JPH0243427A - 可変剛性フレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はブレースや耐震壁に剛性可変装置を接続して
剛性を可変にし、制置構造化された、可変剛性フレーム
に関するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

高層建築物を制置構造化する方法には従来、振動エネル
ギーを熱エネルギーに変換する、または塑性変形能力を
保有させる等により吸収する方法があるが、こうしたエ
ネルギー吸収方法とは別に出願人は、ブレース等の架構
、すなわちフレームに対する接続状態を制御することに
よりフレームの剛性、そして建物自身の固有振動数を変
えて各種の振動数で入力する地震動に対処する方法を種
々提案している。

この発明はこうした一連の剛性可変の一手段としてなさ
れたもので、剛性が段階的に可変状態となるフレームを
新たに提案しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では一方向に複数本架設されるブレースそれぞれ
とフレームとに、もしくはフレームと耐震壁間に水平に
架設される複数本の連結ビームそれぞれと耐震壁、また
はフレームとに、ピストンロッドの固定状態が弁の開閉
操作で切り替えられる剛性可変装置を接続し、複数個の
剛性可変装置を個々に制御することによってフレームの
剛性を段階的に可変とし、構造物の固有周期を変化させ
る。

剛性可変装置はブレースとフレームのいずれか一方、も
しくは連結ビームと耐震壁、またはフレームのいずれか
一方に固定されるピストンロッドと、他方に固定され、
オイルが充満される管路が二重構造となったシリンダと
、二重構造を仕切る隔壁のピストンロッド側とシリンダ
ヘッド側に位置する弁の開閉を制御する２個のアクチュ
エータとから構成されるもので、アクチュエータによる
弁の開閉によって剛性可変装置が接続されるそれぞれの
ブレースの、もしくは耐震壁の剛性が変えられ、フレー
ムの剛性が段階的に可変となる。

〔実　施　例〕

以下本発明を一実施例を示す図面に基づいて説明する。

まず第１請求項記載の発明を説明する。

この発明の可変剛性フレームＦは第１図に示すように一
方向に複数本のブレースＢが架設されたフレームｆの剛
性が各ブレースＢに接続される剛性可変装置Ａによって
段階的に可変とされたものである。

剛性可変装置Ａは第３図に示すようにブレースＢとフレ
ームｒのいずれか一方に固定されるピストンロッド１と
、他方に固定される、オイル５が充満されたシリンダ２
と、シリンダ２の外周面に取り付けられる２個のアクチ
ュエータ３□３．とからなり、ブレースＢとフレーム１
間に双方の相対移動方向、すなわちブレースＢの軸方向
に接続され、２個のアクチュエータ３．。

３ｚでシリンダ２に取り付く弁４ｒ、４ｔの開閉を操作
することによりピストンロッド１の伸縮を制御し、ブレ
ースＢ、そしてフレームｆの剛性を調整するものである
。

シリンダ２は図示するようにピストン６が往復動するシ
リンダ室２ａとその回りの隔壁２ｂを挾んでシリンダ室
２ａを取り囲むオイル供給室２ｃとから二重管構造とな
っており、隔壁２ｂにはピストン６のピストンロッド側
とシリンダヘッド側のそれぞれに弁４．，４□が取り付
いている。

この弁４＋、４ｚにそれぞれの開閉を操作するアクチュ
エータ３１，３□が接続されており、このアクチュエー
タ３１．３□により両弁４１．４□の開閉を切り替える
ことによってシリンダ室２ａのピストン６を挟んだ両側
の圧力が変えられ、各ブレースＢの剛性が調整される。

すなわちピストンロッド１側の弁４．を開け、シリンダ
ヘッド側の弁４□を閉じればピストン６が入る方向に固
定された状態となり、ピストンロッド１は収縮できず、
ブレースＢの圧縮に対する剛性が高められる。このとき
ピストンロッド１は僅かに伸長可能で、ブレースＢの引
張に対する剛性は相対的に低下する。

一方ピストンロッド１側の弁４１を閉じ、シリンダヘッ
ド側の弁４□を開ければピストン６は出る方向に固定さ
れた状態となり、ブレースＢの引張に対する剛性が上が
る。

また両方の弁４＋、４ｚ共開ければブレースＢは圧縮、
引張のいずれに対してもフレームｆに対して相対移動可
能となる。

以上のアクチュエータ３１．３□による弁４．。

４□の操作は、振動センサー等の地震感知装置で恩知さ
れた地震動の卓越周期を判断し、それに基づいて地震動
との共振を回避するために構造物の最適剛性を選択する
コンピュータの指令により制御される。

この各ブレースＢの剛性を制御するアクチュエータ３Ｉ
、３□の操作によって本可変剛性フレームＦはブレース
Ｂの架設本数に応じて段階的に剛性が変えられる仕組に
なっている。

すなわち本発明の、一方向に０本のブレースＢが架設さ
れた可変剛性フレームＦは第４図に示すように、各ブレ
ースＢに接続される剛性可変装ａＡの油圧に相当する剛
性Ｋｎのばねと、それを０Ｎ１０ＦＦで制御する弁４Ｉ
、４ｇの開閉状態を表わすダンパーＤｎとを直列に接続
した振動系をｎ個並列させたｎ自由度の振動系にモデル
化されるが、ここに示すように３本のブレースＢを架設
した可変剛性フレームＦでは表−１に示すように剛性Ｏ
１すなわち全剛性可変装置Ａの両弁４Ｉ、４□共開けた
状態を含めて８段階に可変設定できる。

表−１ 次に第２請求項記載の発明を説明する。

この発明の可変剛性フレームＦは第２図に示すようにフ
レームｆの上階梁とそれから切り離される耐震壁Ｗとの
間に水平に架設される複数本の連結ビームＣそれぞれと
耐震壁Ｗ、またはフレーム「に第１請求項発明における
剛性可変装置Ａを接続し、そのアクチュエータ３３，３
□の操作により耐震壁Ｗ、すなわちフレームｆの剛性が
連結ビームＣの本数に応じて段階的に可変とされたもの
である。

この発明では剛性可変装置Ａは連結ビームＣの軸方向、
つまり水平方向に接続され、耐震壁Ｗとフレームｆの相
対水平移動状態を制御する。

剛性可変装置Ａの操作方法及び可変剛性フレームＦのメ
カニズムは第１請求項発明において説明した通りであり
、この発明では剛性可変装置Ａの個数分だけフレームｆ
の剛性が可変設定可能となる。

〔発明の効果〕

この発明は以上の通りであり、複数本のブレースの剛性
を個々に制御する、または耐震壁の剛性を複数本の連結
ビームによって多段階に制御する剛性可変装置を複数個
接続したものであるため剛性が段階的に、任意に変えら
れ、構造物の剛性、すなわち固有周期を入力する地震動
に応じて適当に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ第１請求項発明、第２請求項
発明の実施例を示した立面図、第３図は剛性可変装置を
示した断面図、第４図は本発明の動作機構を示したモデ
ル図である。 Ｆ・・・・・・可変１ｍ　性フレーム、ｒ・・・・・・
フレーム、Ｂ・・・・・・ブレース、Ａ・・・・・・剛
性可変装置、１・・・・・・ピストンロッド、２・・・
・・・シリンダ、２ａ・・・・・・シリンダ室、２ｂ・
・・・・・隔壁、２ｃ・・・・・・オイル供給室、３１
．３□・・・・・・アクチュエータ、４１，４□・・・
・・・弁、５・・・・・・オイル、６・・・・・・ピス
トン、Ｗ・・・・・・耐震壁、Ｃ・・・・・・連結ビー
ム。 第 第 図 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ピストンロッドと、ピストンが往復動するシリン
   ダ室とこれを隔壁を挟んで取り囲むオイル供給室とから
   二重管構造に形成され、オイルが充満されたシリンダと
   、シリンダの外周面に取り付けられ、隔壁のピストンロ
   ッド側とシリンダヘッド側とに位置する弁の開閉を制御
   する２個のアクチュエータとからなり、シリンダ室のピ
   ストンロッド側とシリンダヘッド側の圧力が２個のアク
   チュエータによるそれぞれの弁の開閉操作で制御される
   剛性可変装置を、一方向に複数本架設されるブレースそ
   れぞれとフレームとに双方の相対移動方向に接続して構
   成され、アクチュエータによる各弁の開閉操作で各ブレ
   ースの剛性が可変状態とされていることを特徴とする可
   変剛性フレーム。
2. （２）上階梁とこれから切り離される耐震壁との間に水
   平に架設される複数本の連結ビームそれぞれと耐震壁、
   またはフレームとに、双方の相対移動方向に第１請求項
   記載中の剛性可変装置を接続して構成され、剛性可変装
   置のアクチュエータによる各弁の開閉操作で耐震壁の剛
   性が段階的に可変状態とされていることを特徴とする可
   変剛性フレーム。