit building part X12 is constructed by two building units, and an intermediate construction part X13 is provided therebetween. In such a case, the vibration characteristics of these unit building parts X11 and X12 differ due to differences in size, weight, etc., and therefore
また、図１３（ｂ）では、２つのユニット建造部Ｘ２１，Ｘ２２において建物ユニットの階層数が異なっている。図示の構成では、一方のユニット建造部Ｘ２１は２階建て構造、他方のユニット建造部Ｘ２２は１階建て構造であり、その間に中間建造部Ｘ２３が設けられている。かかる場合、これらのユニット建造部Ｘ２１，Ｘ２２では大きさや重量等の違いから振動特性が相違するため、それぞれに制振装置４０を設置して振動の同調化を図っている。各ユニット建造部Ｘ２１，Ｘ２２では、個々の制振装置４０の減衰特性を異ならせるか、その設置個数を異ならせるとよい。
Moreover, in FIG.13 (b), the number of hierarchy of a building unit differs in the two unit construction parts X21 and X22. In the illustrated configuration, one unit building part X21 has a two-story structure, and the other unit building part X22 has a one-story structure, and an intermediate building part X23 is provided therebetween. In such a case, the vibration characteristics of these unit building parts X21 and X22 are different due to differences in size, weight, etc., and therefore a
・同調化手段として、２つのユニット建造部を剛床化した床材により連結する構成を用いてもよい。その構成を図１４に示す。 -As a tuning means, you may use the structure which connects two unit building parts with the floor material which hardened the floor. The configuration is shown in FIG.
図１４では、２つのユニット建造部Ｘ３１，Ｘ３２の間の中間建造部Ｘ３３に、ユニット建造部Ｘ３１，Ｘ３２を剛床結合させる剛床面材８１が設けられている。この剛床面材８１により各階の天井部又は床部が構成されている。剛床面材８１は、地震や強風等による水平荷重に対して十分な剛性と耐力を有しており、連結部材を含め床面や天井面の面内剛性がラーメンの水平剛性に比べて非常に大きくなるように設計されている。また、２つのユニット建造部Ｘ３１，Ｘ３２のうち一方のユニット建造部Ｘ３２に制振装置４０が設けられている。
In FIG. 14, a rigid
図１４の構造によれば、中間建造部Ｘ３３に剛床面材８１が設けられていることで、地震時や強風時において各フロア面がほぼ剛体として応答し、特定の部位には破損が集中しない。つまり、地震時や強風時において各ユニット建造部Ｘ３１，Ｘ３２が同様の挙動で一体的に動作する。これにより、地震等の発生時に各ユニット建造部Ｘ３１，Ｘ３２における振動の同調化を図ることができ、好適な振動減衰効果を得ることができる。
According to the structure of FIG. 14, since the
なお、図１４の構成では一方のユニット建造部Ｘ３２に制振装置４０を設けているが、この制振装置４０を両方のユニット建造部Ｘ３１，Ｘ３２に設ける構成、又は両方共に制振装置４０を設けない構成であってもよい。制振装置４０を設けない構成であっても、中間建造部Ｘ３３に剛床面材８１が設けられていることにより、上記同様所望の効果を得ることができる。
In the configuration of FIG. 14, the
・上記実施形態では、各建造部Ｘ１〜Ｘ３の横並び方向の揺れ（変形）を制振装置４０により抑制する場合を想定して制振装置４０を設置したが（図７参照）、これに代えて、建造部Ｘ１〜Ｘ３の横並び方向とは直交する方向（例えば、建物ユニットの長辺方向）の揺れ（変形）を制振装置４０により抑制する場合を想定して制振装置４０を設置してもよい。具体的には、図１５に示すように、ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２を構成する建物ユニット２０の長辺部（桁部）に制振装置４０を設置する。この場合、各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において建物ユニット２０の長辺方向における振動を同調化できる。これにより、やはり地震の発生時等において中間建造部Ｘ３の損傷を抑制できる。各ユニット建造部Ｘ１，Ｘ２において建物ユニット２０の短辺部と長辺部とにそれぞれ制振装置４０を設置する構成であってもよい。
In the above embodiment, the
・中間建造部は、ユニット建造部に跨る状態で設けられ、ユニット構造とは異なる構造を有するものであればよく、その構成は任意である。中間建造部に中庭や吹抜けを設けることも可能である。 -An intermediate construction part is provided in the state straddling a unit construction part, and should just have a structure different from a unit structure, The structure is arbitrary. It is also possible to provide a courtyard or atrium in the intermediate building.
・上記実施形態では、減衰ダンパとして高粘性シリコンオイルを粘性流体とする粘性体ダンパを採用したが、これを変更してもよい。例えばゴム系ダンパを採用することも可能である。 In the above-described embodiment, the viscous damper using the high-viscosity silicone oil as the viscous fluid is used as the damping damper, but this may be changed. For example, it is possible to employ a rubber damper.
・建物（建築物）を構成する複数のユニット建造部は、それぞれが単体の建物ユニットであってもよく、ユニット式建物であってもよい。互いに離し置きされるユニット建造部を３つ以上設ける構成であってもよい。 The plurality of unit building parts constituting the building (building) may be a single building unit or a unit type building. The structure which provides three or more unit construction parts spaced apart from each other may be sufficient.
・多層階建ての建物以外にも本発明を適用することが可能である。つまり、平屋建ての建物にも適用できる。この場合、上下に１層でかつ互いに離し置きされた建物ユニット又は建物ユニット群に、制振装置等からなる同調化手段を設ける。これにより、上記同様、地震や強風等の外乱発生時において、建物ユニット又は建物ユニット群の間に設けられた中間建造部の損傷等を抑制できる。 The present invention can be applied to buildings other than multi-story buildings. In other words, it can be applied to a one-story building. In this case, a tuning unit including a vibration damping device or the like is provided in a building unit or a group of building units that are vertically separated from each other and are separated from each other. Thereby, like the above, at the time of disturbance occurrence, such as an earthquake and a strong wind, the damage of the intermediate construction part provided between the building units or the building unit group can be suppressed.
１０…建物（建築物）、１２…建物本体、２０…建物ユニット、４０…制振装置、４７…粘性体ダンパ（減衰ダンパ）、６５…コントローラ（減衰特性調整手段、情報取得手段）、６６，６７…加速度センサ（振動検出手段）、７１…粘性体ダンパ（減衰ダンパ）、８１…剛床面材（剛床部材）、Ｘ１，Ｘ２…ユニット建造部、Ｘ３…中間建造部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数のユニット建造部に生じる振動を同調させる同調化手段を備えていることを特徴とする建築物の制振構造。 A plurality of unit building parts composed of building units or unit-type buildings are separated and applied to a building provided with an intermediate building part having a structure different from the unit structure in a state straddling the unit building parts. In the vibration control structure of the building that suppresses the vibration of
A vibration control structure for a building, comprising tuning means for synchronizing vibration generated in the plurality of unit building parts.
前記振動検出手段により検出された各ユニット建造部の振動に基づいて、前記制振装置による振動の減衰特性を調整する減衰特性調整手段と、
を備える請求項５に記載の建築物の制振構造。 Vibration detecting means for detecting vibration generated in the plurality of unit building parts;
Based on the vibration of each unit building part detected by the vibration detection means, damping characteristic adjustment means for adjusting the damping characteristic of the vibration by the vibration damping device;
The building vibration control structure according to claim 5, comprising:
前記振動検出手段は、前記加速度センサの検出結果に基づいて各ユニット建造部に生じる振動加速度を検出し、
前記減衰特性調整手段は、前記振動検出手段により検出した振動加速度に基づいて、振動の周期及び位相が同じである所定の同位相振動を各ユニット建造部に生じさせるべく、前記制振装置による振動の減衰特性を調整する請求項６に記載の建築物の制振構造。 An acceleration sensor is installed in each of the plurality of unit building parts,
The vibration detection means detects vibration acceleration generated in each unit building based on the detection result of the acceleration sensor,
The damping characteristic adjusting unit is configured to generate vibrations by the vibration damping device so that predetermined unit phase vibrations having the same vibration period and phase are generated in each unit building based on the vibration acceleration detected by the vibration detection unit. The damping structure for a building according to claim 6, wherein the damping characteristic of the building is adjusted.
前記減衰特性調整手段は、前記情報取得手段により地震情報が取得された場合に、前記振動検出手段により振動検出を行うとともにその検出結果に基づいて前記制振装置による振動の減衰特性を更新する請求項６又は７に記載の建築物の制振構造。 It has information acquisition means to acquire earthquake information about earthquake occurrence,
The damping characteristic adjusting means, when earthquake information is acquired by the information acquiring means, performs vibration detection by the vibration detecting means and updates a vibration damping characteristic by the vibration damping device based on the detection result. Item 8. A structure for damping a building according to item 6 or 7.
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