JP2014105428A - Vibration control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structurally-simple vibration control device capable of making a quick response.SOLUTION: A vibration control device 10 includes: expansion means 14 which is fixed to a longitudinal end of a lower flange 12F1 of a beam 12 of a column-beam frame 20 in the state of making an expansion surface overlap it and which expands/contracts the lower flange 12F1 in a lengthwise direction; detection means 22 which is fixed to a beam 12 or columns 16A and 16B joined to the beam 12, in the state of making an expansion surface overlap them, and which detects the amount of expansion/contraction of the beam 12 or the columns 16A and 16B; and control means 24 for expanding/contracting the expansion means 14 on the basis of an expansion amount or a contraction amount, which is detected by the detection means 22.

Description

本発明は、制振装置に関する。   The present invention relates to a vibration damping device.

従来から、構造物を制振するために、大きな質量(可動マス)を備えた制振装置が用いられている。この可動マスを構造物自身の振動特性に同調させる、或いは可動マスを強制的に振動させることにより生じる反力を用いて、構造物の振動を抑制している。   Conventionally, a vibration damping device having a large mass (movable mass) has been used for damping a structure. The vibration of the structure is suppressed by using a reaction force generated by synchronizing the movable mass with the vibration characteristics of the structure itself or forcibly vibrating the movable mass.

これらの方法は、大きな制御力が得られる反面、大きく、かつ大重量である可動マスを必要とする短所を持つ。即ち、可動マスが大型、大重量であることから、設置スペースの確保や、設置時の搬入方法等に制約が生じる。
そこで、ダンパーを使用したコンパクトで経済性の高い制振装置が提案されている(特許文献1)。
Although these methods can obtain a large control force, they have a disadvantage that a large and heavy movable mass is required. That is, since the movable mass is large and heavy, there are restrictions on securing the installation space, the loading method at the time of installation, and the like.
Therefore, a compact and economical vibration control device using a damper has been proposed (Patent Document 1).

特許文献1の制振装置は、図13に示すように、鉄骨梁80と鉄骨柱82を接合する柱梁接合部に設けられている。
即ち、鉄骨梁80の上フランジ84と鉄骨柱82のフランジ86が、接合金物88を用いてそれぞれ高力ボルト90で締結されている。
また、鉄骨梁80のウェブは、接合金物89で鉄骨柱82のフランジ86と接合されている。このとき、接合金物89には、ウェブが鉄骨柱82のフランジ86から離間する方向の挙動を拘束しない程度のルーズ孔が設けられており、鉄骨梁80のウェブが鉄骨梁80の材軸方向に滑れるように高力ボルト90で締結されている。接合金物89と鉄骨柱82のフランジ86の接合は、高力ボルト90で締結されている。
更に、鉄骨梁80の下フランジ85と鉄骨柱82のフランジ86は、地震エネルギを吸収するダンパー92を介して繋がれている。
As shown in FIG. 13, the vibration damping device of Patent Document 1 is provided at a column beam joint that joins a steel beam 80 and a steel column 82.
That is, the upper flange 84 of the steel beam 80 and the flange 86 of the steel column 82 are fastened with the high-strength bolts 90 using the joint hardware 88, respectively.
Further, the web of the steel beam 80 is joined to the flange 86 of the steel column 82 by a joint hardware 89. At this time, the joint hardware 89 is provided with a loose hole that does not restrict the behavior of the web in the direction away from the flange 86 of the steel column 82, and the web of the steel beam 80 extends in the material axis direction of the steel beam 80. It is fastened with a high-strength bolt 90 so that it can slide. Joining of the joining hardware 89 and the flange 86 of the steel column 82 is fastened by a high strength bolt 90.
Further, the lower flange 85 of the steel beam 80 and the flange 86 of the steel column 82 are connected via a damper 92 that absorbs seismic energy.

しかし、特許文献1の制振装置は、鉄骨梁80と鉄骨柱82の接合部に跨ってダンパー92を連結しなければならず、取付け構造が複雑になる。また、ダンパー92による制振は応答が遅い。   However, in the vibration damping device of Patent Document 1, the damper 92 must be connected across the joint between the steel beam 80 and the steel column 82, and the mounting structure is complicated. Further, the vibration control by the damper 92 has a slow response.

特開2002−173977号公報JP 2002-173977 A

本発明は、上記事実に鑑み、構造が簡単で応答が速い制振装置を提供することを目的とする。   In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a vibration damping device that has a simple structure and quick response.

請求項1に記載の発明に係る制振装置は、柱梁架構の梁の下フランジの長手方向の端部に伸縮面を重ねて固定され、前記下フランジを長さ方向に伸縮させる伸縮手段と、前記梁、又は前記梁と接合された柱に伸縮面を重ねて固定され、前記梁又は前記柱の伸縮量を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記伸縮手段を伸縮させる制御手段と、を有することを特徴としている。   The vibration damping device according to the first aspect of the present invention includes an expansion / contraction means that is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on an end portion in the longitudinal direction of the lower flange of the beam of the column beam frame and expands / contracts the lower flange in the length direction. The beam or a column joined to the beam is fixed by overlapping an expansion / contraction surface, based on a detection unit that detects an expansion / contraction amount of the beam or the column, and an extension amount or a contraction amount detected by the detection unit, And a control means for expanding and contracting the expansion / contraction means.

請求項1に記載の発明によれば、検出手段により梁又は柱の伸縮量が検出され、制御手段により、検出結果に基づいて伸縮手段が伸縮させられる。伸縮手段は、柱梁架構の梁の下フランジの端部に伸縮面を重ねて固定されており、伸縮手段を伸縮させることにより、梁の下フランジが長さ方向に伸縮される。   According to the first aspect of the invention, the expansion / contraction amount of the beam or the column is detected by the detection means, and the expansion / contraction means is expanded / contracted based on the detection result by the control means. The expansion / contraction means is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the end of the lower flange of the beam of the column beam frame. By extending / contracting the expansion / contraction means, the lower flange of the beam is expanded / contracted in the length direction.

これにより、梁の振動時に、梁の振動に伴う変形と逆位相の変形を生じさせる力を生じさせる力を加えることができ、梁の振動を抑制することができる。更に、伸縮手段は、下フランジの長さ方向の端部に固定されているため、少しの縮み量、伸び量で大きな力を発揮することができる。
この結果、構造が簡単で応答が速い制振装置を提供することができる。
Thereby, at the time of vibration of the beam, it is possible to apply a force that generates a force that causes a deformation in the opposite phase to the deformation accompanying the vibration of the beam, thereby suppressing the vibration of the beam. Furthermore, since the expansion / contraction means is fixed to the end portion in the length direction of the lower flange, a large force can be exerted with a small amount of contraction and expansion.
As a result, it is possible to provide a vibration damping device that has a simple structure and quick response.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、前記検出手段は、前記伸縮手段の上方で前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジに伸縮面を重ねて固定され、前記上フランジの伸縮量を検出することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the first aspect, the beam is a steel large beam or a steel small beam, and the detection means is located above the expansion / contraction means and the steel large beam or the steel small beam. The upper flange is fixed by overlapping an expansion / contraction surface, and the expansion / contraction amount of the upper flange is detected.

請求項2に記載の発明によれば、伸縮手段の上方の上フランジに固定された検出手段により、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の端部の上フランジの伸縮量が検出され、制御手段は伸縮手段を制御して、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の端部の下フランジを長さ方向に伸縮させる。   According to the second aspect of the present invention, the detection means fixed to the upper flange above the expansion / contraction means detects the expansion / contraction amount of the upper flange of the steel large beam or the steel small beam, and the control means is the expansion / contraction means. To control the length of the lower flange of the end of the steel beam or beam.

具体的には、制御手段は、検出手段が上フランジの縮みを検出したとき、伸縮手段が固定された下フランジの端部は伸びていると判断し、伸縮手段を縮ませて下フランジを縮減させる。これに対し、検出手段が上フランジの伸びを検出したとき、制御手段は、下フランジの端部は縮んでいると判断し、伸縮手段を伸ばして下フランジを伸張させる。
この結果、鉄骨大梁又は鉄骨小梁に、振動と逆位相の変形を発生させる力を加えることができ、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の振動を抑制することができる。即ち、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の1つの端部に1つの制御系が形成され、構造が簡単で応答が速い制振装置を提供することができる。
Specifically, when the detecting means detects the contraction of the upper flange, the control means determines that the end of the lower flange to which the expansion / contraction means is fixed is extended, and contracts the expansion / contraction means to reduce the lower flange. Let On the other hand, when the detection means detects the extension of the upper flange, the control means determines that the end of the lower flange is contracted, and extends the expansion / contraction means to extend the lower flange.
As a result, it is possible to apply a force that causes deformation in the opposite phase to the vibration to the steel large beam or the steel small beam, and to suppress the vibration of the steel large beam or the steel small beam. That is, one control system is formed at one end portion of the steel large beam or the steel small beam, and a vibration damping device with a simple structure and quick response can be provided.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の他方の端部に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、前記検出手段は、前記第1伸縮手段の上方で前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジに伸縮面を重ねて固定され、前記上フランジの伸縮量を検出する第1検出手段と、前記第2伸縮手段の上方で前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジに伸縮面を重ねて固定され、前記上フランジの伸縮量を検出する第2検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記第1検出手段及び前記第2検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記第1伸縮手段及び前記第2伸縮手段を伸縮させることを特徴としている。   According to a third aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the first aspect, the beam is a steel large beam or a steel small beam, and the expansion / contraction means is provided at one end of the steel large beam or the steel small beam. A first expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface; and a second expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the other end of the steel large beam or the steel beam. A first detection means for detecting an amount of expansion / contraction of the upper flange, fixed on an upper flange of the steel beam or the steel beam over the first expansion / contraction means, and above the second expansion / contraction means. And a second detection means for detecting an amount of expansion and contraction of the upper flange, fixed on the upper flange of the steel large beam or the steel small beam by overlapping the expansion / contraction surface, and the control means includes the first detection means and the first detection means. 2 Based on the amount of expansion or contraction detected by the detecting means, the first telescopic hand And it is characterized by expanding and contracting the second stretching means.

請求項3に記載の発明によれば、第1検出手段と第2検出手段により、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部の伸縮量がそれぞれ同時に検出され、制御手段は、第1伸縮手段と第2伸縮手段を制御して、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の端部の下フランジの両端部を、同時に長さ方向に伸縮させる。   According to the third aspect of the present invention, the first detecting means and the second detecting means simultaneously detect the expansion / contraction amounts of both ends of the steel large beam or the steel small beam, and the control means includes the first expansion means and the first expansion means. (2) The expansion / contraction means is controlled so that both ends of the lower flange of the end of the steel large beam or the steel small beam are simultaneously expanded and contracted in the length direction.

具体的には、第1検出手段と第2検出手段がいずれも同じ方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、制御手段は、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部が鉛直振動を受けていると判断し、例えば、伸びが検出された時は、第1伸縮手段と第2伸縮手段にいずれも伸びを生じさせるよう制御して、下フランジを伸張させる。一方、縮みが検出された時は、第1伸縮手段と第2伸縮手段にいずれも縮みを生じさせるよう制御して、下フランジを縮小させる。
これにより、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動を抑制することができる。
Specifically, when both the first detection means and the second detection means detect deformation (elongation or contraction) in the same direction, the control means causes both ends of the steel large beam or the steel small beam to vibrate vertically. For example, when the elongation is detected, the first flange and the second expansion / contraction means are controlled to cause the expansion and the lower flange is expanded. On the other hand, when the contraction is detected, the lower flange is contracted by controlling both the first expansion / contraction means and the second expansion / contraction means to contract.
Thereby, the vertical vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed.

これに対し、第1検出手段と第2検出手段が、それぞれ異なる方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、制御手段は、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部が水平振動を受けていると判断し、例えば、伸びが検出された側の端部の第1伸縮手段又は第2伸縮手段を伸びを生じさせるよう制御して、下フランジを伸張させる。一方、縮みが検出された側の端部の第1伸縮手段又は第2伸縮手段には、縮みを生じさせるよう制御して下フランジを縮小させる。
これにより、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の水平振動を抑制することができる。
On the other hand, when the first detection means and the second detection means detect deformation (extension or shrinkage) in different directions, the control means receives horizontal vibrations at both ends of the steel large beam or the steel small beam. For example, the lower flange is extended by controlling the first expansion / contraction means or the second expansion / contraction means at the end where the expansion is detected to cause expansion. On the other hand, the lower flange is contracted by controlling the first expanding / contracting means or the second expanding / contracting means at the end where the contraction is detected to cause the contraction.
Thereby, the horizontal vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed.

この結果、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動、及び水平振動を抑制することができる。即ち、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部で1つの制御系が完成され、鉛直振動及び水平振動の判別が可能となり、判別結果に基づいて、第1伸縮手段及び第2伸縮手段を制御して、鉛直振動及び水平振動を効果的に抑制することができる。   As a result, the vertical vibration and horizontal vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed. That is, one control system is completed at both ends of the steel large beam or the steel small beam, and the vertical vibration and the horizontal vibration can be discriminated. Based on the discrimination result, the first expansion means and the second expansion means are controlled. The vertical vibration and the horizontal vibration can be effectively suppressed.

請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の他方の端部に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、前記検出手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジの中央部に伸縮面を重ねて固定され、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジの伸縮量を検出し、前記制御手段は、前記検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記第1伸縮手段及び前記第2伸縮手段を伸縮させることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the first aspect, the beam is a steel large beam or a steel small beam, and the expansion / contraction means is provided at one end of the steel large beam or the steel small beam. A first expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface; and a second expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the other end of the steel large beam or the steel beam. An extension surface is fixed to the center of the upper flange of the steel large beam or the steel small beam, and the expansion amount of the upper flange of the steel large beam or the steel small beam is detected, and the control means detects the extension detected by the detection means. The first expansion / contraction means and the second expansion / contraction means are expanded / contracted based on the amount or the contraction amount.

請求項4に記載の発明によれば、検出手段により、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジの中央部の伸縮量が検出され、制御手段により、第1伸縮手段と第2伸縮手段が、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動を打ち消す方向に制御される。   According to the fourth aspect of the present invention, the amount of expansion / contraction of the center portion of the upper flange of the steel large beam or the small steel beam is detected by the detection means, and the first expansion / contraction means and the second expansion / contraction means are detected by the control means. It is controlled to cancel the vertical vibration of the big beam or steel beam.

具体的には、例えば、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の中央部の上フランジが、鉛直方向の振動により、伸ばされている場合には、制御手段は、下フランジは縮められていると判断し、第1伸縮手段及び第2伸縮手段を制御して下フランジを伸張させる。一方、上フランジが、鉛直方向の振動により縮められている場合には、制御手段は、下フランジは伸ばされていると判断し、第1伸縮手段及び第2伸縮手段を制御して下フランジを縮小させる。
これにより、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動を抑制することができる。なお、検出手段は、水平振動を検出することはできず、水平振動の抑制はできない。
Specifically, for example, when the upper flange of the central portion of the steel beam or the steel beam is extended by vertical vibration, the control means determines that the lower flange is contracted, The first extension means and the second extension means are controlled to extend the lower flange. On the other hand, when the upper flange is contracted by vibration in the vertical direction, the control means determines that the lower flange is extended, and controls the first and second extendable means to control the lower flange. Reduce.
Thereby, the vertical vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed. Note that the detecting means cannot detect horizontal vibration and cannot suppress horizontal vibration.

請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部の前記下フランジの下面に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の他方の端部の前記下フランジの上面に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、前記検出手段は、前記第1伸縮手段が設けられた一方の端部の前記下フランジの上面に伸縮面を重ねて固定された第1検出手段と、前記第2伸縮手段が設けられた他方の端部の前記下フランジの下面に伸縮面を重ねて固定された第2検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記第1検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき前記第2伸縮手段を伸縮させ、前記第2検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき前記第1伸縮手段を伸縮させることを特徴としている。   According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the first aspect, the beam is a steel large beam or a steel small beam, and the expansion / contraction means is provided at one end of the steel large beam or the steel small beam. The first expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the lower surface of the lower flange, and the second expansion / contraction fixed by overlapping the expansion / contraction surface on the upper surface of the lower flange at the other end of the steel beam or steel beam. A first detecting means fixed on the upper surface of the lower flange at one end provided with the first extending / contracting means, and the second extending / contracting means. And a second detection means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the lower surface of the lower flange at the other end provided with the control means, wherein the control means detects the amount of expansion or contraction detected by the first detection means. Based on the amount, the second expansion / contraction means is expanded / contracted, and the expansion detected by the second detection means is detected. It is characterized by expanding and contracting the first elastic means based on the amount or shrinkage amount.

請求項5に記載の発明によれば、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部の下フランジの上面に固定された第1検出手段により、他方の端部の下フランジの上面に固定された第2伸縮手段が伸縮され、他方の端部の下フランジの下面に固定された第2検出手段により、一方の下フランジの下面に固定された第1伸縮手段が伸縮される。   According to the fifth aspect of the present invention, the first detection means fixed to the upper surface of the lower flange of one end of the steel beam or the steel beam is fixed to the upper surface of the lower flange of the other end. The second expansion / contraction means is expanded and contracted, and the first expansion / contraction means fixed to the lower surface of the one lower flange is expanded / contracted by the second detection means fixed to the lower surface of the lower flange of the other end.

具体的には、制御手段は、第1検出手段と異なる端部に固定された第2伸縮手段を伸縮させ、第2検出手段と異なる端部に固定された第1伸縮手段を伸縮させる。
これにより、制御手段は、第1検出手段と第2検出手段がいずれも同じ方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部が鉛直振動を受けていると判断し、例えば、伸びが検出された時は、第1伸縮手段と第2伸縮手段がいずれも伸びを生じさせるよう制御して、下フランジを伸張させる。一方、縮みが検出された時は、第1伸縮手段と第2伸縮手段がいずれも縮みを生じさせるよう制御して、下フランジを縮小させる。
これにより、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動を抑制することができる。
Specifically, the control means expands / contracts the second expansion / contraction means fixed to the end different from the first detection means, and expands / contracts the first expansion / contraction means fixed to the end different from the second detection means.
As a result, when both the first detection means and the second detection means detect deformation (elongation or contraction) in the same direction, both ends of the steel large beam or the steel small beam are subjected to vertical vibration. For example, when elongation is detected, the first and second expansion / contraction means are controlled to cause expansion, and the lower flange is expanded. On the other hand, when the contraction is detected, the lower flange is contracted by controlling both the first expansion / contraction means and the second expansion / contraction means to generate the contraction.
Thereby, the vertical vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed.

これに対し、第1伸縮手段と第2伸縮手段が、それぞれ異なる方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、制御手段は、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部が水平振動を受けていると判断し、例えば、伸びが検出された側と反対側の端部の第1伸縮手段又は第2伸縮手段を、縮みを生じさせるよう制御して下フランジを縮小させる。一方、縮みが検出された側の端部の第1伸縮手段又は第2伸縮手段を、伸びを生じさせるよう制御して、下フランジを伸張させる。
これにより、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の水平振動を抑制することができる。
On the other hand, when the first expansion / contraction means and the second expansion / contraction means detect deformation (elongation or contraction) in different directions, the control means receives horizontal vibration at both ends of the steel large beam or the steel small beam. For example, the first extension means or the second extension means at the end opposite to the side where the extension is detected is controlled to cause the lower flange to be reduced. On the other hand, the lower flange is extended by controlling the first extension / contraction means or the second extension / contraction means at the end on which the shrinkage is detected to cause extension.
Thereby, the horizontal vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed.

この結果、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動、及び水平振動を抑制することができる。即ち、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部で1つの制御系が完成され、鉛直振動及び水平振動の判別が可能となり、判別結果に基づいて、第1伸縮手段及び第2伸縮手段を制御して、鉛直振動及び水平振動を効果的に抑制することができる。また、検出手段と伸縮手段のいずれも下フランジに固定すれば良いため、施工が容易となる。   As a result, the vertical vibration and horizontal vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed. That is, one control system is completed at both ends of the steel large beam or the steel small beam, and the vertical vibration and the horizontal vibration can be discriminated. Based on the discrimination result, the first expansion means and the second expansion means are controlled. The vertical vibration and the horizontal vibration can be effectively suppressed. Further, since both the detection means and the expansion / contraction means may be fixed to the lower flange, the construction becomes easy.

請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記梁は鉄骨大梁であり、前記伸縮手段は前記鉄骨大梁の前記下フランジを伸縮させ、前記検出手段は、前記鉄骨大梁との接合部であり前記柱の表面に伸縮面を重ねて固定され、前記柱の伸縮量を検出することを特徴としている。   The invention according to claim 6 is the vibration damping device according to claim 1, wherein the beam is a steel large beam, the expansion / contraction means expands / contracts the lower flange of the steel frame large beam, and the detection means includes the steel frame It is a joint portion with a large beam, and is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the surface of the column, and detects the expansion / contraction amount of the column.

請求項6に記載の発明によれば、柱の表面に固定された検出手段により、鉄骨大梁と接合された柱の表面の伸縮量が検出され、制御手段により、鉄骨大梁の端部に固定された伸縮手段が制御され、鉄骨大梁の端部の下フランジが長さ方向に伸縮される。   According to the sixth aspect of the present invention, the amount of expansion / contraction of the surface of the column joined to the steel beam is detected by the detection means fixed to the surface of the column, and is fixed to the end of the steel beam by the control unit. The expansion / contraction means is controlled, and the lower flange of the end portion of the steel beam is expanded and contracted in the length direction.

具体的には、制御手段は、検出手段が柱の表面の縮みを検出したとき、下フランジが縮んでいると判断し、伸縮手段を伸ばすよう制御して、下フランジを伸張させる。一方、制御手段は、検出手段が柱の表面の伸びを検出したとき、下フランジが伸びていると判断し、伸縮手段を縮ませるよう制御して、下フランジを縮小させる。
この結果、鉄骨大梁の振動を抑制することができる。即ち、1つの接合部に1つの制御系を配置することができ、構造が簡単で応答が速い制振装置を提供することができる。
Specifically, when the detection means detects the shrinkage of the surface of the column, the control means determines that the lower flange is contracted and controls the extension means to extend to extend the lower flange. On the other hand, the control means determines that the lower flange is extended when the detection means detects the extension of the surface of the column, and controls the expansion / contraction means to contract to reduce the lower flange.
As a result, vibration of the steel beam can be suppressed. That is, one control system can be arranged at one joint, and a vibration damping device with a simple structure and quick response can be provided.

請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記梁は鉄骨大梁であり、前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁の前記下フランジの一方の端部に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記下フランジの他方の端部に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、前記検出手段は、前記鉄骨大梁の一方の端部と接合された前記柱に伸縮面を重ねて固定された第1検出手段と、前記鉄骨大梁の他方の端部と接合された前記柱に伸縮面を重ねて固定された第2検出手段とを有し、前記制御手段は、前記第1検出手段及び前記第2検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記第1伸縮手段及び前記第2伸縮手段を伸縮させることを特徴としている。   A seventh aspect of the present invention is the vibration damping device according to the first aspect, wherein the beam is a steel large beam, and the expansion / contraction means overlaps one end portion of the lower flange of the steel large beam. A first expansion / contraction means fixed to the other end of the lower flange and a second expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface, and the detection means includes one end of the steel beam. First detection means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the joined column, and second detection means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the column joined to the other end of the steel beam. The control means is characterized in that the first expansion / contraction means and the second expansion / contraction means are expanded and contracted based on the amount of expansion or contraction detected by the first detection means and the second detection means.

請求項7に記載の発明によれば、第1検出手段及び第2検出手段により、鉄骨大梁の両端部に接合された2つの柱の表面の伸縮量が検出され、制御手段により、第1伸縮手段及び第2伸縮手段が制御され、鉄骨大梁の端部の下フランジが長さ方向に伸縮される。   According to the seventh aspect of the present invention, the first detection means and the second detection means detect the amount of expansion / contraction of the surfaces of the two columns joined to both ends of the steel beam, and the control means detects the first expansion / contraction amount. The means and the second expansion / contraction means are controlled, and the lower flange of the end portion of the steel beam is expanded and contracted in the length direction.

具体的には、制御手段は、第1検出手段と第2検出手段が同じ方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部が鉛直振動を受けていると判断し、第1検出手段と第2検出手段が、異なる方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部が水平振動を受けていると判断する。   Specifically, when the first detection unit and the second detection unit detect deformation (elongation or contraction) in the same direction, the control unit detects that both ends of the steel large beam or the steel small beam receive vertical vibration. If both the first detection means and the second detection means detect deformation (extension or shrinkage) in different directions, it is determined that both ends of the steel large beam or the steel small beam are subjected to horizontal vibration. To do.

即ち、鉛直振動を受けていると判断された場合において、例えば、柱に伸びが検出された時は、第1伸縮手段と第2伸縮手段のいずれも縮みを生じさせるよう制御して、下フランジを縮小させる。一方、柱に縮みが検出された時は、第1伸縮手段と第2伸縮手段のいずれにも伸びを生じさせるよう制御して、下フランジを伸張させる。
これにより、鉄骨大梁の鉛直振動を抑制することができる。
That is, when it is determined that the vertical vibration is received, for example, when an extension is detected in the column, the first flange and the second extender are controlled so as to cause the lower flange to contract. Reduce. On the other hand, when shrinkage is detected in the column, the lower flange is extended by controlling the first expansion means and the second expansion means to be extended.
Thereby, the vertical vibration of the steel beam can be suppressed.

一方、水平振動を受けていると判断された場合には、伸びが検出された側の端部の第1伸縮手段又は第2伸縮手段の伸縮を、伸びを生じさせるよう制御して、下フランジを伸張させる。一方、縮みが検出された側の端部の第1伸縮手段又は第2伸縮手段の伸縮を、縮みを生じさせるよう制御して、下フランジを縮小させる。
これにより、鉄骨大梁の水平振動を抑制することができる。
On the other hand, if it is determined that the horizontal vibration is received, the expansion / contraction of the first expansion / contraction means or the second expansion / contraction means at the end where the expansion is detected is controlled so as to generate the expansion. Stretch. On the other hand, the lower flange is contracted by controlling the expansion / contraction of the first expansion / contraction means or the second expansion / contraction means at the end on the side where the contraction is detected to cause the contraction.
Thereby, the horizontal vibration of a steel-frame large beam can be suppressed.

この結果、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の鉛直振動、及び水平振動を抑制することができる。即ち、鉄骨大梁又は鉄骨小梁の両端部で1つの制御系が完成され、鉛直振動及び水平振動の判別が可能となり、判別結果に基づいて、第1伸縮手段及び第2伸縮手段を制御して、鉛直振動及び水平振動を効果的に抑制することができる。   As a result, the vertical vibration and horizontal vibration of the steel large beam or the steel small beam can be suppressed. That is, one control system is completed at both ends of the steel large beam or the steel small beam, and the vertical vibration and the horizontal vibration can be discriminated. Based on the discrimination result, the first expansion means and the second expansion means are controlled. The vertical vibration and the horizontal vibration can be effectively suppressed.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の制振装置において、前記伸縮手段は、平板状の基板と、前記基板の両側面に固着され印加電圧に応じて前記基板を伸縮させる膜型圧電素子と、を有し、前記検出手段は、平板状の基板と、前記基板の両側面に固着され前記基板の伸縮量に応じた電圧を出力する膜型圧電素子と、を有していることを特徴としている。   According to an eighth aspect of the present invention, in the vibration damping device according to any one of the first to seventh aspects, the expansion / contraction means is fixed to a flat substrate and both side surfaces of the substrate in accordance with an applied voltage. A film type piezoelectric element that expands and contracts the substrate, and the detection means is a film type piezoelectric element that is fixed to both side surfaces of the substrate and outputs a voltage corresponding to the amount of expansion and contraction of the substrate. And an element.

請求項8に記載の発明によれば、同じ構成の膜型圧電素子により、伸縮量を検出する検出手段と、アクチュエータとして機能させる伸縮手段がそれぞれ形成される。
これにより、伸縮量を検出する専用の検出手段を別途設けなくても、同じ構成の伸縮手段だけで、外力による鉄骨大梁の変形を検出し、同時に鉄骨大梁の振動を抑制することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the detecting means for detecting the amount of expansion and contraction and the expansion and contraction means for functioning as an actuator are formed by the film type piezoelectric element having the same configuration.
Thereby, even without providing a dedicated detection means for detecting the amount of expansion / contraction, only the expansion / contraction means having the same configuration can detect the deformation of the steel beam due to an external force and simultaneously suppress the vibration of the steel beam.

本発明は、上記構成としてあるので、構造が簡単で応答が速い制振装置を提供することができる。   Since the present invention has the above configuration, it is possible to provide a vibration damping device that has a simple structure and quick response.

本発明の第1実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 1st embodiment of the present invention. (A)は本発明の実施形態に係る制振装置で使用されるアクチュエータの基本構成を示す側面図であり、(B)はその平面図であり、(C)は膜型圧電素子の分解斜視図である。(A) is a side view showing a basic configuration of an actuator used in a vibration damping device according to an embodiment of the present invention, (B) is a plan view thereof, and (C) is an exploded perspective view of a film-type piezoelectric element. FIG. (A)と(B)はいずれも、本発明の実施形態に係る制振装置で使用されるアクチュエータの電気特性を示す図である。(A) and (B) are both figures which show the electrical property of the actuator used with the damping device concerning the embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 3rd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 5th embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 6th embodiment of the present invention. 本発明の第7実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning a 7th embodiment of the present invention. (A)は、本発明の第7実施形態に係る制振装置の実証実験装置を示すシステム構成図であり、(B)は、実験建物の梁スパンを比較した表である。(A) is a system configuration | structure figure which shows the demonstration experiment apparatus of the damping device which concerns on 7th Embodiment of this invention, (B) is the table | surface which compared the beam span of the experiment building. (A)(B)は、いずれも本発明の第7実施形態に係る制振装置の実証実験結果を示す加速度特性図である。(A) (B) is an acceleration characteristic figure which shows the verification experiment result of the damping device which concerns on 7th Embodiment of this invention, respectively. 本発明の第8実施形態に係る制振装置の基本構成を示す柱梁架構側面図である。It is a column beam frame side view showing the basic composition of the vibration damping device concerning an 8th embodiment of the present invention. 従来例の制振装置の基本構成を示す側面図である。It is a side view which shows the basic composition of the damping device of a prior art example.

(第1実施形態)
図1の柱梁架構側面図に示すように、第1実施形態に係る制振装置10は、柱梁架構20の梁12の下フランジ12F1の長手方向の端部に、伸縮手段であるアクチュエータ14を取り付けた構成である。アクチュエータ14は、後述するように平板状に伸縮可能に形成され、伸縮面を下フランジ12F1の表面に重ね合わせて固定されている。
(First embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 1, the vibration damping device 10 according to the first embodiment is provided with an actuator 14 that is an expansion / contraction means at the longitudinal end of the lower flange 12F1 of the beam 12 of the column beam frame 20. It is the structure which attached. As will be described later, the actuator 14 is formed to be extendable and contractable in a flat plate shape, and is fixed by overlapping an expandable surface on the surface of the lower flange 12F1.

アクチュエータ14の取付け位置は、梁12の柱16A側の端部であり、柱16Aとの接合部から作業用のスペースを確保する寸法Lだけ離した、柱16A寄りの端部が望ましい。なお、アクチュエータ14の伸縮面と、下フランジ12F1の表面との固定方法としては、例えば接着剤で直接接合する方法や両端部をビス止めする方法等、自ら伸縮しても、外力が加えられて伸縮しても、接合部にズレが生じない方法であればよい。
これにより、アクチュエータ14を伸縮させることにより、下フランジ12F1に伸縮力を加えることができる。
The mounting position of the actuator 14 is the end of the beam 12 on the column 16A side, and is preferably an end near the column 16A that is separated from the joint with the column 16A by a dimension L that secures a working space. In addition, as a method for fixing the expansion / contraction surface of the actuator 14 and the surface of the lower flange 12F1, an external force is applied even if it expands and contracts itself, such as a method of directly joining with an adhesive or a method of screwing both ends. What is necessary is just a method which does not produce a shift | offset | difference in a junction part even if it expands and contracts.
Thereby, an expansion / contraction force can be applied to the lower flange 12F1 by extending / contracting the actuator 14.

検出手段であるセンサ22は、梁12の上フランジ12F2の下面であり、アクチュエータ14が固定された側の端部のアクチュエータ14の上方に、伸縮面を重ねて固定されている。センサ22は、後述するように、アクチュエータ14と基本的に同じ構成であり、センサ22と上フランジ12F2との固定方法は、アクチュエータ14の固定方法と同じでよい。   The sensor 22 which is a detection means is the lower surface of the upper flange 12F2 of the beam 12, and is fixed by overlapping an expansion / contraction surface above the actuator 14 at the end portion to which the actuator 14 is fixed. As will be described later, the sensor 22 has basically the same configuration as the actuator 14, and the method for fixing the sensor 22 and the upper flange 12 </ b> F <b> 2 may be the same as the method for fixing the actuator 14.

これにより、外力を受けて梁12が伸縮されたとき、センサ22も伸縮され、センサ22から、上フランジ12F2の伸縮量に伴う起電力が出力される。即ち、上フランジ12F2の伸縮に伴い伸縮されるセンサ22の出力を計測することで、上フランジ12F2の伸縮量を検出することができる。   Thereby, when the beam 12 is expanded and contracted by receiving an external force, the sensor 22 is also expanded and contracted, and an electromotive force associated with the expansion and contraction amount of the upper flange 12F2 is output from the sensor 22. That is, the amount of expansion / contraction of the upper flange 12F2 can be detected by measuring the output of the sensor 22 that is expanded / contracted with the expansion / contraction of the upper flange 12F2.

センサ22の出力は、リード線58で制御手段であるコントローラ24に出力され、コントローラ24は、センサ22からの出力に基づいて、リード線59で制御信号を出力してアクチュエータ14を伸縮させる。
ここに、梁12は、H形鋼製の鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、柱16A、16BもH形鋼製とされている。梁12の上には、コンクリート製の床スラブ18が形成されている。なお、柱16A側の柱梁架構20に制振装置10を設けた場合について説明したが、柱16B側の柱梁架構21に制振装置10を設けてもよい。
The output of the sensor 22 is output to the controller 24 which is a control means through the lead wire 58, and the controller 24 outputs a control signal through the lead wire 59 based on the output from the sensor 22 to expand and contract the actuator 14.
Here, the beam 12 is a steel large beam or a steel small beam made of H-shaped steel, and the columns 16A and 16B are also made of H-shaped steel. A concrete floor slab 18 is formed on the beam 12. In addition, although the case where the damping device 10 was provided in the column beam frame 20 on the column 16A side was described, the damping device 10 may be provided on the column beam frame 21 on the column 16B side.

本構成によれば、上フランジ12F2の下面でありアクチュエータ14の上方に、センサ22が固定され、センサ22により、梁12の伸縮量が検出される。コントローラ24は、センサ22の検出結果に基づいて、アクチュエータ14を伸縮させる。アクチュエータ14は、柱梁架構20の梁12の下フランジ12F1の端部に、下フランジ12F1の表面と伸縮面を重ね合わせて固定されており、アクチュエータ14を伸縮させることにより、梁12の下フランジ12F1が長さ方向に伸縮される。   According to this configuration, the sensor 22 is fixed to the lower surface of the upper flange 12F2 and above the actuator 14, and the sensor 22 detects the amount of expansion and contraction of the beam 12. The controller 24 expands and contracts the actuator 14 based on the detection result of the sensor 22. The actuator 14 is fixed to the end of the lower flange 12F1 of the beam 12 of the column beam frame 20 by overlapping the surface of the lower flange 12F1 and the expansion / contraction surface. By extending the actuator 14, the lower flange of the beam 12 is fixed. 12F1 is expanded and contracted in the length direction.

具体的には、コントローラ24は、センサ22が上フランジ12F2の縮みを検出したときには、柱梁架構20には、例えば、矢印R1で示す方向の外力が作用して、アクチュエータ14が固定された下フランジ12F1の端部は、伸びていると判断する。この結果、アクチュエータ14を、矢印S1で示す方向へ縮ませて、下フランジ12F1の端部を縮減させるよう制御する。
一方、センサ22が上フランジ12F2の伸びを検出したときには、コントローラ24は、矢印R2で示す方向の外力が作用して、下フランジ12F1の端部は縮んでいると判断する。この結果、アクチュエータ14を、矢印S2で示す方向へ伸ばして、下フランジ12F1の端部を伸張させるよう制御する。
Specifically, when the sensor 22 detects the contraction of the upper flange 12F2, the controller 24 applies, for example, an external force in the direction indicated by the arrow R1 to the column beam frame 20 so that the actuator 14 is fixed. It is determined that the end of the flange 12F1 is extended. As a result, the actuator 14 is controlled to contract in the direction indicated by the arrow S1 so that the end of the lower flange 12F1 is contracted.
On the other hand, when the sensor 22 detects the extension of the upper flange 12F2, the controller 24 determines that the external force in the direction indicated by the arrow R2 is applied and the end of the lower flange 12F1 is contracted. As a result, the actuator 14 is controlled to extend in the direction indicated by the arrow S2 to extend the end of the lower flange 12F1.

これにより、梁12の振動時に、梁12の振動に伴う変形と逆位相の変形を生じさせる力を、梁12の下フランジ12F1に加えることができ、梁12の振動を抑制することができる。更に、アクチュエータ14は、下フランジ12F1の長さ方向の端部に固定されているため、少しの縮み量、伸び量で大きな力を発揮することができる。
即ち、制御対象となる梁12の1つの端部に1つの制御系が形成され、構造が簡単で応答が速い制振装置10を、低コストで提供することができる。
As a result, when the beam 12 vibrates, a force that causes deformation in the opposite phase to the deformation accompanying the vibration of the beam 12 can be applied to the lower flange 12F1 of the beam 12, and the vibration of the beam 12 can be suppressed. Furthermore, since the actuator 14 is fixed to the end portion of the lower flange 12F1 in the length direction, a large force can be exerted with a small amount of contraction and expansion.
That is, one control system is formed at one end of the beam 12 to be controlled, and the vibration damping device 10 with a simple structure and quick response can be provided at low cost.

次に、アクチュエータ14について説明する。
図2(A)の側面図、(B)の平面図に示すように、リアクチュエータ14は、鋼板で形成された基板28の両側面に膜型圧電素子26を固着した構成である。膜型圧電素子26には、リード線122を介して電力が供給される。
Next, the actuator 14 will be described.
As shown in the side view of FIG. 2A and the plan view of FIG. 2B, the reactuator 14 has a structure in which film-type piezoelectric elements 26 are fixed to both side surfaces of a substrate 28 formed of a steel plate. Electric power is supplied to the film-type piezoelectric element 26 via the lead wire 122.

図2(C)の斜視図に示すように、膜型圧電素子26は、繊維状に形成された圧電セラミック128を平面状に配置し、圧電セラミック128の両側面に電極が印刷されたポリイミドフィルム124を配置し、それらをエポキシ樹脂126で接合した構成である。   As shown in the perspective view of FIG. 2C, the membrane-type piezoelectric element 26 is a polyimide film in which piezoelectric ceramics 128 formed in a fiber shape are arranged in a plane and electrodes are printed on both sides of the piezoelectric ceramic 128. 124 is arranged, and they are joined by an epoxy resin 126.

この膜型圧電素子26は、圧電セラミック128の両側面に、リード線122を介してコントローラ24から電圧を印加すれば、印加された電圧値に従った歪が圧電セラミック128に生じ、膜型圧電素子26が矢印Pの方向に変形する。   In the film type piezoelectric element 26, when a voltage is applied from both sides of the piezoelectric ceramic 128 from the controller 24 via the lead wire 122, a distortion according to the applied voltage value is generated in the piezoelectric ceramic 128. The element 26 is deformed in the direction of the arrow P.

これにより、基板28の両側面の膜型圧電素子26に、同時に同じ印加電圧を印加することで、基板28を両側面から矢印Pの方向に伸縮させることができる。即ち、基板28を梁12の下フランジ12F1に固定することで、印加電圧に応じて梁12の下フランジ12F1を伸縮させるアクチュエータ14として機能させることができる。また、膜型圧電素子26は、薄膜状とされており、コンパクトなリアクチュエータ14を提供できる。   As a result, by simultaneously applying the same applied voltage to the film-type piezoelectric elements 26 on both side surfaces of the substrate 28, the substrate 28 can be expanded and contracted in the direction of the arrow P from both side surfaces. That is, by fixing the substrate 28 to the lower flange 12F1 of the beam 12, it is possible to function as the actuator 14 that expands and contracts the lower flange 12F1 of the beam 12 according to the applied voltage. Moreover, the film-type piezoelectric element 26 has a thin film shape and can provide a compact reactuator 14.

更に、膜型圧電素子26は、圧電セラミック128が伸縮されて歪が生じると、歪量に比例した電圧を発生させる特性を有している。即ち、膜型圧電素子26は、外力を受けて変形され、基板28の伸縮量に応じた電圧を出力するため、例えば、基板28を梁12の上フランジ12F2に固定することで、梁12の変形による歪量を検出する歪センサとして機能させることができる。   Further, the film-type piezoelectric element 26 has a characteristic of generating a voltage proportional to the amount of strain when the piezoelectric ceramic 128 is expanded and contracted to generate strain. That is, the film-type piezoelectric element 26 is deformed by an external force and outputs a voltage corresponding to the amount of expansion / contraction of the substrate 28. For example, by fixing the substrate 28 to the upper flange 12F2 of the beam 12, It can function as a strain sensor that detects the amount of strain due to deformation.

次に、アクチュエータ14の電気特性について説明する。
図3(A)は、印加電圧と発生出力の関係を示す特性図である。横軸は印加電圧(V)であり、縦軸は発生出力(N)である。
実験に使用したリアクチュエータ14は、厚さ0.4mmの鋼板(基板)の両側面に、膜型圧電素子26を固着させた構成である。
実験結果は、特性PVで示すように、印加電圧(V)が正(特に鋼板の引張側)の範囲では、特性PVはほぼ直線となっており、印加電圧(V)に比例した発生出力(N)が得られていることが分かる。
Next, the electrical characteristics of the actuator 14 will be described.
FIG. 3A is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage and the generated output. The horizontal axis is the applied voltage (V), and the vertical axis is the generated output (N).
The reactuator 14 used in the experiment has a configuration in which film-type piezoelectric elements 26 are fixed to both side surfaces of a steel plate (substrate) having a thickness of 0.4 mm.
As shown by the characteristic PV, the experimental result shows that the characteristic PV is almost linear in the range where the applied voltage (V) is positive (particularly the tensile side of the steel plate), and the generated output proportional to the applied voltage (V) ( It can be seen that N) is obtained.

図3(B)は、アクチュエータ14の加速度信号と、印加電圧との位相差との関係を示している。横軸は周波数(Hz)であり、縦軸は位相差(度)である。
実験は、図2に示す膜型圧電素子26にAC電圧を印加し、基板28の先端に取り付けた加速度ピックアップ130から検出される加速度信号と、印加電圧との位相差との関係を測定した。
FIG. 3B shows the relationship between the acceleration signal of the actuator 14 and the phase difference between the applied voltages. The horizontal axis represents frequency (Hz), and the vertical axis represents phase difference (degrees).
In the experiment, an AC voltage was applied to the film-type piezoelectric element 26 shown in FIG. 2, and the relationship between the acceleration signal detected from the acceleration pickup 130 attached to the tip of the substrate 28 and the phase difference between the applied voltages was measured.

実験結果は、特性Qに示すように、周波数(Hz)が高くなるにつれて位相差がほぼ直線状に大きくなり、100Hzで約30度の遅れ位相となっている。実際に発生する梁の振動は10〜20Hz程度であることが既に把握されており、位相遅れは5度から15度程度となり、実用上問題とはならないことが確認された。
なお、後述する実証実験を行い、アクチュエータ14に実用上の問題がないことを検証した。
As shown in the characteristic Q, the experimental result shows that the phase difference increases substantially linearly as the frequency (Hz) increases, and a delayed phase of about 30 degrees at 100 Hz. It has been already known that the vibration of the beam actually generated is about 10 to 20 Hz, and the phase delay is about 5 to 15 degrees, and it has been confirmed that there is no practical problem.
In addition, the verification experiment mentioned later was conducted and it verified that the actuator 14 had no problem in practical use.

即ち、従来のAMD(Active Mass Damper)やTMD(Tuned Mass Damper)方法に比べ、大きな質量やバネ等を用いる必要がなくなり、これらの搬入や設置のためのコストを軽減できる。また、従来のAMDやTMDが梁上部の中央部に設置されるのに対して、本実施の形態では、梁端部の下フランジ部分に設置する構成である。このため、梁の上部に設置スペースを必要としない長所も有する。   That is, compared with the conventional AMD (Active Mass Damper) or TMD (Tuned Mass Damper) method, it is not necessary to use a large mass, a spring or the like, and the cost for carrying in and installing them can be reduced. In contrast to the conventional AMD and TMD installed at the center of the upper part of the beam, this embodiment is configured to be installed at the lower flange part of the beam end. For this reason, it also has an advantage that an installation space is not required above the beam.

次に、制振方法について図1を用いて説明する。なお、各ステップの内容は説明済みであり省略する。
先ず、梁12の伸縮量を検出するステップを実行する。即ち、梁12の上フランジ12F2に取り付けたセンサ22で、梁12の振動(歪量)を検出する。ここに、センサ22は、外力を受けて変形され、伸縮量に応じた電圧をリード線58でコントローラ24に出力する。
Next, a vibration suppression method will be described with reference to FIG. The contents of each step have already been explained and will be omitted.
First, the step of detecting the amount of expansion / contraction of the beam 12 is executed. That is, the vibration (distortion amount) of the beam 12 is detected by the sensor 22 attached to the upper flange 12F2 of the beam 12. Here, the sensor 22 is deformed by receiving an external force, and outputs a voltage corresponding to the amount of expansion / contraction to the controller 24 via the lead wire 58.

次に、制御信号を出力するステップを実行する。即ち、コントローラ24が、センサ22から入力された検出結果に基づいて、アクチュエータ14に制御信号を出力する。このとき、アクチュエータ14は、梁12の角部(柱梁架構20)に接合されており、検出された梁12の伸縮と逆位相の伸縮を与えるよう、コントローラ24からアクチュエータ14に制御信号が出力される。   Next, a step of outputting a control signal is executed. That is, the controller 24 outputs a control signal to the actuator 14 based on the detection result input from the sensor 22. At this time, the actuator 14 is joined to the corner portion (column beam frame 20) of the beam 12, and a control signal is output from the controller 24 to the actuator 14 so as to extend and contract in the opposite phase to the detected expansion and contraction of the beam 12. Is done.

最後に、梁12に伸縮力を付与するステップを実行する。即ち、アクチュエータ14は、基盤(伸縮部)28を梁12の下フランジ12F1の表面と重ね合わせて固定されており、印加電圧に応じて伸縮する膜型圧電素子26で、基板28を伸縮させる。この基板28の伸縮により、梁12の下フランジ12F1を伸縮させ、梁12に入力された振動と逆位相の振動を与える。
以上のステップを実行することにより、コンパクトなアクチュエータ14を用いて、梁12のアクティブ制振ができる。
Finally, a step of applying a stretching force to the beam 12 is executed. That is, the actuator 14 is fixed by superimposing the base (stretchable portion) 28 on the surface of the lower flange 12F1 of the beam 12, and the substrate 28 is expanded and contracted by the film-type piezoelectric element 26 that expands and contracts according to the applied voltage. By extending and contracting the substrate 28, the lower flange 12F1 of the beam 12 is expanded and contracted, and vibration having a phase opposite to that of the vibration input to the beam 12 is given.
By executing the above steps, active vibration suppression of the beam 12 can be performed using the compact actuator 14.

(第2実施形態)
図4の柱梁架構側面図に示すように、第2実施形態に係る制振装置30は、梁12の両方の端部に、それぞれ第1実施形態で説明した制振装置10を取り付けた構成である。第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図4に示すように、柱16Aと梁12との柱梁架構20には、第1実施形態で説明した制振装置10と同じ構成の制振装置10Aが取り付けられている。また、柱16Bと梁12との柱梁架構21にも、第1実施形態で説明した制振装置10と同じ構成の制振装置10Bが取り付けられている。制振装置10Aと制振装置10Bは、それぞれ独立して制御する構成とされており、構成機器類は添え字A、Bで区別しているが、いずれも同じ機器類が使用されている。
(Second Embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 4, the vibration damping device 30 according to the second embodiment is configured such that the vibration damping device 10 described in the first embodiment is attached to both ends of the beam 12. It is. The difference from the first embodiment will be mainly described.
As shown in FIG. 4, a vibration damping device 10 </ b> A having the same configuration as that of the vibration damping device 10 described in the first embodiment is attached to a column beam frame 20 of columns 16 </ b> A and beams 12. Also, a vibration damping device 10B having the same configuration as that of the vibration damping device 10 described in the first embodiment is attached to the column beam frame 21 of the columns 16B and the beams 12. The vibration damping device 10A and the vibration damping device 10B are configured to be controlled independently, and the constituent devices are distinguished by the suffixes A and B, but the same devices are used for both.

この構成とすることにより、第1実施形態で説明したように、制振装置10Aは柱梁架構20において、梁12の振動をセンサ22Aで検出し、リード線58Aでコントローラ24Aに出力する。コントローラ24Aは、アクチュエータ14Aを制御して、梁12の振動に伴う変形と逆位相の変形を生じさせる力をアクチュエータ14Aに出力させ、アクチュエータ14Aで、梁12の下フランジ12F1に力を加えて、梁12の振動を抑制する。   With this configuration, as described in the first embodiment, the vibration damping device 10A detects vibration of the beam 12 in the column beam frame 20 with the sensor 22A and outputs the vibration to the controller 24A with the lead wire 58A. The controller 24A controls the actuator 14A to output to the actuator 14A a force that causes a deformation in phase opposite to the deformation caused by the vibration of the beam 12, and applies a force to the lower flange 12F1 of the beam 12 with the actuator 14A. The vibration of the beam 12 is suppressed.

また、制振装置10Bは柱梁架構21において、梁12の振動をセンサ22Bで検出し、リード線59Aでコントローラ24Aに出力する。コントローラ24Bは、アクチュエータ14Bを制御して、梁12の振動に伴う変形と逆位相の変形を生じさせる力をアクチュエータ14Bに出力させ、アクチュエータ14Bで梁12の下フランジ12F1に力を加えて、梁12の振動を抑制する。   Further, the vibration damping device 10B detects the vibration of the beam 12 by the sensor 22B in the column beam frame 21, and outputs it to the controller 24A through the lead wire 59A. The controller 24B controls the actuator 14B to output to the actuator 14B a force that causes a deformation in phase opposite to the deformation caused by the vibration of the beam 12, and applies a force to the lower flange 12F1 of the beam 12 by the actuator 14B. 12 vibrations are suppressed.

本実施形態によれば、梁12の両端部の柱梁架構20、21を、第1実施形態で説明した方法で、それぞれ独立して制御することができる。この結果、スラブ18の全体を、より効果的に制御することができる。他の構成は、第1実施形態に係る制振装置10と同一であり、説明は省略する。   According to the present embodiment, the column beam frames 20 and 21 at both ends of the beam 12 can be independently controlled by the method described in the first embodiment. As a result, the entire slab 18 can be controlled more effectively. Other configurations are the same as those of the vibration damping device 10 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

(第3実施形態)
図5の柱梁架構側面図に示すように、第3実施形態に係る制振装置34は、第2実施形態で説明した制振装置30における2つのコントローラ24A、24Bを、1つのコントローラ36にまとめた点において、第2実施形態と構成が相違する。相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 5, the vibration damping device 34 according to the third embodiment replaces the two controllers 24 </ b> A and 24 </ b> B in the vibration damping device 30 described in the second embodiment with one controller 36. In summary, the configuration is different from that of the second embodiment. The difference will be mainly described.

制振装置34において、梁12は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、アクチュエータ14は、梁12の一方の端部(柱梁架構20側)に伸縮面を重ねて固定された第1アクチュエータ14Aと、梁12の他方の端部(柱梁架構21側)に伸縮面を重ねて固定された第2アクチュエータ14Bとを有している。第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bは、いずれも同じ構成である。   In the vibration damping device 34, the beam 12 is a large steel beam or a small steel beam, and the actuator 14 includes a first actuator 14A fixed on one end portion (column beam frame 20 side) of the beam 12 with a stretchable surface overlapped. The second actuator 14B is fixed to the other end of the beam 12 (on the column beam frame 21 side) with an extensible surface fixed thereon. The first actuator 14A and the second actuator 14B have the same configuration.

また、センサ22は、第1アクチュエータ14Aの上方で梁12の上フランジ12F2に伸縮面を重ねて固定され、上フランジ12F2の伸縮量を検出する第1センサ22Aと、第2アクチュエータ14Bの上方で梁12の上フランジ12F2に伸縮面を重ねて固定され、上フランジ12H2の伸縮量を検出する第2センサ22Bとを有している。第1センサ22Aと第2センサ22Bは、いずれも同じ構成である。   The sensor 22 is fixed to the upper flange 12F2 of the beam 12 over the first actuator 14A with an expansion / contraction surface overlapped, and detects the amount of expansion / contraction of the upper flange 12F2 and the second actuator 14B. The beam 12 includes a second sensor 22B which is fixed to the upper flange 12F2 of the beam 12 by overlapping an expansion / contraction surface and detects the expansion / contraction amount of the upper flange 12H2. The first sensor 22A and the second sensor 22B have the same configuration.

また、第1センサ22A及び第2センサ22Bの検出結果は、リード線58A、58Bでコントローラ36に出力され、コントローラ36は、第1センサ22A及び第2センサ22Bが検出した、伸び量又は縮み量に基づいて、リード線58A、58Bで第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bに制御信号を出力して、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bを伸縮させる。   The detection results of the first sensor 22A and the second sensor 22B are output to the controller 36 through lead wires 58A and 58B, and the controller 36 detects the amount of expansion or contraction detected by the first sensor 22A and the second sensor 22B. Based on the above, the control signals are output to the first actuator 14A and the second actuator 14B through the lead wires 58A and 58B, and the first actuator 14A and the second actuator 14B are expanded and contracted.

即ち、第1センサ22Aと第2センサ22Bにより、梁12の両端部の伸縮量がそれぞれ同時に検出され、コントローラ36は、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bを制御して、梁12の端部の下フランジ12F1の両端部を、同時に長さ方向に伸縮させる。   That is, the first sensor 22A and the second sensor 22B simultaneously detect the expansion and contraction amounts of both ends of the beam 12, and the controller 36 controls the first actuator 14A and the second actuator 14B to control the end portions of the beam 12. Both end portions of the lower flange 12F1 are simultaneously expanded and contracted in the length direction.

具体的には、第1センサ22Aと第2センサ22Bが、いずれも同じ方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、コントローラ36は、梁12の両端部が鉛直振動を受けていると判断する。
例えば、伸びが検出された時は、コントローラ36は、梁12の両端部が矢印R2方向の変形をしていると判断して、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bに、いずれも矢印S2方向の伸びを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を伸張させる。
Specifically, when both the first sensor 22A and the second sensor 22B detect deformation (elongation or contraction) in the same direction, the controller 36 receives vertical vibrations at both ends of the beam 12. Judge.
For example, when elongation is detected, the controller 36 determines that both ends of the beam 12 are deformed in the direction of the arrow R2, and both the first actuator 14A and the second actuator 14B are in the direction of the arrow S2. The lower flange 12F1 is extended by controlling so as to cause the elongation of.

一方、縮みが検出された時は、コントローラ36は、梁12の両端部が矢印R1方向の変形をしていると判断して、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bに、いずれも矢印S1方向の縮みを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を縮小させる。これにより、梁12の鉛直振動を抑制することができる。   On the other hand, when the shrinkage is detected, the controller 36 determines that both ends of the beam 12 are deformed in the direction of the arrow R1, and both the first actuator 14A and the second actuator 14B are in the direction of the arrow S1. The lower flange 12 </ b> F <b> 1 is reduced by controlling so as to cause the above-described shrinkage. Thereby, the vertical vibration of the beam 12 can be suppressed.

これに対し、第1センサ22Aと第2センサ22Bが、それぞれ異なる方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、コントローラ36は、梁12の両端部が水平振動を受けていると判断する。
例えば、柱梁架構20の第1センサ22Aで伸びが検出され、柱梁架構21の第2センサ22Bで縮みが検出された場合には、コントローラ36は、柱梁架構20では、矢印R2方向の変形が生じており、柱梁架構21では、矢印R1方向の変形が生じていると判断する。
On the other hand, when the first sensor 22A and the second sensor 22B detect deformation (extension or contraction) in different directions, the controller 36 determines that both ends of the beam 12 are subjected to horizontal vibration. To do.
For example, when extension is detected by the first sensor 22A of the column beam frame 20 and contraction is detected by the second sensor 22B of the column beam frame 21, the controller 36 in the column beam frame 20 moves in the direction of the arrow R2. Deformation has occurred, and it is determined that the column beam frame 21 has undergone deformation in the direction of arrow R1.

次に、コントローラ36は、伸びが検出された柱梁架構20側の端部にある第1アクチュエータ14Aを、伸びを生じさせるよう矢印S2の方向へ制御して、下フランジ12F1を伸張させる。一方、縮みが検出された柱梁架構21側の端部にある第2アクチュエータ14Bを、縮みを生じさせるよう矢印S1の方向へ制御して、下フランジ12F1を縮小させる。これにより、梁12の水平振動を抑制することができる。   Next, the controller 36 extends the lower flange 12F1 by controlling the first actuator 14A at the end on the column beam frame 20 side where the elongation is detected in the direction of the arrow S2 so as to cause the elongation. On the other hand, the second actuator 14B at the end on the column beam frame 21 side where the shrinkage is detected is controlled in the direction of the arrow S1 to cause the shrinkage to shrink the lower flange 12F1. Thereby, the horizontal vibration of the beam 12 can be suppressed.

この結果、梁12の鉛直振動、及び梁12の水平振動を、それぞれ抑制することができる。即ち、梁12の両端部(柱梁架構20、21)が1つの制御系で制御される。即ち、第1センサ22Aと第2センサ22Bの出力から、鉛直振動及び水平振動の判別が可能となり、判別結果に基づいて、コントローラ36は、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bを、それぞれ独立に制御して、鉛直振動及び水平振動を効果的に抑制する。他の構成は、第2実施形態に係る制振装置30と同一であり、説明は省略する。   As a result, the vertical vibration of the beam 12 and the horizontal vibration of the beam 12 can be suppressed, respectively. That is, both end portions (column beam frames 20 and 21) of the beam 12 are controlled by one control system. That is, the vertical vibration and the horizontal vibration can be discriminated from the outputs of the first sensor 22A and the second sensor 22B. Based on the discrimination result, the controller 36 independently sets the first actuator 14A and the second actuator 14B. Control to effectively suppress vertical and horizontal vibrations. Other configurations are the same as those of the vibration damping device 30 according to the second embodiment, and a description thereof will be omitted.

(第4実施形態)
図6の柱梁架構側面図に示すように、第4実施形態に係る制振装置40は、第1実施形態に係る制振装置10と、センサ23の設置場所が異なり、更に、アクチュエータ14Bが追加されている点において相違する。相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 6, the vibration damping device 40 according to the fourth embodiment is different from the vibration damping device 10 according to the first embodiment in the installation location of the sensor 23. It differs in that it has been added. The difference will be mainly described.

制振装置40のセンサ23は、梁12の中央部の上フランジ12F2の下面に取付けられている。また、センサ23の出力は、リード線58でコントローラ42に出力される。
また、柱梁架構20には第1アクチュエータ14Aが固定され、柱梁架構21には第2アクチュエータ14Bが固定されている。第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bは、それぞれコントローラ42と、リード線59A、59Bでつながれている。
これにより、センサ23で梁12の上フランジの中央部の伸縮量が検出され、コントローラ42により、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bが制御され、梁12の鉛直振動を打ち消すことができる。
The sensor 23 of the vibration damping device 40 is attached to the lower surface of the upper flange 12F2 at the center of the beam 12. The output of the sensor 23 is output to the controller 42 through a lead wire 58.
A first actuator 14A is fixed to the column beam frame 20, and a second actuator 14B is fixed to the column beam frame 21. The first actuator 14A and the second actuator 14B are connected to the controller 42 by lead wires 59A and 59B, respectively.
As a result, the sensor 23 detects the amount of expansion / contraction at the center of the upper flange of the beam 12, and the controller 42 controls the first actuator 14 </ b> A and the second actuator 14 </ b> B to cancel the vertical vibration of the beam 12.

具体的には、例えば、センサ23からの出力により、梁12の中央部の上フランジ12F2が、鉛直方向の振動により伸ばされていると判断される場合には、コントローラ42は、下フランジ12F1が縮められていると判断し、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bを、いずれも矢印S2の方向へ制御して下フランジ12F1を伸張させる。   Specifically, for example, when it is determined from the output from the sensor 23 that the upper flange 12F2 at the center of the beam 12 is extended by vibration in the vertical direction, the controller 42 determines that the lower flange 12F1 is It is determined that the first actuator 14A is contracted, and the first actuator 14A and the second actuator 14B are both controlled in the direction of the arrow S2 to extend the lower flange 12F1.

一方、センサ23からの出力により、上フランジ12F2が、鉛直方向の振動により縮められていると判断される場合には、コントローラ42は、下フランジ12F1は伸ばされていると判断し、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bを、いずれも矢印S1の方向へ制御して下フランジ12F1を縮小させる。   On the other hand, if it is determined from the output from the sensor 23 that the upper flange 12F2 is contracted by vibration in the vertical direction, the controller 42 determines that the lower flange 12F1 is extended, and the first actuator 14A and the second actuator 14B are both controlled in the direction of the arrow S1 to reduce the lower flange 12F1.

これにより、梁12の鉛直振動を抑制することができる。即ち、本実施形態では、センサ23の振動検出位置と、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bの振動制御位置では、変位は同位相となる。このため、コントローラ42は、制御用の逆位相の信号を出力する必要がない。なお、センサ23は、梁12の中央部に取付けられているため、水平振動を検出することはできず、水平振動の抑制はできない。
他の構成は、第1実施形態に係る制振装置10と同一であり、説明は省略する。
Thereby, the vertical vibration of the beam 12 can be suppressed. That is, in this embodiment, the displacement is in phase at the vibration detection position of the sensor 23 and the vibration control positions of the first actuator 14A and the second actuator 14B. For this reason, the controller 42 does not need to output an anti-phase signal for control. In addition, since the sensor 23 is attached to the center part of the beam 12, horizontal vibration cannot be detected and horizontal vibration cannot be suppressed.
Other configurations are the same as those of the vibration damping device 10 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

(第5実施形態)
図7の柱梁架構の側面図に示すように、第5実施形態に係る制振装置46は、第1実施形態で説明した制振装置10と、センサ22の取り付け位置が相違する。相違点を中心に説明する。
(Fifth embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 7, the vibration damping device 46 according to the fifth embodiment is different from the vibration damping device 10 described in the first embodiment in the mounting position of the sensor 22. The difference will be mainly described.

制振装置46は、柱梁架構20に設けられて柱梁架構20を制御する。梁12は鉄骨大梁であり、アクチュエータ14は梁12の下フランジ12F1に固定され、センサ22は、梁12との接合部であり柱16Aの表面16Fに伸縮面を重ねて固定されている。また、センサ22とコントローラ48はリード線58Aでつながれ、アクチュエータ14とコントローラ48はリード線58Aでつながれている。   The vibration damping device 46 is provided in the column beam frame 20 and controls the column beam frame 20. The beam 12 is a steel large beam, the actuator 14 is fixed to the lower flange 12F1 of the beam 12, and the sensor 22 is a joint portion with the beam 12, and is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the surface 16F of the column 16A. The sensor 22 and the controller 48 are connected by a lead wire 58A, and the actuator 14 and the controller 48 are connected by a lead wire 58A.

本構成によれば、柱16Fの表面に固定されたセンサ22により、梁12と接合された柱16Aの表面16Fの伸縮量が検出され、コントローラ48により、梁12の端部に固定されたアクチュエータ14が制御され、梁12の端部の下フランジ12F1が長さ方向に伸縮される。   According to this configuration, the expansion / contraction amount of the surface 16F of the column 16A joined to the beam 12 is detected by the sensor 22 fixed to the surface of the column 16F, and the actuator fixed to the end of the beam 12 by the controller 48. 14 is controlled, and the lower flange 12F1 at the end of the beam 12 is expanded and contracted in the length direction.

具体的には、コントローラ48は、センサ22が、柱16の表面16Fの縮みを検出したとき、梁12には矢印R1の方向の力が作用し、下フランジ12F1が縮んでいると判断し、矢印S2の方向へアクチュエータ14を伸ばすように制御して、下フランジ12F1を伸張させる。   Specifically, when the sensor 22 detects the contraction of the surface 16F of the column 16, the controller 48 determines that the force in the direction of the arrow R1 acts on the beam 12 and the lower flange 12F1 is contracted, The lower flange 12F1 is extended by controlling the actuator 14 to extend in the direction of the arrow S2.

一方、コントローラ48は、センサ22が柱16の表面16Fの伸びを検出したとき、梁12には矢印R2の方向の力が作用し、下フランジ12F1が伸びていると判断し、矢印S1の方向へアクチュエータ14を縮ませるよう制御して、下フランジ12F1を縮小させる。   On the other hand, when the sensor 22 detects the extension of the surface 16F of the column 16, the controller 48 determines that the force in the direction of the arrow R2 acts on the beam 12 and the lower flange 12F1 extends, and the direction of the arrow S1. The lower flange 12F1 is contracted by controlling the actuator 14 to contract.

この結果、梁12の振動を抑制することができる。即ち、1つの接合部(柱梁架構20)に1つの制御系(制振装置46)を配置することで振動が抑制できると共に、構造が簡単で応答が速い制振装置46を提供することができる。
他の構成は、第1の実施の形態に係る制振装置10と同一であり、説明は省略する。
As a result, vibration of the beam 12 can be suppressed. That is, by providing one control system (vibration control device 46) in one joint (column beam frame 20), vibration can be suppressed, and a vibration control device 46 having a simple structure and quick response can be provided. it can.
Other configurations are the same as those of the vibration damping device 10 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

(第6実施形態)
図8の柱梁架構の側面図に示すように、第6実施形態に係る制振装置50は、第5実施形態に係る制振装置46を、梁12の両端部(柱梁架構20と柱梁架構21)に取り付けた構成である。相違点を中心に説明する。
(Sixth embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 8, the vibration damping device 50 according to the sixth embodiment replaces the vibration damping device 46 according to the fifth embodiment with both ends of the beam 12 (the column beam frame 20 and the column). It is the structure attached to the beam frame 21). The difference will be mainly described.

制振装置50は、柱梁架構20に設けた制振装置46Aと、柱梁架構21に設けた制振装置46Bとを有している。制振装置46Aと制振装置46Bは、いずれも、第5実施形態に係る制振装置46と同じ構成であり、説明は省略する。   The vibration damping device 50 includes a vibration damping device 46A provided on the column beam frame 20 and a vibration damping device 46B provided on the column beam frame 21. Both the vibration damping device 46A and the vibration damping device 46B have the same configuration as the vibration damping device 46 according to the fifth embodiment, and a description thereof will be omitted.

これにより、制振装置46Aにおいては、コントローラ48Aは、第1センサ22Aが検出した柱16Aの伸び量又は縮み量に基づいて、第5実施形態と同じ要領で、第1アクチュエータ14Aを伸縮させ、下フランジ12F1を伸縮させる。
また、制振装置46Bにおいては、コントローラ48Bは、第2センサ22Bが検出した柱16Bの伸び量又は縮み量に基づいて、第5実施形態と同じ要領で、第2アクチュエータ14Bを伸縮させ、下フランジ12F1を伸縮させる。
Thereby, in the vibration damping device 46A, the controller 48A expands and contracts the first actuator 14A in the same manner as in the fifth embodiment based on the amount of expansion or contraction of the column 16A detected by the first sensor 22A. The lower flange 12F1 is expanded and contracted.
Further, in the vibration damping device 46B, the controller 48B expands and contracts the second actuator 14B in the same manner as in the fifth embodiment based on the amount of expansion or contraction of the column 16B detected by the second sensor 22B. The flange 12F1 is expanded and contracted.

この結果、梁12の両端部の振動を、それぞれ独立して抑制することができ、広い範囲で床スラブ18の振動を抑制できる。他の構成は、第5実施形態に係る制振装置10と同一であり、説明は省略する。   As a result, vibrations at both ends of the beam 12 can be independently suppressed, and vibration of the floor slab 18 can be suppressed in a wide range. Other configurations are the same as those of the vibration damping device 10 according to the fifth embodiment, and a description thereof will be omitted.

(第7実施形態)
図9の柱梁架構側面図に示すように、第7実施形態に係る制振装置54は、第3実施形態に係る制振装置34におけるセンサ22A、22Bを、それぞれ梁12の下フランジ12F1の両端部に移動させた構成である。相違点を中心に説明する。
(Seventh embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 9, the vibration damping device 54 according to the seventh embodiment is configured so that the sensors 22A and 22B in the vibration damping device 34 according to the third embodiment are respectively connected to the lower flange 12F1 of the beam 12. It is the structure moved to both ends. The difference will be mainly described.

制振装置54において、梁12は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、第1アクチュエータ14Aは、梁12の一方の端部(柱梁架構20)の下フランジ12F1の下面に、伸縮面を重ねて固定されており、第2アクチュエータ14Bは、梁12の他方の端部(柱梁架構21)の下フランジ12F1の下面に、伸縮面を重ねて固定されている。   In the vibration damping device 54, the beam 12 is a large steel beam or a small steel beam, and the first actuator 14A has a telescopic surface superimposed on the lower surface of the lower flange 12F1 of one end of the beam 12 (column beam frame 20). The second actuator 14B is fixed to the lower surface of the lower flange 12F1 of the other end (column beam frame 21) of the beam 12 with an expansion / contraction surface overlapped.

また、第1センサ22Aは、第1アクチュエータ14Aが設けられた一方の端部(柱梁架構20)の下フランジの上面に伸縮面を重ねて固定されており、第2センサ22Bは、第2アクチュエータ14Bが設けられた他方の端部(柱梁架構21)の下フランジの下面に伸縮面を重ねて固定されている。即ち、第1センサ22Aと第1アクチュエータ14A、及び第2センサ22Bと第2アクチュエータ14Bは、下フランジ12F1を挟んで上面と下面にそれぞれ固定されている。
また、コントローラ36は、第1センサ22Aが検出した伸び量又は縮み量に基づいて第2アクチュエータ14Bを伸縮させ、第2センサ22Bが検出した伸び量又は縮み量に基づいて、第1アクチュエータ14Aを伸縮させる。
In addition, the first sensor 22A is fixed to the upper surface of the lower flange of one end portion (column beam frame 20) where the first actuator 14A is provided, and the second sensor 22B is fixed to the second sensor 22B. The expansion / contraction surface is overlapped and fixed to the lower surface of the lower flange of the other end (column beam frame 21) provided with the actuator 14B. That is, the first sensor 22A and the first actuator 14A, and the second sensor 22B and the second actuator 14B are fixed to the upper surface and the lower surface, respectively, with the lower flange 12F1 interposed therebetween.
Further, the controller 36 expands and contracts the second actuator 14B based on the amount of extension or contraction detected by the first sensor 22A, and controls the first actuator 14A based on the amount of extension or contraction detected by the second sensor 22B. Extend and contract.

即ち、梁12の一方の端部(柱梁架構20)の下フランジ12F1の上面に固定された第1センサ22Aにより、他方の端部(柱梁架構21)の下フランジ12F1の下面に固定された、第2アクチュエータ14Bが伸縮される。また、他方の端部(柱梁架構21)の下フランジ12F1の下面に固定された第2センサ22Bにより、一方の端部(柱梁架構20)の下フランジ12F1の下面に固定された、第1アクチュエータ14Aが伸縮される。これにより、振動検出位置と振動制御位置を離すことができ、梁12の振動検出と梁12の振動制御の精度を高めることができる。   That is, the first sensor 22A fixed to the upper surface of the lower flange 12F1 of one end (column beam frame 20) of the beam 12 is fixed to the lower surface of the lower flange 12F1 of the other end (column beam frame 21). In addition, the second actuator 14B is expanded and contracted. The second sensor 22B fixed to the lower surface of the lower flange 12F1 of the other end (column beam frame 21) is fixed to the lower surface of the lower flange 12F1 of one end (column beam frame 20). 1 Actuator 14A is expanded and contracted. Thereby, a vibration detection position and a vibration control position can be separated, and the accuracy of vibration detection of the beam 12 and vibration control of the beam 12 can be improved.

具体的には、コントローラ56は、第1センサ22Aと異なる端部(柱梁架構21)に固定された第2アクチュエータ14Bを伸縮させ、第2センサ22Bと異なる端部(柱梁架構20)に固定された第1アクチュエータ14Aを伸縮させる。
これにより、コントローラ36は、第1センサ22Aと第2センサ22Bがいずれも同じ方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、梁12の両端部が鉛直振動を受けていると判断する。
Specifically, the controller 56 expands and contracts the second actuator 14B fixed to the end (column beam frame 21) different from the first sensor 22A, and sets the end (column beam frame 20) different from the second sensor 22B. The fixed first actuator 14A is expanded and contracted.
Thus, the controller 36 determines that both ends of the beam 12 are subjected to vertical vibration when both the first sensor 22A and the second sensor 22B detect deformation (extension or contraction) in the same direction. .

例えば、第1センサ22Aと第2センサ22Bが、いずれも伸びを検出した時には、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bが、いずれも伸びを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を伸張させる。
一方、第1センサ22Aと第2センサ22Bが、いずれも縮みを検出した時には、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bが、いずれも縮みを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を縮小させる。
これにより、梁12の鉛直振動を抑制することができる。
For example, when the first sensor 22A and the second sensor 22B both detect extension, the first actuator 14A and the second actuator 14B both control to cause extension, and the lower flange 12F1 is extended.
On the other hand, when the first sensor 22A and the second sensor 22B both detect contraction, the first actuator 14A and the second actuator 14B both control the contraction to cause the lower flange 12F1 to contract.
Thereby, the vertical vibration of the beam 12 can be suppressed.

これに対し、第1センサ22Aと第2センサ22Bが、それぞれ異なる方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、コントローラ36は、梁12の両端部が水平振動を受けていると判断する。
例えば、第1センサ22Aと第2センサ22Bの出力から、伸びが検出された側と反対側の端部の第1アクチュエータ14A又は第2アクチュエータ14Bを、縮みを生じさせるよう制御して下フランジ12F1を縮小させる。
一方、第1センサ22Aと第2センサ22Bの出力から、縮みが検出された側の端部の第1アクチュエータ14A又は第2アクチュエータ14Bを、伸びを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を伸張させる。
これにより、梁12の水平振動を抑制することができる。
On the other hand, when the first sensor 22A and the second sensor 22B detect deformation (extension or contraction) in different directions, the controller 36 determines that both ends of the beam 12 are subjected to horizontal vibration. To do.
For example, from the outputs of the first sensor 22A and the second sensor 22B, the lower flange 12F1 is controlled by controlling the first actuator 14A or the second actuator 14B at the end opposite to the side where the extension is detected to cause contraction. Reduce.
On the other hand, from the output of the first sensor 22A and the second sensor 22B, the first actuator 14A or the second actuator 14B at the end where the contraction is detected is controlled to cause expansion, and the lower flange 12F1 is expanded. Let
Thereby, the horizontal vibration of the beam 12 can be suppressed.

この結果、梁12の鉛直振動、及び水平振動を抑制することができる。即ち、梁12の両端部で1つの制御系が完成され、鉛直振動及び水平振動の判別が可能となり、判別結果に基づいて、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bを制御して、鉛直振動及び水平振動を効果的に抑制することができる。また、第1センサ22Aと第2センサ22B、及び第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bのいずれも下フランジに固定すればよいため、施工が容易となる。   As a result, the vertical vibration and horizontal vibration of the beam 12 can be suppressed. That is, one control system is completed at both ends of the beam 12, and the vertical vibration and the horizontal vibration can be discriminated. Based on the discrimination result, the first actuator 14A and the second actuator 14B are controlled, and the vertical vibration and the horizontal vibration are controlled. Horizontal vibration can be effectively suppressed. Moreover, since all of the 1st sensor 22A and the 2nd sensor 22B, and the 1st actuator 14A and the 2nd actuator 14B should just be fixed to a lower flange, construction becomes easy.

次に、本実施形態を用いた実証実験について説明する。
図10(A)は制振装置実54の実証実験装置を示している。実証実験は、現在使用されている建物の一部を用いて行った。柱140の間に架けられたH形鋼製の大梁142と、大梁142の間に架けられたH形鋼製の小梁144で床152が支持された構成である。実証実験は、図10(B)に示すように、大梁142のスパンSP1、SP2が異なる2つの実験建物H1、H2を用いて行った。
Next, a verification experiment using this embodiment will be described.
FIG. 10 (A) shows a demonstration experiment apparatus for the actual vibration damping device 54. The demonstration experiment was conducted using a part of the building currently in use. The floor 152 is supported by a large beam 142 made of H-shaped steel spanned between columns 140 and a small beam 144 made of H-shaped steel spanned between the large beams 142. As shown in FIG. 10B, the demonstration experiment was performed using two experimental buildings H1 and H2 having different spans SP1 and SP2 of the large beam 142.

図10(A)は、2階の床を1階から見上げた図であり、小梁144の両端部には、センサ146A、146B及びアクチュエータ148A、148Bが、それぞれ1個ずつ横に並べて固定されており、小梁145の両端部には、センサ146C、146C及びアクチュエータ148C、148Dが、それぞれ1個ずつ横に並べて固定されている。
また、4箇所のアクチュエータ148A、148B、148C、148Dのほぼ中央部には、床152の振動を検出する加速度センサ154が取り付けられている。加速度センサ154は、床152の上面に取り付けられている。
FIG. 10 (A) is a view of the second floor from the first floor. Sensors 146A, 146B and actuators 148A, 148B are fixed side by side on both ends of the small beam 144, respectively. The sensors 146C and 146C and the actuators 148C and 148D are fixed to the both ends of the small beam 145 side by side.
An acceleration sensor 154 that detects vibration of the floor 152 is attached to substantially the center of the four actuators 148A, 148B, 148C, and 148D. The acceleration sensor 154 is attached to the upper surface of the floor 152.

本構成においては、1つのコントローラ150で、小梁144、145をそれぞれ独立して制御している。即ち、センサ146Aで検出された小梁144の端部の歪量に基づいて、コントローラ150が反対側の端部にあるアクチュエータ148Bを伸縮させる。また、センサ146Bで検出された小梁144の端部の歪量に基づいて、コントローラ150が反対側の端部にあるアクチュエータ148Aを伸縮させる。この結果、アクチュエータ148A、148Bの伸縮により、大梁142と接合された状態で、小梁144の下フランジを伸縮させ、小梁144にセンサ146A、146Bで検出された震動と逆位相の震動を与えることができる。   In this configuration, the single beam 150 is independently controlled by one controller 150. That is, based on the amount of strain at the end of the small beam 144 detected by the sensor 146A, the controller 150 expands and contracts the actuator 148B at the opposite end. Further, based on the amount of strain at the end of the small beam 144 detected by the sensor 146B, the controller 150 extends and contracts the actuator 148A at the opposite end. As a result, the lower flange of the small beam 144 is expanded and contracted in a state where the actuators 148A and 148B are joined to the large beam 142, and the small beam 144 is subjected to a vibration having a phase opposite to that detected by the sensors 146A and 146B. be able to.

同様に、センサ146Cで検出された小梁145の端部の歪量に基づいて、コントローラ150が反対側の端部にあるアクチュエータ148Dを伸縮させる。また、センサ146Cで検出された小梁145の端部の歪量に基づいて、コントローラ150が反対側の端部にあるアクチュエータ148Cを伸縮させる。この結果、アクチュエータ148C、148Dの伸縮により、大梁142と接合された状態で、小梁145の下フランジを伸縮させ、小梁145にセンサ146C、146Dで検出された震動と逆位相の震動を与えることができる。 Similarly, based on the amount of strain at the end of the small beam 145 detected by the sensor 146C, the controller 150 expands and contracts the actuator 148D at the opposite end. Further, based on the amount of strain at the end of the small beam 145 detected by the sensor 146C, the controller 150 expands and contracts the actuator 148C at the opposite end. As a result, the lower flange of the small beam 145 is expanded and contracted with the expansion and contraction of the actuators 148C and 148D, and a vibration having a phase opposite to that detected by the sensors 146C and 146D is given to the small beam 145. be able to.

先ず、加速度振幅の実証実験結果について説明する。
加速度振幅の実証実験は、実験建物H1を用い、加速度センサ154の近くに加振機156を設置し、加振機156で、床152を加振させた。加振は、振動数が8.5Hzの正弦波とした。実証実験は、制振装置54を使用していない場合と、制振装置54を使用した場合について、それぞれ加速度センサ154の出力を計測した。
First, the results of a demonstration experiment of acceleration amplitude will be described.
In the verification experiment of the acceleration amplitude, the experimental building H1 was used, a vibration exciter 156 was installed near the acceleration sensor 154, and the floor 152 was vibrated with the vibration exciter 156. Excitation was a sine wave with a frequency of 8.5 Hz. In the demonstration experiment, the output of the acceleration sensor 154 was measured for each of the case where the vibration damping device 54 was not used and the case where the vibration damping device 54 was used.

実証実験の結果を図12(A)に示す。図12(A)の横軸は時間(s)であり、縦軸は加速度振幅(gal)である。細い実線で示す特性が、制振装置54を使用していない場合の加速度振幅であり、太い実線で示す特性が、制振装置54を使用した場合の加速度振幅である。
実証実験結果から、制振装置54を使用していない場合は、加速度振幅の最大値が約±4.0(gal)であったものが、制振装置54を使用することで、加速度振幅の最大値が約±1.0(gal)となっている。即ち、加速度振幅の最大値が4分の1程度まで低下しており、大きな加速度振幅の抑制効果が見られた。本実施形態における振動抑制効果が検証されたといえる。
The result of the demonstration experiment is shown in FIG. In FIG. 12A, the horizontal axis represents time (s), and the vertical axis represents acceleration amplitude (gal). The characteristic indicated by the thin solid line is the acceleration amplitude when the vibration damping device 54 is not used, and the characteristic indicated by the thick solid line is the acceleration amplitude when the vibration damping device 54 is used.
From the results of the demonstration experiment, when the vibration damping device 54 is not used, the maximum value of the acceleration amplitude is about ± 4.0 (gal). The maximum value is about ± 1.0 (gal). In other words, the maximum value of the acceleration amplitude was reduced to about a quarter, and a large acceleration amplitude suppressing effect was observed. It can be said that the vibration suppression effect in this embodiment was verified.

次に、感覚補正加速度の実証実験について説明する。
感覚補正加速度の実証実験は、実験建物H2を用いて、加速度センサ154の近くを被験者に歩行させ、歩行による床152の震動を測定した。なお、歩行振動には、多くの周波数成分が含まれているため、加速度計に感覚補正フィルターを取り付け、人間の感覚に反応し易い周波数成分(例えば振動数13.6Hz)を抽出した。
実証実験は、上記と同様に、制振装置54を使用していない場合と、制振装置54を使用した場合のそれぞれについて行った。
Next, a demonstration experiment of sensory correction acceleration will be described.
In the demonstration experiment of the sensory correction acceleration, the subject walked near the acceleration sensor 154 using the experimental building H2, and the vibration of the floor 152 due to walking was measured. Since many frequency components are included in walking vibration, a sensory correction filter is attached to the accelerometer, and a frequency component that easily reacts to human senses (for example, a frequency of 13.6 Hz) is extracted.
Similar to the above, the demonstration experiment was performed for each of the case where the vibration damping device 54 was not used and the case where the vibration damping device 54 was used.

実証実験結果を図11(B)に示す。図12(B)の横軸は時間(s)であり、縦軸は感覚補正加速度(gal)である。細い実線で示す特性が、制振装置54を使用していない場合の感覚補正加速度であり、太い実線で示す特性が、制振装置54を使用した場合の感覚補正加速度である。
実証実験結果から、制振装置54を使用していないときは、感覚補正加速度の最大値が約±4.0(gal)であったものが、制振装置54を使用することで、感覚補正加速度の最大値が約±1.4(gal)となっている。即ち、加速度振幅の最大値が3分の1程度まで低下しており、大きな感覚補正加速度の抑制効果が見られた。本実施形態における感覚補正加速度の抑制効果が検証されたといえる。
The result of the demonstration experiment is shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 12B is time (s), and the vertical axis is sensory correction acceleration (gal). The characteristic indicated by the thin solid line is the sensory correction acceleration when the vibration damping device 54 is not used, and the characteristic indicated by the thick solid line is the sensory correction acceleration when the vibration damping device 54 is used.
From the result of the demonstration experiment, when the vibration damping device 54 is not used, the maximum value of the sensory correction acceleration is about ± 4.0 (gal). The maximum value of acceleration is about ± 1.4 (gal). That is, the maximum value of the acceleration amplitude was reduced to about one third, and a large sensory correction acceleration suppression effect was observed. It can be said that the effect of suppressing the sensory correction acceleration in this embodiment has been verified.

(第8実施形態)
図12の柱梁架構の側面図に示すように、第8実施形態に係る制振装置60は、第6実施形態で説明した制振装置50とは、コントローラ62を1つとした点において相違する。相違点を中心に説明する。
(Eighth embodiment)
As shown in the side view of the column beam frame in FIG. 12, the vibration damping device 60 according to the eighth embodiment is different from the vibration damping device 50 described in the sixth embodiment in that one controller 62 is used. . The difference will be mainly described.

制振装置60において、梁12は鉄骨大梁であり、梁12の下フランジ12F1の一方の端部(柱梁架構20)に伸縮面を重ねて固定された第1アクチュエータ14Aと、下フランジ12F1の他方の端部(柱梁架構21)に伸縮面を重ねて固定された第2アクチュエータ14Bとを有している。
また、梁12の一方の端部と接合された柱16Aに伸縮面を重ねて固定された第1サンサ22Aと、梁12の他方の端部と接合された柱16Bに伸縮面を重ねて固定された第2センサ22Bとを有している。
コントローラ62は、第1センサ22A及び第2センサ22Bが検出した伸び量又は縮み量に基づいて、第1アクチュエータ14A、及び第2アクチュエータ14Bを伸縮させる。
In the vibration damping device 60, the beam 12 is a large steel beam, and the first actuator 14A, which is fixed to the lower end of the lower flange 12F1 (column beam frame 20) of the beam 12 with an expansion / contraction surface, and the lower flange 12F1 It has the 2nd actuator 14B fixed on the other edge part (column beam frame 21) by overlapping an expansion-contraction surface.
In addition, the first sunsa 22A, which is fixed by overlapping the expansion / contraction surface on the column 16A joined to one end of the beam 12, and the column 16B, bonded to the other end of the beam 12, is fixed by overlapping the expansion / contraction surface. Second sensor 22B.
The controller 62 expands and contracts the first actuator 14A and the second actuator 14B based on the amount of expansion or contraction detected by the first sensor 22A and the second sensor 22B.

これにより、第1センサ22A及び第2センサ22Bにより、梁12の両端部(柱梁架構20、21)に接合された2つの柱16A、16Bの表面の伸縮量が検出され、コントローラ62により、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bが制御され、梁12の両端部の下フランジ12F1が長さ方向に伸縮される。   Accordingly, the first sensor 22A and the second sensor 22B detect the amount of expansion and contraction of the surfaces of the two columns 16A and 16B joined to the both ends (column beam frame 20, 21) of the beam 12, and the controller 62 The first actuator 14A and the second actuator 14B are controlled, and the lower flanges 12F1 at both ends of the beam 12 are expanded and contracted in the length direction.

具体的には、コントローラ62は、第1センサ22Aと第2センサ22Bが同じ方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、梁12の両端部が鉛直振動を受けていると判断する。一方、第1センサ22Aと第2センサ22Bが、異なる方向の変形(伸び又は縮み)を検出した場合には、梁12の両端部が水平振動を受けていると判断する。   Specifically, when the first sensor 22A and the second sensor 22B detect deformation (elongation or contraction) in the same direction, the controller 62 determines that both ends of the beam 12 are subjected to vertical vibration. . On the other hand, when the first sensor 22A and the second sensor 22B detect deformation (extension or contraction) in different directions, it is determined that both ends of the beam 12 are subjected to horizontal vibration.

即ち、鉛直振動を受けていると判断された場合においては、例えば、柱16A、16Bに伸びが検出された時は、コントローラ62は、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bのいずれも縮みを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を縮小させる。
一方、柱16A、16Bに縮みが検出された時は、コントローラ62は、第1アクチュエータ14Aと第2アクチュエータ14Bのいずれにも伸びを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を伸張させる。
これにより、梁12の鉛直振動を抑制することができる。
In other words, if it is determined that vertical vibration has been received, for example, when extension is detected in the pillars 16A and 16B, the controller 62 causes both the first actuator 14A and the second actuator 14B to contract. And lower flange 12F1 is reduced.
On the other hand, when contraction is detected in the pillars 16A and 16B, the controller 62 controls the first actuator 14A and the second actuator 14B to be stretched to extend the lower flange 12F1.
Thereby, the vertical vibration of the beam 12 can be suppressed.

これに対し、水平振動を受けていると判断された場合には、コントローラ62は、伸びが検出された側の端部の第1アクチュエータ14A又は第2アクチュエータ14Aの伸縮を、伸びを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を伸張させる。
一方、コントローラ62は、縮みが検出された側の端部の第1アクチュエータ14A又は第2アクチュエータ14Aの伸縮を、縮みを生じさせるよう制御して、下フランジ12F1を縮小させる。
これにより、梁12の水平振動を抑制することができる。
On the other hand, if it is determined that horizontal vibration is received, the controller 62 causes the first actuator 14A or the second actuator 14A at the end where the extension is detected to expand or contract. Control to extend the lower flange 12F1.
On the other hand, the controller 62 controls the expansion / contraction of the first actuator 14A or the second actuator 14A at the end on which the contraction is detected to cause the contraction, thereby contracting the lower flange 12F1.
Thereby, the horizontal vibration of the beam 12 can be suppressed.

この結果、梁12の鉛直振動、及び水平振動を抑制することができる。即ち、梁12の両端部で1つの制御系が完成され、鉛直振動及び水平振動の判別が可能となり、判別結果に基づいて、第1アクチュエータ14A及び第2アクチュエータ14Bを制御して、鉛直振動及び水平振動を効果的に抑制することができる。
他の構成は、第6実施形態に係る制振装置50と同一であり説明は省略する。
As a result, the vertical vibration and horizontal vibration of the beam 12 can be suppressed. That is, one control system is completed at both ends of the beam 12, and the vertical vibration and the horizontal vibration can be discriminated. Based on the discrimination result, the first actuator 14A and the second actuator 14B are controlled, and the vertical vibration and the horizontal vibration are controlled. Horizontal vibration can be effectively suppressed.
Other configurations are the same as those of the vibration damping device 50 according to the sixth embodiment, and a description thereof will be omitted.

10 制振装置
12 梁(大梁、小梁)
12F1 下フランジ
12F2 上フランジ
14 アクチュエータ(伸縮手段)
16 柱
20 柱梁架構
22 センサ(検出手段)
24 コントローラ(制御手段)
26 膜型圧電素子
27 伸縮面
28 基板
10 Damping device 12 Beam (large beam, small beam)
12F1 Lower flange 12F2 Upper flange 14 Actuator (expandable means)
16 pillar 20 pillar beam structure 22 sensor (detection means)
24 controller (control means)
26 Film-type piezoelectric element 27 Stretchable surface 28 Substrate

Claims (8)

柱梁架構の梁の下フランジの長手方向の端部に伸縮面を重ねて固定され、前記下フランジを長さ方向に伸縮させる伸縮手段と、
前記梁、又は前記梁と接合された柱に伸縮面を重ねて固定され、前記梁又は前記柱の伸縮量を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記伸縮手段を伸縮させる制御手段と、
を有する制振装置。
Stretching means that stretches and stretches the lower flange in the longitudinal direction and is fixed to the end of the lower flange of the beam of the column beam frame, and stretches the lower flange in the length direction;
A detecting means for detecting an amount of expansion / contraction of the beam or the column, and is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the beam or the column joined to the beam,
Control means for expanding and contracting the expansion and contraction means based on the amount of expansion or contraction detected by the detection means;
A vibration damping device.
前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、
前記検出手段は、前記伸縮手段の上方で前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジに伸縮面を重ねて固定され、前記上フランジの伸縮量を検出する請求項1に記載の制振装置。
The beam is a steel beam or a steel beam.
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the detecting unit is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on an upper flange of the steel large beam or the steel small beam above the expansion / contraction unit, and detects an expansion / contraction amount of the upper flange.
前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、
前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の他方の端部に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、
前記検出手段は、前記第1伸縮手段の上方で前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジに伸縮面を重ねて固定され、前記上フランジの伸縮量を検出する第1検出手段と、前記第2伸縮手段の上方で前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジに伸縮面を重ねて固定され、前記上フランジの伸縮量を検出する第2検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1検出手段及び前記第2検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記第1伸縮手段及び前記第2伸縮手段を伸縮させる請求項1に記載の制振装置。
The beam is a steel beam or a steel beam.
The expansion / contraction means includes a first expansion / contraction means fixed by superimposing an expansion / contraction surface on one end of the steel large beam or steel beam, and an expansion / contraction surface overlapping the other end of the steel large beam or steel beam. A second expansion / contraction means fixed,
The detection means includes a first detection means for detecting an amount of expansion and contraction of the upper flange, and an upper and lower surface of the steel large beam or steel beam are overlapped and fixed on an upper flange of the steel large beam and the steel small beam. A second detecting means for detecting an amount of expansion / contraction of the upper flange, wherein an elastic surface is overlapped and fixed on the upper flange of the steel large beam or the steel small beam above the expansion / contraction means;
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the control unit expands and contracts the first expansion / contraction unit and the second expansion / contraction unit based on an extension amount or a contraction amount detected by the first detection unit and the second detection unit. .
前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、
前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の他方の端部に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、
前記検出手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジの中央部に伸縮面を重ねて固定され、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の上フランジの伸縮量を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記第1伸縮手段及び前記第2伸縮手段を伸縮させる請求項1に記載の制振装置。
The beam is a steel beam or a steel beam.
The expansion / contraction means includes a first expansion / contraction means fixed by superimposing an expansion / contraction surface on one end of the steel large beam or steel beam, and an expansion / contraction surface overlapping the other end of the steel large beam or steel beam. A second expansion / contraction means fixed,
The detection means is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on a center portion of the upper flange of the steel large beam or the steel small beam, and detects an expansion / contraction amount of the upper flange of the steel large beam or the steel small beam,
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the control unit expands and contracts the first expansion / contraction unit and the second expansion / contraction unit based on an extension amount or a contraction amount detected by the detection unit.
前記梁は鉄骨大梁又は鉄骨小梁であり、
前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の一方の端部の前記下フランジの下面に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記鉄骨大梁又は鉄骨小梁の他方の端部の前記下フランジの上面に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、
前記検出手段は、前記第1伸縮手段が設けられた一方の端部の前記下フランジの上面に伸縮面を重ねて固定された第1検出手段と、前記第2伸縮手段が設けられた他方の端部の前記下フランジの下面に伸縮面を重ねて固定された第2検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第1検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき前記第2伸縮手段を伸縮させ、前記第2検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき前記第1伸縮手段を伸縮させる請求項1に記載の制振装置。
The beam is a steel beam or a steel beam.
The expansion / contraction means includes a first expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the lower surface of the lower flange at one end of the steel large beam or steel beam, and the other end of the steel large beam / steel beam. A second expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the upper surface of the lower flange,
The detection means includes a first detection means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on an upper surface of the lower flange at one end where the first expansion / contraction means is provided, and the other detection unit provided with the second expansion / contraction means. And a second detection means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the lower surface of the lower flange at the end,
The control means expands and contracts the second expansion / contraction means based on the amount of extension or contraction detected by the first detection means, and controls the first expansion / contraction means based on the amount of extension or contraction detected by the second detection means. The vibration damping device according to claim 1, wherein the vibration damping device is expanded and contracted.
前記梁は鉄骨大梁であり、
前記伸縮手段は前記鉄骨大梁の前記下フランジを伸縮させ、
前記検出手段は、前記鉄骨大梁との接合部であり前記柱の表面に伸縮面を重ねて固定され、前記柱の伸縮量を検出する請求項1に記載の制振装置。
The beam is a steel beam.
The expansion and contraction means expands and contracts the lower flange of the steel beam.
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the detection unit is a joint portion with the steel beam and is fixed by overlapping an expansion / contraction surface on a surface of the column, and detects an expansion / contraction amount of the column.
前記梁は鉄骨大梁であり、
前記伸縮手段は、前記鉄骨大梁の前記下フランジの一方の端部に伸縮面を重ねて固定された第1伸縮手段と、前記下フランジの他方の端部に伸縮面を重ねて固定された第2伸縮手段とを有し、
前記検出手段は、前記鉄骨大梁の一方の端部と接合された前記柱に伸縮面を重ねて固定された第1検出手段と、前記鉄骨大梁の他方の端部と接合された前記柱に伸縮面を重ねて固定された第2検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1検出手段及び前記第2検出手段が検出した伸び量又は縮み量に基づき、前記第1伸縮手段及び前記第2伸縮手段を伸縮させる請求項1に記載の制振装置。
The beam is a steel beam.
The expansion / contraction means includes a first expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on one end of the lower flange of the steel beam, and a first expansion / contraction means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the other end of the lower flange. 2 expansion and contraction means,
The detection means includes first detection means fixed by overlapping an expansion / contraction surface on the column joined to one end of the steel beam, and expansion / contraction to the column joined to the other end of the steel beam. Second detection means fixed by overlapping the surfaces,
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the control unit expands and contracts the first expansion / contraction unit and the second expansion / contraction unit based on an extension amount or a contraction amount detected by the first detection unit and the second detection unit. .
前記伸縮手段は、平板状の基板と、前記基板の両側面に固着され印加電圧に応じて前記基板を伸縮させる膜型圧電素子と、を有し、前記検出手段は、平板状の基板と、前記基板の両側面に固着され前記基板の伸縮量に応じた電圧を出力する膜型圧電素子と、を有している請求項1〜7のいずれか1項に記載の制振装置。   The expansion / contraction means includes a flat substrate, and a film-type piezoelectric element that is fixed to both side surfaces of the substrate and expands / contracts the substrate according to an applied voltage, and the detection means includes a flat substrate, The vibration damping device according to claim 1, further comprising: a film-type piezoelectric element that is fixed to both side surfaces of the substrate and outputs a voltage corresponding to an expansion / contraction amount of the substrate.
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