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発明の名称 超高塔状タワーの制振構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−234645(P2001−234645A)
公開日 平成13年8月31日(2001.8.31)
出願番号 特願2000−107340(P2000−107340)
出願日 平成12年2月23日(2000.2.23)
代理人 【識別番号】100094732
【弁理士】
【氏名又は名称】小宮 雄造
発明者 村田 耕司 / 吉田 啓喜 / 沢村 牧人 / 深尾 康三 / 山田 基裕 / 石垣 秀典
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】基礎上に構築された外殻塔体、外殻塔体の内側に構築された中央コア体、外殻塔体の上側に構築される展望台用構造体、及び展望台用構造体の上側に構築される尖塔体からなる塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、前記塔状タワーを少なくとも二つの構成部分に分割して構築し、これらの分割して構築した構成部分を多数のダンパー装置にて連結し、それらの構成部分の間に生じる相対変位をダンパー装置で吸収し、塔状タワー全体及び構成部分の風又は地震による振動を抑制し得るようにしたことを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項2】基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、前記外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、該展望台用構造体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体よりも成を高く構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、外殻塔体の上部と展望台用構造体とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されていることを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項3】基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、該展望台用構造体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体よりも成を高く構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、外殻塔体の上部と展望台用構造体とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結され、外殻塔体と中央コア体とが周方向又は鉛直方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されていることを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項4】基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、中央コア体上に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体の成と展望台用構造体の成との和に略等しい成に構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上端に中央コア体の上部との間に隙間をあけて構築され、中央コア体の上部と展望台用構造体とが周方向又は鉛直方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されていることを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項5】基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、展望台用構造体及び又は中央コア体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体の成、展望台用構造体の後記下層部分の成、展望台用構造体の後記上層部分の成及び後記隙間の成の和に略等しい成に構成され、外殻塔体の上端に展望台用構造体の下層部が構築され、展望台用構造体の上層部が前記下層部の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、展望台用構造体の下層部と上層部とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されていることを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項6】基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、中央コア体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、中央コア体の上端に周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいて多数のダンパー装置が配設され、これらのダンパー装置の上側にこれらに連結して尖塔体が構築されていることを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項7】基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、該展望台用構造体及び又は中央コア体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、外殻塔体が鉛直方向に延びる中心軸線の一致する展望台用構造体支持用の角錐台形状の第1外殻体と反力発生用の角錐台形状の第2外殻体とで構成され、前記第1外殻体と第2外殻体とが多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されていることを特徴とする超高塔状タワーの制振構造。
【請求項8】外殻塔体の第1外殻体が円上に間隔をおいて配される多数本の柱状体と鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体とを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、外殻塔体の第2外殻体が円上に間隔をおいて配される多数本の柱状体と鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体とを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、互いに隣り合う第1外殻体の柱状体と第2外殻体の柱状体とが、鉛直方向に間隔をおいた複数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項7記載の超高塔状タワーの制振構造。
【請求項9】ダンパー装置として、油圧ダンパー、鉛ダンパー、純鉄ダンパー、粘弾性ダンパー等のダンパーをそのまま使用するか、又は該ダンパーをレバー、ロッド等の部材を介して取り付け得るようにしたものを使用することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つの項記載の超高塔状タワーの制振構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、超高塔状タワーの制振構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の超高構造物には、例えば、次の(1)〜(3)のようなものがある。
(1)煙道である鉄骨造(S造という)の内筒と、該内筒との間に隙間をあけてこれを囲む鉄筋コンクリート造(RC造という)の外筒とで構成される超高煙突において、外筒内の鉛直方向に間隔をおいた多数の個所に外側支持架台を設け、外筒の前記の多数の個所に対応する内筒の外周の各個所に内側支持架台を設け、これらの内側支持架台にて階段、エレベータ、内部鉄骨フレーム及び付加重量を支持し、外側支持架台と内側支持架台とを多数のダンパーを介して連結した制振構造の超高煙突(例えば、特開平9−221939号公報参照)。
(2)水平方向に振動する一つの基礎上に水平方向に間隔をおいて1対の塔状構造物を並立して設け、これらの塔状構造物の上部の対向部間を水平に配した橋絡部材にて連結する並立塔状構造物において、前記橋絡部材として高粘性ダンパーを用いた防振性並立塔状構造物(例えば、特開平9−53683号公報参照)。
(3)階高の異なる2棟を床レベルの一致する複数の階において、平面的に偏心が生じないように、一つの階当たり複数の個所において連結部材(例えば、水平ブレース材)にて連結し、前記2棟を構造的に一体化し、それらの揺れを抑制し得るようにしたツインタワー(例えば、特開平6−323004号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】放送・通信のデジタル化への急速な動きの中、各地でデジタルアンテナ塔(電波塔)の計画が浮上している。アンテナ塔は、限られた立地条件の中で、地上波受信地域の広域化や観光用展望台の魅力付け等の機能上からできるだけ高い方が好ましく、この結果、高さ300m以上で塔状比5以上となるような超高塔状タワーが要求されている。超高塔状タワーでは、地震時のみならず台風時の安全性が重要な問題となる。300mクラスのタワーでは、東京タワーとエッフェル塔のように、風の透過性の良いS造のものがあるが、いずれも塔状比は4程度のものである。海外における高さ300m以上で、塔状比5以上の構造物では、風に対する転倒防止のため、軽量な鉄骨造ではなく、重量があり安定性に優れたRC造とするケースが多くみられる。我が国は、台風・地震とも海外に比べて厳しい環境下にあり、アンテナ・展望台等の機能保持上、揺れの抑制は不可欠の要件である。こうしたことから、超高塔状タワーの実現のために、風及び地震に対する揺れの効果的な制御技術の開発が急がれている。
【0004】塔状構造物は、その曲げ変形の卓越する形状や部材数が少ないことから、ビル建築に多く用いられているような各層のせん断変形の減衰性能を増すような制振機構では、制振効果が期待できない。そこで、これまでの塔状構造物では、構造物の頂部に質量体(マスや液体)を設置し、この質量体の振動や回転により構造体全体の振動を抑制するマスダンパー方式(AMD,TMD,TLD)を採用する例が多かった。しかし、高さ300m以上で塔状比5以上の超高塔状構造物では、総重量が巨大となる上、周期が5〜10秒と長く、その頂部の変形量が数mに達する。こうした構造物に対しては、マスダンパー方式の制振では、制振効果を発揮させるのに極めて大きな質量体を必要とし、これを支持するための下部構造体の補強量も増大する。さらに、質量体に付加するダンパーやバネ機構には、極めて大きなストローク、速度及び反力に対応した、現状では製作されていないような高性能の装置が必要となる。加えて、マスダンパー方式の制振では、超高の塔状構造物の頂部の事業上有効なスペースの大きな部分が制振装置の設置に費やされてしまい、建築計画的にも合理的でないという欠点がある。
【0005】前記(1)の超高煙突は、煙道であるS造の内筒の外周部に固設した内側支持架台にて階段、エレベータ、内部鉄骨フレーム及び付加重量を支持し、RC造の外筒の内周部に固設した外側支持架台と前記内側支持架台とを多数のダンパーを介して連結したものであり、外筒がRC造の円筒形であるため、重量が大きく、地震の影響が大きく、また、その剛性が大きいため、揺れ難い。施工性は良いが、大量のコンクリートを必要とし、経済性がよいとはいえない。前記(1)の超高煙突の制振技術は、外殻塔体上に展望台用構造体を設け、該展望台用構造体上に尖塔体を設ける塔状比5以上の超高塔状タワーの制振に適用できないものである。前記(2)の防振性並立塔状構造物は、水平方向に振動する一つの基礎上に水平方向に間隔をおいて1対の塔状構造物を並立して設け、一方の塔状構造物の上部と該上部に対向する他方の塔状構造物の上部とを、高粘性ダンパーからなる橋絡部材にて連結したものであって、この防振性並立塔状構造物の制振技術は、並立して設けられた二つの塔状構造物の制振にのみ適用できるものであり、外殻塔体上に展望台用構造体を設け、該展望台用構造体上に尖塔体を設ける塔状比5以上の超高塔状タワーの制振に適用できないものである。
【0006】前記(3)ツインタワーは、階高の異なる2棟を床レベルの一致する複数の階において、平面的に偏心が生じないように、一つの階当たり複数の個所において連結部材にて連結して前記2棟を構造的に一体化したものであり、連結部材として使う水平ブレース材がある程度の制振能を具えていても、並立して設けられた二つの多層構造物の制振にのみ適用できるものであり、このツインタワーの制振技術は、外殻塔体上に展望台用構造体を設け、該展望台用構造体上に尖塔体を設けた塔状比5以上の超高塔状タワーの制振に適用できないものである。この発明の解決しようとする課題は、上記の従来技術が有していた欠点を有していない超高(例えば、高さ300m以上)塔状タワーの制振構造を提供すること、換言すると、外殻塔体、展望台、尖塔体等の揺れが少なく、施工中における振動制御が可能で、経済性に優れている塔状比5以上の超高塔状タワーの制振構造を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の超高塔状タワーの制振構造は、基礎上に構築された外殻塔体、外殻塔体の内側に構築された中央コア体、外殻塔体の上側に構築される展望台用構造体、及び展望台用構造体の上側に構築される尖塔体からなる塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、前記塔状タワーを少なくとも二つの構成部分に分割して構築し、これらの分割して構築した構成部分を多数のダンパー装置にて連結し、それらの構成部分の間に生じる相対変位をダンパー装置で吸収し、塔状タワー全体及び構成部分の風又は地震による振動を抑制し得るようにしたことを特徴とするものである。上記の分割は立体的(鉛直方向)にも平面的(水平方向)にも行なうことが可能であり、その分割は建築、設備の機能上支障の無い位置で行い、分割された構成部分に応じて連結部材であるダンパー装置(制振装置)の仕様を設定する。ダンパー装置(制振装置)を連結部材として使う制振構造は、付加マス(質量体)による重量の増加がないので、早期に設置することができ、施工中の塔状タワーの制振制御を行なうことができる。
【0008】この出願の発明は、地盤中に構築した基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側の前記基礎上に中央コア体が構築され、前記外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、該展望台用構造体及び又は中央コア体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、次ぎの(A)〜(G)の形態の制振構造等の発明を包含している。
(A)外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体よりも成を高く構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、外殻塔体の上部と展望台用構造体とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されている制振構造。
(B)外殻塔体と中央コア体とが周方向又は鉛直方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されている制振構造。
【0009】(C)外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体の成と展望台用構造体の成との和に略等しい成に構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上端に中央コア体の上部との間に隙間をあけて構築され、中央コア体の上部と展望台用構造体とが周方向又は鉛直方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されている制振構造。
(D)外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体の成、展望台用構造体の後記下層部分の成、展望台用構造体の後記上層部分の成及び後記隙間の成の和に略等しい成に構成され、外殻塔体の上端に展望台用構造体の下層部が構築され、展望台用構造体の上層部が前記下層部の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、展望台用構造体の下層部と上層部とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の個所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されている制振構造。
【0010】(E)中央コア体の上端に周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいて多数のダンパー装置が配設され、これらのダンパー装置の上側にこれらに連結して尖塔体が構築されている制振構造。
(F)外殻塔体が鉛直方向に延びる中心軸線の一致する展望台用構造体支持用の角錐台形状の第1外殻体と反力発生用の角錐台形状の第2外殻体とで構成され、前記第1外殻体と第2外殻体とが多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されている制振構造。
(G)外殻塔体の第1外殻体が円上に間隔をおいて配される多数本の柱状体と鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体とを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、外殻塔体の第2外殻体が円上に間隔をおいて配される多数本の柱状体と鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体とを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、互いに隣り合う第1外殻体の柱状体と第2外殻体の柱状体とが、鉛直方向に間隔をおいた複数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されている制振構造。
【0011】ダンパー装置(換言すると、制振装置)として、例えば、油圧ダンパー、鉛ダンパー、純鉄ダンパー、粘弾性ダンパー等のダンパーをそのまま使用するか、又は該ダンパーをレバー、ロッド等の部材を介して取り付け得るようにしたものを使用するが、上記以外のダンパーを用いることもできる。例えば、鉛直力を受ける箇所には、積層ゴム式のダンパーを用いることもできる。ダンパー装置として、油圧ダンパーを使う場合には、例えば、その性能が可変で、積極的に中間位置に復帰させ得るようになっているものを使うとよい。
【0012】外殻塔体は、例えば、RC造の構造体とするか、少なくとも多数のRC造の柱状体を含む構造体として、高剛性のものとする。中央コア体は、例えば、その構成をS造又はSRC造とする。中央コア体は、例えば、鉛直方向に延在する中空部のある柱状体を含み、その柱状体の中空部内にエレベーター等の昇降施設を設置し得るようにする。展望台用構造体は、S造とし、例えば、スーパートラス架構にて構成する。尖塔体は、S造とし、例えば、シングルレヤートラス架構で構成する。
【0013】
【実施例】実施例1の超高塔状タワー100は、図1〜図9に示され、その外殻塔体10と展望台用構造体30とをダンパー装置40にて連結する例である。超高塔状タワー100は、図1に示すように、外殻塔体10、外殻塔体10内に鉛直方向に延在させて立設される中央コアー体20、コアー体20の上部の周囲に構築されかつ外殻塔体10の上側へダンパー装置40を介して連結される展望台用構造体30、展望台用構造体30の上側に構築された尖塔50等で構成される。外殻塔体10は、例えば、図1及び図2に示すように、地盤G中に構築された基礎上にRC造にて構築された円錐台形の筒状体で構成される。その外形は底面の円の直径がBで頂面の円の直径がBで高さがHの円錐台形Cと概ね一致する形状になっている。中央コアー体20は、例えば、外殻塔体10内の基礎上の中央に外殻塔体10の成よりも高く構築され、少なくとも鉛直方向に延在する中空部のある横断面が円形(又は4角形)のS造の柱状体を具えている。その柱状体の中空部はエレベーター等の昇降施設の設置空間として利用される。
【0014】展望台用構造体30は、中央コアー体20の上部の周囲に、S造のスーパートラス架構からなる成がHで直径がDの円筒形の構造体として構築される。この展望台用構造体30は、中央コアー体20に連結され、かつその底面と外殻塔体10の上端面との間に隙間をあけて構築されている。なお、展望台用構造体30の外形は、例えば、2階以上の成の円筒形(又は角筒形)又は逆さ円錐台形(又は逆さ角錐台形)にし、その中心軸線を外殻塔体10の円錐台形Cの中心軸線と一致させて構築する。展望台用構造体30は、その径が外殻塔体10の円錐台形Cの頂部の径よりも大径になっていて、その前後、左右及び上下は窓、壁、床等で覆われている。塔の完成後に、ここを展望台として使用するとともに、ここに集客施設、送受信設備等を収容する。
【0015】外殻塔体10の上端の部分と展望台用構造体30の下側の部分との間の隙間には、中央コアー体20の中心軸線を中心として等しい角間隔をおいた複数の箇所にそれぞれダンパー装置40が配され、各ダンパー装置40の一方の端が外殻塔体10に連結され、各ダンパー装置40の他方の端が展望台用構造体30に連結されている。ダンパー装置40としては、例えば、油圧ダンパー、鉛ダンパー41、純鉄ダンパー42、粘弾性ダンパー等のダンパーをそのまま使用する場合と、これらのダンパーをレバー、ロッド等の部材を介して分割された構造部分に取り付けるようにしたものを使用する場合とがある。なお、油圧ダンパーを使う場合には、例えば、性能が可変で積極的に中間位置に復帰させ得るようになっているものを使うとよい。
【0016】鉛ダンパー41としては、例えば、図5に示すように、シリンダー41a内に中間に大径部41bのあるピストン41bを挿入し、閉塞部材41c,41dにてシリンダー41aの両端を塞いで、閉塞部材41c,41dにより塞がれたシリンダー41aの内周面とピストン41bの外周面との間の隙間に鉛41eを充填して、ピストン41bにその軸線方向の力が作用したときに、その力により、ピストン41bの大径部41bにて鉛41eを変形させながら、ピストン41bがその力の作用方向に移動して、その力を鉛の塑性変形により熱エネルギーに変換するようになっているものを使う。
【0017】純鉄ダンパー42としては、例えば、図6及び図7に示すように、鋼製の4角筒からなる座屈防止筒体42b内に、H形断面の純鉄(すなわち、純度の高い鉄)からなる主体42aを挿入し、座屈防止筒体42bと主体42aとの関係が変化しないように座屈防止筒体42bと主体42aとを連接し、主体42aにその軸線方向の力が作用したときに、その力により、主体42aがその長手方向に変形し、その力が主体42aの変形により熱エネルギーに変換されるようになっているものを使う。なお、主体42aは、その両端よりの部分にH形断面の通常の鋼からなる端部分42aを溶接してなるものであってもよい。
【0018】展望台用構造体30の中央の上側に、該展望台用構造体30を足場として、S造のシングルレヤートラス架構からなる円錐状の尖塔体50を、プッシュアップ工法にて構築する。尖塔体50の下端は、展望台用構造体30の上部又は中央コアー体20の上部、或いは展望台用構造体30及び中央コアー体20の上部に連結される。超高塔状タワー100においては、強風時又は地震時に水平力を受けて尖塔体50、展望台用構造体30等が揺動して、外殻塔体10の上部と展望台用構造体30の下部との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置40により、前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体50、展望台用構造体30の揺れが軽減される。なお、尖塔体50に多数のアナログ又はデジタル放送用のアンテナを上下方向及び周方向に間隔をおいて設置する。なお、尖塔体50の上端と下端との中間に上方の展望台となる展望台用構造体を設ける場合もある。
【0019】RC造の円錐台形の筒状体の外殻塔体10を使って超高塔状タワー100を構築する場合を図1〜図3を用いて説明したが、図7〜図9に示すように、円上に等しい角間隔をおいて配される多数本のRC造の柱状体11と、鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の周方向の梁状体12とを、多数の四辺形の軸組が構成されるように結合してなるラーメン架構の円錐台形状(図1の底面の円の直径がBで頂面の円の直径がBで高さがHの円錐台形Cと略一致する形状)の外殻塔体10Aを使って、超高塔状タワー100を構成する場合もある。この場合には次ぎのようにする。
【0020】外殻塔体10Aは、図7に示すように、その8本のRC造の柱状体11の第1段の部分11を、前記円錐台形Cの底面に対応する基礎上の円の周方向に等しい間隔をおいた部分に、それらの外側面が前記円錐台形Cの円錐面に一致するように、スリッピングフォーム工法又はジャンピングフォーム工法にて構築する。各柱状体11の構築と並行して、各柱状体11の第1段の部分11の下部間に、それらの外側面が前記円錐台形Cの円錐面と一致するように、8本の第1段のRC造(又はS造或いはSRC造)の周方向の梁状体12を構築し、各柱状体11間を各梁状体12にて一体的に結合する。RC造の各柱状体11は、JISによるSD685の高強度鉄筋及びJISによるFc100の高強度コンクリートを用いて、図9に示す正四角形(又は矩形)の中空断面の柱状体になるように構築する。中空断面とすると、硬化時の発熱によるひび割れを防止することができ、かつ断面効率や施工性もよくなる。
【0021】中央コア体20Aは、例えば、横断面が正四角形の中空部のあるS造の柱状体で構成する。図7に示すように、中央コア体20Aの第1段の部分20Aを、その中心が前記円錐台形Cの中心軸線に一致するように、基礎の中央に立設する。そして、必要に応じて、各柱状体11の第1段の部分11の下部と中央コア体20Aの第1段の部分20Aの下部とを8本のS造の径方向の梁体21にて連結する。なお、径方向の各梁体21〜21は、等しい角間隔をおいて放射状に配設されるようにし、径方向の各梁体21〜21及び周方向の各梁状体12〜12はほぼ同じレベルに配置されるようにする。
【0022】各柱状体11の第1段の部分11の上側に第1段の部分11と一体に第2段の部分11を、それらの外側面が前記円錐台形Cの円錐面に一致するように、スリッピングフォーム工法又はジャンピングフォーム工法にて形成する。各柱状体11の構築と並行して、各柱状体11の第2段の部分11の下部間に、それらの外側面が前記円錐台形Cの円錐面と一致するように、8本の第2段のRC造(又はS造或いはSRC造)の周方向の梁状体12を構築し、各柱状体11間を周方向の梁状体12にて一体的に結合する。中央コア体20Aの第1段の部分20Aの上側に第1段の部分20Aと一体に第2段の部分20Aを、その中心が前記円錐台形Cの中心軸線に一致するように継ぎ足して構築する。そして、各柱状体11の第2段の部分11の下部と中央コア体20Aの第2段の部分20Aの下部とを径方向のS造の梁体21にて連結する。
【0023】各柱状体11の第2段の部分11の上側に第2段の部分11と一体に第3段〜第6段の部分11〜11を、前記と同様の仕方にて構築し、この構築と並行して、各柱状体11の第3段以降の部分11〜11の下部間に、それらの外側面が前記円錐台形Cの円錐面と一致するように、第3段以降の周方向のRC造(又はS造或いはSRC造)の梁状体12〜12を、前記と同様の仕方にて構築し、かつ、各柱状体11の第6段の部分11の上部間に、それらの外側面が前記円錐台形Cの円錐面と一致するように、最上段の周方向のRC造(又はS造或いはSRC造)の梁状体12を、前記と同様の仕方にて構築し、各柱状体11の上端部を周方向の梁状体12にて連結し、外殻塔体10Aを完成する。中央コア体20Aの第2段の部分20Aの上側に第2段の部分20Aと一体に第3段以降の部分20A〜20Aを、その中心が前記円錐台形Cの中心軸線に一致するように継ぎ足して構築する。そして、各柱状体11の第3段以降の部分11〜11の下部と中央コア体20Aの第3段以降の部分20A〜20Aの下部とを径方向のS造の梁体21〜21にて連結するとともに、各柱状体11の第6段の部分11の上部と中央コア体20Aの第6段の部分20Aの上部とを径方向のS造の梁体21にて連結する。中央コア体20Aは、さらに、その第6段の部分20Aの上側に第6段の部分20Aと一体に所望の高さの第7段の部分20Aをその中心が前記円錐台形Cの中心軸線に一致するように継ぎ足して構築して完成される。中央コア体20Aと展望台用構造体30との関係、ダンパー装置40と外殻塔体10A及び展望台用構造体30との関係等は図1に示す実施例と同じであるから、その説明は省略する。中央コア体20Aの上部は、展望台用外殻体30の中央部に位置するようになっていて、その中空部内がエレベーター等の昇降施設の設置空間となる。
【0024】実施例2の超高塔状タワー100Aは、図10及び図11に示され、その外殻塔体10Aと中央コア体20Aとをダンパー装置40Aにて連結する例である。超高塔状タワー100Aの外殻塔体10Aの構成が実施例1の図7〜図9に示す外殻塔体10Aと同じであり、また、ダンパー装置40と外殻塔体10A及び展望台用構造体30との関係が実施例1の図1及び図3に示すものと同じである。実施例2の超高塔状タワー100Aの特徴は、実施例1の図7及び図8に示す外殻塔体10Aと中央コア体20Aとを連結する径方向の梁体21〜21を取り去り、径方向の梁体21〜21取り去ったところに、それぞれダンパー装置40Aを放射状に配設した点である。各ダンパー装置40Aの一方の端は外殻塔体10Aの各柱状体11に結合し、各ダンパー40Aの他方の端は中央コア体20Aに結合する。超高塔状タワー100Aにおいては、強風時又は地震時に、尖塔体50、展望台用外殻体30、中央コア体20A及び外殻塔体10Aが揺動した場合の中央コア体20Aと外殻塔体10Aとの間に生じる相対的な変位を、ダンパー装置40Aにより吸収し、かつその揺動力を熱エネルギーに変換し、外殻塔体、中央コア体、展望台用外殻体及び尖塔体の揺れを軽減する。
【0025】実施例3の超高塔状タワー100Bは、図12及び図13に示され、その中央コア体20Aと展望台用構造体30とをダンパー装置40Bにて連結する例である。超高塔状タワー100Bは、その外殻塔体10又は10Aが実施例1の外殼塔体10又は10Aと同じであり、外殻塔体10又は10A上に展望台用構造体30が直接構築され、中央コア体20Aの上部とこの部分と対面する展望台用構造体30の部分とが分離されて、そこに隙間が形成され、中央コア体20A上に実施例1の同じ尖塔体50が構築されている。そして、中央コア体20の上部の外周部の周方向又は周方向及び鉛直方向に間隔をおいた多数の個所と該箇所に対向する展望台用構造体の多数の個所との間の前記隙間に多数のダンパー装置40Bが放射状に配設され、各ダンパー装置40Bの一方の端が展望台用構造体30の部分に結合され、各ダンパー装置の40Bの他方の端が中央コア体20Aに結合されている。超高塔状タワー100Bにおいては、強風時又は地震時に、展望台用構造体30、中央コア体20A、尖塔体50等が水平力を受けて揺動して、展望台用構造体30と中央コア体20Aとの間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置40Bにより、前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体50、展望台用構造体30、中央コア体20A等の揺れが軽減される。
【0026】実施例4の超高塔状タワー100Cは、図14及び図15に示され、その展望台用構造体30の下層部30Aと上層部30Bとをダンパー装置40Cにて連結する例である。超高塔状タワー100Cは、その外殻塔体10又は10Aが実施例1の外殻塔体10又は10Aと同じであり、外殻塔体10又は10A上に展望台用構造体30の下層部30Aが直接構築され、この下層部30Aは中央コア体20Aの上部に連結され、展望台用構造体30の下層部30Aの上側にこの下層部30Aとの間に鉛直方向の隙間をあけて展望台用構造体30の上層部30Bが構築され、この上層部30Bは中央コア体20Aの上部に結合され、中央コア体20A上又は中央コア体20A及び前記上層部30B上に尖塔体50が構築されている。そして、展望台用構造体30の下層部30Aの上側の周方向又は周方向及び径方向に間隔をおいた多数の個所と該箇所に対向する展望台用構造体の上層部30Bの下側の多数の個所との間の前記隙間に多数のダンパー装置40Cが配設され、各ダンパー装置40Cの一方の端が展望台用構造体30の下層部30Aに連結され、各ダンパー装置40Cの他方の端が上層部30Bに連結されている。超高塔状タワー100Cにおいては、強風時又は地震時に、尖塔体50、展望台用構造体の上層部3B、下層部30A等が水平力を受けて揺動して、展望台用構造体の上層部30Bと下層部30Aとの間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置40Cにより、前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体50、展望台用構造体の上層部30A等の揺れが軽減される。
【0027】実施例5の超高塔状タワー100Dは、図16及び図17に示され、その中央コア体20又は20Aの上部と尖塔体50の下部とをダンパー装置40Dにて連結する例である。超高塔状タワー100Dは、その外殻塔体10又は10Aが実施例1の外殻塔体10又は10Aと同じであり、外殻塔体10又は10A上に展望台用構造体30が直接構築され、この展望台用構造体30は中央コア体20Aの上部に連結して構築されている。そして、中央コア体20又は20Aの上端の周方向又は周方向及び径方向に間隔をおいた多数の個所にそれぞれダンパー装置40Dを配設し、これらのダンパー装置40Dの上側に実施例1と同様の尖塔体50を構築する。各ダンパー装置40Dの一方の端は展望台用構造体30に連結され、各ダンパー装置40Dの他方の端は尖塔体50の下部に連結されている。超高塔状タワー100Dにおいては、強風時又は地震時に、尖塔体50が水平力を受けて揺動して、尖塔体50の下部と中央コア体20,20Aの上部との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置Dにより、前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体20の揺れが軽減される。
【0028】実施例6の超高塔状タワー100Eは、図18及び図19に示され、外殻塔体10Bの第1外殻体10Bと外殻塔体10Bの第2外殻体10Bとをダンパー装置40Eにて連結する例である。外殻塔体10Bの展望台用構造体支持用の角錐台形状の第1外殻体10Bの鉛直方向に延びる中心軸線と外殻塔体10Bの反力発生用の角錐台形状の第2外殻体10Bの鉛直方向に延びる中心軸線とが一致するようにされ、外殻塔体10Bの第1外殻体10Bは円周上に等しい角間隔をおいて配される多数本の柱状体11Bと鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体12Bとを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、外殻塔体10Bの第2外殻体10Bが円周上に等しい角間隔をおいて配される多数本の柱状体11Bと鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体12Bとを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成される。そして、互いに隣り合う第1外殻体10Bの柱状体11Bと第2外殻体10Bの柱状体11Bとの間の鉛直方向に間隔をおいた複数の個所にそれぞれダンパー装置40Eが配設され、各ダンパー装置40Eの一方の端が第1外殻体10Bの柱状体11Bに結合され、各ダンパー装置40Eの他方の端が第2外殻体10Bの柱状体11Bに結合されている。
【0029】また、展望台用構造体支持用の第1外殻体10Bの上に展望台用構造体30が第1外殻体10Bと結合して構築され、この展望台用構造体30は中央コア体20Aの上部に連結され、展望台用構造体30の上側に実施例1と同様の尖塔体50が構築されている。超高塔状タワー100Eにおいては、強風時又は地震時に、尖塔体50、展望台用構造体30、外殻塔体10Bの第1外殻体10B及び第2外殻体10Bが水平力を受けて揺動して、第1外殻体10Bと第2外殻体10Bとの間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置40Eにより、前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体50、展望台用構造体30、外殻塔体の第1外殻体10B等の揺れが軽減される。なお、第1外殻体10B及び第2外殻体10Bの構築の仕方は実施例1の外殻体10Aの構築の仕方と同じであり、第1外殻体10B及び第2外殻体10Bは、例えば、その柱状体11B,11BがRC造であり、その梁状体12B,12BがRC造又はSRC造である。なお、図18においては、第1外殻体10Bの梁状体12B及び第2外殻体10Bの梁状体12Bが省略されている。
【0030】各実施例の超高塔状タワーにおける外殻塔体、展望台用構造体、尖塔体等の揺れを抑制する制振構造は、組み合わせて用いることができる。例えば、実施例6の制振構造の外殻塔体10Bは、実施例3〜5の超高塔状タワー100B〜100Dの外殻塔体10,10Aの代りに用いることができる。各実施例における超高塔状タワーの高さH、外殻塔体10,10A,10Bの高さH及び展望台用構造体30の高さHの一例を示すと、Hは650〜700m、Hは350〜450m、Hは20〜50mである。
【0031】
【発明の効果】この発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成を備えることにより、次の(イ)〜(リ)の効果を奏する。
(イ)請求項1に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、基礎上に構築された外殻塔体、外殻塔体の内側に構築された中央コア体、外殻塔体の上側に構築される展望台用構造体、及び展望台用構造体の上側に構築される尖塔体からなる塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、前記塔状タワーを少なくとも二つの構成部分に分割して構築し、これらの分割して構築した構成部分を多数のダンパー装置にて連結し、それらの構成部分の間に生じる相対変位をダンパー装置で吸収し、塔状タワー全体及び構成部分の風又は地震による振動を抑制し得るようになっているから、■風及び地震による塔状タワー(構造体)全体の振動を効率的に軽減できる、■ダンパー装置(制振装置)の設置に伴う塔状タワー(構造体)の補強が必要でない、■建築計画上の無駄なスペースを必要としない、■施工中における振動制御が可能である、■尖塔体に設置されたアンテナの送信性能及び展望台の居住性能が高められる、■塔状タワー(構造体)としての安定性を確保しつつ、コストの低減と品質の向上が可能になる、等の効果を奏する。
【0032】(ロ)請求項2に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、地盤中に構築した基礎上に外殻塔体が構築され、該外殻塔体の内側に中央コア体が構築され、前記外殻塔体の上側の中央コア体の上部の周囲に展望台用構造体が構築され、該展望台用構造体の上側に尖塔体が構築され、該尖塔体にアンテナが設置される塔状比が5以上の超高塔状タワーにおいて、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体よりも成を高く構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、外殻塔体の上部と展望台用構造体とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているから、尖塔体、展望台用構造体等が強風時又は地震時に水平力を受けて揺動して、外殻塔体の上部と展望台用構造体の下部との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置により前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体、展望台用構造体等の揺れを軽減することができ、アンテナの送信性能と展望台の居住性を高めることができる。
【0033】(ハ)請求項3に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体よりも成を高く構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、外殻塔体の上部と展望台用構造体とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているから、前記(ロ)の効果を奏することができるだけでなく、外殻塔体と中央コア体とが周方向又は鉛直方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているため、強風時又は地震時に、展望台用構造体、外殻塔体、中央コア体等が水平力を受けて揺動して、外殻塔体と中央コア体との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置により前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、外殻塔体、中央コア体等の揺れを軽減することができ、アンテナの送信性能と展望台の居住性をさらに高めることができる。
【0034】(ニ)請求項4に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、中央コア体上に尖塔体が構築され、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体の成と展望台用構造体の成との和に略等しい成に構成され、展望台用構造体が外殻塔体の上端に中央コア体の上部との間に隙間をあけて構築され、中央コア体の上部と展望台用構造体とが周方向又は鉛直方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているから、強風時又は地震時に、展望台用構造体、中央コア体、尖塔体等が水平力を受けて揺動して、展望台用構造体と中央コア体との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置により前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体、展望台用構造体、中央コア体等の揺れを軽減することができ、アンテナの送信性能を高めることができる。
(ホ)請求項5に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、外殻塔体が円錐台形状又は角錐台形状の筒状体で構成され、中央コア体が外殻塔体の成、展望台用構造体の後記下層部分の成、展望台用構造体の後記上層部分の成及び後記隙間の成の和に略等しい成に構成され、外殻塔体の上端に展望台用構造体の下層部が構築され、展望台用構造体の上層部が前記下層部の上側に鉛直方向に隙間をあけて構築され、展望台用構造体の下層部と上層部とが周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいた多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているから、強風時又は地震時に、尖塔体、展望台用構造体の上層部及び下層部等が水平力を受けて揺動して、展望台用構造体の上層部と下層部との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置により前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体、展望台用構造体の上層部等の揺れを軽減することができ、アンテナの送信性能及び展望台の居住性を高めることができる。
【0035】(ヘ)請求項6に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、中央コア体の上端に周方向又は径方向及び周方向に間隔をおいて多数のダンパー装置が配設され、これらのダンパー装置の上側にこれらに連結して尖塔体が構築されているから、強風時又は地震時に、尖塔体が水平力を受けて揺動して、尖塔体の下部と中央コア体との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置により前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体の揺れを軽減することができ、アンテナの送信性能を高めることができる。
(ト)請求項7に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、外殻塔体が鉛直方向に延びる中心軸線の一致する展望台用構造体支持用の角錐台形状の第1外殻体と反力発生用の角錐台形状の第2外殻体とで構成され、前記第1外殻体と第2外殼体とが多数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているから、強風時又は地震時に、尖塔体、展望台用構造体、外殻塔体の第1外殻体及び第2外殻体が水平力を受けて揺動して、外殻塔体の第1外殻体と第2外殻体との間に相対的な変位が生ずると、ダンパー装置により前記変位が吸収され、その揺動力が熱エネルギーに変換され、尖塔体、展望台用構造体及び外殻塔体の第1外殻体の揺れを軽減することができ、アンテナの送信性能及び展望台の居住性を高めることができる。
【0036】(チ)請求項8に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、外殻塔体の第1外殻体が円上に間隔をおいて配される多数本の柱状体と鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体とを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、外殻塔体の第2外殻体が円上に間隔をおいて配される多数本の柱状体と鉛直方向に間隔をおいて配される多数本の梁状体とを多数の四辺形の軸組が構成されるように結合して角錐台形状に構成され、互いに隣り合う第1外殻体の柱状体と第2外殻体の柱状体とが、鉛直方向に間隔をおいた複数の箇所においてダンパー装置にてそれぞれ連結されているから、前記(ト)の効果を奏することができるだけでなく、外殻塔体の所望の剛性を有する第1外殻体及び第2外殻体を少ない資材及び経費で容易に構築でき、ダンパー装置の配設も容易になる。
(リ)請求項9に係る発明の超高塔状タワーの制振構造は、油圧ダンパー、鉛ダンパー、純鉄ダンパー、粘弾性ダンパー等のダンパーをそのまま使用するか、又は該ダンパーをレバー、ロッド等の部材を介して取り付け得るようにしたものを使用するから、制振性能を有する装置を安価で提供できる。




 

 


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