(57)【要約】【課題】建物の中間層に、水平方向の剪断変形に対する剛性をその他の層より小さくした低剛性層を設けて、この低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とで当該建物を構成し、上部構造を免震支持する一方で、上部構造をチューンドマスダンパの可動マスとして機能させて下部構造の振動を抑制する方式を、現実に実施可能なものとする。【解決手段】低剛性層の剛性の値を適切に設定して、上部構造と下部構造との固有振動数比βが、上部構造と下部構造との質量比μの式で表された第１目標値ｆ１(μ) = (1/(1+μ)) (1+μ/2)１／２ に対して、0.9×ｆ１(μ) ＜β＜1.1×ｆ１(μ) で示される範囲内にあるようにする。また、上部構造と下部構造との間に設けた減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を、質量比μの式で表された第２目標値ｆ２(μ) = (3μ/(8×(1+μ))１／２ に対して、0.9×ｆ２(μ) ＜ｈＬＳＳ＜1.1×ｆ２(μ) で示される範囲内に設定する。【選択図】図１
2007002455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の制振構造において、
中層、高層、ないし超高層の建物の中間層に、水平方向の剪断変形に対する剛性をその他の層より小さくした低剛性層を設けて、該低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とで当該建物を構成し、
前記低剛性層が水平方向の剪断変形を生じて前記上部構造が前記下部構造に対して相対的に水平方向に変位したときに、その水平方向の変位の変位速度に略々比例した減衰力を発生する減衰力発生手段を、前記上部構造と前記下部構造との間に設け、
地盤上に構築された前記下部構造から成る振動系の水平方向振動における一次固有振動数ωＬに対する前記低剛性層とそれに支持された前記上部構造とから成る振動系の水平方向振動における一次固有振動数ωＵの比である固有振動数比β＝ωＵ／ωＬが、前記下部構造の質量ＭＬに対する前記上部構造の質量ＭＵの比である質量比μ＝ＭＵ／ＭＬの式で表された第１目標値ｆ１(μ) = (1/(1+μ)) (1+μ/2)１／２ に対して、
0.9×ｆ１(μ) ＜β＜1.1×ｆ１(μ)
で示される範囲内にあるように、前記低剛性層の前記剛性の値を設定し、
前記減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を、前記質量比μの式で表された第２目標値ｆ２(μ) = (3μ/(8×(1+μ))１／２ に対して、
0.9×ｆ２(μ) ＜ｈＬＳＳ＜1.1×ｆ２(μ)
で示される範囲内に設定した、
ことを特徴とする建物の制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の制振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高層の建物に中間免震層を設けて、その中間免震層より上方の上部構造と下方の下部構造とでその建物を構成し、それによって上部構造を免震化する一方で、上部構造それ自体を、その建物の振動を抑制するチューンドマスダンパの可動マスとして機能させるということが提案されている（例えば、下記の非特許文献１の第１９頁、第２段落を参照されたい）。
【非特許文献１】「免震住宅の計画第４回（最終回）」、石原直次、他４名、「建築家 architects」、2002年12月号、社団法人日本建築家協会刊、第１８頁〜第２２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非特許文献１に提案されているこの種の建物の構造では、チューンドマスダンパの可動マスとして機能する建物の上部構造が、下部構造の上端に免震支持されている。地震発生時の上部構造の揺れを小さく抑えるためには、下部構造から上部構造へ伝達される地震による水平方向の力をできる限り小さく抑えるべきであるが、そうした場合には、上部構造から下部構造へ伝達される反力も小さなものになるため、チューンドマスダンパとしての機能が弱まることになる。一方、地震発生時の下部構造の揺れを小さく抑えようとするならば、上部構造から下部構造へ水平方向の制振力が充分に伝達されるようにすることが望まれるが、そうした場合には、下部構造から上部構造へ伝達される力も大きなものとならざるを得ない。
【０００４】
従って、建物に中間免震層を設けて、上部構造を免震支持することで、地震発生時の上部構造の振動を抑制する一方で、上部構造をチューンドマスダンパの可動マスとして機能させることによって、下部構造の振動を抑制しようとするこの方式は、本質的に相反する２つの要求を内包している。そして、それら相反する要求を満たして、かかる方式を現実のものとして実施可能にするための方策について、非特許文献１には何ら開示されておらず、示唆もされていない。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、中層、高層、ないし超高層の建物の中間層に、水平方向の剪断変形に対する剛性をその他の層より小さくした低剛性層を設けて、該低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とで当該建物を構成し、上部構造を免震支持する一方で、上部構造をチューンドマスダンパの可動マスとして機能させて下部構造の振動を抑制する方式を、現実に実施可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するため、本発明に係る建物の制振構造は、中層、高層、ないし超高層の建物の中間層に、水平方向の剪断変形に対する剛性をその他の層より小さくした低剛性層を設けて、該低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とで当該建物を構成し、前記低剛性層が水平方向の剪断変形を生じて前記上部構造が前記下部構造に対して相対的に水平方向に変位したときに、その水平方向の変位の変位速度に略々比例した減衰力を発生する減衰力発生手段を、前記上部構造と前記下部構造との間に設け、地盤上に構築された前記下部構造から成る振動系の水平方向振動における一次固有振動数ωＬに対する前記低剛性層とそれに支持された前記上部構造とから成る振動系の水平方向振動における一次固有振動数ωＵの比である固有振動数比β＝ωＵ／ωＬが、前記下部構造の質量ＭＬに対する前記上部構造の質量ＭＵの比である質量比μ＝ＭＵ／ＭＬの式で表された第１目標値ｆ１(μ) = (1/(1+μ)) (1+μ/2)１／２ に対して、0.9×ｆ１(μ) ＜β＜1.1×ｆ１(μ) で示される範囲内にあるように、前記低剛性層の前記剛性の値を設定し、前記減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を、前記質量比μの式で表された第２目標値ｆ２(μ) = (3μ/(8×(1+μ))１／２ に対して、0.9×ｆ２(μ) ＜ｈＬＳＳ＜1.1×ｆ２(μ) で示される範囲内に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る建物の制振構造によれば、地震発生時の建物の上部構造の振動と下部構造の振動とが、共に良好に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳細に説明して行く。本発明に係る制振構造は、中層、高層、ないし超高層の建物に適用される構造であり、それらのうちでも特に、超高層建物に適用したときに大きな効果が得られるものである。
【０００９】
本発明に係る建物の制振構造によれば、建物の中間層に、水平方向の剪断変形に対する剛性をその他の層より小さくした低剛性層を設けて、この低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とでその建物を構成する。また、地震発生時に低剛性層が水平方向の剪断変形を生じて上部構造が下部構造に対して相対的に水平方向に変位したときに、その水平方向の変位の変位速度に略々比例した減衰力を発生する減衰力発生手段を、上部構造と下部構造との間に設ける。
【００１０】
かかる低剛性層を建物に設ける方式としては、様々な方式が採用可能であり、その幾つかの具体例を、図１の（Ａ）〜（Ｄ）に模式図で示した。図１に具体例として示した建物はいずれも、ラーメン構造の骨組を有するものであり、図にはその骨組を構成する柱及び梁を模式的に示した。
【００１１】
図１（Ａ）に示した建物１０ａは、その１つの中間層１２ａの柱１４ａの断面を、その他の層の柱の断面より小さくすることにより、この中間層を低剛性層１２ａとしたものである。地震発生時には、低剛性層１２ａの柱１４ａが撓むために、低剛性層が１２ａが比較的大きな剪断変形を発生し、それによって、低剛性層１２ａより上方の上部構造が、低剛性層１２ｂより下方の下部構造に対して相対的に水平方向に変位する。上部構造と下部構造との間には、ブラケット１６を介してシリンダ型のオイルダンパ１８を設けてあり、このオイルダンパ１８は、上部構造が下部構造に対して相対的に水平方向に変位したときに、その水平方向の偏位の変位速度に略々比例した減衰力を発生する減衰力発生手段として機能するものである。
【００１２】
図１（Ｂ）に示した建物１０ｂは、その１つの中間層１２ｂの柱１４ｂの柱頭に、積層ゴム２０を介挿することにより、この中間層を低剛性層１２ｂとしたものである。いうまでもないことであるが、積層ゴム２０は、低剛性層１２ｂの柱１４ｂの柱脚に介挿してもよく、柱１４ｂの中間部に嵌装してもよい。また、上部構造と下部構造との間には、ブラケット１６を介して、上述した減衰力発生手段として機能するオイルダンパ１８を設けてある。尚、この構成においては、積層ゴム２０それ自体が発生する減衰力も、減衰力発生手段の一部を構成する。
【００１３】
図１（Ｃ）に示した建物１０ｃは、その１つの中間層１２ｃの幾本かの柱１４ｃの柱頭に滑り支承２４を介挿すると共に、別の柱１４ｃ’の柱頭に復元力発生機構２６を設けてある。それら滑り支承２４と復元力発生機構２６とで、積層ゴム２０と同様の機能を得ており、それによってこの中間層を低剛性層１２ｃとしたものである。復元力発生機構２６としては、一般的に滑り支承を用いて免震支持を行う場合に使用されているものを使用すればよい。また、上部構造と下部構造との間には、ブラケット１６を介して、上述した減衰力発生手段として機能するオイルダンパ１８を設けてある。更に、復元力発生機構２６が発生する減衰力も、減衰力発生手段の一部を構成する。
【００１４】
図１（Ｄ）に示した建物１０ｄは、２つの中間層１２ｄ−１、１２ｄ−２の間を延在する梁の端部を、柱にピン接合してある。そのため、これら中間層１２ｄ−１、１２ｄ−２の部分の柱は、２層分の高さを有する柱となって、撓み易くなっており、これによって、これら中間層を低剛性層１２ｄ−１、１２ｄ−２としたものである。また、上部構造と下部構造との間には、ブレース２８を介して、上述した減衰力発生手段として機能するオイルダンパ１８を設けてある。
【００１５】
建物の層のうち、どの層を低剛性層とするかについては、選択の自由度が高く、建物の基部及び頂部に近接し過ぎていない中ほどの中間層を任意に選択すればよい。建物全体の設計が完了して低剛性層とする層を選択したならば、その時点で、その建物の上部構造の質量（これをＭＵで表す）と、下部構造の質量（これをＭＬで表す）と、地盤上に構築される下部構造から成る振動系が、水平方向に振動するときの一次固有振動数（これをωＬで表す）とが決まるため、それら３つの値を、建物の設計図に基づいて算出することができる。本発明では、算出したそれら３つの値に基づいて、低剛性層の剛性と、減衰力発生手段の減衰定数とを適切に設定し、それによって、地震発生時の上部構造の振動と下部構造の振動とが、共に良好に抑制されるようにするものである。
【００１６】
また、ここでいう低剛性層の剛性とは、既述のごとく、水平方向の剪断変形に対する剛性である。この剛性を適切に設定することにより、低剛性層とそれに支持された上部構造とから成る振動系が水平方向に振動するときの一次固有振動数（これをωＵで表す）を所望の値に設定することができ、ひいては、地盤上に構築された下部構造から成る振動系の水平方向振動の一次固有振動数ωＬに対する、低剛性層とそれに支持された上部構造とから成る振動系の水平方向振動の一次固有振動数ωＵの比である、固有振動数比β＝ωＵ／ωＬを所望の値に設定することができる。そして、本発明においては、この固有振動数比βが、下部構造の質量ＭＬに対する上部構造の質量ＭＵの比である質量比μ＝ＭＵ／ＭＬの式で表された第１目標値ｆ１(μ) = (1/(1+μ)) (1+μ/2)１／２ に対して、0.9×ｆ１(μ) ＜β＜1.1×ｆ１(μ) で示される範囲内にくるように、低剛性層の剛性の値を設定する。
【００１７】
また、減衰力発生手段の減衰定数（これをｈＬＳＳで表す）については、その値を、質量比μの式で表された第２目標値ｆ２(μ) = (3μ/(8×(1+μ))１／２ に対して、0.9×ｆ２(μ) ＜ｈＬＳＳ＜1.1×ｆ２(μ) で示される範囲内に設定する。
【００１８】
以上の２つの設定を行う理由について、以下に説明する。先ず、低剛性層の剛性について説明すると、中間層に低剛性層を設けて、その低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とで構成した建物を、１つの振動系として見るとき、上部構造及び下部構造の各々を質点と見なすことによって、その建物を、図２に模式図で示した振動系で表すことができる。図２において、ＭＬは下部構造の質量、ＫＬは下部構造の剛性、ＣＬは下部構造の減衰係数である。また、ＭＵは上部構造の質量、ＫＬＳＳは低剛性層の剛性、ＣＬＳＳは上部構造と下部構造との間に設けた減衰力発生手段の減衰係数である。更に、ｘ０、ｘＬ、ｘＵは夫々、地震発生時における、水平方向の地動変位、下部構造の水平方向の変位、上部構造の水平方向の変位を表している。尚、図２では、それら変位が上下方向の変位であるかのように描かれているが、このように図示したのは、剛性並びに減衰係数を表す図中記号の方向と変位の方向とを揃えるためであり、実際には、それら変位は、水平方向の振動に伴う変位である。また、下部構造の剛性ＫＬ及び下部構造の減衰係数ＣＬは、建物の下部構造それ自体に付随する特性であり、設計が完了した建物の設計図に基づいて、算出されるものである。
【００１９】
図２に示した振動系において、水平方向の地動速度、下部構造の水平方向の変位速度、及び、上部構造の水平方向の変位速度を、夫々、ｘ０'、ｘＬ'、ｘＵ' で表し、同じく加速度を、夫々、ｘ０"、ｘＬ"、ｘＵ" で表すならば、下部構造の運動方程式は（１）式で与えられる。
【００２０】
【数１】
2007002455.tif 000003
【００２１】
この（１）式を変形すると、（２）式が得られる。
【００２２】
【数２】
2007002455.tif 000004
【００２３】
一方、上部構造の運動方程式は（３）式で与えられる。
【００２４】
【数３】
2007002455.tif 000005
【００２５】
ここで、地動速度ｘ０' に対する下部構造の加速度ｘＬ" の応答倍率（以下「加速度応答倍率Ｒ」という）を求める。この加速度応答倍率Ｒは、地動速度ｘ０' の振幅に対する、その地動速度により誘起される下部構造の加速度ｘＬ" の振幅の比である。地動速度ｘ０' 並びに下部構造の加速度ｘＬ" は周波数スペクトルを有するものであるため、この加速度応答倍率Ｒの値は周波数の関数として表され、ここでは周波数を、円振動数ωをもって表すことにする。また、この加速度応答倍率Ｒを表すのに、α＝ω／ωＬ、β＝ωＵ／ωＬ、μ＝ＭＵ／ＭＬ、ｈＬ＝ＣＬ／２ＭＬωＬ、ｈＬＳＳ＝ＣＬＳＳ／２ＭＵωＵの、５つの変数を用いる。これら変数に関して、ωＬ は、上述した地盤上に構築された下部構造から成る振動系の水平方向振動の一次固有振動数（これも円振動数で表す）であって、ωＬ＝（ＫＬ／ＭＬ）１／２ である。また、ωＵ は、上述した低剛性層とそれに支持された上部構造とから成る振動系が水平方向に振動するときの一次固有振動数（これも円振動数で表す）であって、ωＵ＝（ＫＬＳＳ／ＭＵ）１／２である。更に、ｈＬは下部構造の減衰定数であり、ｈＬＳＳは減衰力発生手段の減衰定数である。以上の５つの変数を用いて加速度応答倍率Ｒを表すと、上の（２）式及び（３）式から、次の（４）式が得られる。
【００２６】
【数４】
2007002455.tif 000006
【００２７】
図３は、上の（４）式で表される加速度応答倍率Ｒが、αを横軸に取ったグラフ上で、いかなる形状の曲線となるかを例示したグラフである。この図３に示した具体例は、建物全体の設計が完了して、その建物の層のうちの低剛性層とする層を選択した結果、ＭＵ、ＭＬ、及び、ωＬの値が決まり、それらに基づいて算出したμ及びＨＬ の値が、μ＝0.3、ｈＬ＝0.01であった場合に、β＝1.0となるように低剛性層の剛性ＫＬＳＳの値を設定し、且つ、減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を0.01と0.3との２通りに設定したときの加速度応答倍率Ｒのグラフである。
【００２８】
図４（Ａ）及び図５（Ａ）は、加速度応答倍率Ｒの曲線の更に別の具体例を示したグラフである。図４（Ａ）は、μ＝0.1、ｈＬ＝0.0であった場合に、β＝1.0となるように低剛性層の剛性ＫＬＳＳの値を設定し、且つ、減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を0.03、0.1、及び1.0の３通りに設定したときの加速度応答倍率Ｒの曲線を示している。また、図５（Ａ）は、μ＝1.0、ｈＬ＝0.0であった場合に、β＝1.0となるように低剛性層の剛性ＫＬＳＳの値を設定し、且つ、減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を0.03、0.1、及び1.0の３通りに設定したときの加速度応答倍率Ｒの曲線を示している。
【００２９】
加速度応答倍率Ｒの曲線は、図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示した具体例のように、建物の下部構造の減衰定数ｈＬの値が0であるときには、減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値にかかわらず、グラフ平面上の２つの定点Ｐ１、Ｐ２を通る。図３の具体例でも、ｈＬの値が非常に小さい（＝0.01）ため、略々２つの定点Ｐ１、Ｐ２を通っている。２つの定点Ｐ１、Ｐ２の高さ（即ち、それら定点Ｐ１、Ｐ２に対応した周波数における加速度応答倍率Ｒの値）は、固有振動数比βの値に応じて決まるため、地震発生時の下部構造の揺れを小さく抑えるには、２つの定点Ｐ１、Ｐ２のうち、高い方の高さをできるだけ抑えるようにすべきであり、それには固有振動数比βの値を、２つの定点Ｐ１の高さを等しくするような値に設定すればよい。この条件を満たす固有振動数比βの値は、β= (1/(1+μ)) (1+μ/2)１／２ で与えられる。この式の右辺は変数としてμのみを含んでおり、従って、固有振動数比βの最適値は、質量比μの値のみによって決まる。そこで、本発明においては、固有振動数比βが、質量比μの式で表された第１目標値ｆ１(μ) = (1/(1+μ)) (1+μ/2)１／２ に対して、0.9×ｆ１(μ) ＜β＜1.1×ｆ１(μ) で示される範囲内にくるように、低剛性層の剛性ＫＬＳＳを設定するようにしている。これによって、固有振動数比βの値を、下部構造の揺れを小さく抑える上で適切な範囲内に設定することができる。
【００３０】
図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）は、図４（Ａ）及び図５（Ａ）に示した具体例において、固有振動数比βの値以外のパラメータを同一としたまま、固有振動数比βの値だけを、最適値であるβ＝ｆ１(μ) に設定した場合に、加速度応答倍率Ｒの曲線がいかなる形状となるかを示したグラフである。図から明らかなように、固有振動数比βの値が変化した結果、定点Ｐ１、Ｐ２の高さが揃っている。
【００３１】
以上によって、２つの定点Ｐ１、Ｐ２に対応した周波数における加速度応答倍率Ｒの値が決まる。本発明においては更に、上部構造と下部構造との間に設けた減衰力発生手段の減衰係数ｈＬＳＳの値を適切に設定することによって、２つの定点Ｐ１、Ｐ２に対応した周波数以外の周波数における加速度応答倍率Ｒの値を小さく抑えるようにする。これを達成するには、図３、図４、図５に示した加速度応答倍率Ｒのグラフにおいて、加速度応答倍率Ｒの曲線の最大値ができるだけ小さく、且つ、その曲線より下の部分の面積ができるだけ小さくなるように、減衰力発生手段の減衰定数ｈＬＳＳの値を設定すればよい。これについて、以下に図４（Ｃ）及び図５（Ｃ）を参照して説明する。
【００３２】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示した具体例において、減衰定数ｈＬＳＳの値以外のパラメータを同一としたまま、減衰定数ｈＬＳＳの値だけを、0.1、0.18、及び0.3の３通りの値に設定した場合に、加速度応答倍率Ｒの曲線がいかなる形状となるかを示したグラフである。尚、図４（Ｃ）の縦軸のスケールは、図４（Ａ）及び（Ｂ）と比べて拡大されていることに注意されたい。図４（Ｃ）から明らかなように、減衰定数ｈＬＳＳ= 0.18としたときに、加速度応答倍率Ｒの曲線の最大値が最も小さくなり、且つ、その曲線より下の部分の面積が最も小さくなっており、減衰定数ｈＬＳＳの値がこれより小さくなっても、また大きくなっても、それら最大値及び面積は増大する傾向が認められる。
【００３３】
同様に、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示した具体例において、減衰定数ｈＬＳＳの値以外のパラメータを同一としたまま、減衰定数ｈＬＳＳの値だけを、0.3、0.43、及び0.5の３通りの値に設定した場合に、加速度応答倍率Ｒの曲線がいかなる形状となるかを示したグラフである。尚、図５（Ｃ）の縦軸のスケールは、図５（Ａ）及び（Ｂ）と比べて拡大されていることに注意されたい。図５（Ｃ）から明らかなように、減衰定数ｈＬＳＳ= 0.43としたときに、加速度応答倍率Ｒの曲線の最大値が最も小さくなり、且つ、その曲線より下の部分の面積が最も小さくなっており、減衰定数ｈＬＳＳの値がこれより小さくなっても、また大きくなっても、それら最大値及び面積は増大する傾向が認められる。
【００３４】
加速度応答倍率Ｒの曲線の最大値ができるだけ小さくなり、且つ、その曲線より下の部分の面積ができるだけ小さくなるようにするという条件を満たすｈＬＳＳの値は、ｈＬＳＳ = (3μ/(8×(1+μ))１／２ で与えられる。この式の右辺は変数としてμのみを含んでおり、従って、ｈＬＳＳの最適値も、固有振動数比βの最適値と同様に、質量比μの値のみによって決まる。そこで、本発明においては、減衰定数ｈＬＳＳの値を、質量比μの式で表された第２目標値ｆ２(μ) = (3μ/(8×(1+μ))１／２ に対して、0.9×ｆ２(μ) ＜ｈＬＳＳ＜1.1×ｆ２(μ) で示される範囲内に設定するようにしている。これによって、減衰定数ｈＬＳＳの値を、下部構造の揺れを小さく抑える上で適切な範囲内に設定することができる。
【００３５】
以上の説明から明らかなように、本発明における、固有振動数比β及び減衰定数ｈＬＳＳの値の最適設定は、地動速度ｘ０' の振幅に対する、その地動速度により誘起される下部構造の加速度ｘＬ" の振幅の比である加速度応答倍率Ｒの値に基づいて行われている。この加速度応答倍率Ｒの値をもって最適設計のための判断基準とすることは、本発明の独創的な特徴であり、これによって、容易に最適設計を行うことができるようになっている。
【００３６】
図６（Ａ）〜（Ｏ）は、本発明に係る制振構造を採用した建物の振動モードをシミュレートした結果を示したものである。図中のＵ、Ｌ、及びＬＳＳは夫々、建物の上部構造、下部構造、及び低剛性層を示しており、このシミュレーション結果は、１０層の建物に、周波数0.8Ｈｚで正弦波状に変化する地動が入力したときの、上部構造、下部構造、及び低剛性層の水平方向の変位を示している。また、図中の破線は、低剛性層を設けずに全体を耐震構造とした同一仕様の建物の水平方向の変位を、比較例として示したものである。また、図７は、図６（Ａ）〜（Ｏ）に示した建物の振動における、下部構造の上端の変位（実線）と、上部構造の下端の変位（破線）とを示したグラフである。これらの図から明らかなように、本発明に係る制振構造を採用した建物では、上部構造の振動振幅が、下部構造の振動振幅の1.5 〜 2.0倍程度の大きさになるが、これは、全体を耐震構造とした建物の振動振幅と比べれば格段に小さい。更に、本発明に係る制振構造を採用した建物では、下部構造の振動振幅が非常に小さく抑えられる。これは、上部構造がチューンドマスダンパの可動マスとして機能していることによるものであるが、ただし、従来のチューンドマスダンパの可動マスの振動振幅が、建物自体の振動振幅と比べて一桁程度大きかったのと比べて、本発明に係る制振構造における上部構造の振動振幅は、充分に抑制されているということができる。
【００３７】
本発明に係る制振構造によれば、建物の上部構造の振動を低減するばかりでなく、下部構造の振動も低減することができ、このことは、下部構造の振動を低減することのできない従来の中間階免震方式と比べたとき、大きな利点をなすものである。また、既述のごとく、本発明を適用するに際して、建物のどの層を低剛性層とするかについて、選択の自由度が大きいことも、従来の中間階免震方式に対する利点となっている。更に、既存の建物にレトロフィットによって制振構造を組み込む場合に、本発明に係る制振構造によれば、低剛性層以外の層は従来の構造でよく、低剛性層のみ特殊な構造に設計すればよいため、建物全体に多数のエネルギ吸収部材を分散配置する従来の制振構造のように、建物全体の改修工事が必要になるということがない。また、本発明では、低剛性層に設けた減衰力発生手段によって、地震時の入力エネルギを集中的に吸収するため、各階でエネルギ吸収を行わせる従来の制振構造に比べて、より効率的にエネルギ吸収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明を採用するに際して、建物に低剛性層を設ける方式の具体例を示した模式図である。
【図２】本発明に従って中間層に低剛性層を設けて、この低剛性層より上方の上部構造と下方の下部構造とで構成した建物を振動系として見たときの、その振動系を表した模式図である。
【図３】加速度応答倍率Ｒが、αを横軸に取ったグラフ上で、いかなる形状の曲線となるかを例示したグラフである。
【図４】（Ａ）は加速度応答倍率Ｒの別の具体例を示したグラフ、（Ｂ）は（Ａ）の具体例において固有振動数比βの値を最適値に設定したときの加速度応答倍率Ｒを示したグラフ、（Ｃ）は（Ｂ）の具体例において減衰定数ｈＬＳＳの値３通りに設定したときの加速度応答倍率Ｒのグラフである。
【図５】（Ａ）は加速度応答倍率Ｒの別の具体例を示したグラフ、（Ｂ）は（Ａ）の具体例において固有振動数比βの値を最適値に設定したときの加速度応答倍率Ｒを示したグラフ、（Ｃ）は（Ｂ）の具体例において減衰定数ｈＬＳＳの値３通りに設定したときの加速度応答倍率Ｒのグラフである。
【図６】（Ａ）〜（Ｏ）は、本発明に係る制振構造を採用した建物の振動モードをシミュレートした結果を示した図である。
【図７】図６の建物の振動における下部構造の上端の変位（実線）と、上部構造の下端の変位（破線）とを示したグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……建物、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ−１、１２ｄ−２……低剛性層（中間層）、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｃ’……中間層の柱、１６……ブラケット、１８……オイルダンパ、２０……積層ゴム、２４……滑り支承、２６……復元力発生機構、２８……ブレース。
【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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