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JP7543022B2 - Seismic Isolation System - Google Patents
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JP7543022B2 - Seismic Isolation System - Google Patents

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Description

本発明は、速度依存型ダンパーを減衰材に用いた免震建物の免震システムに関する。特に、前記免震建物に暴風や強風が当たった時に大きな減衰力によって振動を低減することができる免震システムに関する。 The present invention relates to a seismic isolation system for a seismically isolated building that uses a velocity-dependent damper as a damping material. In particular, the present invention relates to a seismic isolation system that can reduce vibrations by applying a large damping force when a storm or strong wind hits the seismically isolated building.

免震建物(免震建物の高さは限定されないが、特に、高さが60m以上の超高層建物に対して本発明の効果が高い。)は、建物に風が当たることで振動しやすい。したがって、免震層によって風による振動をいかに低減するかが重要となる。 Seismic isolated buildings (there is no limit to the height of a seismically isolated building, but the present invention is particularly effective for high-rise buildings that are 60m or taller) are prone to vibration when exposed to wind. Therefore, it is important to consider how to reduce wind-induced vibrations using the seismic isolation layer.

なお、一般的な免震建物は掘り下げた地盤の上に免震層を設けて、その免震層の上に免震建物を建築するが、免震建物が所定以上の高さがある建物(例えば超高層建物)である場合は、免震建物の中間階層に免震層を設けることがある。 In general, seismically isolated buildings are constructed by placing a seismic isolation layer on top of excavated ground, and then constructing the building on top of that seismic isolation layer. However, if the seismically isolated building is a building that is taller than a certain height (e.g. a high-rise building), the seismic isolation layer may be placed on the middle floors of the building.

免震建物にあたる風は、日常的に吹く風(春一番など)から、数十年に一度の割合で吹く強風、さらに数百年に一度の割合で吹く暴風など、様々な種類がある。日常的に吹く風に対して対策をすることで、建物の住み心地が良くなり(「居住性」の確保)、強風に対して対策することで、建物の使用を継続することができ(「使用性」の確保)、暴風に対して対策することで、その建物の住民の安全を図ることができる(「安全性」の確保)。特に、図1に示すように、暴風時に免震建物が受ける風荷重は、大地震が発生した時の地震荷重に匹敵する場合もある。このように、さまざまな強さの風に対して対策を施すことは、免震建物の住民にとって非常に重要である。 There are many different types of wind that hit a seismically isolated building, ranging from everyday winds (such as the first spring wind), to strong winds that blow once every few decades, and even windstorms that blow once every few hundred years. Taking measures against everyday winds makes the building more comfortable to live in (ensuring "livability"), taking measures against strong winds allows the building to continue to be used (ensuring "usability"), and taking measures against windstorms ensures the safety of the building's residents (ensuring "safety"). In particular, as shown in Figure 1, the wind load that a seismically isolated building receives during a windstorm can sometimes be comparable to the seismic load during a major earthquake. Thus, taking measures against winds of various strengths is extremely important for the residents of seismically isolated buildings.

一般的な免震建物(特に、超高層免震建物)は、免震層の強度と剛性を高めることによって風による振動を低減している。このように設計された免震建物は「剛性抵抗型」と称することができる。剛性抵抗型の免震建物にするためは、履歴型ダンパーの設置数を増やして、免震層の弾性限耐力を高める必要がある。なお、履歴型タンパーとは、鋼材ダンパーや鉛ダンパーのように、金属の延性や摩擦抵抗を利用して振動を吸収するダンパーをいう。 Generally, seismically isolated buildings (especially ultra-high-rise seismically isolated buildings) reduce wind-induced vibrations by increasing the strength and rigidity of the seismic isolation layer. A seismically isolated building designed in this way can be called a "rigid resistance type." To create a rigid resistance type seismically isolated building, it is necessary to increase the number of hysteretic dampers installed and increase the elastic limit strength of the seismic isolation layer. A hysteretic damper is a damper that absorbs vibrations by utilizing the ductility and frictional resistance of metal, such as steel dampers and lead dampers.

ところで、本発明に関する先行技術には下記特許文献1に開示されたものがある。この文献には、地震時に温度が上昇した滑り板を効果的に冷却することができる滑り免震装置の冷却装置に関する発明が開示されている。冷却装置は、開口部に滑り免震装置の支承部が収まるように設置されており、中央に円形の開口部を有する基板と、基板から立設した複数のフィンと、基板の外周に乗り上げ部とを有する。なお、この特許文献1の発明は滑り免震装置を冷却する装置に係るものであり、後述する本発明のようにオイルダンパーを冷却するものではない。 By the way, prior art related to the present invention is disclosed in Patent Document 1 below. This document discloses an invention related to a cooling device for a sliding seismic isolation device that can effectively cool the sliding plate whose temperature rises during an earthquake. The cooling device is installed so that the support part of the sliding seismic isolation device fits into the opening, and has a base plate with a circular opening in the center, multiple fins standing upright from the base plate, and a riding part on the outer periphery of the base plate. Note that the invention in Patent Document 1 relates to a device that cools a sliding seismic isolation device, and does not cool an oil damper like the present invention described below.

特開2018-146076号公報JP 2018-146076 A

前述した剛性抵抗型の免震建物において、風荷重による変形を抑制するために必要な複数個の履歴型ダンパーを設置した場合、その設置した履歴型ダンパーの個数は、地震に対しては過剰なダンパー数となる。そのため、地震が起きた際に、免震建物の応答低減効果が低下してしまうおそれがある。 In the aforementioned rigid resistance type seismically isolated building, if multiple hysteretic dampers are installed to suppress deformation due to wind loads, the number of hysteretic dampers installed will be excessive for earthquakes. Therefore, there is a risk that the response reduction effect of the seismically isolated building will be reduced when an earthquake occurs.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、免震建物に様々な強さの風があたっても、建物の居住性、使用性および安全性を確保することができる免震システムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a seismic isolation system that can ensure the habitability, usability, and safety of a seismically isolated building even when it is hit by winds of various strengths.

また、地震が起きた場合にも免震建物の十分な応答低減効果を発揮する免震システムを提供することにある。 Another goal is to provide a seismic isolation system that can sufficiently reduce the response of seismically isolated buildings even in the event of an earthquake.

上記課題を解決するための手段の態様は次のとおりである。
〔第1の態様〕
免震建物が風によって振動することを抑制する免震システムであって、
前記免震建物に免震層が設けられており、
前記免震層に速度依存型ダンパーが設けられていることを特徴とする免震システム。
The aspects of the means for solving the above problems are as follows.
[First aspect]
A seismic isolation system that suppresses wind-induced vibrations in a seismic isolation building,
The seismic isolation building is provided with a seismic isolation layer,
A seismic isolation system characterized in that a velocity-dependent damper is provided in the seismic isolation layer.

〔第2の態様〕
前記速度依存型ダンパーに送風して、前記速度依存型ダンパーを冷却する送風機と、
前記免震建物または前記免震建物の近傍に設けられた風エネルギー検出手段と、
前記風エネルギー検出手段により検出された情報に基づき、前記速度依存型ダンパーに対する送風及び停止を行う制御手段と、を有する前記第1の態様の免震システム。
[Second aspect]
A blower that blows air to the velocity-dependent damper to cool the velocity-dependent damper;
A wind energy detection means provided in the seismically isolated building or in the vicinity of the seismically isolated building;
The seismic isolation system of the first aspect, further comprising a control means for starting and stopping air blowing to the velocity-dependent damper based on information detected by the wind energy detection means.

〔第3の態様〕
前記風エネルギー検出手段は風速計であり、検出される情報は風速であり、前記制御手段は、前記風速が所定の風速値を超えるとき前記速度依存型ダンパーに対する送風を開始し、前記風速が所定の風速値を下回る前記速度依存型ダンパーに対する送風を停止するよう動作する、前記第2の態様の免震システム。
[Third aspect]
The second aspect of the seismic isolation system, wherein the wind energy detection means is an anemometer, the detected information is wind speed, and the control means operates to start blowing air to the velocity-dependent damper when the wind speed exceeds a predetermined wind speed value, and to stop blowing air to the velocity-dependent damper when the wind speed is below the predetermined wind speed value.

〔第4の態様〕
前記制御手段による、前記速度依存型ダンパーに対する送風及び停止の条件は、前記速度依存型ダンパーの作動による発熱に基づいて設定される前記第2の態様の免震システム。
[Fourth aspect]
The seismic isolation system of the second aspect, wherein the conditions for blowing and stopping air to the velocity-dependent damper by the control means are set based on heat generated by operation of the velocity-dependent damper.

〔第5の態様〕
前記免震建物にエレベーターが設けられ、
前記免震建物の中間階に前記免震層が設けられ、
前記エレベーターのシャフトが前記免震建物の前記免震層よりも上の上層層と一体化した構造になっており、
前記免震建物が揺れると、前記エレベーターのシャフトが前記免震建物の上層階とともに移動する前記第1の態様の免震システム。
[Fifth aspect]
The seismic isolation building is provided with an elevator,
The seismic isolation layer is provided on an intermediate floor of the seismic isolation building,
The elevator shaft is structured to be integrated with the upper floor above the seismic isolation layer of the seismic isolated building,
The seismic isolation system of the first aspect, wherein when the seismic isolated building shakes, the elevator shaft moves together with the upper floors of the seismic isolated building.

以上に説明したように、本発明によれば、免震建物に様々な強さの風があたっても、建物の居住性、使用性および安全性を確保することができる。 As described above, the present invention ensures the habitability, usability, and safety of a seismically isolated building even when it is exposed to winds of various strengths.

建物に作用する水平力を比較したグラフであり、暴風時と大地震発生時を比較したものである。This is a graph comparing the horizontal forces acting on a building during a windstorm and a major earthquake. 本発明の第1実施形態に係る免震システムの概略図である。1 is a schematic diagram of a seismic isolation system according to a first embodiment of the present invention. 建物に作用する水平力と減衰力の関係の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of the relationship between a horizontal force acting on a building and a damping force. 本発明の第2実施形態に係る免震システムの概略図であり、水平力が作用する前の図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a seismic isolation system according to a second embodiment of the present invention, showing a state before a horizontal force is applied. 本発明の第2実施形態に係る免震システムの概略図であり、水平力が作用した後の図である。参考として、図4の状態を点線で示している。4 is a schematic diagram of a seismic isolation system according to a second embodiment of the present invention, after a horizontal force is applied, and for reference, the state of FIG.

以下に、本発明に係る免震システムの実施形態を、添付図面を参照しつつ説明する。 Below, an embodiment of the seismic isolation system according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

(第1実施形態)
図2に第1実施形態に係る免震システム1を示した。この免震システム1は、免震建物2の1階と最上階の間(中間階)に免震層4を有している。そして、免震建物2のうち、免震層4よりも上側に位置する部分を上層階2Aといい、免震層4よりも下側に位置する部分を下層階2Bという。
First Embodiment
Fig. 2 shows a seismic isolation system 1 according to the first embodiment. This seismic isolation system 1 has a seismic isolation layer 4 between the first floor and the top floor (middle floor) of a seismic isolated building 2. In the seismic isolated building 2, the portion located above the seismic isolation layer 4 is referred to as the upper floor 2A, and the portion located below the seismic isolation layer 4 is referred to as the lower floor 2B.

なお、免震層4を設ける位置は特に限定されないが、免震建物2の高さ(地面から屋上までの距離)の概ね下から2分の1程度の高さ設けることが好ましい。免震効果の範囲を広く確保することができるからである。 The location of the seismic isolation layer 4 is not particularly limited, but it is preferable to place it at a height of approximately half the height of the seismic isolated building 2 (the distance from the ground to the roof). This is because it is possible to ensure a wide range of seismic isolation effects.

免震層4には、揺れが高さ方向に伝わることを遮るためのアイソレータ6と、免震建物2に生じた揺れのエネルギーを吸収するための速度依存型ダンパー7が備えられている。このように、免震層4の免震部材としてアイソレータ6と速度依存型ダンパー7を併用することが好ましい。 The seismic isolation layer 4 is equipped with an isolator 6 for blocking the transmission of shaking in the vertical direction, and a velocity-dependent damper 7 for absorbing the energy of shaking generated in the seismic isolated building 2. In this way, it is preferable to use both the isolator 6 and the velocity-dependent damper 7 as seismic isolation members for the seismic isolation layer 4.

アイソレータ6は、地震が発生したときには、地震の揺れを遮断し、地盤から免震建物2に(または免震建物2の下層階2Bから上層階2Aに)、地震の揺れが伝達されることを防止する。また、風の揺れを遮断する効果もあり、例えば免震建物2の上層階2Aから下層階2Bに地震の揺れが伝達されることを防止する。このアイソレータ6の種類は特に限定されず、例えばゴムを積層した積層ゴムのほか、すべり支承、転がり支承を用いることができる。 When an earthquake occurs, the isolator 6 blocks earthquake vibrations and prevents them from being transmitted from the ground to the seismically isolated building 2 (or from the lower floor 2B of the seismically isolated building 2 to the upper floor 2A). It also has the effect of blocking wind vibrations, for example, preventing earthquake vibrations from being transmitted from the upper floor 2A to the lower floor 2B of the seismically isolated building 2. There are no particular limitations on the type of isolator 6, and for example, in addition to laminated rubber, sliding bearings and rolling bearings can be used.

速度依存型ダンパー7は免震建物2内に取り付けられ、地震等によって免震建物2に生じた振動を吸収する。ダンパーの種類としては主として、鋼材ダンパーや鉛ダンパーなどの前記履歴型ダンパーと、オイルダンパーなどの速度依存型タンパーの2種類を挙げることができる。前述のように、免震層4の強度と剛性を高めることによって振動を防ぐことを目的として、免震建物2には履歴型ダンパーが用いられている。 The velocity-dependent damper 7 is installed inside the seismically isolated building 2 and absorbs vibrations that occur in the seismically isolated building 2 due to earthquakes, etc. There are two main types of dampers: hysteretic dampers such as steel dampers and lead dampers, and velocity-dependent dampers such as oil dampers. As mentioned above, hysteretic dampers are used in the seismically isolated building 2 with the aim of preventing vibrations by increasing the strength and rigidity of the seismic isolation layer 4.

しかし、履歴型ダンパーを用いると、地震発生時に、免震建物2の応答低減効果が低下する懸念がある。そこで本実施例においては、ダンパーとして速度依存型ダンパー7を用いている。減衰材として速度依存型ダンパー7を用いると、速度依存型ダンパー7の高い減衰性能によって、地震発生時に、免震建物2の応答低減効果を十分に確保することができる。それとともに、日常的な風、強風、暴風など、様々な強さの風による振動を制御することもできる。 However, if a hysteretic damper is used, there is a concern that the response reduction effect of the base-isolated building 2 will decrease when an earthquake occurs. Therefore, in this embodiment, a velocity-dependent damper 7 is used as the damper. When a velocity-dependent damper 7 is used as the damping material, the high damping performance of the velocity-dependent damper 7 can ensure a sufficient response reduction effect of the base-isolated building 2 when an earthquake occurs. At the same time, it is also possible to control vibrations caused by winds of various strengths, such as everyday winds, strong winds, and storms.

図3に、減衰力と建物に作用する水平力の関係の検討結果の一例についてのグラフを示した。このように、減衰材として速度依存型ダンパー7を用いることによって、免震層4が有する大きな減衰力を発揮して風荷重(水平力)を低減することができる。図3に示すシミュレーションによれば、速度依存型ダンパー7を用いる場合、剛性抵抗型ダンパーを用いる場合と比較して、風荷重を約30%低減できることがわかる。 Figure 3 shows a graph of an example of the results of a study on the relationship between damping force and horizontal force acting on a building. In this way, by using a velocity-dependent damper 7 as a damping material, the large damping force of the seismic isolation layer 4 can be exerted, reducing the wind load (horizontal force). The simulation shown in Figure 3 shows that when a velocity-dependent damper 7 is used, the wind load can be reduced by approximately 30% compared to when a stiffness resistance damper is used.

なお、図面では理解の容易化のために、アイソレータ6と速度依存型タンパー7を模式的に大きく表示するとともに、免震層4にアイソレータ6と速度依存型タンパー7を一つずつ表示している。しかし、実際には免震層4にアイソレータ6と速度依存型タンパー7をそれぞれ複数個設ける。 In the drawings, for ease of understanding, the isolator 6 and velocity-dependent tamper 7 are shown enlarged and schematic, and one isolator 6 and one velocity-dependent tamper 7 are shown on the seismic isolation layer 4. However, in reality, multiple isolators 6 and multiple velocity-dependent tampers 7 are provided on the seismic isolation layer 4.

ここで、ダンパーとして速度依存型ダンパー7を用いる場合に、新たな問題が生じる可能性を知見した。例えば、速度依存型ダンパー7の一種であるオイルダンパー7を用いると、地震のような一時的な振れを吸収する際は問題にならないが、免震建物2に長時間(例えば2時間以上)にわたって風が当たって風荷重がかかり続けた場合に以下のような問題が発生するおそれがある。 Here, it has been discovered that new problems may arise when using a velocity-dependent damper 7 as a damper. For example, when an oil damper 7, which is a type of velocity-dependent damper 7, is used, there is no problem when absorbing temporary vibrations such as those caused by an earthquake, but if the base-isolated building 2 is exposed to wind for a long period of time (e.g., more than two hours) and wind load continues to be applied, the following problems may occur.

すなわち、複数のオイルダンパー2(「オイルダンパー群」という。)のオイルが発熱して温度が次第に高くなり、発熱温度が限界温度を超えるとオイルダンパーの性能が低下するおそれがある。その結果、免震機能が低下して、風によって免震建物2が過度に揺れ続ける状態になるおそれがある。このような可能性は、とりわけ当該免震建物2の一面が長く、交差する側面が短い建物である場合に顕著である。 In other words, the oil in the multiple oil dampers 2 (referred to as the "oil damper group") heats up and gradually rises in temperature, and if the heat temperature exceeds a critical temperature, the performance of the oil dampers may deteriorate. As a result, the seismic isolation function may deteriorate and the seismic isolated building 2 may continue to shake excessively due to the wind. This possibility is particularly noticeable when the seismic isolated building 2 is a building with one long side and a short intersecting side.

そこで、本実施形態に係る免震システム1は、オイルダンパー7を冷却する送風機11を備えている。送風機11はオイルダンパー7に送風して、オイルダンパー7のオイルを冷却するために設けられる。この送風機11の種類は特に限定されるものではない。例えば、図に示したように、モーターの動力によってプロペラが回転し、風が電動機の軸方向に沿って流れるプロペラファンを備えた送風機を用いることができる。そのほか、多翼ファンまたはターボファンを備え、風が電動機の軸方向に対して直角に、遠心方向に流れる送風機を用いても良いし、回転翼が電動機の軸方向に対して斜めに取り付けられている斜流ファンを備え、風が電動機の軸方向に対して斜め方向に流れる送風機などを用いても良い。また、免震層にガラリを設けて空気を出し入れすることで免震層内の空気を循環させてオイルダンパーの発熱を抑制するようにしても良い。 Therefore, the seismic isolation system 1 according to this embodiment is provided with a blower 11 for cooling the oil damper 7. The blower 11 is provided to blow air to the oil damper 7 to cool the oil in the oil damper 7. The type of the blower 11 is not particularly limited. For example, as shown in the figure, a blower equipped with a propeller fan in which a propeller rotates by the power of a motor and air flows along the axial direction of the motor can be used. In addition, a blower equipped with a multi-blade fan or turbo fan in which air flows in a centrifugal direction perpendicular to the axial direction of the motor may be used, or a blower equipped with a diagonal flow fan in which the rotor is attached diagonally to the axial direction of the motor and air flows diagonally to the axial direction of the motor may be used. In addition, a louver may be provided in the seismic isolation layer to allow air to flow in and out, thereby circulating the air in the seismic isolation layer and suppressing heat generation in the oil damper.

図示した送風機11は免震層4に取り付けているが、必ずしも免震層4に取り付けなくてもよい。例えば免震層4の外側の上層階2Aや下層階2Bに送風機11を設け、そこからオイルダンパー7へ送風してもよい。ただし、冷却効果や配管の取り回しを考慮すると、できるだけオイルダンパー7の近くに設けることが好ましい。なお、設置する送風機11の台数は特に限定されないが、例えば、シミュレーションによって、免震建物2に風があたることで生じる振幅や振動数を基にオイルダンパー7の発熱量を求め、オイルダンパー7のその発熱を抑えるために必要な台数を決定する。 The illustrated blower 11 is attached to the seismic isolation layer 4, but it does not necessarily have to be attached to the seismic isolation layer 4. For example, the blower 11 may be installed on the upper floor 2A or lower floor 2B outside the seismic isolation layer 4, and blow air from there to the oil damper 7. However, considering the cooling effect and piping arrangement, it is preferable to install it as close to the oil damper 7 as possible. There is no particular limit to the number of blowers 11 to be installed, but for example, a simulation is used to find the amount of heat generated by the oil damper 7 based on the amplitude and frequency generated by the wind hitting the seismic isolated building 2, and the number of blowers required to suppress the heat generated by the oil damper 7 is determined.

また、免震建物2の屋上には、風エネルギー検出手段3としての風速計3を設けている。この風速計3は、免震建物2に当たる風の風速を計測するものであり、図面上は1つだけ設けているが、複数個設けようにしてもよい。風速計3の取り付け位置は特に限定されないが、免震建物2の上層になるほど揺れやすく、その上層階の揺れを優先的に抑える必要があるため、免震建物2の上層に取り付けることが好ましい。例えば図示したように免震建物2の屋上に取り付けたり、免震建物2の上層階2Aの側壁に取り付けたりすることが好ましい。また、風エネルギー検出手段3は、免震建物2の近傍に設けてもよい。例えば、免震建物2の隣の建物や他の構造物に風エネルギー検出手段3を設け、そこから免震建物2の制御装置5まで、検出結果を送信するようにしてもよい。 In addition, an anemometer 3 is provided on the roof of the seismically isolated building 2 as a wind energy detection means 3. This anemometer 3 measures the wind speed of the wind hitting the seismically isolated building 2, and although only one is provided in the drawing, multiple anemometers may be provided. The installation position of the anemometer 3 is not particularly limited, but since the higher the floor of the seismically isolated building 2, the more likely it is to shake, and it is necessary to suppress the shaking of the upper floors as a priority, it is preferable to install it on the upper floor of the seismically isolated building 2. For example, it is preferable to install it on the roof of the seismically isolated building 2 as shown in the drawing, or on the side wall of the upper floor 2A of the seismically isolated building 2. The wind energy detection means 3 may also be provided in the vicinity of the seismically isolated building 2. For example, the wind energy detection means 3 may be provided in a building next to the seismically isolated building 2 or in another structure, and the detection results may be transmitted from there to the control device 5 of the seismically isolated building 2.

風速計3の種類は特に限定されない。例えば、羽根車の回転数から風速を求めるベーン式風速計、プロペラと尾翼を有し、プロペラの回転数から風速を、尾翼の向きから風向きを求める風向き風速計、3方向に超音波を伝搬させ、超音波到達の遅延時間から風速を求める超音波風速計、風杯を有し、風杯の回転から風速を測る風杯型風速計などを用いることができる。 The type of anemometer 3 is not particularly limited. For example, a vane anemometer that determines the wind speed from the rotation speed of an impeller, an anemometer that has a propeller and a tail and determines the wind speed from the rotation speed of the propeller and the wind direction from the direction of the tail, an ultrasonic anemometer that propagates ultrasonic waves in three directions and determines the wind speed from the delay time of the ultrasonic waves, a cup anemometer that has a cup and measures the wind speed from the rotation of the cup, etc. can be used.

そして、本実施形態に係る免震システム1は、オイルダンパー7に送風する送風量を決定する制御装置5を備えている。図示した形態では、制御装置5を下層階2Bの下側部分に設けているが、上側階2Aに設けたり、免震建物2以外、例えば免震建物2の周辺にある構造物に設けたりしてもよい。 The seismic isolation system 1 according to this embodiment is equipped with a control device 5 that determines the amount of air sent to the oil damper 7. In the illustrated embodiment, the control device 5 is provided in the lower part of the lower floor 2B, but it may also be provided on the upper floor 2A or in a structure other than the seismic isolated building 2, for example, in a structure in the vicinity of the seismic isolated building 2.

この制御装置5によって、例えば次のように各機器を作動させることができる。例えば、風速計3で検出した風速に基づいて、制御装置5は、風速が所定の風速値(例えば40m/s)を超えるときに、オイルダンパー7に送風を開始する。また、風速が所定の風速値(例えば40m/s)を下回り一定時間経過後に、オイルダンパー7に送風することを止める。 This control device 5 can operate each device, for example, as follows. For example, based on the wind speed detected by the anemometer 3, the control device 5 starts blowing air to the oil damper 7 when the wind speed exceeds a predetermined wind speed value (e.g., 40 m/s). Also, after the wind speed falls below the predetermined wind speed value (e.g., 40 m/s) and a certain amount of time has passed, the control device 5 stops blowing air to the oil damper 7.

そのほか、オイルダンパー7の作動による発熱に基づいて、送風するか否かを決定してもよい。例えば、オイルダンパー7の発熱温度が所定の値(例えば50℃)を超えるときに、オイルダンパー7に送風を開始し、発熱温度が所定の値(例えば50℃)を下回るときに、オイルダンパー7に送風することを止める。この発熱温度は、例えばオイルダンパー7に温度計(図示しない)を取り付けることで検出することができる。 In addition, the decision as to whether or not to blow air may be made based on the heat generated by the operation of the oil damper 7. For example, when the heat generation temperature of the oil damper 7 exceeds a predetermined value (e.g., 50°C), blowing air to the oil damper 7 begins, and when the heat generation temperature falls below the predetermined value (e.g., 50°C), blowing air to the oil damper 7 stops. This heat generation temperature can be detected, for example, by attaching a thermometer (not shown) to the oil damper 7.

なお、一般的にオイルダンパー7の限界温度はおよそ85℃とされているので、この限界温度を超えないように送風のタイミングを設定することが好ましい。 The limit temperature of the oil damper 7 is generally considered to be around 85°C, so it is preferable to set the timing of the air blowing so that this limit temperature is not exceeded.

そのほか、風エネルギー検出手段3により検出された情報に基づき、制御手段5によって、オイルダンパー7に対して送風する送風量を増減させてもよい。 In addition, the control means 5 may increase or decrease the amount of air sent to the oil damper 7 based on the information detected by the wind energy detection means 3.

例えば、風速計3によって免震建物2に弱い風が当たっていることを検知したときは、オイルダンパー7へ送風する風の量を少なくし、反対に、免震建物2に強い風が当たっていることを検知したときは、オイルダンパー7へ送風する風の量を多くするように制御することができる。 For example, when the anemometer 3 detects that a weak wind is blowing against the seismically isolated building 2, the amount of air blown to the oil damper 7 can be controlled to be reduced, and conversely, when it detects that a strong wind is blowing against the seismically isolated building 2, the amount of air blown to the oil damper 7 can be controlled to be increased.

以上のように、送風機11から送風を行うことにより、オイルダンパー2のオイルの発熱を抑えることができ、オイルダンパー7の性能の低下を防ぐことができる。その結果、免震機能の低下が防止され、風によって免震建物2が過度に揺れ続ける状態になることを防ぐことができる。 As described above, by blowing air from the blower 11, heat generation from the oil in the oil damper 2 can be suppressed, and a decrease in the performance of the oil damper 7 can be prevented. As a result, a decrease in the seismic isolation function can be prevented, and the seismic isolated building 2 can be prevented from continuing to shake excessively due to the wind.

オイルダンパー7の発熱を防ぐため、前記送風機11や風エネルギー検出手段3等を設けることが好ましいが、これらの発熱を防ぐための機器の設置は必須ではない。 To prevent the oil damper 7 from generating heat, it is preferable to provide the blower 11 and wind energy detection means 3, but the installation of these devices to prevent heat generation is not essential.

(第2実施形態)
図4および図5に第2実施形態に係る免震システム1を示した。第1実施形態と同じ部分は説明を省略し、異なる部分について説明する。なお、見やすさを考慮して、図4および図5には、風エネルギー検出手段3、制御装置5、アイソレータ6、速度依存型ダンパー7、送風機11を示していないが、図2と同様に備えている。
Second Embodiment
The seismic isolation system 1 according to the second embodiment is shown in Fig. 4 and Fig. 5. The same parts as those in the first embodiment will not be described, and only the different parts will be described. For ease of viewing, Fig. 4 and Fig. 5 do not show the wind energy detection means 3, the control device 5, the isolator 6, the speed-dependent damper 7, and the blower 11, but they are provided in the same manner as in Fig. 2.

第2実施形態では、免震建物2に免震層4を跨いで上下に延在するエレベーター9が設置されている。そして、このエレベーター9は、免震層4よりも上の階(上層階4A)と一体化されている。図4および図5では、一体化されている部分に斜線の網掛けを付している。この斜線の網掛けを付したように、第2実施形態では、エレベーター9が上から吊り下げられているような形態になっている。 In the second embodiment, an elevator 9 is installed in the seismically isolated building 2, extending vertically across the seismic isolation layer 4. This elevator 9 is integrated with the floor above the seismic isolation layer 4 (upper floor 4A). In Figures 4 and 5, the integrated parts are shown with diagonal shading. As shown by the diagonal shading, in the second embodiment, the elevator 9 is suspended from above.

エレベーター9を設けている免震建物2では、免震建物2に強風があたると、免震層4が大きく変形する結果、エレベーター9の通路(シャフト)にも大きな変形が生じて、運転ができなくなる可能性がある。そこで、本実施形態においては、上層階2Aとエレベーター9を一体化させた。すなわち、エレベーター9のシャフトを上層階2Aから吊り下げる構造にした。このような構造にすることで、図5に示すように、強風によって免震層4が変位した場合であっても、その変位がエレベーターのシャフトに影響を及ぼさず、その結果、エレベーター9を継続して運転することが可能となる。 In a seismically isolated building 2 equipped with an elevator 9, when strong winds hit the seismically isolated building 2, the seismic isolation layer 4 is significantly deformed, which can cause the elevator 9 passage (shaft) to be significantly deformed, potentially making it impossible to operate. Therefore, in this embodiment, the upper floor 2A and the elevator 9 are integrated together. In other words, the elevator 9 shaft is suspended from the upper floor 2A. With this structure, as shown in Figure 5, even if the seismic isolation layer 4 is displaced by strong winds, the displacement does not affect the elevator shaft, and as a result, the elevator 9 can continue to operate.

(第3実施形態)
図示しないが、第3実施形態に係る免震システム1を説明する。なお、第2実施形態とほとんど同じであるため、図4を参照しながら、第2実施形態と異なる部分について説明する(第2実施形態と同じ部分は説明を省略する。)。
Third Embodiment
Although not shown, a seismic isolation system 1 according to a third embodiment will be described. Since the third embodiment is almost the same as the second embodiment, differences from the second embodiment will be described with reference to FIG. 4 (description of the same parts as the second embodiment will be omitted).

第3実施形態では、上層階2Aとエレベーター9を一体化させていない点が第2実施形態と異なる。また、第2実施形態とは異なり、速度依存型ダンパー7の設置数を増やして減衰力を高めることで、強風時における免震層の変形量を30mmよりも少なくしている。前記変形量は、35mm以下とすることがより好ましく、30mm以下とすることがさらに好ましい。上層階4Aとエレベーター9を一体化させなくとも、前記変形量を30mm以下とすれば、強風が吹いたときであっても、エレベーター9の継続運転が可能となる。 The third embodiment differs from the second embodiment in that the upper floor 2A and the elevator 9 are not integrated. Also, unlike the second embodiment, the number of velocity-dependent dampers 7 installed is increased to increase the damping force, thereby reducing the deformation of the seismic isolation layer during strong winds to less than 30 mm. It is more preferable that the deformation be 35 mm or less, and even more preferable that it be 30 mm or less. Even if the upper floor 4A and the elevator 9 are not integrated, as long as the deformation is 30 mm or less, the elevator 9 can continue to operate even when strong winds blow.

(その他)
春一番などの日常的に吹く風に対しても、速度依存型ダンパー7の減衰力によって、風荷重(水平力)を低減することが可能である。暴風や強風と比べて、日常的に吹く風による免震層の振幅は小さいため、速度依存型ダンパー7による減衰効果は20~30%程度まで低下する。しかし、そもそも居住性が問題となるような振幅では、建物の内部粘性減衰が小さいため、居住性を改善するためには20~30%程度で十分である。なお、最近では、免震建物2の頂部にチューンド・マス・ダンパー(以下「TMD」という)などを設置して、そのTMDの減衰力によって居住性を改善する事例もあるが、本発明のように速度依存型ダンパー7を設けることによって、このTMDの設置を省略できるという効果もある。
(others)
The damping force of the velocity-dependent damper 7 can reduce the wind load (horizontal force) even against winds that blow daily, such as the first spring wind. Compared to storms and strong winds, the amplitude of the seismic isolation layer caused by winds that blow daily is small, so the damping effect of the velocity-dependent damper 7 is reduced to about 20 to 30%. However, for amplitudes that cause problems in habitability, the internal viscous damping of the building is small, so about 20 to 30% is sufficient to improve habitability. Recently, there have been cases where a tuned mass damper (hereinafter referred to as "TMD") is installed on the top of the seismic isolated building 2 to improve habitability by the damping force of the TMD, but by providing the velocity-dependent damper 7 as in the present invention, it is possible to omit the installation of the TMD.

これまでの説明においては、速度依存型ダンパー7の例としてオイルダンパー7を例示して説明したが、速度依存型ダンパー7はオイルダンパー7に限られるものではなく、粘性ダンパーなどの他の速度依存型ダンパーを用いても良い。 In the explanation so far, an oil damper 7 has been used as an example of a velocity-dependent damper 7, but the velocity-dependent damper 7 is not limited to an oil damper 7, and other velocity-dependent dampers such as a viscous damper may also be used.

(効果)
免震建物2に速度依存型ダンパー7を設けて、地震発生時の免震建物2の応答低減効果を確保しつつ、様々な風(日常的な風、強風、暴風)による建物2の変形や風荷重を効果的に低減することができる。また、速度依存型ダンパー7の冷却機構を設けることで、長時間にわたって免震建物2に風があたった場合であっても前記ダンパー7の性能を維持することができる。さらに、エレベーター9を吊り下げ式にすることで、強風時であってもエレベーター9の運転を継続することできる。
(effect)
By providing the velocity-dependent damper 7 in the seismically isolated building 2, it is possible to effectively reduce the deformation and wind load of the building 2 due to various winds (everyday wind, strong wind, storm wind) while ensuring the effect of reducing the response of the seismically isolated building 2 when an earthquake occurs. Furthermore, by providing a cooling mechanism for the velocity-dependent damper 7, it is possible to maintain the performance of the damper 7 even when the seismically isolated building 2 is exposed to wind for a long period of time. Furthermore, by making the elevator 9 a suspended type, it is possible to continue operating the elevator 9 even in strong winds.

1…免震システム、2…免震建物、2A…上層階、2B…下層階、3…風エネルギー検出手段、4…免震層、5…制御装置(制御手段)、6…アイソレータ、7…速度依存型ダンパー(例えばオイルダンパー)、8…地面、9…エレベーター、11…送風機 1...seismic isolation system, 2...seismic isolated building, 2A...upper floor, 2B...lower floor, 3...wind energy detection means, 4...seismic isolation layer, 5...control device (control means), 6...isolator, 7...velocity-dependent damper (e.g. oil damper), 8...ground, 9...elevator, 11...fan

Claims (4)

免震建物が風によって振動することを抑制する免震システムであって、
前記免震建物に免震層が設けられており、
前記免震層に速度依存型ダンパーが設けられており、
前記速度依存型ダンパーに送風して、前記速度依存型ダンパーを冷却する送風機と、
前記免震建物または前記免震建物の近傍に設けられた風エネルギー検出手段と、
前記風エネルギー検出手段により検出された情報に基づき、前記速度依存型ダンパーに対する送風及び停止を行う制御手段と、を有する、
ことを特徴とする免震システム。
A seismic isolation system that suppresses wind-induced vibrations in a seismic isolation building,
The seismic isolation building is provided with a seismic isolation layer,
A velocity-dependent damper is provided in the seismic isolation layer,
A blower that blows air to the velocity-dependent damper to cool the velocity-dependent damper;
A wind energy detection means provided in the seismically isolated building or in the vicinity of the seismically isolated building;
and a control means for controlling the speed-dependent damper to start and stop blowing air based on the information detected by the wind energy detection means.
A seismic isolation system comprising:
前記風エネルギー検出手段は風速計であり、検出される情報は風速であり、前記制御手段は、前記風速が所定の風速値を超えるとき前記速度依存型ダンパーに対する送風を開始し、前記風速が所定の風速値を下回る前記速度依存型ダンパーに対する送風を停止するよう動作する、請求項1記載の免震システム。 2. The seismic isolation system of claim 1, wherein the wind energy detection means is an anemometer, the detected information is wind speed, and the control means operates to start blowing air to the velocity-dependent damper when the wind speed exceeds a predetermined wind speed value and to stop blowing air to the velocity-dependent damper when the wind speed is below the predetermined wind speed value. 前記制御手段による、前記速度依存型ダンパーに対する送風及び停止の条件は、前記速度依存型ダンパーの作動による発熱に基づいて設定される請求項1記載の免震システム。 2. The seismic isolation system according to claim 1 , wherein the conditions for starting and stopping the airflow to the velocity-dependent damper by the control means are set based on heat generated by the operation of the velocity-dependent damper. 前記免震建物にエレベーターが設けられ、
前記免震建物の中間階に前記免震層が設けられ、
前記エレベーターのシャフトが前記免震建物の前記免震層よりも上の上層階と一体化した構造になっており、
前記免震建物が揺れると、前記エレベーターのシャフトが前記免震建物の上層階とともに移動する請求項1記載の免震システム。
The seismic isolation building is provided with an elevator,
The seismic isolation layer is provided on an intermediate floor of the seismic isolation building,
The elevator shaft is structured to be integrated with the upper floors above the seismic isolation layer of the seismic isolated building,
The seismic isolation system according to claim 1 , wherein when the seismic isolated building shakes, the elevator shaft moves together with the upper floors of the seismic isolated building.
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