JPH0660537B2 - 高層建物の制震装置 - Google Patents
高層建物の制震装置Info
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- JPH0660537B2 JPH0660537B2 JP11861787A JP11861787A JPH0660537B2 JP H0660537 B2 JPH0660537 B2 JP H0660537B2 JP 11861787 A JP11861787 A JP 11861787A JP 11861787 A JP11861787 A JP 11861787A JP H0660537 B2 JPH0660537 B2 JP H0660537B2
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- Japan
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- rise building
- seismic
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Links
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- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
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- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
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- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、地震時における高層建物の振動を抑制する制
震装置に関する。
震装置に関する。
（従来の技術） 一般に、高層建物は、地震に対する倒壊を防止するため
に軟構造の構造物に構築されている。
に軟構造の構造物に構築されている。
即ち、従来の高層建物は、第５図（Ａ）、（Ｂ）に示さ
れるように、岩盤ａ上に基盤ｂを敷設し、この基盤ｂ上
に軟構造による多階床高層建物ｃを構築している。
れるように、岩盤ａ上に基盤ｂを敷設し、この基盤ｂ上
に軟構造による多階床高層建物ｃを構築している。
従って、この高層建物は、地震発生時、第５図（Ｂ）に
示されるように、地震波ｄをうけると、多階床高層建物
ｃの基部ｃ１を支点にして鎖線Ｃ′に示されるように、
大きく湾曲して変位し、多階床高層建物ｃ自体の倒壊を
防止するようになっている。
示されるように、地震波ｄをうけると、多階床高層建物
ｃの基部ｃ１を支点にして鎖線Ｃ′に示されるように、
大きく湾曲して変位し、多階床高層建物ｃ自体の倒壊を
防止するようになっている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した高層建物は、多階床高層建物ｃ
自体の倒壊を防止するようになっている関係上、地震発
生時における上記高層建物内でうける振動を抑制して、
住居人や各種ＯＡ機器の保護や安全性について少しも配
慮されておらず、これら住居人等に対する安全性が望ま
れている。
自体の倒壊を防止するようになっている関係上、地震発
生時における上記高層建物内でうける振動を抑制して、
住居人や各種ＯＡ機器の保護や安全性について少しも配
慮されておらず、これら住居人等に対する安全性が望ま
れている。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、地震発生時における倒壊防止だけでなく、上記高層
建物内でうける振動を積極的に抑制して、住居人や各種
ＯＡ機器の保護や安全性の向上を図るようにした高層建
物の制震装置を提供することを目的とする。
て、地震発生時における倒壊防止だけでなく、上記高層
建物内でうける振動を積極的に抑制して、住居人や各種
ＯＡ機器の保護や安全性の向上を図るようにした高層建
物の制震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） 本発明は、基盤の各角隅部に高層建物を支承するように
敷設された垂直動の各制震手段と、前記高層建物の各階
層の各角隅部にそれぞれ付設された水平動の制震手段
と、上記高層建物に伝わる地震波を検出する地震計と、
予め各種タイプの地震波の波形に基づいて動的解析法に
より求められた前記高層建物の各種振動モードが設定さ
れ、前記地震計からの地震波が入力されると高速演算に
より高層建物の振動モードを決定する中央制御装置と、
前記各階層毎に設けられた振動センサーと、前記振動セ
ンサからの信号にもとづき、前記各制震手段を用いて各
階層の揺れを反力により戻し、あるいは抑えるようフィ
ードバック制御をおこなう単位制御器、これらの各単位
制御器を各階層毎の単位および垂直動の単位毎に連動制
御する複数のユニット制御装置、これら各ユニット制御
装置を統括する前記中央制御装置からなるハイアラーキ
システムとを備え、前記中央制御装置は、地震発生時に
上記地震計からの地震波形を入力して演算し、地震波形
に対応する高層建物の振動モードを決定してこの振動モ
ードに基づく制震用の制御出力を生じ、前記ハイアラー
キシステムを介して各制震手段をそれぞれ上記高層建物
の各階層が揺れると予想される反対方向に先行的に作動
させる機能と、前記各振動センサーからの入力信号に基
づき前記ハイアラーキシステムを介して対応する制震手
段を制震方向に作動させる機能とを有することを特徴と
する高層建物の制震装置である。
敷設された垂直動の各制震手段と、前記高層建物の各階
層の各角隅部にそれぞれ付設された水平動の制震手段
と、上記高層建物に伝わる地震波を検出する地震計と、
予め各種タイプの地震波の波形に基づいて動的解析法に
より求められた前記高層建物の各種振動モードが設定さ
れ、前記地震計からの地震波が入力されると高速演算に
より高層建物の振動モードを決定する中央制御装置と、
前記各階層毎に設けられた振動センサーと、前記振動セ
ンサからの信号にもとづき、前記各制震手段を用いて各
階層の揺れを反力により戻し、あるいは抑えるようフィ
ードバック制御をおこなう単位制御器、これらの各単位
制御器を各階層毎の単位および垂直動の単位毎に連動制
御する複数のユニット制御装置、これら各ユニット制御
装置を統括する前記中央制御装置からなるハイアラーキ
システムとを備え、前記中央制御装置は、地震発生時に
上記地震計からの地震波形を入力して演算し、地震波形
に対応する高層建物の振動モードを決定してこの振動モ
ードに基づく制震用の制御出力を生じ、前記ハイアラー
キシステムを介して各制震手段をそれぞれ上記高層建物
の各階層が揺れると予想される反対方向に先行的に作動
させる機能と、前記各振動センサーからの入力信号に基
づき前記ハイアラーキシステムを介して対応する制震手
段を制震方向に作動させる機能とを有することを特徴と
する高層建物の制震装置である。
（作用） 本発明によれば高層建物の各階層が揺れると予想される
反対方向に上記各制震手段を先行的に作動して抑制し、
前記各階層の振動を低減し、上記高層建物内で受ける振
動を積極的に抑制して、住居人や各種ＯＡ機器の保護や
安全性の向上を図るものである。
反対方向に上記各制震手段を先行的に作動して抑制し、
前記各階層の振動を低減し、上記高層建物内で受ける振
動を積極的に抑制して、住居人や各種ＯＡ機器の保護や
安全性の向上を図るものである。
（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。
第１図乃至第４図において、符号１は、岩盤であって、
この岩盤１上には、基盤２が打設されており、この基盤
２の各角隅部には、各制震油圧装置（制震手段）３ａ，
３ｂ及び３ｃ，３ｄが高層建物４の垂直動を支承するよ
うにして敷設されており、この高層建物４の各階層４
ａ，４ｂ，４ｃ，…４ｎ（第３図の例では５階おきに設
置）の各角隅部には、第２図および第３図に示されるよ
うに、各制震油圧装置（制震手段）５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄが水平動の各振動モードを抑制し得るようにして付
設されており、この各制震油圧装置５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄは、予め、多数のタイプの地震波に対する地震振動
の実験あるいはシュミレーションによって得られた上記
高層建物４の各階層４ａ，４ｂ，４ｃ，…４ｎの水平動
による各種振動モードを抑制するように、独立して個々
に作動して制御される。なお制震手段としては制震油圧
装置に限らず、制震空圧装置を用いてもよく、電磁式制
震手段を用いてもよい。
この岩盤１上には、基盤２が打設されており、この基盤
２の各角隅部には、各制震油圧装置（制震手段）３ａ，
３ｂ及び３ｃ，３ｄが高層建物４の垂直動を支承するよ
うにして敷設されており、この高層建物４の各階層４
ａ，４ｂ，４ｃ，…４ｎ（第３図の例では５階おきに設
置）の各角隅部には、第２図および第３図に示されるよ
うに、各制震油圧装置（制震手段）５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄが水平動の各振動モードを抑制し得るようにして付
設されており、この各制震油圧装置５ａ，５ｂ，５ｃ，
５ｄは、予め、多数のタイプの地震波に対する地震振動
の実験あるいはシュミレーションによって得られた上記
高層建物４の各階層４ａ，４ｂ，４ｃ，…４ｎの水平動
による各種振動モードを抑制するように、独立して個々
に作動して制御される。なお制震手段としては制震油圧
装置に限らず、制震空圧装置を用いてもよく、電磁式制
震手段を用いてもよい。
他方、第４図に示されるように、前記高層建物４の一部
には、予め、多数のタイプの地震波に対する地震振動の
実験あるいはシュミレーションによって得られた各種振
動モードを入力した中央制御装置（コンピュータ）６が
設置されており、この中央制御装置６には、地中に設置
された図示されない地震計が接続されている。また、こ
の中央制御装置６には、ハイアラーキシステムによる各
ユニット制御装置７ａ，７ｂ，７ｃ，…７ｎが接続され
ており、このユニット制御装置７ａ，７ｂ，７ｃ，…７
ｎには、複数の単位制御器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄおよ
び９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが前記各制震油圧装置３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄおよび前記各制震油圧装置５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄを制御するように接続されている。
には、予め、多数のタイプの地震波に対する地震振動の
実験あるいはシュミレーションによって得られた各種振
動モードを入力した中央制御装置（コンピュータ）６が
設置されており、この中央制御装置６には、地中に設置
された図示されない地震計が接続されている。また、こ
の中央制御装置６には、ハイアラーキシステムによる各
ユニット制御装置７ａ，７ｂ，７ｃ，…７ｎが接続され
ており、このユニット制御装置７ａ，７ｂ，７ｃ，…７
ｎには、複数の単位制御器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄおよ
び９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが前記各制震油圧装置３ａ，
３ｂ，３ｃ，３ｄおよび前記各制震油圧装置５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄを制御するように接続されている。
また、各階層ごとには、それぞれ、東西、南北方向の振
動を検知する各振動センサ（振動検知器）が設置されて
おり、その各振動センサと各単位制御器と各制震油圧装
置は、それぞれ下位の閉ループ制御系を構成している。
すべての振動センサの信号は、単位制御器及びユニット
制御装置を通じて上記中央制御装置６に接続されてい
る。
動を検知する各振動センサ（振動検知器）が設置されて
おり、その各振動センサと各単位制御器と各制震油圧装
置は、それぞれ下位の閉ループ制御系を構成している。
すべての振動センサの信号は、単位制御器及びユニット
制御装置を通じて上記中央制御装置６に接続されてい
る。
即ち、各階層の４つの制御ループ８ａ，８ｂ，８ｃ，８
ｄおよび９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄはバラバラに独立に制
御するのではなく、各振動センサからの信号及び中央制
御装置６の制御信号にもとづいて協調して、高層建物を
制震するように作用する。
ｄおよび９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄはバラバラに独立に制
御するのではなく、各振動センサからの信号及び中央制
御装置６の制御信号にもとづいて協調して、高層建物を
制震するように作用する。
上記中央制御装置６には、高層建物の地中に設置された
地震計が接続されており、この地震計による地震波の波
形にもとづいて動的解析法などの手法により各種振動モ
ードを高速演算することにより、高層建物の揺れが先行
的に予測できるので、構造物全体あるいは局所的に過大
な力が、掛からないようにバランスのとれた免震防振制
御ができる。
地震計が接続されており、この地震計による地震波の波
形にもとづいて動的解析法などの手法により各種振動モ
ードを高速演算することにより、高層建物の揺れが先行
的に予測できるので、構造物全体あるいは局所的に過大
な力が、掛からないようにバランスのとれた免震防振制
御ができる。
このようにして本発明は、上記中央制御装置６と各階層
ごとの各ユニット制御装置７ａ，７ｂ，７ｃ，…７ｎと
各単位制御器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄおよび９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄからなるハイアラーキ・システムによ
り、各制震油圧装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄで前記各階層の振動を抑制して低減し、
上記高層建物４内の住居人や各種ＯＡ機器の保護や安全
性を図るようにしている。
ごとの各ユニット制御装置７ａ，７ｂ，７ｃ，…７ｎと
各単位制御器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄおよび９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄからなるハイアラーキ・システムによ
り、各制震油圧装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，５ａ，５
ｂ，５ｃ，５ｄで前記各階層の振動を抑制して低減し、
上記高層建物４内の住居人や各種ＯＡ機器の保護や安全
性を図るようにしている。
なお、実施例の変形例としては、高層建物近郊の３個所
以上の地震観測所からの信号を中央制御装置６に接続し
ておけば、震源地、震央地、地震波のタイプが、地震が
高層建物に到達する前に計算することも可能となり、高
層建物の各種振動モードをより早く求めることができる
ので、Feed Forward制御により、より精度の高い免震防
振制御が可能となる。
以上の地震観測所からの信号を中央制御装置６に接続し
ておけば、震源地、震央地、地震波のタイプが、地震が
高層建物に到達する前に計算することも可能となり、高
層建物の各種振動モードをより早く求めることができる
ので、Feed Forward制御により、より精度の高い免震防
振制御が可能となる。
一般に、地震波は、地中に伝わるものとしては、縦波
（Ｐ波）と横波（Ｓ波）とがあり、縦波の速さは横波の
速さより早いので、地震の初期時には、縦波（上下動）
だけが伝わる。この間が初期微動と言われている。
（Ｐ波）と横波（Ｓ波）とがあり、縦波の速さは横波の
速さより早いので、地震の初期時には、縦波（上下動）
だけが伝わる。この間が初期微動と言われている。
従って、本発明は、地震発生時、地中に埋設された地震
計が地震発生時の初期微動による振動を検出し、この検
出信号を上記中央制御装置６に送信して入力すると、予
め、多数のタイプの地震波に対する地震振動の実験ある
いはシュミレーションによって得られた各種振動モード
を入力した中央制御装置６が、前記振動センサからの出
力信号と上記地震計からの波形信号を演算し、さらに、
上記中央制御装置６からの出力信号に基づき、前記各単
位制御器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…及びユニット制御装
置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで垂直動の上記各制震油圧装
置３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄ及び水平動の上記制震油圧装
置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをそれぞれ作動して垂直動及
び水平動の振動モードを地震波が到達と同時若しくは直
前に上記高層建物４の各階層が揺れると予想される反対
方向に上記各制震油圧装置を作動して抑制し、前記各階
層の振動を低減する。
計が地震発生時の初期微動による振動を検出し、この検
出信号を上記中央制御装置６に送信して入力すると、予
め、多数のタイプの地震波に対する地震振動の実験ある
いはシュミレーションによって得られた各種振動モード
を入力した中央制御装置６が、前記振動センサからの出
力信号と上記地震計からの波形信号を演算し、さらに、
上記中央制御装置６からの出力信号に基づき、前記各単
位制御器８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ…及びユニット制御装
置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで垂直動の上記各制震油圧装
置３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄ及び水平動の上記制震油圧装
置５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄをそれぞれ作動して垂直動及
び水平動の振動モードを地震波が到達と同時若しくは直
前に上記高層建物４の各階層が揺れると予想される反対
方向に上記各制震油圧装置を作動して抑制し、前記各階
層の振動を低減する。
上記実施例は地震発生時における高層建物の制震装置に
係るものであるが、本発明は、少しの変形で一般の構造
物（例えば、高層でない建物の場合はシステムの構成要
素を少なくするなど）に適用できることは明らかであ
る。
係るものであるが、本発明は、少しの変形で一般の構造
物（例えば、高層でない建物の場合はシステムの構成要
素を少なくするなど）に適用できることは明らかであ
る。
以上述べたように本発明によれば、地震発生時、前記振
動センサからの出力信号と上記地震計からの地震波の波
形信号を中央制御装置で演算し、この中央制御装置から
の出力信号に基づき、前記各ユニット制御装置及び各単
位制御器で垂直動の上記各制震手段及び水平動の上記制
震手段をそれぞれ作動して垂直動及び水平動の振動モー
ドを地震波が到達と同時若しくは直前に上記高層建物の
各階層が揺れると予想される反対方向に上記各制震手段
を作動して積極的に抑制しいるので、地震時の振動を大
幅に低減できるばかりでなく、上記高層建物内の住居人
や各種ＯＡ機器の保護や安全性を図ることができる等の
優れた効果を有する。
動センサからの出力信号と上記地震計からの地震波の波
形信号を中央制御装置で演算し、この中央制御装置から
の出力信号に基づき、前記各ユニット制御装置及び各単
位制御器で垂直動の上記各制震手段及び水平動の上記制
震手段をそれぞれ作動して垂直動及び水平動の振動モー
ドを地震波が到達と同時若しくは直前に上記高層建物の
各階層が揺れると予想される反対方向に上記各制震手段
を作動して積極的に抑制しいるので、地震時の振動を大
幅に低減できるばかりでなく、上記高層建物内の住居人
や各種ＯＡ機器の保護や安全性を図ることができる等の
優れた効果を有する。
第１図は、本発明による高層建物下部の制震装置の説明
図、第２図は、本発明による高層建物の制震装置の横断
面図、第３図は、本発明による高層建物の制震装置の縦
断面図、第４図は、本発明に組込まれたハイアラーキシ
ステムを示す線図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は、従来の高
層建物の耐震構造を説明するための図である。 ２……基盤、３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄ、……制震油圧装
置、４……高層建物、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ……制震
油圧装置、６……中央制御装置、７ａ，７ｂ，７ｃ，…
７ｎ……ユニット制御装置、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄお
よび９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ……単位制御器。
図、第２図は、本発明による高層建物の制震装置の横断
面図、第３図は、本発明による高層建物の制震装置の縦
断面図、第４図は、本発明に組込まれたハイアラーキシ
ステムを示す線図、第５図（Ａ）、（Ｂ）は、従来の高
層建物の耐震構造を説明するための図である。 ２……基盤、３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄ、……制震油圧装
置、４……高層建物、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ……制震
油圧装置、６……中央制御装置、７ａ，７ｂ，７ｃ，…
７ｎ……ユニット制御装置、８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄお
よび９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ……単位制御器。
Claims (1)
- 【請求項１】基盤の各角隅部に高層建物を支承するよう
に敷設された垂直動の各制震手段と、前記高層建物の各
階層の各角隅部にそれぞれ付設された水平動の制震手段
と、上記高層建物に伝わる地震波を検出する地震計と、
予め各種タイプの地震波の波形に基づいて動的解析法に
より求められた前記高層建物の各種振動モードが設定さ
れ、前記地震計からの地震波が入力されると高速演算に
より高層建物の振動モードを決定する中央制御装置と、
前記各階層毎に設けられた振動センサーと、前記振動セ
ンサからの信号にもとづき、前記各制震手段を用いて各
階層の揺れを反力により戻し、あるいは抑えるようフィ
ードバック制御をおこなう単位制御器、これらの各単位
制御器を各階層毎の単位および垂直動の単位毎に連動制
御する複数のユニット制御装置、これら各ユニット制御
装置を統括する前記中央制御装置からなるハイアラーキ
システムとを備え、前記中央制御装置は、地震発生時に
上記地震計からの地震波形を入力して演算し、地震波形
に対応する高層建物の振動モードを決定してこの振動モ
ードに基づく制震用の制御出力を生じ、前記ハイアラー
キシステムを介して各制震手段をそれぞれ上記高層建物
の各階層が揺れると予想される反対方向に先行的に作動
させる機能と、前記各振動センサーからの入力信号に基
づき前記ハイアラーキシステムを介して対応する制震手
段を制震方向に作動させる機能とを有することを特徴と
する高層建物の制震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11861787A JPH0660537B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 高層建物の制震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11861787A JPH0660537B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 高層建物の制震装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284335A JPS63284335A (ja) | 1988-11-21 |
| JPH0660537B2 true JPH0660537B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=14740978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11861787A Expired - Lifetime JPH0660537B2 (ja) | 1987-05-15 | 1987-05-15 | 高層建物の制震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0660537B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6767172B2 (ja) * | 2016-06-02 | 2020-10-14 | Ｋｙｂ株式会社 | ダンパ制御装置及びプログラム |
| JP6913571B2 (ja) * | 2017-08-28 | 2021-08-04 | 株式会社竹中工務店 | 振動モード予測装置及び振動モード予測モデル学習装置 |
-
1987
- 1987-05-15 JP JP11861787A patent/JPH0660537B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63284335A (ja) | 1988-11-21 |
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