(57)【要約】【課題】簡易な構成で建築物の風揺れを確実に防止することができ、しかも免震構造物に使用した場合に中小地震に対する免震性能を損なうことのない風揺れ防止装置を提供する。【解決手段】基礎Ａの上面側と建築物Ｂの下面側との一方に係止穴３を、他方にはピストン棒１４を外方突出する液圧シリンダ１１を、それぞれ固設し、該液圧シリンダ室１２内の液圧を、建築物の一側面が受ける風圧に導圧管２１を介して対応させて、該内圧が一定限度以上増大したとき上記ピストン棒１４が上記係止穴３内へ嵌入し、又該内圧減少により自動的に抜出し可能に設けた。【選択図】図１
2004011164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎Ａの上面側と該基礎上に構築された建築物Ｂの下面側との一方に係止穴３を、他方にはピストン棒１４を外方突出する液圧シリンダ１１を、それぞれ固設し、該液圧シリンダ室１２内の液圧を、建築物の一側面が受ける風圧に導圧管２１を介して対応させて、該内圧が一定限度以上増大したとき上記ピストン棒１４が上記係止穴３内へ嵌入し、又該内圧減少により自動的に抜出し可能に設けたことを特徴とする建築物風揺れ防止装置。
【請求項２】
上記導圧管２１に絞り弁２４を設けたことを特徴とする請求項１記載の建築物風揺れ防止装置。
【請求項３】
上記液圧シリンダ１１を、ピストン１３両面からそれぞれピストン棒１４，１４を外方突出する復動式シリンダとして、ピストン両側の液圧シリンダ室１２，１２内の各液体圧を、建築物風上側と風下側との２箇所測定点における各風圧と、それぞれ導圧管２１，２１を介して対応させ、又上記係止穴３，３を一対として、
上記２測定点の圧力差が一定限度以上となったとき両ピストン棒１４，１４の一方が一方係止穴３内へ嵌入可能に形成したことを特徴とする、請求項１乃至請求項２記載の建築物風揺れ防止装置。
【請求項４】
建築物Ｂ下面のうち該建築物の重心Ｇに対して前後又は左右対称な複数箇所にそれぞれ上記係止穴３及び液圧シリンダ１１を設けると共に、これら液圧シリンダ室１２…内へ、建築物Ｂが同一方向から受ける風圧を導入するように導圧管２１を配管したことを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３記載の建築物風揺れ防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の利用分野】
本発明は、建築物風揺れ防止装置、特に免震構造物風揺れ防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高層建築物及び板状建築物の如く受風面積の大きな建築物は、強風を受けると横揺れして居住者に不快感を与える不都合があり、特に水平剛性の低い免震装置で支承した場合には揺れ幅が大きく、大きな残留変形が残る虞がある。
【０００３】
こうした免震構造物の風揺れ防止装置として次のものが知られている。
▲１▼構造物下面に風揺れ防止の為に係合させた基礎側の係合突起が一定値以上の地震力を受けて破損することで係合が外れるもの（特開平８−２８４１１５）
▲２▼滑り型免震構造物の下面のうち、支承装置上面に常時当接する部分の周りに地震動時摺接用滑り面を形成することで、地震動に対する免震性能を維持しつつ通常時の風揺れに抵抗するもの（特開２０００−７４１３８）
▲３▼感震球乃至電気的検知手段を用いて地震動を検知し、基礎と該基礎上の建築物との風揺れ防止用ロックを地震時に解除するもの（特開２０００−０３８８５８，特開平１０−２８８２４２）
▲４▼電気的な風力感知手段を用いて、強風時に基礎と該基礎上の建築物とをロックするもの（特開２００１−１２１０８）
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
上記従来技術のうち機械的な係合力や摩擦力で一定限度内の地震力に対抗する上記▲１▼及び▲２▼の装置では、その限界以内では建築物が基礎に固く締結されているから、中小地震に対する免震機能を殆ど発揮できない。
【０００５】
又、感震球や電気的な検知手段を用いる上記▲３▼及び▲４▼の装置は、構造が複雑であるため誤作動の可能性があり、又保守に手間がかかる。
【０００６】
本発明は、簡易な構成で建築物の風揺れを確実に防止することができ、しかも免震構造物に使用した場合に中小地震に対する免震性能を損なうことのない風揺れ防止装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の手段は、基礎Ａの上面側と該基礎上に構築された建築物Ｂの下面側との一方に係止穴３を、他方にはピストン棒１４を外方突出する液圧シリンダ１１を、それぞれ固設し、該液圧シリンダ室１２内の液圧を、建築物の一側面が受ける風圧に導圧管２１を介して対応させて、該内圧が一定限度以上増大したとき上記ピストン棒１４が上記係止穴３内へ嵌入し、又該内圧減少により自動的に抜出し可能に設けている。
【０００８】
第２の手段は、上記第１の手段を有し、かつ上記導圧管２１に絞り弁２４を設けている。
【０００９】
第３の手段は、上記第１の手段又は第２の手段を有し、かつ上記液圧シリンダ１１を、ピストン１３両面からそれぞれピストン棒１４，１４を外方突出する復動式シリンダとして、ピストン両側の液圧シリンダ室１２，１２内の各液体圧を、建築物風上側と風下側との２箇所測定点における各風圧と、それぞれ導圧管２１，２１を介して対応させ、又上記係止穴３，３を一対として、
上記２測定点の圧力差が一定限度以上となったとき両ピストン棒１４，１４の一方が一方係止穴３内へ嵌入可能に形成している。
【００１０】
第４の手段は、上記第１の手段、第２の手段、又は第３の手段を有し、かつ建築物Ｂ下面のうち該建築物の重心Ｇに対して前後又は左右対称な複数箇所にそれぞれ上記係止穴３及び液圧シリンダ１１を設けると共に、これら液圧シリンダ室１２…内へ、建築物Ｂが同一方向から受ける風圧を導入するように導圧管２１を配管している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図３は、本発明の第１実施形態を示す。図中Ａは基礎であり、該基礎上に免震装置Ｃを介して建築物Ｂを支承させている。
【００１２】
基礎Ａ上面と建築物Ｂ下面との間には、建築物風揺れ防止装置１が設けられており、該装置は、図示の例では、基礎Ａ上面に固設された受け部材２と建築物Ｂ下面に固設された液圧シリンダ１１，１１とで構成している。
【００１３】
受け部材２は、風圧に十分対抗可能な強度を有するブロックの上面に左右一対の係止穴３，３を穿設したものである。尚、この受け部材を省略して、基礎Ａ上面に直接係止穴３，３を形成しても良い。
【００１４】
又、液圧シリンダ１１，１１は、それぞれ有頂で下面開口のシリンダ筒内を昇降するピストン１３からピストン棒１４を垂下する単動式のものであり、該ピストン棒下端部が下限降下時に上記係止穴３，３内へ嵌入するように配置されている。上記ピストン１３は例えば図示のスプリング１５によって上方へ付勢されており、又、該ピストン上方に画成される液圧シリンダ室１２は、建築物左右側壁Ｂ２に穿設した受圧孔２２内へ吹き込む風圧を導圧管２１を介して導入するように形成している。該導圧管は、上端部側を除き適当な比重の液体（例えば水）で満たされている。
【００１５】
尚、上記図示例と異なり、受け部材２を建築物Ｂ下面側へ、又、液圧シリンダ１１，１１を基礎Ａ上面側へ固設することもできる。
【００１６】
又、本実施形態の装置は、図１及び図３に示す如く係止穴３と液圧シリンダ１１と導圧管２１とをそれぞれ左右に一対ずつ有するものとしているが、これら各一対のうち一方を省略したものとしても良い。
【００１７】
上記構成において、例えば図２に矢示する如く風が吹いたときに、建築物Ｂが風上側（図示例では左側）外面に受ける風圧は、風上側導圧管２１ａにより正圧として対応する一方液圧シリンダ室１２ａ内へ伝達され、一定圧以上に達したときに一方ピストン棒１４ａが下降して係止穴３内へ嵌合され、建築物Ｂの横揺れを阻止する。尚、図面によれば上記一方ピストン棒１４ａの下降と連動して他方ピストン棒１４ｂが上昇しているが、これは建築物風下側に生ずる負圧が風下側導圧管２１ｂを介して他方液圧シリンダ室１２ｂに伝達されるためである。
【００１８】
風が止むと、上記正圧が解消され、スプリング力によりピストン１３及びピストン棒１４が図１に示す原位置に復帰する。
【００１９】
図４は、本実施形態の第１の実施例であり、その風揺れ防止装置の好適な設置例を建築物Ｂの底面図として示したものである。例えば建築物の重心Ｇ一箇所に図３に示す本願装置を設けた場合には、当該建築物へ当たる風の向きによっては図４に想像線で描く如くに建築物が水平面上を捩れるように運動する虞がある。この捩れ運動を防止するために、この変形例では、上記底面の建築物重心Ｇに対する前後乃至左右対称位置（図示例では上記底面の４隅及び中心位置）に、それぞれ一対の風揺れ防止装置１ｘ，１ｙを設置させている。もっとも上記重心Ｇに付近の風揺れ防止装置については、作図上の都合から重心よりやや外れた位置に描いている。尚、風揺れ防止装置１ｘは左右方向の風圧Ｘに対応して、又風揺れ防止装置１ｙは前後方向Ｙの風圧に対応してそれぞれ作動するように導圧管２１を配管したものである。又建築物底面四隅付近の装置の配管は一部を省略して描いている。
【００２０】
図５は、本実施形態の第２の変形例を示すものであり、建築物Ｂの前後及び左右各面が受ける風圧に対応して作動する４つの液圧シリンダ１１と対応する係止穴３とを近接させて１つの風揺れ防止装置を構成したものである。
【００２１】
図６は、本実施形態の第３の変形例であり、各導圧管２１の途中に横断面積（流路面積）を減少させて流量を制御する公知の絞り弁２４を設けたものである。
【００２２】
以下、本発明の第２実施形態及び第３実施形態を説明する。その際第１実施形態と同じ構成については同一の符号を付することで解説を省略する。
【００２３】
図７は、本発明の第２実施形態を示す。
【００２４】
該形態においては、受け部材２は、側面開放の嵌合溝５を有する縦断面コ字形に形成して、該嵌合溝の上下側面外側部分に係止穴３，３をそれぞれ穿設している。
【００２５】
又、建築物Ｂ下面から突設する縦断面Ｌ字形の支持部材１８を突設して、該支持部材の水平部分を、上記嵌合溝５内へ遊嵌させると共に、該水平部分の先端面に復動式縦形液圧シリンダ１１を固定している。この復動式縦形液圧シリンダは、シリンダ中間部に設けたピストン１３の上下からピストン棒１４，１４を突出したものであり、それらピストン棒延長線上に係止穴３，３を設けている。
【００２６】
ピストン１３の上下両側に設けた液圧シリンダ室１２ｄ，１２ｃは、それぞれ上記支持部材１８内部を貫通する一対の導圧管２１ｂ，２１ａを介して建築物左右側壁Ｂ２に設けた受圧孔２２，２２に連通させている。又、ピストン下方の液圧シリンダ室１２ｃに連通する導圧管２１ａ（図示例では左側導圧管）中の液面は、他方導圧管２１ｂ内の液面よりもΔＨ高く設定し、この水頭差によりピストン１３及びピストン棒１４，１４の重量を支えるように設けるとよい。
【００２７】
図８から図１０は、本発明の第３の実施形態を示している。該実施形態は、第２実施形態の縦形液圧シリンダ１１を横形として、該横形液圧シリンダから左右に突出するピストン棒１４，１４を、建築物受風時に係止穴３，３内へ嵌合させることが可能に受け部材２，２を配置し、併せて、後述する如く地震時において上記ピストン棒１４が上記係止穴３内へ入ることで、その棒軸と直交する方向に免震装置Ｃが働かなくなる不都合を避けるように構成したものである。
【００２８】
説明の便宜上より、まず本実施形態に係る装置の構造のうち主として建築物の風揺れ防止に関する部分について説明すると、上記横形液圧シリンダ１１は、図示例にあっては、上下一対の保護プレート１６，１６の間に挟持されており、かつ上側保護プレート１６を介して建築物Ｂ下面に固設されている。又、ピストン１３で仕切られた左右一対のシリンダ室１２，１２からは、図９に示す如く導圧管２１，２１がそれぞれ前後反対方向へ伸びており、建築物の前後両壁Ｂ３，Ｂ４に開口している。
【００２９】
又、液圧シリンダ１１の左右両端部外方には、左右方向内面に係止穴３，３を有する受け部材２，２を配置している。該受け部材は、基礎Ａに対して（図示例では後述の案内レールを介して）少なくとも前後方向に対して不動に設けてあり、これにより、前乃至後方向から一定圧以上の風が吹いたときに、ピストン１３が右動乃至左動して、図９に想像線で示す如く左右のピストン棒１４，１４の一方が係止穴３，３の一方内へ嵌合され、建築物Ｂの風揺れを防止する。
【００３０】
しかし上記ピストン１３が左右へ摺動可能とすると、前後及び左右への震動成分を不規則に含む実際の地震では、震動の左右成分によりピストン棒１４が係止穴３内へ入り、これらピストン棒及び係止穴が一時的に前後方向へロックされた状態となって震動の前後成分に対して免震装置が機能しない虞がある。
【００３１】
かかる不都合を避けるために、本実施形態の装置は、更に次の構成を有する。
【００３２】
即ち、上記基盤Ａ上に、左右一対の水平基板３２、３２が固着されており、これら両基板上に左右方向へ長い案内レール３３を固定すると共に、該案内レールの前後両面間に上記受け部材２を左右方向へのスライド自在かつ上方への抜出し不能に跨設している。又、上記水平基板３２，３２左右方向外側の基礎部分からは図示例では縦長板状の制止体３５、３５を起立しており、これら制止板内面と上記受け部材２外面とをスプリング３６を介して連結している。
【００３３】
又、上記両保護プレート１６，１６の左右両端部は、上記受け部材２との緩衝部兼スペーサ１７，１７として、液体シリンダ１１左右両端面から側外方へピストン棒１４とほぼ同じ突出長さで突出させている。
【００３４】
上記構成によれば図１０に示す地震時において、地震動の左右成分に対して、スペーサ１７が受け部材２，２の一方へ当接して該受け部材を側外方へ退かせ、ピストン棒１４，１４が係止穴３，３内へ侵入することを阻止するので、免震装置Ｃを確実に作動させることができる。
【００３５】
尚、図示例では、上記案内レール３３と水平基板３２とで受け部材２を案内するガイド装置３１を構成しているが、必ずしも該構成とする必要はなく、受け部材をその案内する方向と直角な風圧力に対して十分な強度を持って支持できるものであれば如何なるガイド装置を用いても良い。又、上記両スペーサ１７、１７は、必ずしも保護プレート１６の一部とする必要はなく、更にいずれか一方のスペーサは省略することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は上記構成のものであり、請求項１の発明によれば次の効果を奏する。○基礎Ａと建築物Ｂとの一方に設けた液圧シリンダ１１のピストン棒１４を、他方に設けた受け部材２の係止穴３内へ嵌合可能とすると共に、上記液体シリンダ１１内へ建築物Ｂが受けた風圧を導圧管２１を介して導入したから、簡易な構成ながら、ピストン棒１４に直交する方向の風揺れを確実に防止できる。
○上記ピストン棒１４は、風圧が所定値以下となったときには原位置に戻り係止穴３内への嵌合が解除されるように形成しており、この状態で免震装置Ｃは自由に揺動可能であるから、中小の地震に対する免震装置の免震性能を損なうことがない。
○電気回路を用いないので、誤作動が少なく、メンテナンスも容易である。
【００３７】
請求項２の発明によれば、導圧管２１の途中に絞り弁２４を設けたから、建築物側面から液圧シリンダ１１へ導入される風圧が時間的に平均化され、風力の細かい変化に対応してピストン棒が徒に微動して故障などの原因となることを防止することができる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、次の効果を奏する
○液圧シリンダ１１を復動式シリンダとしてピストン両側の液圧シリンダ室１２，１２内へそれぞれ風上及び風下側観測点での正負の圧力変化を導入したから、その変化量の絶対値を合わせた合力によりピストン１３がスライドすることとなり、ピストン及びピストン棒の重量がある程度大であっても、単動式のものに比べて所要風圧に対応して確実に装置を作動させることができる。
○建物に作用する風圧力の変動成分を除去し、平均成分のみを利用して、該建築物が所定圧力以上の強風を受けた時に風揺れ防止装置を作動させることができる。
【００３９】
請求項４の発明によれば、建築物Ｂ下面のうち該建築物重心Ｇに対して前後又は左右対称な複数箇所にそれぞれ上記係止穴３及び液圧シリンダ１１を設けると共に、これら液圧シリンダ内へ、建築物Ｂが同一方向から受ける風圧を導入するように導圧管２１を配管したから、建築物が基礎に対して捩れ運動をすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る装置の縦断面図である。
【図２】図１装置の使用状態での縦断面図である。
【図３】図１装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線方向から見た図である。
【図４】上記第１実施形態の第１の変形例を、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線方向から見た図である。
【図５】上記第１実施形態の第２の変形例を、図３と同じ方向から見た図である。
【図６】上記第１実施形態の第３の変形例を、図１と同じ方向から見た半縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る装置の縦断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る装置の縦断面図である。
【図９】図８の装置を、ＩＸ−ＩＸ線方向から見た図である。
【図１０】図９の装置の、地震時における作用説明図である。
【符号の説明】
Ａ…基礎　Ｂ…建築物　Ｂ１…底壁Ｂ２…左右側壁Ｂ３，Ｂ４…前後両壁
Ｃ…免震装置
１…風揺れ防止装置　２…受け部材　３…係止穴　５…嵌合溝
１１…液圧シリンダ１２…液圧シリンダ室　１３…ピストン　１４…ピストン棒
１５…スプリング　１６…保護プレート　１７…スペーサ　１８…支持部材
２１…導圧管　　２２…受圧孔　２４…絞り弁　３１…ガイド装置　３２…水平基板
３３…案内レール　３５…制止体　３６…スプリング
【図１】
2004011164.tif 000003
【図２】
2004011164.tif 000004
【図３】
2004011164.tif 000005
【図４】
2004011164.tif 000006
【図５】
2004011164.tif 000007
【図６】
2004011164.tif 000008
【図７】
2004011164.tif 000009
【図８】
2004011164.tif 000010
【図９】
2004011164.tif 000011
【図１０】
2004011164.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成14年6月19日(2002.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎Ａの上面側と該基礎上に構築された建築物Ｂの下面側との一方に係止穴３を、他方にはピストン棒１４を外方突出する液圧シリンダ１１を、それぞれ固設し、該液圧シリンダ室１２内の液圧を、建築物の一側面が受ける風圧に導圧管２１を介して対応させて、該内圧が一定限度以上増大したとき上記ピストン棒１４が上記係止穴３内へ嵌入し、又該内圧減少により自動的に抜出し可能に設けたことを特徴とする建築物風揺れ防止装置。
【請求項２】
上記導圧管２１に絞り弁２４を設けたことを特徴とする請求項１記載の建築物風揺れ防止装置。
【請求項３】
上記液圧シリンダ１１を、ピストン１３両面からそれぞれピストン棒１４，１４を外方突出する復動式シリンダとして、ピストン両側の液圧シリンダ室１２，１２内の各液体圧を、建築物風上側と風下側との２箇所測定点における各風圧と、それぞれ導圧管２１，２１を介して対応させ、又上記係止穴３，３を一対として、
上記２測定点の圧力差が一定限度以上となったとき両ピストン棒１４，１４の一方が一方係止穴３内へ嵌入可能に形成したことを特徴とする、請求項１乃至請求項２記載の建築物風揺れ防止装置。
【請求項４】
建築物Ｂ下面のうち該建築物の重心Ｇに対して前後又は左右対称な複数箇所にそれぞれ上記係止穴３及び液圧シリンダ１１を設けると共に、これら液圧シリンダ室１２…内へ、建築物Ｂが同一方向から受ける風圧を導入するように導圧管２１を配管したことを特徴とする、請求項１、請求項２又は請求項３記載の建築物風揺れ防止装置。