(57)【要約】【課題】建物本体部分を制振用大マスとして構成し、更に重量設備部材を制振用小マスとして構成し、制振用小マスは常時稼働させて中小地震や風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震時には制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させて広域レンジの制振効果を得る２段階制振方法および制振構造を提供する。【解決手段】高層建物の一部分である建物本体部分を当該高層建物と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層を設け、当該免震層に設置した免震支承材で建物本体部分を支持せしめて制振用大マスを構成し、建物本体部分の上に第二の免震層を設け、該第二の免震層に設置した免震支承材によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物に設備される重量設備部材を支持せしめて制振用小マスを構成し、制振用小マスは常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高層建物の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分を当該高層建物と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層を設け、当該免震層に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材で前記建物本体部分を支持せしめて制振用大マスを構成し、前記建物本体部分の上に第二の免震層を設け、該第二の免震層に設置した免震支承材によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物に設備される重量設備部材を支持せしめて制振用小マスを構成し、前記制振用小マスは常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする、２段階制振方法。
【請求項２】
高層建物の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分を当該高層建物と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層を設け、当該免震層に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材で前記建物本体部分を支持せしめて制振用大マスを構成し、前記建物本体部分とは別異に当該高層建物上に並立するヘリポート、設備水槽など当該高層建物に設備される重量設備部材と高層建物との間に第二の免震層を設け、該第二の免震層に設置した免震支承材により前記重量設備部材を支持せしめて制振用小マスを構成し、前記制振用小マスは常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする、２段階制振方法。
【請求項３】
制振用大マスにはトリガー装置を設けて常時は固定し、大地震又は台風などの際には前記トリガー装置を解除して制振用大マスを稼働させ制振作用を発揮させることを特徴とする、請求項１又は２に記載した２段階制振方法。
【請求項４】
制振用大マスおよび小マスにはそれぞれ、応答を低減するダンパー等の減衰機構を設置し、また、転がり支承、滑り支承などの復元力作用を発揮しない免震支承材で支持した場合にはコイルバネ等の復元力機構を設置することを特徴とする、請求項１又は２若しくは３に記載した２段階制振方法。
【請求項５】
高層建物の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分を当該高層建物と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層が設けられ、当該免震層に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材で前記建物本体部分を支持させて制振用大マスが構成され、
前記建物本体部分の上に第二の免震層が設けられ、該第二の免震層に設置した免震支承材によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物に設備される重量設備部材を支持させて制振用小マスが構成されており、
前記制振用小マスは常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする、２段階制振構造。
【請求項６】
高層建物の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分を当該高層建物と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層が設けられ、該免震層に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材で前記建物本体部分を支持させて制振用大マスが構成され、
前記建物本体部分とは別異に当該高層建物上に並立するヘリポート、設備水槽など当該高層建物に設備される重量設備部材と高層建物との間に第二の免震層が設けられ、該第二の免震層に設置した免震支承材により前記重量設備部材を支持させて制振用小マスが構成されており、
前記制振用小マスは常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする、２段階制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スカイラウンジのような建物本体部分を制振用大マスとして構成し、更にヘリポート、設備水槽の如き重量設備部材を制振用小マスとして構成し、制振用小マスは常時稼働させて中小地震や風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震時には制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させて広域レンジの制振効果を得る２段階制振方法および制振構造の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層建物の制振方法としてマスダンパー方式が知られ、既に実施されている。
例えば下記の特許文献１に開示された制振装置は、ボールネジ機構等の駆動手段により水平方向へ往復移動させる質量体を台上に設置し、前記の台もまたリニアベアリング等を介して構造物へ水平方向へ移動可能に設置すると共に構造物に対して制振する制振装置を設置している。この制振装置は、センサーで検出した構造物の変位加速度を演算し、これを基準値と比較した結果、基準値より小さい場合は、前記質量体を駆動して制振する。基準値と比較した結果が基準値より大きい場合には、前記台を質量体と共に変位させて大きな制振作用を働かせる構成である。
もっとも、マスダンパーで制振効果を得る為には、建物の質量に対して一定割合の大きな質量であることが要求されるが、そうした大重量のマスを建物頂部等まで運搬し据え付ける作業が困難であることが問題点とされている。
【０００３】
そこで特許文献２に開示された制振構造は、建築物の屋上に設備される意匠用構造物をマスに使用するべく弾性体によって支持させ、建築物の固有周期に対する共振系を構成している。
同様に、特許文献３に開示された制振装置は、建物の頂部に設備されるヘリポートを支承体により水平移動が自在に支持させ、このヘリポートを制振用の付加質量（マス）に利用して建物の振動を抑制する構成とされている。
更に、特許文献４に記載された動的制振方法および制振装置は、建物の例えば屋上階の機械室など、又は中間階に独立して構成された部屋部分の如き建物本体部分を免震層の位置で積層ゴム等の支承体により支持せしめて振り子の系を構成し、地震や強風時に本体部分の揺れを抑える構成とされている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２９８４８６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１７０４１１号公報
【特許文献３】特許第２８２１６４９号公報
【特許文献４】特公平６−６０５３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２〜４に開示されたように、建物屋上の意匠用構造物、又はヘリポート、或いは建物屋上階の機械室など、又は中間階に独立して構成された部分の如き建物本体部分をマスに利用してマスダンパーを構成する技術は、重いマスの運搬や、据え付けなどが二度手間にならないので、その分経済的に能率良く安価に制振建物を構築できる利点が認められる。
しかし、これらの制振装置は、中小地震や日常の風揺れに対する制振作用、あるいは大地震又は台風などに対する制振作用のいずれかに照準を合わせて構築し機能させるほかなく、両方のレンジに有効な広域機能のマスダンパーを期待することはできない。
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示された制振装置は、質量体が小マスで、この質量体を支持する台を大マスとみなすことはできる。しかし、所詮は駆動手段により往復移動させる小マスの質量の大きさに限度があるので、同じくリニアベアリングで移動させる大マスの質量の大きさにも限度があり、応答可能な振動レンジをそれなりに拡大できるけれども、限度があり、そもそも中小地震や日常の風揺れに対する制振作用と、大地震又は台風などに対する制振作用の双方に有効な制振装置たり得るものではない。
【０００７】
本発明の目的は、スカイラウンジのような建物本体部分を制振用大マスとして構成し、更にヘリポート、設備水槽のような重量設備部材を制振用小マスとして構成することによって、わざわざ重いマスの運搬や据え付けなどの困難な作業手間を省くことが可能であり、しかも中小地震や日常の風揺れに対しては制振用小マスを常時稼働させて制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては制振用大マスを稼働させて制振作用を発揮させることで各レンジに照準を合わせた広域の制振作用を、２段階又は更に多段階に働かせ効果的な制振効果を発揮させる２段階制振方法及び制振構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る２段階制振方法は、
高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２を当該高層建物１と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層３を設け、当該免震層３に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材４で前記建物本体部分２を支持せしめて制振用大マス５を構成し、前記建物本体部分２の上に第二の免震層１０を設け、該第二の免震層１０に設置した免震支承材１４によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２を支持せしめて制振用小マス１５を構成し、前記制振用小マス１５は常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マス５を稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載した発明に係る２段階制振方法は、
高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２を当該高層建物１と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層３を設け、当該免震層３に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材４で前記建物本体部分２を支持せしめて制振用大マス５を構成し、前記建物本体部分２とは別異に当該高層建物１上に並立するヘリポート、設備水槽など当該高層建物に設備される重量設備部材１２と高層建物１との間に第二の免震層１０を設け、該第二の免震層１０に設置した免震支承材１４により前記重量設備部材１２を支持せしめて制振用小マス１５を構成し、前記制振用小マス１５は常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マス５を稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した２段階制振方法において、
制振用大マス５にはトリガー装置を設けて常時は固定し、大地震又は台風などの際には前記トリガー装置を解除して制振用大マス５を稼働させ制振作用を発揮させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載した発明は、請求項１又は２若しくは３に記載した２段階制振方法において、
制振用大マス５および小マス１５にはそれぞれ、応答を低減するダンパー等の減衰機構６を設置し、また、転がり支承、滑り支承などの復元力作用を発揮しない免震支承材で支持した場合にはコイルバネ等の復元力機構を設置することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載した発明に係る２段階制振構造は、
高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２を当該高層建物１と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層３が設けられ、該免震層３に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材４で前記建物本体部分２を支持させて制振用大マス５が構成され、前記建物本体部分２の上に第二の免震層１０が設けられ、該第二の免震層１０に設置した免震支承材１４によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２を支持させて制振用小マス１５が構成されており、
前記制振用小マス１５は常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては制振用大マス５を稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載した発明に係る２段階制振構造は、
高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２を当該高層建物１と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層３が設けられ、該免震層３に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材４で前記建物本体部分２を支持させて制振用大マス５が構成され、
前記建物本体部分２とは別異に当該高層建物１上に並立するヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２と高層建物１との間に第二の免震層１０が設けられ、該第二の免震層１０に設置した免震支承材１４により前記重量設備部材１２を支持させて制振用小マス１５が構成されており、
前記制振用小マス１５は常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マス５を稼働させて制振作用を発揮させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の２段階制振方法および制振構造は、
高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２を制振用大マス５として構成し、これを大地震又は台風などに対する制振装置とする、また、前記建物本体部分２と併存するヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２を制振用小マス１５として構成し、これを中小地震や日常の風揺れに対する制振装置として常時働かせ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マス５を稼働させるので、広域の制振機能を期待でき、高層建物１の耐震性能を高め、安全性と居住性に優れた建物とすることができる。
しかも本発明による制振方法および制振構造は、高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２およびヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２を制振用の大マス５、小マス１５として利用するから、別途に制振装置の構成要素であるマスを高層建物１の頂部などまで運搬して据え付ける手間は全く無用であり、工数の削減と工期の短縮、工費の削減、並びに建物重量の軽減化に大きな利益を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
高層建物１の一部分であるスカイラウンジの如き建物本体部分２を当該高層建物１と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層３を設け、該免震層３に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承などの免震支承材４で前記建物本体部分２を支持させて制振用大マス５を構成する。
また、前記建物本体部分２の上に第二の免震層１０を設け、該第二の免震層１０に設置した免震支承材１４によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２を支持させて制振用小マス１５を構成する。
そして、前記制振用小マス１５は常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、大地震又は台風などに対しては前記制振用大マス５が稼働するようにトリガー装置を制御して広域の制振作用を発揮させる。
なお、制振用小マス１５としては、前記建物本体部分２とは別異に当該高層建物１上に直に並立するヘリポート、設備水槽などの重量設備部材１２を利用して構成することもできる。
更に、本発明は、２段階制振の構成には限らず、当該高層建物１に設備され又は附属するその他の構成部分や設備を利用して、更に多段階の制振を行う構成で実施することができる。
【実施例１】
【００１６】
次に、本発明を図示した実施例に基づいて説明する。
先ず図１は、請求項１および５に記載した発明に係る２段階制振方法および制振構造の実施例１を示している。
即ち、高層建物１の一部分として屋上部位（又は屋上以外の部位である場合を含む。）に建築される、例えばスカイラウンジのような建物本体部分２を、当該高層建物１と縁切りをして、両者間の水平境界部に免震層３を設けると共に、該免震層３に設置した免震支承材４で前記建物本体部分２を振り子系に支持させて制振用大マス５が構成されている。図１には前記免震支承材４が積層ゴム支承である場合を示しているが、この限りではない。転がり支承、滑り支承、或いはリニアスライダーなどを免震支承材４に採用して同様に実施することができる。
【００１７】
また、前記免震層３には、制振用大マス５の振幅（地震応答）を低減するダンパー等の減衰機構６を設置する。更に、免震支承材４が転がり支承、滑り支承などのように復元力作用を発揮しない構造である場合には、復元力機構として別途積層ゴム支承を設置するか又はコイルバネ等を設置する（図示は省略）。
【００１８】
図１の実施例１では、上記制振用大マス５を構成する建物本体部分２の上面部に、更に第二の免震層１０を設け、該第二の免震層１０に設置した上記積層ゴムのような免震支承材１４によりヘリポート、設備水槽など当該高層建物１上に設備される重量設備部材１２を振り子系に支持させて制振用小マス１５が構成されている。勿論、この制振用小マス１５に関しても、前記第二の免震層１０に、該制振用小マス１５の振幅（地震応答）を低減するダンパー等の減衰機構１６を設置する。また、免震支承材１４が転がり支承、滑り支承などのように復元力作用を発揮しない構造である場合には、復元力機構として別途積層ゴム支承を設置するか又はコイルバネ等を設置する（但し、図示は省略）ことは、上記制振用大マス５の場合と同様である。
【００１９】
本実施例１の場合、上記制振用小マス１５は、常時稼働状態にしておいて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させ、高層建物１の居住性の改善に寄与させる。一方、前記の条件下では制振用大マス５が稼働することのないように、トリガー装置を働かせて制振用大マス５は固定しておく。しかし、大地震又は台風などに対しては、例えば高層建物１に設置した振動センサーの信号を入力する制御装置の働きにより前記のトリガー装置を解除して制振用大マス５を稼働させ、その制振作用を発揮させて当該高層建物１の地震応答を低減化して安全性を高める。
なお、トリガー装置および振動センサー、制御装置は公知、周知の手段なので、それらの図示説明は省略した。
重量設備部材１２の上に、更に第三の免震層を設けて制振用小マスを構成し、３段階制振構造を同様に実施できることは、当業者に明らかであろう。
【実施例２】
【００２０】
次に、図２は、請求項２および６に記載した発明に係る２段階制振方法および制振構造の実施例２を示している。
本実施例２の場合も、高層建物１の一部分であるスカイラウンジのような建物本体部分２を、当該高層建物１と縁切りをして両者間の水平境界部に免震層３を設け、該免震層３に設置した積層ゴム支承、転がり支承、滑り支承、リニアスライダーなどの免震支承材４で前記建物本体部分２を振り子系に支持させて制振用大マス５を構成することは、上記実施例１と共通する。
勿論、制振用大マス５が中小地震や日常の風揺れの程度で稼働することのないように固定するトリガー装置を設置し、大地震又は台風などに対してのみ制振用大マス５を働かせること、そして、免震層３に、制振用大マス５の振幅を低減するダンパー等の減衰機構６を設置し、更に免震支承材４が転がり支承、滑り支承などのように復元力作用を発揮しない構造である場合には、復元力機構として別途積層ゴム支承を設置するか又はコイルバネ等を設置することも上記実施例１と同様である。
【００２１】
本実施例２の特徴は、上記建物本体部分２とは別異に（以下の関係でなく）、当該高層建物１の屋上（又は屋上以外の部位である場合を含む。）に並立するヘリポート、設備水槽など当該高層建物１に設備される重量設備部材１２と高層建物１との間に第二の免震層１０を設け、該第二の免震層１０に設置した免震支承材１４により前記重量設備部材１２を振り子系に支持させて独立系の制振用小マス１５が構成されていることである。
もとより、第二の免震層１０には制振用小マス１５の地震応答を低減するダンパー等の減衰機構１６を設置する。また、免震支承材４が転がり支承、滑り支承などのように復元力作用を発揮しない構造である場合には、復元力機構として別途積層ゴム支承を設置するか又はコイルバネ等を設置することも、上記実施例１と同様である。
【００２２】
本実施例２の場合も、上記制振用小マス１５は常時稼働させて中小地震や日常の風揺れに対する制振作用を発揮させる。そして、大地震又は台風などに対してはトリガー装置を解除して制振用大マス５を稼働させて制振作用を発揮させる。
なお、その他の重量設備部材について、更に第三の免震層を設けて制振用小マスを構成し、３段階制振構造を同様に実施できることは、当業者に明らかであろう。
【００２３】
以上に本発明を図示した実施例に基づいて説明したが、もとより図示の実施例に限定する意味ではない。本発明の要旨を変更することなく、いわゆる当業者が必要に応じて行う設計変更や応用、利用の範囲にまで及ぶことを念のため申し添える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本願発明の実施例１を概念的に示す説明図である。
【図２】本願発明の実施例２を概念的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１        高層建物
２        建物本体部分
３        免震層
４        免震支承材
５        制振用大マス
６        減衰機構
１０      第二の免震層
１２      重量設備部材
１４      免震支承材
１５      制振用小マス
【図１】
2007277817.tif 000003
【図２】
2007277817.tif 000004