(57)【要約】【課題】地震などにより振動が生じた際に、効率よく振動を減衰させることができる。【解決手段】免震構造物１の免震ピット２の底部２ａに形成された凹部２ｃがなす貯液槽１１と、貯水槽１１に収容された水などの液体１２と、液体１２中に配設された透水構造体１３と、構造物本体４に固定されて、透水構造体１３を所定範囲の水平方向に移動可能に保持する保持部材１４と、貯液槽１１の底部１１ａに設置され、透水構造体１３の底面１３ａと接するベアリング１５とから構成される減衰装置５を免震構造物１に設置する。保持部材１４は、複数の水平バネ２１と、水平バネ２１の一方の端部を構造物本体４に固定する水平バネ固定部材２２と、水平バネ２１の他方の端部と透水構造体１３とを連結する透水構造体連結部材２３とから構成される。【選択図】図１
2010196839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震構造物または制震構造物に設置され、地震などによる振動を減衰させる減衰装置であって、
地盤に設けられた貯液槽と、
前記貯液槽に収容された液体と、
前記液体中に配設されて、透水性能を有し、前記液体中を相対移動して前記液体との間で振動を減衰させる透水構造体と、を備えて、前記透水構造体は前記免震構造物または制震構造物の構造物本体に弾性部材を介して水平方向に移動可能に保持されていることを特徴とする減衰装置。
【請求項２】
構造物内に設置された免震床または免震構造の什器や機器類に設置され、地震などによる振動を減衰させる減衰装置であって、
前記構造物に設けられた貯液槽と、
前記貯液槽に収容された液体と、
前記液体中に配設されて、透水性能を有し、前記液体中を相対移動して前記液体との間で振動を減衰させる透水構造体と、を備えて、前記透水構造体は前記免震床の床部材または前記免震構造の什器や機器類の什器本体や機器類本体に弾性部材を介して水平方向に移動可能に保持されていることを特徴とする減衰装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、バネ部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の減衰装置。
【請求項４】
前記弾性部材は、積層ゴム支承であることを特徴とする請求項１または２に記載の減衰装置。
【請求項５】
前記貯液槽は、底部に前記透水構造体に接するすべり支承を備えていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の減衰装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震構造物や制震構造物、または構造物内に設置された免震床や免震構造の什器や機器類に設置され、地震などによる振動を減衰させる減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震などによる構造物の揺れを吸収し、低減するための様々な形態の減衰装置（ダンパー）を備えた免震構造物及び制震構造物が普及している。地震などによる構造物の揺れを減衰させる一般的な方法として、構造物の鉛直荷重を支える支承材の機能を併せ持つ高減衰積層ゴム支承や、オイルダンパーなどの減衰装置などを、地盤と構造物との間に設置する方法がある。
例えば、図８（ａ）に示す従来の免震構造物５１は、例えば居住空間を有する構造物本体５２と、地盤Ｇ上に設置されて、構造物本体５２の鉛直荷重を支えると共に、水平変形可能でその水平変位を復元する免震装置５３と、構造物本体５２と地盤Ｇに連結し、構造物本体５２の水平力による揺れのエネルギーを吸収する減衰装置５４とから構成されている。
【０００３】
ここで、構造物本体５２の質量をｍ、免震装置５３の水平剛性をｋ、減衰装置５４の減衰係数をｃ１ とし、地震などによる地盤Ｇの振動変位、振動速度、振動加速度をｘ００、ｘ０１、ｘ０２、構造物本体５２の振動変位、振動速度、振動加速度をｘ０ 、ｘ１ 、ｘ２ として、免震構造物５１に対応した振動方程式を表すと下記のような式（１）となる。
ｍｘ２ ＋ｃ１ （ｘ１−ｘ０１）＋ｋ（ｘ０−ｘ００）＝０  ・・・（１）
なお、免震装置５３や減衰装置５４の条件によって振動方程式は非線形特性を有し、水平剛性ｋや減衰係数ｃ１ の値は構造物本体５２の振動変位ｘ００や振動速度ｘ０１の関数となる場合もあるが、ここでは線形な振動方程式として表す。
【０００４】
そして、地盤Ｇの角振動数をω、構造物本体５２の固有角振動数をω０ 、構造物本体５２の振動加速度ｘ２ と地盤Ｇの振動加速度ｘ０２との比｜ｘ２ ｜ ／｜ｘ０２｜をＡ１、減衰装置５４の減衰定数をｈ１ （＝ｃ１ ／２ｍω０）とし、式（１）を解くことで得られる加速度の応答関数を図８（ｂ）に示す。
図８（ｂ）に示すように、減衰定数ｈ１ ＝０の場合、地盤Ｇの角振動数と構造物本体５２の固有角振動数が一致するω／ω０ ＝１では、構造物本体５２の振動加速度ｘ２ と地盤Ｇの振動加速度ｘ０２との比Ａ１は無限大となり、構造物本体５２の加速度は無限大となるが、減衰定数ｈ１ の値を大きくするにしたがって構造物本体５２の加速度のピーク値は小さくなる。しかし、ω／ω０ の値が大きい高振動数領域では、減衰定数ｈの値を大きくするにしたがって構造物本体５２の振動加速度ｘ２ と地盤Ｇの振動加速度ｘ０２との比Ａ１が大きくなることがわかる。これは、減衰装置５４を通して地盤Ｇの振動が構造物本体５２に伝わるためである。
【０００５】
そこで、特許文献１では、地盤の振動を構造物本体へほとんど伝達しない減衰装置が提案されている。
図９（ａ）に示すように、特許文献１による免震構造物６１は、地盤Ｇを掘削して構築された免震ピット６５と、免震ピット６５内に収容された液体６６と、免震ピット６５の底部６５ａに設置された免震装置６３と、免震装置６３の上方に設置されると共に、液体６６中に配設される構造物本体６２と、構造物本体６２の底面に固定されて、透水性能を有する、例えば立体不織布などの透水構造体を板状に形成した減衰装置６４と、から構成されている。減衰装置６４は、地盤Ｇに固定されていない構造である。
減衰装置６４は、地震などにより構造物本体６２が振動すると透水構造体も液体６６中を振動する。そして、透水構造体に液体６６が透過して、透水構造体と液体６６との間に生じる摩擦抵抗を利用して構造物本体６２の振動を減衰させている。
【０００６】
このとき、免震ピット６５内の液体６６には、地盤Ｇの振動に伴うスロッシングにより共振を起こす振動数が存在するが、免震ピット６５の水平面積を広くすることで、地盤Ｇと液体６６との共振振動数を構造物本体６２の固有振動数や地震の卓越振動数よりも大幅に低く設定することができる。そして、地盤Ｇと液体６６との共振振動数よりも高い振動数で地盤Ｇが振動しても、液体６６は絶対座標系でほぼ静止した状態とすることができる。
このように、地震などにより地盤Ｇが振動しても、液体６６はほぼ静止した状態とすることができるので、地盤Ｇの振動は構造物本体６２へほとんど伝達しない。
【０００７】
そこで、液体６６が不動状態であると仮定し、液体６６による構造物本体６２にかかる浮力を相殺した構造物本体６２の質量をｍ、免震装置６３の水平剛性をｋ、減衰装置６４の減衰係数をｃ２ とし、地震などによる地盤Ｇの振動変位、振動速度、振動加速度をｘ００、ｘ０１、ｘ０２、構造物本体６２の振動変位、振動速度、振動加速度をｘ０ 、ｘ１ 、ｘ２ として、免震構造物６１に対応した振動方程式を表すと下記のような式（２）となる。
ｍｘ２ ＋ｃ２ ｘ１＋ｋ（ｘ０−ｘ００）＝０  ・・・（２）
【０００８】
そして、式（１）と同様に式（２）を解くことで得られる加速度の応答関数を図９（ｂ）に示す（ｈ２ ＝Ｃ２ ／２ｍω０ ）。
図９（ｂ）に示すように、構造物本体６２の加速度の応答関数では、図８（ｂ）に示す構造物本体５２の加速度の応答関数と同様に、減衰定数ｈ２ の値を大きくするに従い、構造物本体６２の加速度のピーク値は小さくなるが、図８（ｂ）に示す構造物本体５２の加速度の応答関数のように、高振動数で加速度が大きくなるという悪影響は現れず、減衰定数ｈ２ を増加するにしたがって全振動数帯域で加速度を低減することができる。図９（ａ）に示す減衰装置６４は、地盤Ｇに固定されず、地盤Ｇの振動を構造物本体６２へ伝えないので、図８（ａ）に示す減衰装置５４に比べて高性能な減衰効果を得ることがわかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−３５３２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
最近では、図１０に示すような、液体中に配設されない免震構造物７１に設置されて、透水構造体７４に液体７５が透過することで生じる摩擦抵抗を利用した減衰装置７６が開発されている。
減衰装置７６は、地盤Ｇに設けられた貯液槽７７と、貯液槽７７に収容された液体７５と、免震構造物７１の構造物本体７２に固定されると共に、液体７５中に配設された透水構造体７４とから構成されている。
【００１１】
図９および１０に示すような透水構造体が液体中を透過し、透水構造体と液体との間に生じる摩擦抵抗を利用した減衰装置６４、７６において、振動の減衰効果を高める (透水構造体と液体との間の摩擦抵抗を増大させる) ためには、透水構造体が液体からより大きな流体力を得る必要がある。そのためには、例えば、透水構造体の体積と液体量を増大させたり、透水構造体の振動速度を上げたりすることが考えられる。
しかしながら、透水構造体の体積と液体量を増大させることは、貯液槽の建造や透水構造体にコストがかかるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、透水性能を有し液体中に配設された透水構造体が液体から受ける流体力を利用すると共に、その流体力の調整ができ、地震などによる構造物本体の振動を効果的に減衰させることができる減衰装置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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明に係る減衰装置は、免震構造物または制震構造物に設置され、地震などによる振動を減衰させる減衰装置であって、地盤に設けられた貯液槽と、貯液槽に収容された液体と、液体中に配設されて、透水性能を有し、液体中を相対移動して液体との間で振動を減衰させる透水構造体と、を備えて、透水構造体は免震構造物または制震構造物の構造物本体に弾性部材を介して水平方向に移動可能に保持されていることを特徴とする。
本発明では、透水構造体が弾性部材を介して水平方向に移動可能に構造物本体に保持されているので、構造物本体と透水構造体とは異なる振動速度で振動することができる。そして、透水構造体の振動速度を上げることで透水構造体が液体から受ける流体力を増大させて、構造物本体の振動を効果的に減衰させることができる。
また、減衰装置の減衰力を高めるために、透水構造体の体積や、液体量を増やして流体力を増大させる方法と比べて、貯液槽や透水構造体の設置に広いスペースが必要なく、また、コストを抑えることもできる。
【００１４】
また、本発明に係る減衰装置では、構造物内に設置された免震床または免震構造の什器や機器類に設置され、地震などによる振動を減衰させる減衰装置であって、構造物に設けられた貯液槽と、貯液槽に収容された液体と、液体中に配設されて、透水性能を有し、液体中を相対移動して液体との間で振動を減衰させる透水構造体とを備えて、透水構造体は免震床の床部材または免震構造の什器や機器類の什器本体や機器類本体に弾性部材を介して水平方向に移動可能に保持されていることを特徴とする。
本発明では、透水構造体が弾性部材を介して水平方向に移動可能に、床部材また什器本体や機器類本体に保持されているので、床部材また什器本体や機器類本体と透水構造体とは異なる振動速度で振動することができる。そして、透水構造体の振動速度を上げることで透水構造体が液体から受ける流体力を増大させて、床部材また什器本体や機器類本体の振動を効果的に減衰させることができる。
また、減衰装置の減衰力を高めるために、透水構造体の体積や、液体量を増やして流体力を増大させる方法と比べて、貯液槽や透水構造体の設置に広いスペースが必要なく、また、コストを抑えることもできる。
【００１５】
また、本発明に係る減衰装置では、弾性部材は、バネ部材であることを特徴とする。
本発明では、弾性部材はバネ部材とすることにより、バネ部材の剛性の調整によって、透水構造体の振動速度を調整することができる。
【００１６】
また、本発明に係る減衰装置では、弾性部材は、積層ゴム支承としてもよい。
本発明では、弾性部材は積層ゴム支承とすることにより、積層ゴム支承の剛性の調整によって、透水構造体の振動速度を調整することができる。
【００１７】
また、本発明に係る減衰装置では、貯液槽は、底部に透水構造体に接するすべり支承を備えていることが好ましい。
本発明では、貯液槽の底部に透水構造体に接するすべり支承を備えることにより、すべり支承に透水構造体の荷重を負担させることができる。また、すべり支承なので透水構造体の振動を妨げることがない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、減衰装置は透水構造体が構造物本体に水平方向に移動可能に保持されているので、構造物本体とは別に透水構造体の振動速度を高めることができて、地震などによる構造物本体の振動を効果的に減衰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施の形態による減衰装置を備える免震構造物の一例を示す図である。
【図２】図１に示す免震構造物に備える減衰装置の保持部材を示す斜視図である。
【図３】図１に示す免震構造物に従来の減衰装置を併設した免震構造物を示す図である。
【図４】図８（ａ）に示す従来の免震構造物の減衰定数と最大応答加速度の関係を示す図である。
【図５】（ａ）はケース１の構造物本体と透水構造体とをつなぐ弾性部材のバネ定数ｋ２ と最大応答加速度との関係を示す図、（ｂ）はケース２の構造物本体と透水構造体とをつなぐ弾性部材のバネ定数ｋ２ と最大応答加速度との関係を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態による減衰装置を備える免震構造物の一例を示す図である。
【図７】本発明の第三の実施の形態による減衰装置を備える免震床の一例を示す図である。
【図８】（ａ）は従来の免震構造物の一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）に示す免震構造物の地盤及び構造物本体の角振動数の比と地盤及び構造物本体の加速度の比の関係を示す図である。
【図９】（ａ）は従来の他の免震構造物の一例を示す模式図であり、（ｂ）は（ａ）に示す免震構造物の地盤及び構造物本体の角振動数の比と地盤及び構造物本体の加速度の比の関係を示す図である。
【図１０】更に他の従来の免震構造物の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態による減衰装置について、図１および図２に基づいて説明する。
図１に示すように、第一の実施の形態による免震構造物１は、地盤Ｇを掘削して構築された免震ピット２と、免震ピット２の底部２ａに設置された免震装置３と、免震装置３の上方に配設される構造物本体４と、構造物本体４の下方に設置された減衰装置５と、から構成される。
【００２１】
免震ピット２は、地盤Ｇを所望の深さまで掘削することにより形成され、底部２ａには床を備え、側部には土圧を受けるための側壁２ｂを備えている。
構造物本体４は、例えば居住空間やオフィス空間等の居室機能を有する平面視長方形状の建物である。
免震ピット２は、側壁２ｂと構造物本体４の側壁４ａとの間に、所定幅のクリアランスが全周にわたって確保できる大きさの平面視長方形状に構築されている。免震ピット２の底部２ａには、免震装置３と緩衝しない位置に、減衰装置５が設置される凹部２ｃが形成されている。
【００２２】
免震装置３は、例えば、積層ゴム支承などの免震支承で、構造物本体４の鉛直荷重を支持する機能と、構造物本体４と免震ピット２との水平挙動を絶縁し長周期化する機能とを有するアイソレーターとして機能するものである。免震装置３は、免震ピット２の底部２ａに所定の間隔をあけて複数配置される。
このような免震装置３に支持された構造物本体４は、地震などの振動が生じると構造物本体４の固有周期よりも長周期で振動する。そして、免震ピット２の側壁２ｂと構造物本体４の側壁４ａとの間に設けられたクリアランスは、地震などにより構造物本体４が振動しても免震ピット２の側壁２ｂと構造物本体４の側壁４ａとが接触しないために設けられている。
【００２３】
減衰装置５は、免震ピット２の底部２ａに形成された凹部２ｃがなす貯液槽１１と、貯液槽１１に収容された水などの液体１２と、液体１２中に配設された透水構造体１３と、構造物本体４に固定されて、透水構造体１３を所定範囲の水平方向に移動可能に保持する保持部材１４と、貯液槽１１の底部１１ａに設置され、透水構造体１３の底面１３ａと接するベアリング１５とから概略構成される。
【００２４】
貯液槽１１は、底部１１ａには、床を備え、側部には土圧を受ける側壁１１ｂを備えており、その形状は、液体１２および透水構造体１３の量や形状に合わせて所定の大きさに形成されている。
なお、構造物本体４が医療施設や、情報施設、生産施設などで、これらの施設で使用する水用の貯水槽を備えている場合には、その貯水槽と貯液槽１１とを兼ねてもよい。
【００２５】
透水構造体１３は、例えば、立体不織布や、礫材料やモルタル及びセメント系材料からなる透水性を有するマット、スリットが設けられた壁体、軽石などを収容しスリットを設けた収納装置などの空隙率が高く透水性の高い材料を、例えば直方体などの立体構造に形成したものである。このような透水構造体１３は、液体１２中で振動すると、透水構造体１３に液体１２が透水して液体１２と透水構造体１３との間に摩擦が生じ、この摩擦が振動の減衰力となるもので、透水構造体１３は形状や体積を調整することで任意の減衰性能を設定できる。
透水構造体１３の重量は、ベアリング１５を介して貯液槽１１の底部１１ａから地盤Ｇへ伝達する。
【００２６】
保持部材１４は、複数の水平バネ２１と、水平バネ２１の一方の端部を構造物本体４に固定する水平バネ固定部材２２と、水平バネ２１の他方の端部と透水構造体１３とを連結する透水構造体連結部材２３とから構成される。
水平バネ２１は、所定の剛性を有する、例えば、コイルバネ、板バネあるいは棒バネなどで、水平方向に伸縮する向きに設置されている。
透水構造体連結部材２３は、水平バネ２１と連結し、鉛直方向に伸びる棒状の鉛直部材２６と、鉛直部材２６と連結していて、透水構造体１３の周囲を囲って固定する帯状の帯部材２７とからなる。なお、帯部材２７に代わって、例えば透水構造体１３の上面に板状の部材を固定し、透水構造体１３に固定された部材と鉛直部材２６を連結してもよい。
水平バネ２１は、１つの鉛直部材２６に対して複数取り付けられており、鉛直部材２６は、例えば同一線上に配設された２つの水平バネ２１の間に設置されたり、図２に示すように、９０°ずつ角度をおいて十字型に配設された４つの水平バネ２１の中心に設置されたりしている。
このような鉛直部材２６を備える透水構造体連結部材２３は、水平バネ２１の伸縮によって水平方向に変位可能となる。そして、透水構造体１３は、構造物本体４に水平方向に移動可能に保持された構成となる。
【００２７】
上述した構成の減衰装置５は、地震などにより振動が生じると、透水構造体１３が液体１２中を振動する。そして、液体１２と透水構造体１３との間の摩擦が生じ、透水構造体１３は液体１２から流体力を受ける。このとき、地震などによる振動によって、構造物本体４も振動しており、構造物本体４の振動は免震装置３によって長周期化されている。そこで、透水構造体１３は、構造物本体４に水平方向に移動可能に保持された構成なので、水平バネ２１の剛性を調整することで、構造物本体４と異なる振動速度で振動することができる。
【００２８】
ここで、水平バネ２１の剛性を非常に低くすると（ｋ２ ＞０）、透水構造体１３は構造物本体４の振動速度の影響を受けなくなり、透水構造体１３は絶体空間上で動かない。この場合は、液体から受ける減衰力は０となる。
一方、水平バネ２１の剛性を非常に高くすると（ｋ２ →∞）、透水構造体１３は構造物本体４と同じ動きとなり、透水構造体１３を構造物本体４に剛結合した場合と同じになる。しかし、水平バネ２１の剛性を適切に調整することによって、透水構造体１３を構造物本体４よりも大きな速度で液体中を振動させることができる。すなわち、水平バネ２１の剛性を調整することによって、剛結合（ｋ２ →∞）の場合よりも大きな減衰力を得ることができる。
そこで、水平バネ２１の剛性は、透水構造体１３が液体１２から受けた流体力を効率よく構造物本体４へ伝達できる値となるように調整する。
【００２９】
なお、水平バネ２１によって調整された透水構造体１３の固有振動数よりも、かなり高い振動数帯域では、透水構造体１３は振動しなくなり減衰力が得られないこととなるが、透水構造体１３から地盤Ｇの振動が伝達しないので、図８（ａ）に示す減衰装置５４が地盤に固定された従来の免震構造物５１のような、応答加速度が増大するという悪影響は発生しない。
【００３０】
次に、上述した第一の実施の形態による減衰装置の作用について図面を用いて説明する。
第一の実施の形態による減衰装置５では、透水構造体１３が水平バネ２１を介して構造物本体４に保持されているので、地震などによる振動が生じた際に、透水構造体１３と構造物本体４とは異なる振動速度で振動することができる。
そして、水平バネ２１の剛性を調整することで、透水構造体１３の振動速度をあげて、透水構造体１３が液体１２中から受ける流体力を増大させると共に、この流体力を振動に対する減衰力として構造物本体４に伝達することができる。
【００３１】
上述した減衰装置５によれば、透水構造体１３が水平バネ２１を介して構造物本体４に保持されて、水平バネ２１の剛性を調整することで、透水構造体１３の振動速度を上げて透水構造体１３が液体１２から受ける流体力を大きくさせると共に、この流体力を振動に対する減衰力として構造物本体４に伝達することができるので、地震などの振動による構造物本体４の振動を効率的に減衰させる効果を奏する。
また、液体１２の量や透水構造体１３の体積を増大させずに、水平バネ２１の剛性を調整することで、透水構造体１３の流体力を大きくすることができるので、減衰装置５の設置スペースや、建造コストを削減することができる。
【００３２】
ここで、本発明による減衰装置の有効性を検証するため、数値計算による減衰性能のケーススタディを行った。これについて図面に基づいて説明する。
本数値計算では、透水構造体が液体中を振動する際の流体力を流体の粘性に起因する力と剥離渦に伴う抗力の和として評価している。計算手法の妥当性については、模型振動実験との比較により確認されている。
【００３３】
本ケーススタディでは、図１に示すような第一の実施の形態による減衰装置５を備える免震構造物１のケース１と、図３に示すような第一の実施の形態による減衰装置５と、構造物本体４と地盤Ｇとに固定された従来の減衰装置５４とを備える免震構造物８１のケース２との数値計算による減衰性能とを比較する。ケース１では、従来の減衰装置５４を備えていないが、免震装置３などのわずかな減衰を考慮して減衰定数ｈ１ を０．５％とし、ケース２における従来の減衰装置５４の減衰定数ｈ１ は２０％と仮定した。
本ケーススタディによる構造物本体４および減衰装置５、５４の主な条件を表１に示す。また、入力地震波は入力地震波Ａ〜Ｃの３種類とし、入力地震波の名称および地盤最大加速度について表２に示す。液体１２は真水を使用する。
【００３４】
【表１】
2010196839.tif 000003
【００３５】
【表２】
2010196839.tif 000004
【００３６】
ここで、参考として、図８に示すような、構造物本体５２と地盤Ｇとに固定された従来の減衰装置５４を設置した免震構造物５１において、減衰定数ｈ１ を変化させた場合の構造物本体５２の応答加速度を図４に示す。免震構造物５１の条件は、ケース１、ケース２と同じで、構造物本体５２と構造物本体４とは同じ条件である。
【００３７】
図４からわかるように、いずれの地震波においても、構造物本体５２の応答加速度は、ある減衰定数の時に最小値となり、それ以上に減衰装置５４の減衰定数ｈ１ を大きくしても効果がないことがわかる。これは、減衰定数ｈ１ を大きくしすぎると、減衰装置５４を介して伝わる地盤Ｇの地震力が悪影響を及ぼすためである。
さらに、免震構造物８１の構造物本体８２の各地震波に対する応答加速度の最小値を表３に示す。
【００３８】
【表３】
2010196839.tif 000005
【００３９】
まず、本ケーススタディでは、ケース１およびケース２において、入力地震波Ａ，Ｂ、Ｃを入力して数値計算を行う。
バネ定数ｋ２ は、構造物本体４と透水構造体１３とをつなぐバネの剛性であり、ｋ２  ＝０の場合は構造物本体４に透水構造体１３が設置されていない場合に相当し、ｋ２ ＝∞の場合は、透水構造体１３が構造物本体４に剛結合されている場合に相当する。
【００４０】
図５（ａ）および（ｂ）によれば、各入力地震波における最大応答加速度は、バネ定数ｋ２ が約１×１０５ 〜２×１０５ （ｋＮ／ｍ）のときに最小となっている。このことから、ケース１およびケース２では、バネ定数ｋ２ を約１×１０５ 〜２×１０５ （ｋＮ／ｍ）とすると、効率的に透水構造体が液体から受ける流体力を構造物本体に伝達できて、構造物本体の振動を減衰できることがわかる。
ここで、表４にケース１におけるバネ定数ｋ２ がｋ２ ＝０の場合と、ｋ２ ＝１０５ （ｋＮ／ｍ）の場合と、ｋ２ ＝∞の場合の応答加速度を、表５にケース２におけるバネ定数ｋ２ がｋ２ ＝０の場合と、ｋ２ ＝１０５ （ｋＮ／ｍ）の場合と、ｋ２ ＝∞の場合の応答加速度を示す。
【００４１】
【表４】
2010196839.tif 000006
【００４２】
【表５】
2010196839.tif 000007
【００４３】
表４および表５からわかるように、構造物本体４がバネ定数ｋ２ ＝１０５ （ｋＮ／ｍ）のバネを介して透水構造体１３を保持している場合では、構造物本体４に透水構造体１３を剛結合した場合に相当するｋ２ ＝∞よりも応答加速度を低減できることがわかる。更に、表３に示した従来の減衰装置５４のみを設置した場合との比較からわかるように、本発明による減衰装置５は従来の減衰装置５４では達成し得ない加速度低減効果を得ることがわかる。
【００４４】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、実施の形態と異なる構成について説明する。
【００４５】
図６に示すように、第二の実施の形態による減衰装置８６では、図１に示す第一の実施の形態による減衰装置５の水平バネ２１に代わって、水平方向に変形能力を有する積層ゴム８７によって、透水構造体連結部材２３が水平方向に移動可能に構造物本体４に保持されている。そして、透水構造体１３の荷重は積層ゴム８７によって負担し、第一の実施の形態による減衰装置５のように、貯液槽１１の底部１１ａにベアリングを設けない構造である。
【００４６】
第二の実施の形態による減衰装置８６では、透水構造体１３は積層ゴム８７によって構造物本体４に水平方向に移動可能に保持されて、積層ゴム８７の剛性を調整することによって透水構造体１３の振動速度を調整できるので、第一の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
図７に示すように、第三の実施の形態による減衰装置９１は、構造物９０内に設けられた免震構造の床部材９２に設置されている。
床部材９２は、構造物１０の躯体の床スラブ１０ａに支持された免震装置９３の上に配設されており、地震などにより振動が生じた際には、免震装置９３によって床部材９２の振動が長周期化する免震床を構成している。
第三の実施の形態による減衰装置９１は、図１に示す第一の実施の形態による減衰装置５と同じ構成であるが、液体９８を収容する貯液槽９４が構造物９０の躯体部分の床スラブ１０ａに固定されて、透水構造体９５は保持部材９６によって床部材９２に保持されている構造である。保持部材９６の透水構造体連結部材９９は水平バネ９７を介して床部材９２に保持されている。なお、透水構造体連結部材９９は、水平バネ９７に代わって積層ゴムを介して床部材９２に保持されてもよい。
【００４８】
第三の実施の形態による減衰装置９１では、地震などにより振動が生じると、透水構造体９５は液体９８中を振動し、液体９８から受ける流体力を床部材９２へ伝達して、床部材９２の振動を減衰できる効果を奏する。
【００４９】
以上、本発明による減衰装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した第一及び第二の実施の形態では、免震構造物に減衰装置５、８６が備えられているが、制震構造物に減衰装置５、８６を設置してもよい。
また、上記の第一および第二の実施の形態の減衰装置５、８６は、免震ピット２内に形成されているが、構造物本体４に近い地盤に形成してもよく、１つの構造物本体４に対し、複数の減衰装置５、８６を設置してもよい。
また、上記の第三の実施の形態による減衰装置９１は、免震構造の床部材９２に設置されているが、免震構造の床部材９２に代わって、免震構造の什器や機器類に設置してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１  免震構造物
４  構造物本体
５、８６、９１  減衰装置
１１、９４  貯液槽
１２  、９８  液体
１３、９５  透水構造体
１５  ベアリング（すべり支承）
２１、９７  水平バネ（弾性部材）
８７  積層ゴム（弾性部材）
９０  構造物
９２  床部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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