(57)【要約】【課題】  オフィス建物として有効利用できる制振構造物を提供する。【解決手段】  第１構造物２と、該第１構造物２と間隔をおいて、かつ該第１構造物２を囲むように設けられるとともに、該第１構造物２よりも高い剛性を有する第２構造物１０と、前記第１構造物２と前記第２構造物１０との間に介装されて、両者２、１０間を相対変位可能に連結する複数の制振装置１６とを備えている。第１構造物２は、鉄骨構造の高層のオフィス建物であり、前記第２構造物１０は、鉄骨構造、コンクリート充填鋼管構造、又は鉄筋コンクリート構造の構造物である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１構造物と、該第１構造物と間隔をおいて、かつ該第１構造物を囲むように設けられるとともに、該第１構造物よりも高い剛性を有する第２構造物と、前記第１構造物と前記第２構造物との間に介装されて、両者間を相対変位可能に連結する複数の制振装置とを備えていることを特徴とする制振構造物。
【請求項２】
前記第１構造物は、鉄骨構造の高層のオフィス建物であり、前記第２構造物は、鉄骨構造、コンクリート充填鋼管構造、又は鉄筋コンクリート構造の構造物であることを特徴とする請求項１に記載の制振構造物。
【請求項３】
前記第２構造物は、前記オフィス建物の各階に対応して配置される複数の庇を有していることを特徴とする請求項２に記載の制振構造物。
【請求項４】
前記第２構造物には、複数のソーラーパネルが取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の制振構造物。
【請求項５】
第１構造物の外側に、該第１構造物よりも剛性の高い第２構造物を間隔をおいて、かつ該第１構造物を囲むように設け、前記第１構造物と前記第２構造物との間に複数の制振装置を介装させて、該制振装置を介して前記第１構造物と前記第２構造物との間を相対変位可能に連結し、地震等の外力の入力時に、前記第１構造物と前記第２構造物とを異なる振動モードで振動させて、両者の振動を前記制振装置を介して減衰することにより、前記第１構造物の振動を低減させることを特徴とする制振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振構造物及び制振方法に関し、特に、高層のオフィス建物に有効な制振構造物及び制振方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駐車設備付きの建造物の一例が特許文献１に記載されている。この建造物は、中央部に平面視矩形状のボイド空間が設けられ、ボイド空間の周囲にボイド空間を囲むように平面視ロ形状の居住空間が設けられた高層マンション等の建造物であって、ボイド空間を利用して立体駐車設備を設けるとともに、ボイド空間と居住空間との間に耐火壁を設けて、立体駐車設備側又は居住空間側からの出火が居住空間側又は立体駐車設備側に延焼するのを防止するように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６２３４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような構成の建造物にあっては、中心部のボイド空間内に立体駐車設備が設けられ、ボイド空間の外側に居住空間が設けられているため、所望の耐震性を付加するためには、使用する柱及び梁の本数が多くし、柱間のスパンを狭くして、建造物の剛性を高めなければならない。このため、各階を、有効床面積が広く、柱間のスパンが広い、開放的なオフィス空間として利用することができず、設計の自由度が低下してしまう。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、高層のオフィス建物として利用した場合、設計の自由度が高く、各階を、有効床面積が広く、柱間のスパンが広い、開放的なオフィス空間として有効利用することができる、所望の耐震性を備えた制振構造物及び制振方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、第１構造物と、該第１構造物と間隔をおいて、かつ該第１構造物を囲むように設けられるとともに、該第１構造物よりも高い剛性を有する第２構造物と、前記第１構造物と前記第２構造物との間に介装されて、両者間を相対変位可能に連結する複数の制振装置とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の制振構造物によれば、地震等の外力の入力時に、第１構造物と第２構造物とは、異なる振動モードで振動し、両者の振動エネルギーが制振装置で吸収されることにより、第１構造物の振動が低減されることになる。
【０００８】
また、本発明は、前記第１構造物は、鉄骨構造の高層のオフィス建物であり、前記第２構造物は、鉄骨構造、コンクリート充填鋼管構造、又は鉄筋コンクリート構造の構造物であることとしてもよい。
【０００９】
本発明の制振構造物によれば、第１構造物である高層のオフィス建物は、剛性が低く設定されているので、使用する柱及び梁の本数が少なく、柱間のスパンを広くすることができ、各階のオフィス空間を、有効面積が広く、柱間のスパンが広い、開放的なオフィス空間として利用することができる。
【００１０】
さらに、本発明は、前記第２構造物は、前記オフィス建物の各階に対応して配置される複数の庇を有していることとしてもよい。
【００１１】
本発明の制振構造物によれば、第２構造物の各庇により、オフィス建物への日射を遮ることができるので、オフィス建物の空調設備等の負荷を低減させることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１２】
さらに、本発明は、前記第２構造物には、複数のソーラーパネルが取り付けられていることとしてもよい。
【００１３】
本発明の制振構造物によれば、第１構造物の屋上や屋根等に設置スペースを設けることなく、第２構造物を利用してソーラーパネルを容易に取り付けることができる。
【００１４】
さらに、本発明は、第１構造物の外側に、該第１構造物よりも剛性の高い第２構造物を間隔をおいて、かつ該第１構造物を囲むように設け、前記第１構造物と前記第２構造物との間に複数の制振装置を介装させて、該制振装置を介して前記第１構造物と前記第２構造物との間を相対変位可能に連結し、地震等の外力の入力時に、前記第１構造物と前記第２構造物とを異なる振動モードで振動させて、両者の振動を前記制振装置を介して減衰することにより、前記第１構造物の振動を低減させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上、説明したように、本発明によれば、地震等の外力の入力時に、第１構造物と第２構造物とは、異なる振動モードで振動し、両者の振動エネルギーが制振装置で吸収されることにより、第１構造物の振動が低減されることになる。この場合、第１建物は、剛性が低く設定されているので、第１建物を高層のオフィス建物とした場合、オフィス建物に使用する柱及び梁の本数を少なく、柱間のスパンを広くとることができる。従って、各階のオフィス空間を、有効床面積が広く、柱間のスパンが広い、開放的なオフィス空間とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による制振構造物及び制振方法の第１の実施の形態の全体を示した該略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明による制振構造物及び制振方法の第２の実施の形態の全体を示した該略図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２には、本発明による制振構造物及び制振方法の第１の実施の形態が示されていて、図１は、制振構造物の全体を示す概略図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１８】
すなわち、本実施の形態の制振構造物１は、第１構造物２と、第１構造物２の外側に所定の間隔をおいて、かつ第１構造物２を囲むように設けられる第２構造物１０と、第１構造物２と第２構造物１０との間に介装されて、両者２、１０間を相対変位可能に連結する複数の制振装置１６とを備えている。
【００１９】
第１構造物２は、例えば、平面視矩形状の鉄骨構造（Ｓ構造）の高層のオフィス建物であって、中心部に平面視矩形状のボイド空間５が上下方向に貫通した状態で設けられ、ボイド空間５の周囲に複数階層のオフィス空間６が設けられている。
【００２０】
第１構造物２は、一般的なラーメン架構の鉄骨構造の高層のオフィス建物に比べて、使用する柱３及び梁４の本数を少なく、かつ、柱３、３間のスパンを広くすることにより、全体の剛性を低く設定している。これにより、一般的なラーメン架構の鉄骨構造の高層のオフィス建物に比べて、各階のオフィス空間６の設計の自由度を高めることができ、各階のオフィス空間６の有効床面積を広く、柱３や梁４の本数の少ない開放的な空間とすることができる。
【００２１】
また、第１構造物２の全体の剛性を低く設定することにより、地震等の外力が第１構造物２に入力した時に、第１構造物２には長周期の振動が生じることになり、後述するように、この第１構造物２の長周期の振動と第２構造物１０に生じる短周期の振動とが制振装置１６で減衰されることにより、第１構造物２の振動が低減される。
【００２２】
第１構造物２の中心部のボイド空間５は、自然換気を行うための吹き抜け空間、立体駐車設備、エレベータシャフト、空調設備等を設置するための設置空間等として利用される。ボイド空間５の上端開口は、第１構造物２の頂部に設けられる屋根架構７によって閉塞され、上端開口からボイド空間５内に雨水等が浸入するのを防止している。
【００２３】
ボイド空間５を立体駐車設備の設置空間として利用する場合には、立体駐車設備と各階のオフィス空間６との間を壁（図示ず）等を介して遮蔽し、立体駐車設備を各階のオフィス空間６から独立した構造物として機能させる。これにより、立体駐車設備からの騒音や振動等が各階のオフィス空間６に伝達するのを防止できる。
【００２４】
ボイド空間５をエレベータシャフトの設置空間として利用する場合には、各階のオフィス空間６にボイド空間５を囲むように廊下（図示せず）を設け、廊下を介してエレベータシャフトと各階のオフィス空間６との間を相互に連通し、各階のオフィス空間６から廊下を介してエレベータシャフトに出入り可能に構成する。
【００２５】
なお、空調設備等は、ボイド空間５内に設置した立体駐車設備、エレベータシャフト等を利用し、それらの頂部に設置するように構成してもよい。
【００２６】
第２構造物１０は、第１構造物２よりも剛性を高く設定したラーメン架構の鉄骨構造（Ｓ構造）、コンクリート充填鋼管構造（ＣＦＴ構造）、鉄筋コンクリート構造等の構造物であって、第１構造物２の周囲を所定の間隔をおいて囲み、かつ第１構造物２よりも高さが低く形成されている。本実施の形態においては、第２構造物１０は、第１構造物２の約２／３の高さに形成され、第２構造物１０が第１構造物２の下層階及び中層階に対応するように配置されている。
なお、第２構造物１０は、上記の高さに限らず、第１構造物２と同一、又は第１構造物２よりも高く形成してもよい。
【００２７】
また、本実施の形態においては、第２構造物１０を４つの壁面（第１壁面１２ａ、第２壁面１２ｂ、第３壁面１２ｃ、第４壁面１２ｄ）を有する角筒状に形成し、各壁面（１２ａ〜１２ｄ）を第１構造物２の各外面（第１外面２ａ、第２外面２ｂ、第３外面２ｃ、第４外面２ｄ）に対向させている。
【００２８】
第２構造物１０の各壁面（１２ａ〜１２ｄ）は、鉄骨等を格子状に組み合わせて構成したものであって、このような構成の各壁面（１２ａ〜１２ｄ）を第１構造物２の四隅に対応して立設した柱１１、１１間に設けることにより、全体としての剛性を高く設定することができる。
【００２９】
上記のようにして、第２構造物１０の剛性を高く設定したことにより、地震等の外力が第２構造物２０に入力した時に、第２構造物２０には短周期の振動が生じることになり、後述するように、この第２構造物１０の短周期の振動と第１構造物２の長周期の振動とが制振装置１６で減衰されるにより、第１構造物２の振動が低減される。
【００３０】
なお、第２構造物１０は、上記のような形状に限らず、短周期の振動を生じさせることができる剛性を有する形状であればよい。
【００３１】
制振装置１６は、第１構造物２と第２構造物１０との間の隙間１５に介装されて、第１構造物２と第２構造物１０とを相対変位可能に連結する所定の減衰性能を有するものであって、本実施の形態においては、両構造物２、１０間の隙間１５のうち、第１構造物２の各階の外面側の四隅とそれに対応する第２構造物１０の内面側の四隅との間に、平面視Ｖ形状をなすようにそれぞれ一対ずつ介装されている。
【００３２】
制振装置１６は、例えば、オイルダンパー、摩擦ダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー、履歴型ダンパー、又はこれらを組み合わせたものからなり、両端が第１構造物２と第２構造物１０の同一高さ間に連結され、又は、両端が第１構造物２と第２構造物１０の異なる高さ間に連結される。
【００３３】
上記のような構成の本実施の形態の制振構造物１に地震等による外力が入力すると、その外力によって第１構造物２と第２構造物１０とが制振装置１６を介して相対変位する。この場合、第１構造物２は剛性が低く、第２構造物１０は剛性が高く設定されていることにより、第１構造物２には長周期の振動が生じ、第２構造物１０には短周期の振動が生じる。つまり、第１構造物２と第２構造物１０とは異なる振動モードで振動することになり、両者２、１０間に相対変位が生じる。この相対変位に応じて制振装置１６が振動エネルギーを吸収することにより、第１構造物２の振動が低減される。
【００３４】
上記のように構成した本実施の形態による制振構造物１にあっては、第１構造物２の柱３、梁４の本数を少なく、柱３、３間のスパンを広くして、第１構造物２の剛性を低く設定したので、第１構造物２の構築に要する費用を大幅に削減することができる。
【００３５】
また、第１構造物２の各階のオフィス空間６の有効床面積を広く、柱３や梁４の本数の少ない開放的な空間とすることができるので、第１構造物２をオフィス建物６として有効利用することができる。
【００３６】
さらに、剛性の低い第１構造物２の外側に剛性の高い第２構造物１０を独立して設けて、第１構造物２と第２構造物１０との間を制振装置１６で連結したので、第１構造物２に耐震補強を施すことなく、第１構造物２の耐震性を高めることができる。
【００３７】
図３〜図４には、本発明による制振構造物１の第２の実施の形態が示されていて、図３は全体を示す概略図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３の要部拡大図である。この制振構造物１は、第２構造物１０を、第１構造物２の四隅に対応して設けられる柱１１と、隣接する柱１１、１１間に第１構造物２の各階に対応するように水平に架設される庇１３とによって構成し、各庇１３の端部と第１構造物２の各階の四隅との間に制振装置１６を介装させたものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００３８】
上記のように構成した本実施の形態による制振構造物１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏する他、第２構造物１０の庇１３によって第１構造物２への日射を遮ることができるので、第１構造物２の空調設備の負荷を低減させることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００３９】
また、各庇１３の上部に植栽１４を施すとともに、各庇１３の植栽１４に水を霧状にして供給するシャワーノズル（図示せず）を設置することにより、第１構造物２の外気温を下げることができ、これによっても第１構造物２の空調設備等の負荷を低減させることができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００４０】
なお、図示はしないが、第２構造物１０を利用してソーラーパネルを取り付け、ソーラーパネルから第１構造物２に電力を供給するように構成してもよい。このように構成することにより、第１構造物２の屋上や屋根等にソーラーパネルの設置スペースを設けることなく、第２構造物１０を利用してソーラーパネルを容易に取り付けることができる。
【００４１】
また、第２構造物１０の各庇１３の外側にダブルスキン構造の外装材を設置してもよいし、各庇１３外側をガラス板によって閉塞してもよい。さらに、各庇１３の外側に各種のオブシェ等を設けてもよい。
【００４２】
なお、前記各実施の形態においては、第１構造物２の外側に、第１構造物２の全周を囲むように第２構造物１０を設けたが、第２構造物１０の一部を切り離して設けてもよいし、第２構造物１０を平面視コ形状、Ｌ形状等に形成して、第２構造物１０によって第１構造物２の一部を囲むように構成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  制振構造物
２  第１構造物（オフィス建物）
２ａ  第１外面
２ｂ  第２外面
２ｃ  第３外面
２ｄ  第４外面
３  柱
４  梁
５  ボイド空間
６  オフィス空間
７  屋根架構
１０  第２構造物
１１  柱
１２ａ  第１壁面
１２ｂ  第３壁面
１２ｃ  第３壁面
１２ｄ  第４壁面
１３  庇
１４  植栽
１５  隙間
１６  制振装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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