JP2006104674A

JP2006104674A - 多層構造物用のチューンドマスダンパー

Info

Publication number: JP2006104674A
Application number: JP2004288865A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Mori; 俊之森
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-20

Abstract

【課題】建物の複数の固有振動数に対して制振効果を発揮することができる多層構造物用のチューンドマスダンパーを提供する。
【解決手段】マスが３階建て建物の３質点系振動モデルの層数と同じ３つ上下方向に備えられ、マス３，４，５間と最下が３つ復元要素６，７，８で連結され、マスの各質量ｍ１，ｍ２，ｍ３と、復元要素の各バネ定数ｋ１，ｋ２，ｋ３が、式１〜３を満足するように決められている。
Ｍ１：Ｍ２：Ｍｎ＝ｍ１：ｍ２：ｍｎ（式１）
Ｋ１：Ｋ２：Ｋｎ＝ｋ１：ｋ２：ｋｎ（式２）
（Ｋ１／Ｍ１）＝（ｋ１／ｍ１），（Ｋ２／Ｍ２）＝（ｋ２／ｍ２），（Ｋ３／Ｍ３）＝（ｋ３／ｍ３）（式３）
【選択図】図１

Description

本発明は、多層構造物用のチューンドマスダンパーに関する。

従来より提供されているチューンドマスダンパーは、単一周波数の振動を低減するように構成されており、チューンドマスダンパーを建物の１次固有振動数に同調させると、高次固有振動数の振動を低減することができないという問題があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、建物の複数の固有振動数に対して制振効果を発揮することができる多層構造物用のチューンドマスダンパーを提供することを課題とする。

上記の課題は、多層構造物の上端部に設置されるチューンドマスダンパーであって、
多層構造物の層数と同じ数備えられて上下方向に直列に配置された複数のマスと、
マス間及び最下のマスと構造物を連結する複数の復元要素と
が備えられ、
多層構造物を多質点系の振動モデルとして求められる各層の質量を下からＭ１，Ｍ２，…，Ｍｎ（ｎは層数、ｎは２以上の自然数）、最下の層と地上との間を含む層間のバネ定数を下からＫ１，Ｋ２，…，Ｋｎ（ｎは層数、ｎは２以上の自然数）とし、
前記マスの質量を下からｍ１，ｍ２，…，ｍｎ（ｎはマスの数、ｎは２以上の自然数）とし、復元要素のバネ定数を下からｋ１，ｋ２，…，ｋｎ（ｎはマスの数、ｎは２以上の自然数）としたとき、
ｍ１，ｍ２，…，ｍｎ及びｋ１，ｋ２，…，ｋｎが、
Ｍ１：Ｍ２：…：Ｍｎ＝ｍ１：ｍ２：…：ｍｎ（式１）
Ｋ１：Ｋ２：…：Ｋｎ＝ｋ１：ｋ２：…：ｋｎ（式２）
（Ｋ１／Ｍ１）＝（ｋ１／ｍ１），（Ｋ２／Ｍ２）＝（ｋ２／ｍ２），…，（Ｋｎ／Ｍｎ）＝（ｋｎ／ｍｎ）（式３）
の式を満足するように決められていることを特徴とする多層構造物用のチューンドマスダンパーによって解決される。

このチューンドマスダンパーによれば、マスが多層構造物の層数と同じ数備えられて上下方向に直列に配置され、マス間及び最下のマスと構造物が複数の復元要素で連結され、マスの質量ｍ１，ｍ２，…，ｍｎと、復元要素のバネ定数ｋ１，ｋ２，…，ｋｎが、上記の式１〜３を満足するように決められているから、建物の複数の固有振動数の振動をいずれも低減することができる。

また、マス間及び最下のマスと構造物を連結する複数の減衰要素が備えられている場合は、多層構造物を多質点系の振動モデルとして求められる最下の層と地上との間を含む層間の減衰係数を下からＣ１，Ｃ２，…，Ｃｎ（ｎは層数、ｎは２以上の自然数）とし、
前記減衰要素の減衰定数を下からｃ１，ｃ２，…，ｃｎ（ｎはマスの数、ｎは２以上の自然数）としたとき、ｃ１，ｃ２，…，ｃｎが、
Ｃ１：Ｃ２：…：Ｃｎ＝ｃ１：ｃ２：…：ｃｎ（式４）
の式を満足するように決められているとよい。その場合は、建物の複数の固有振動数のいずれの振動に対しても減衰要素をうまい具合に効かせることが可能となる。

本発明は、以上のとおりのものであるから、建物の複数の固有振動数に対して制振効果を発揮することができる。また、一つの大きなマスで建物の一次固有振動数の振動を低減するチューンドマスダンパーに比べ、マスを分割することができて、チューンドマスダンパーの施工性も容易にすることができる。

次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す実施形態において、１は建物、２はチューンドマスダンパーであり、建物１は、３階建の３層構造物からなり、３質点系の振動モデルとして表されている。チューンドマスダンパー２は、建物１の層数、即ち３つのマス３，４，５を上下方向の３段、直列に配置し、マス３，４，５間及び最下のマス３と建物１が３つの復元要素６，７，８と、３つの減衰要素９，１０，１１とで連結されている。

そして、建物１の３質点系の振動モデルとして求められる各層の質量を下からＭ１，Ｍ２，Ｍ３、最下の層と地上１２との間を含む層間のバネ定数を下からＫ１，Ｋ２，Ｋ３とし、マス３，４，５の質量を下からｍ１，ｍ２，ｍ３とし、復元要素６，７，８のバネ定数を下からｋ１，ｋ２，ｋ３としたとき、上記のｍ１，ｍ２，ｍ３及びｋ１，ｋ２，ｋ３が、
Ｍ１：Ｍ２：Ｍｎ＝ｍ１：ｍ２：ｍｎ（式１）
Ｋ１：Ｋ２：Ｋｎ＝ｋ１：ｋ２：ｋｎ（式２）
（Ｋ１／Ｍ１）＝（ｋ１／ｍ１），（Ｋ２／Ｍ２）＝（ｋ２／ｍ２），（Ｋ３／Ｍ３）＝（ｋ３／ｍ３）（式３）
の３つの式を満足するように決められている。

また、建物１の３質点系の振動モデルとして求められる最下の層と地上との間を含む層間の減衰係数を下からＣ１，Ｃ２，Ｃ３とし、減衰要素９，１０，１１の減衰定数を下からｃ１，ｃ２，ｃ３としたとき、ｃ１，ｃ２，ｃ３が、
Ｃ１：Ｃ２：…：Ｃｎ＝ｃ１：ｃ２：…：ｃｎ（式４）
の式を満足するように決められている。

なお、建物１の重量とマスの合計質量との比は、１００：１、建物１の減衰係数とマスダンパー２の減衰係数は１：０．０３〜０．０４などに設定されていればよい。

このようにチューンドマスダンパー２を設計することにより、建物１の複数の固有振動数の振動はいずれも低減され、また、建物１の複数の固有振動数のいずれの振動に対しても減衰要素９，１０，１１がうまい具合に効く。

以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、３階建て建物を対象とした場合を示しているが、２階建て建物を２層構造物として２質点系の振動モデルに基づいて設計されたチューンドマスダンパーに構成されていてもよいし、４階建て以上の建物に対しても同様に方法に基づいて設計されていてもよい。また、建物の階数と異なる層数の多層構造物と見てその層数の数に対応する質点系の振動モデルに基づいて設計されたチューンドマスダンパーに構成されていてもよい。

実施形態のチューンドマスダンパー付き建物を振動モデル示す正面図である。

符号の説明

１…建物
２…チューンドマスダンパー
３，４，５…マス
６，７，８…復元要素
９，１０，１１…減衰要素

Claims

多層構造物の上端部に設置されるチューンドマスダンパーであって、
多層構造物の層数と同じ数備えられて上下方向に直列に配置された複数のマスと、
マス間及び最下のマスと構造物を連結する複数の復元要素と
が備えられ、
多層構造物を多質点系の振動モデルとして求められる各層の質量を下からＭ１，Ｍ２，…，Ｍｎ（ｎは層数、ｎは２以上の自然数）、最下の層と地上との間を含む層間のバネ定数を下からＫ１，Ｋ２，…，Ｋｎ（ｎは層数、ｎは２以上の自然数）とし、
前記マスの質量を下からｍ１，ｍ２，…，ｍｎ（ｎはマスの数、ｎは２以上の自然数）とし、復元要素のバネ定数を下からｋ１，ｋ２，…，ｋｎ（ｎはマスの数、ｎは２以上の自然数）としたとき、
ｍ１，ｍ２，…，ｍｎ及びｋ１，ｋ２，…，ｋｎが、
Ｍ１：Ｍ２：…：Ｍｎ＝ｍ１：ｍ２：…：ｍｎ（式１）
Ｋ１：Ｋ２：…：Ｋｎ＝ｋ１：ｋ２：…：ｋｎ（式２）
（Ｋ１／Ｍ１）＝（ｋ１／ｍ１），（Ｋ２／Ｍ２）＝（ｋ２／ｍ２），…，（Ｋｎ／Ｍｎ）＝（ｋｎ／ｍｎ）（式３）
の式を満足するように決められていることを特徴とする多層構造物用のチューンドマスダンパー。
前記マス間及び最下のマスと構造物を連結する複数の減衰要素が備えられ、
多層構造物を多質点系の振動モデルとして求められる最下の層と地上との間を含む層間の減衰係数を下からＣ１，Ｃ２，…，Ｃｎ（ｎは層数、ｎは２以上の自然数）とし、
前記減衰要素の減衰定数を下からｃ１，ｃ２，…，ｃｎ（ｎはマスの数、ｎは２以上の自然数）としたとき、ｃ１，ｃ２，…，ｃｎが、
Ｃ１：Ｃ２：…：Ｃｎ＝ｃ１：ｃ２：…：ｃｎ（式４）
の式を満足するように決められている請求項１に記載の多層構造物用のチューンドマスダンパー。