JP2014122514A - Vibration control device for structure - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration control device for structure such that the length of a cable can be suitably set and vibration control effect by the whole device including a second mass damper can be suitably obtained.SOLUTION: One end part of a support member 2 is connected to a support F supporting a structure B, and a first mass damper 3 which converts input displacement into rotary motion of a first rotary mass is connected to an upper end of the structure B and the other end of the support member 2. Further, a first pulley 8 is connected to an upper end of the structure B, and a second pulley 9 is fitted to the other end of the support member 2. Further, a cable 5 has its one end connected to the other end of the support member 2 and is also wound around the first and second pulleys 8, 9, and a second mass damper 4 which converts the input displacement into rotary motion of a second rotary mass is connected to the upper end of the structure B and the other end of the cable 5.

Description

本発明は、支持体に支持された構造物の振動を抑制するための構造物の制振装置に関する。   The present invention relates to a structure damping device for suppressing vibration of a structure supported by a support.

従来、この種の制振装置として、例えば非特許文献1に開示されたものが知られている。この制振装置は、高層の建築物に適用されたものであり、建築物の屋上に取り付けられたダンパ及び複数の第1滑車と、地盤に固定された複数の第2滑車と、第1及び第2滑車に巻き回されたケーブルを備えている。ケーブルの一端部は地盤に、他端部はダンパに、それぞれ取り付けられている。   Conventionally, as this type of vibration damping device, for example, one disclosed in Non-Patent Document 1 is known. The vibration damping device is applied to a high-rise building, and includes a damper and a plurality of first pulleys mounted on the roof of the building, a plurality of second pulleys fixed to the ground, A cable wound around the second pulley is provided. One end of the cable is attached to the ground, and the other end is attached to the damper.

以上の構成の従来の制振装置では、地震などにより建築物が振動すると、振動による建築物の変位がケーブルを介してダンパに伝達され、それにより、建築物の振動エネルギがダンパに吸収される。この場合、建築物の屋上に取り付けられた第1滑車が動滑車として機能し、それにより、ケーブルを介してダンパに伝達される変位が、ケーブルの折り返しの数だけ、倍増することにより、ダンパによる振動エネルギの吸収量が増大する。また、非特許文献1には、ケーブルの伸びを低減するために、ケーブルの一部を鋼材などに置き換えることが、開示されている。   In the conventional vibration damping device having the above configuration, when the building vibrates due to an earthquake or the like, the displacement of the building due to the vibration is transmitted to the damper via the cable, and thereby the vibration energy of the building is absorbed by the damper. . In this case, the first pulley mounted on the roof of the building functions as a moving pulley, so that the displacement transmitted to the damper via the cable is doubled by the number of turns of the cable, thereby Absorption of vibration energy increases. Further, Non-Patent Document 1 discloses replacing a part of the cable with a steel material or the like in order to reduce the elongation of the cable.

日本建築学会大会学術講演梗概集(2012年9月発行)第949〜950頁)Summary of Academic Lectures of the Architectural Institute of Japan (published September 2012) pp. 949-950)

しかし、上述したようにケーブルの一部を鋼材に置き換えた場合、例えば、上下方向に延びる鋼材の下端部を地盤に固定するとともに、鋼材の上端部に、第2滑車及びケーブルの一端部を取り付けた場合には、次のような不具合がある。すなわち、鋼材はケーブルよりも剛性が高いので、構造物が振動により変位したときに、ダンパには、鋼材に対する建築物の変位が、ケーブルを介して伝達されることになる。この場合、鋼材が地盤から上方に延びているので、鋼材に対する建築物の上下方向の変位は、地盤に対する建築物の上下方向の変位よりも、鋼材の伸び量だけ小さくなる。   However, when a part of the cable is replaced with steel as described above, for example, the lower end of the steel that extends in the vertical direction is fixed to the ground, and the second pulley and one end of the cable are attached to the upper end of the steel. In the case of failure, there are the following problems. That is, since the steel material has higher rigidity than the cable, when the structure is displaced by vibration, the displacement of the building relative to the steel material is transmitted to the damper via the cable. In this case, since the steel material extends upward from the ground, the vertical displacement of the building relative to the steel is smaller than the vertical displacement of the building relative to the ground by the amount of elongation of the steel material.

このため、ダンパによる振動エネルギの吸収量を十分に得るには、第1及び第2滑車の数を増やし、それにより、動滑車による変位の増大効果を高めることによって、ダンパに伝達される変位を増大させることが考えられる。しかし、その場合には、ケーブルが長くなり、その剛性が低下することによって、建築物の振動エネルギがケーブルを介してダンパに適切に伝達されなくなり、ひいては、ダンパによる制振効果を適切に得ることができなくなってしまう。   For this reason, in order to sufficiently obtain the amount of vibration energy absorbed by the damper, the number of first and second pulleys is increased, thereby increasing the displacement increasing effect by the moving pulley, thereby reducing the displacement transmitted to the damper. It can be increased. However, in that case, the cable becomes longer and its rigidity decreases, so that the vibration energy of the building is not properly transmitted to the damper via the cable, and thus the vibration damping effect by the damper can be obtained appropriately. Will not be able to.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ケーブルの長さを適切に設定でき、それにより、第2マスダンパを含めた装置全体による制振効果を適切に得ることができる構造物の制振装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can appropriately set the length of the cable, thereby appropriately obtaining the vibration damping effect by the entire apparatus including the second mass damper. An object of the present invention is to provide a vibration damping device for a structure that can be used.

上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、支持体に支持された構造物の振動を抑制するための構造物の制振装置であって、上下方向に延びる柱材を有し、構造物の上端部及び支持体の一方に一端部が連結された支持部材と、回転可能な第1回転マスを有し、構造物の上端部及び支持体の他方と、支持部材の他端部とに連結されるとともに、構造物が振動したときに、支持部材を介して伝達される構造物の変位を第1回転マスの回転運動に変換する第1マスダンパと、構造物の上端部及び支持体の他方に連結された第1滑車と、支持部材の他端部に取り付けられた第2滑車と、支持部材の他端部に一端部が連結されるとともに、第1及び第2滑車に巻き回されたケーブルと、回転可能な第2回転マスを有し、構造物の上端部及び支持体の他方と、ケーブルの他端部とに連結されるとともに、構造物が振動したときに、支持部材及びケーブルを介して伝達される構造物の変位を第2回転マスの回転運動に変換する第2マスダンパと、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a structure damping device for suppressing vibration of a structure supported by a support, and has a column member extending in the vertical direction. And a support member having one end connected to one of the upper end of the structure and the support, a rotatable first rotating mass, the other of the upper end of the structure and the support, and the other support member. A first mass damper that is coupled to the end portion and converts the displacement of the structure transmitted through the support member into a rotational motion of the first rotating mass when the structure vibrates; and an upper end portion of the structure And a first pulley connected to the other end of the support, a second pulley attached to the other end of the support member, one end connected to the other end of the support member, and the first and second pulleys A cable wound around and a rotatable second rotating mass, and the upper end and support of the structure. The structure is connected to the other end of the body and the other end of the cable, and when the structure vibrates, the displacement of the structure transmitted through the support member and the cable is converted into the rotational motion of the second rotating mass. And a second mass damper.

この構成によれば、柱材などで構成された支持部材の一端部が、構造物の上端部及び構造物を支持する支持体の一方(以下「一方の部位」という)に連結されており、第1マスダンパが、構造物の上端部及び支持体の他方(以下「他方の部位」という)と、支持部材の他端部に連結されている。また、他方の部位には、第1滑車が連結されるとともに、支持部材の他端部には、第2滑車が取り付けられている。さらに、ケーブルの一端部が支持部材の他端部に、他端部が第2マスダンパに、それぞれ連結されており、第2マスダンパはさらに、他方の部位に連結されている。   According to this configuration, one end of the support member made of a pillar material or the like is connected to one of the upper end of the structure and the support that supports the structure (hereinafter referred to as “one part”), The first mass damper is connected to the upper end of the structure, the other of the supports (hereinafter referred to as “the other part”), and the other end of the support member. A first pulley is connected to the other part, and a second pulley is attached to the other end of the support member. Further, one end of the cable is connected to the other end of the support member, and the other end is connected to the second mass damper, and the second mass damper is further connected to the other portion.

以上のように、一方の部位と他方の部位には、一方の部位の側から順に、支持部材及び第1マスダンパが直列に連結されており、ケーブル及び第2マスダンパが、第1マスダンパと並列に、かつ、支持部材及び他方の部位に直列に、連結されている。したがって、一方の部位が支持体で、かつ、他方の部位が構造物の上端部である場合には、本発明による制振装置及び構造物のモデル図は、例えば図15のように示される。   As described above, the support member and the first mass damper are connected in series to the one portion and the other portion from the one portion side, and the cable and the second mass damper are in parallel with the first mass damper. And connected in series to the support member and the other part. Therefore, when one part is a support and the other part is an upper end portion of the structure, the vibration damping device and the model of the structure according to the present invention are shown as in FIG. 15, for example.

地震などにより構造物が振動すると、構造物が高層の場合には特に、構造物のせん断変形よりも曲げ変形が卓越するため、構造物の振動は、その上端側が横斜め上方向と下方向に繰り返し往復動するような態様(以下「構造物の揺動」という)で行われる(後述する図13参照)。図15から明らかなように、構造物が振動すると、支持体に対する構造物の振動による変位は、支持部材を介して第1マスダンパに伝達され、それにより、第1マスダンパの第1回転マスが回転し、支持部材及び第1マスダンパから成る第1付加振動系が振動する。したがって、第1付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調(共振)させることによって、構造物の振動エネルギが第1付加振動系で吸収され、ひいては、構造物の振動が抑制される。   When a structure vibrates due to an earthquake or the like, especially when the structure is high-rise, the bending deformation is superior to the shear deformation of the structure. It is performed in such a manner that it is repeatedly reciprocated (hereinafter referred to as “rocking of the structure”) (see FIG. 13 described later). As apparent from FIG. 15, when the structure vibrates, the displacement due to the vibration of the structure relative to the support is transmitted to the first mass damper via the support member, whereby the first rotating mass of the first mass damper rotates. Then, the first additional vibration system including the support member and the first mass damper vibrates. Therefore, by tuning (resonating) the natural frequency of the first additional vibration system to the natural frequency of the structure, the vibration energy of the structure is absorbed by the first additional vibration system, thereby suppressing the vibration of the structure. Is done.

また、上記の第1付加振動系が、その固有振動数が構造物の固有振動数に同調した状態で振動しているときには、図16に示すように、支持部材の他端部と構造物の上端部との間の変位(二点鎖線で図示)の最大値は、支持体と構造物の上端部との間の変位(実線で図示)の最大値よりも共振効果(同調効果)により大きくなるため、第1マスダンパが設けられていない前述した従来の場合よりも大きくなり、また、両者の間の位相は約π/2である。さらに、本発明によれば、この支持部材の他端部と構造物の上端部との間の変位が、第1及び第2滑車に巻き回されたケーブルを介して、第2マスダンパに伝達され、第2回転マスが回転し、ケーブル及び第2マスダンパから成る第2付加振動系が振動する。この場合、第1滑車が構造物の上端部に連結されるとともに、第2滑車が支持部材の他端部に取り付けられていることから、両滑車の一方は他方に対して動滑車として機能する。   When the first additional vibration system vibrates in a state where its natural frequency is synchronized with the natural frequency of the structure, as shown in FIG. 16, the other end of the support member and the structure The maximum value of the displacement between the upper end portions (shown by a two-dot chain line) is larger due to the resonance effect (tuning effect) than the maximum value of the displacement between the support and the upper end portion of the structure (shown by a solid line). Therefore, it becomes larger than the conventional case where the first mass damper is not provided, and the phase between the two is about π / 2. Further, according to the present invention, the displacement between the other end of the support member and the upper end of the structure is transmitted to the second mass damper via the cable wound around the first and second pulleys. The second rotating mass rotates, and the second additional vibration system including the cable and the second mass damper vibrates. In this case, since the first pulley is connected to the upper end of the structure and the second pulley is attached to the other end of the support member, one of the two pulleys functions as a moving pulley with respect to the other. .

前述した第1付加振動系の共振による変位の増大効果と、第1及び第2滑車から成る動滑車による変位の増大効果とによって、構造物の振動に伴って支持部材及びケーブルを介して第2マスダンパに伝達される変位を、より増大させることができ、それにより、ケーブル及び第2マスダンパから成る第2付加振動系で吸収される構造物の振動エネルギを増大させることができる。このように、従来の場合と異なり、動滑車による変位の増大効果のみならず、第1付加振動系の共振による変位の増大効果が得られることから、第1及び第2滑車の数を増大させる必要がないため、ケーブルの長さ、すなわちケーブルの剛性を適切に設定でき、それにより、第2マスダンパを含めた装置全体による制振効果を適切に得ることができる。   Due to the increase effect of displacement due to the resonance of the first additional vibration system described above and the increase effect of displacement due to the moving pulley composed of the first and second pulleys, the second through the support member and the cable along with the vibration of the structure. The displacement transmitted to the mass damper can be further increased, whereby the vibration energy of the structure absorbed by the second additional vibration system composed of the cable and the second mass damper can be increased. Thus, unlike the conventional case, not only the displacement increasing effect due to the moving pulley but also the displacement increasing effect due to the resonance of the first additional vibration system is obtained, so the number of the first and second pulleys is increased. Since it is not necessary, the length of the cable, that is, the rigidity of the cable can be set appropriately, and thereby the vibration control effect by the entire apparatus including the second mass damper can be appropriately obtained.

また、前述した第2付加振動系(ケーブル、第2マスダンパ)は、第1付加振動系(支持部材、第1マスダンパ)の全体に対して並列に設けられておらず、第1付加振動系の第1回転マスの動作に対して、第2付加振動系の動作が並列に作用するので、第1及び第2付加振動系の組合わせにより構成された付加振動系の固有振動数として、2つの組合わせ固有振動数がそれぞれ別個に存在する。   Further, the second additional vibration system (cable, second mass damper) described above is not provided in parallel with the entire first additional vibration system (support member, first mass damper), and the first additional vibration system is not provided. Since the operation of the second additional vibration system acts in parallel with the operation of the first rotating mass, the natural frequency of the additional vibration system configured by the combination of the first and second additional vibration systems is 2 Each combination natural frequency exists separately.

したがって、第1及び第2回転マスの質量や、支持部材及びケーブルのばね定数(以下「第1及び第2付加振動系の諸元」という)を設定することによって、上記の2つの組合わせ固有振動数をそれぞれ、構造物の互いに異なる2つの所望の固有振動数に適切に多重同調させることができ、ひいては、構造物の互いに異なる2つの所望の振動モードによる振動を適切に抑制することができる。あるいは、第1及び第2付加振動系の諸元の設定によって、2つの組合わせ固有振動数を構造物の同じ1つの所望の固有振動数に適切に多重同調させることができ、ひいては、構造物の所望の1つの振動モードによる振動をより適切に抑制することができる。   Therefore, by setting the masses of the first and second rotating masses and the spring constants of the support member and the cable (hereinafter referred to as “specifications of the first and second additional vibration systems”), the above two unique combinations Each frequency can be appropriately multiple-tuned to two different desired natural frequencies of the structure, and thus vibrations caused by two different desired vibration modes of the structure can be appropriately suppressed. . Alternatively, by setting the specifications of the first and second additional vibration systems, the two combined natural frequencies can be appropriately multiple-tuned to the same desired natural frequency of the structure, and thus the structure The vibration by one desired vibration mode can be suppressed more appropriately.

なお、以上の作用・効果は、一方の部位が支持体で、かつ、他方の部位が構造物の上端部である場合(図15)に限らず、これとは逆に、一方の部位が構造物の上端部で、かつ、他方の部位が支持体である場合にも、同様に得ることができる。   In addition, the above operation / effect is not limited to the case where one part is a support and the other part is the upper end portion of the structure (FIG. 15). The same can be obtained when the upper end of the object and the other part is a support.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の構造物の制振装置において、構造物に設けられ、支持部材の座屈を防止するための座屈防止機構をさらに備えることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the vibration damping device for a structure according to claim 1, further comprising a buckling prevention mechanism provided in the structure for preventing buckling of the support member. .

前述したように、振動時に、構造物が曲げ変形を伴いながら揺動することと、構造物の変位が上下方向に延びる支持部材を介して第1マスダンパに伝達されることから、支持部材には圧縮荷重と引張荷重が交互に作用するので、この圧縮荷重によって支持部材が座屈するおそれがある。上述した構成によれば、構造物に設けられた座屈防止機構によって、支持部材の座屈が防止されるので、構造物の変位を支持部材を介して第1及び第2マスダンパに良好に伝達でき、構造物の制振効果をより適切に得ることができる。   As described above, during vibration, the structure swings with bending deformation, and the displacement of the structure is transmitted to the first mass damper via the support member extending in the vertical direction. Since the compressive load and the tensile load act alternately, the support member may be buckled by the compressive load. According to the configuration described above, the buckling of the support member is prevented by the buckling prevention mechanism provided in the structure, so that the displacement of the structure is well transmitted to the first and second mass dampers via the support member. And the vibration damping effect of the structure can be obtained more appropriately.

請求項3に係る発明は、請求項2に記載の構造物の制振装置において、座屈防止機構は、構造物及び支持部材の一方に取り付けられるとともに、上下方向に延びるレールと、構造物及び支持部材の他方に取り付けられ、レールに係合するとともに、レールに対してレールの長さ方向にのみ移動自在のスライダとを有することを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the vibration damping device for a structure according to claim 2, wherein the buckling prevention mechanism is attached to one of the structure and the support member, and has a rail extending in the vertical direction, the structure, and The slider is attached to the other of the support members, engages with the rail, and is movable relative to the rail only in the length direction of the rail.

請求項1に係る発明で述べた構成から明らかなように、構造物が振動により揺動するのに伴い、支持部材は、上下方向に交互に移動(振動)する。上述した構成によれば、構造物及び支持部材の一方に取り付けられたレールが上下方向に延びており、構造物及び支持部材の他方に取り付けられたスライダが、レールに係合するとともに、レールの長さ方向にのみ移動自在である。これにより、支持部材の座屈を防止しながら、上述した支持部材の上下方向の移動を円滑に行うことができる。その結果、構造物の変位を支持部材を介して第1及び第2マスダンパに良好に伝達でき、構造物の制振効果をさらに適切に得ることができる。   As is clear from the configuration described in the first aspect of the invention, the support member alternately moves (vibrates) in the vertical direction as the structure is swung by vibration. According to the above-described configuration, the rail attached to one of the structure and the support member extends in the vertical direction, and the slider attached to the other of the structure and the support member engages with the rail, and the rail It is movable only in the length direction. Thereby, the vertical movement of the support member described above can be performed smoothly while preventing buckling of the support member. As a result, the displacement of the structure can be satisfactorily transmitted to the first and second mass dampers via the support member, and the vibration damping effect of the structure can be obtained more appropriately.

請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の構造物の制振装置において、柱材は、一対のH形鋼で構成されており、一対のH形鋼は、鉛直方向に延びる構造物の鉛直面に沿って水平方向に互いに並ぶとともに、一対のH形鋼の一方のフランジの主面が構造物の鉛直面と平行になるように配置されており、支持部材は、一対のH形鋼に接続されるとともに、水平方向に延びる梁材をさらに有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration damping device for a structure according to any one of the first to third aspects, the column member is composed of a pair of H-section steels, and the pair of H-section steels is vertical. Are arranged in a horizontal direction along the vertical plane of the structure extending in the direction, and the main surface of one flange of the pair of H-section steels is arranged to be parallel to the vertical plane of the structure. And a beam member connected to the pair of H-shaped steels and extending in the horizontal direction.

周知のように、H形鋼は、強軸回りの曲げモーメントに対しては変形しにくく、弱軸回りの曲げモーメントに対しては変形しやすい。上述した構成によれば、柱材が一対のH形鋼で構成されており、一対のH形鋼は、鉛直方向に延びる構造物の鉛直面に沿って水平方向に互いに並ぶとともに、それらの一方のフランジの主面が構造物の鉛直面と平行になるように配置されている。さらに、一対のH形鋼は、水平方向に延びる梁材により互いに接続されている。このように、一対のH形鋼から成る柱材と、梁材によってラーメン構造が構成されている。   As is well known, the H-shaped steel is not easily deformed with respect to a bending moment around a strong axis, and is easily deformed with respect to a bending moment around a weak axis. According to the above-described configuration, the column member is composed of a pair of H-section steels, and the pair of H-sections are aligned with each other in the horizontal direction along the vertical plane of the structure extending in the vertical direction, and one of them. The main surface of the flange is arranged so as to be parallel to the vertical surface of the structure. Furthermore, a pair of H-section steel is mutually connected by the beam material extended in a horizontal direction. In this way, a ramen structure is constituted by a pair of columnar members made of H-shaped steel and beams.

以上の構成により、構造物が振動(曲げ変形)することによって、構造物から支持部材に押圧力が作用しても、柱材のH形鋼の強軸回りに関しては、座屈防止機構により支持部材の座屈を確実に防止することができ、柱材のH形鋼の弱軸回りに関しては、上述した水平方向に延びる梁と一対の柱材で構成されたラーメン構造及び座屈防止機構によって、支持部材の座屈を確実に防止することができる。   With the above configuration, even if a pressing force acts on the support member from the structure due to vibration (bending deformation) of the structure, the strong shaft of the columnar H-shaped steel is supported by a buckling prevention mechanism. The buckling of the member can be surely prevented, and with respect to the weak axis of the H-shaped steel of the column member, the above-described frame structure and a buckling prevention mechanism composed of a beam extending in the horizontal direction and a pair of column members. The buckling of the support member can be reliably prevented.

請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載の構造物の制振装置において、構造物に設けられ、支持部材の第1マスダンパとの連結部に近い部分を係止することによって、支持部材のねじれを防止するためのねじれ防止機構をさらに備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration damping device for a structure according to any one of the first to fourth aspects, the portion of the support member that is close to the connecting portion with the first mass damper is locked. By this, it is further provided with the twist prevention mechanism for preventing the twist of a support member.

請求項1に係る発明の説明から明らかなように、第1回転マスの回転に伴い、第1マスダンパの反力トルクが発生し、支持部材に伝達されることによって、支持部材が大きくねじられるおそれがある。ここで、第1マスダンパが例えばボールねじ式のものである場合、ボールねじの摩擦がない理想的な状態において、第1マスダンパの反力トルクTnは、第1マスダンパの軸方向反力Pnとボールねじのリード長Ld(ピッチ)に比例し、Tn=(Pn×Ld)/(2π)で表される。上述した構成によれば、この反力トルクによる支持部材のねじれは、構造物に設けられたねじれ防止機構により、支持部材を係止し、拘束することによって、防止される。   As is apparent from the description of the invention according to claim 1, the reaction force torque of the first mass damper is generated and transmitted to the support member as the first rotary mass rotates, and thus the support member may be largely twisted. There is. Here, when the first mass damper is of a ball screw type, for example, in an ideal state where there is no friction of the ball screw, the reaction force torque Tn of the first mass damper is equal to the axial reaction force Pn of the first mass damper and the ball It is proportional to the lead length Ld (pitch) of the screw and is represented by Tn = (Pn × Ld) / (2π). According to the configuration described above, the twist of the support member due to the reaction torque is prevented by locking and restraining the support member by the twist prevention mechanism provided in the structure.

したがって、支持部材を介して第1マスダンパに伝達される構造物の変位を、第1マスダンパの反力トルクの影響を受けることなく、第1回転マスの回転運動に良好に変換でき、それにより、構造物の振動の抑制を適切に行うことができる。この場合、支持部材の第1マスダンパとの連結部に近い部分が係止されるので、支持部材のねじれ防止を効果的に行うことができる。   Therefore, the displacement of the structure transmitted to the first mass damper via the support member can be favorably converted into the rotational motion of the first rotary mass without being affected by the reaction torque of the first mass damper, thereby The vibration of the structure can be appropriately suppressed. In this case, since the portion close to the connecting portion of the support member with the first mass damper is locked, the support member can be effectively prevented from being twisted.

請求項6に係る発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の構造物の制振装置において、支持部材の一端部は、支持体に連結されており、第1マスダンパ、第1滑車及び第2マスダンパは、構造物の上端部に連結されており、支持部材の他端部には、上下方向に貫通する案内孔が形成されており、ケーブルの一端部は、案内孔に上方から挿入され、案内孔の下方に位置しており、ケーブルには、プレテンションが付与されており、ケーブルの一端部には、上側から順に、構造物が振動していないときに支持部材の他端部に下方から当接するストッパー部と、ケーブルにテンションを付与するための錘とが取り付けられていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the vibration damping device for a structure according to any one of the first to fifth aspects, one end of the support member is connected to the support, and the first mass damper, the first pulley, The second mass damper is connected to the upper end of the structure, and a guide hole penetrating in the vertical direction is formed at the other end of the support member. One end of the cable is inserted into the guide hole from above. The cable is pretensioned, and one end of the cable, in order from the top, is the other end of the support member when the structure is not vibrating. And a weight for applying tension to the cable.

この構成によれば、支持部材の一端部すなわち下端部が、支持体に連結されており、支持部材は、支持体から上方に延びている。また、第1マスダンパ、第1滑車及び第2マスダンパが、構造物の上端部に連結されており、第1マスダンパはさらに、支持部材の他端部すなわち上端部に連結されている。さらに、ケーブルの一端部が支持部材の上端部に、ケーブルの他端部が第2マスダンパに、それぞれ連結されている。   According to this structure, the one end part, ie, the lower end part, of the support member is connected to the support body, and the support member extends upward from the support body. Moreover, the 1st mass damper, the 1st pulley, and the 2nd mass damper are connected with the upper end part of the structure, and the 1st mass damper is further connected with the other end part, ie, the upper end part, of the support member. Furthermore, one end of the cable is connected to the upper end of the support member, and the other end of the cable is connected to the second mass damper.

第2マスダンパの反力は、ケーブルに対して、構造物が振動により支持部材と反対側に揺動したときには、ケーブルのテンションを増大させる方向に作用し(すなわち引張力として作用し)、構造物が支持部材側に揺動したときには、ケーブルのテンションを低減させる方向に作用する。このため、ケーブルの一端部を支持部材に直接、取り付けた場合には、構造物が支持部材側に揺動したときに、ケーブルが弛み、第1及び第2滑車から外れるおそれがある。   The reaction force of the second mass damper acts on the cable in the direction of increasing the tension of the cable when the structure swings to the opposite side of the support member due to vibration (that is, acts as a tensile force). When the arm swings toward the support member, it acts in a direction to reduce the cable tension. For this reason, when one end part of the cable is directly attached to the support member, when the structure swings toward the support member, the cable may be loosened and come off the first and second pulleys.

本発明によれば、支持部材の他端部すなわち上端部に、上下方向に貫通する案内孔が形成されており、ケーブルには、プレテンションが付与され、ケーブルの一端部は、案内孔に上方から挿入されるとともに、案内孔よりも下方に位置している。また、ケーブルの一端部には、上側から順に、構造物が振動していないときに支持部材の上端部に下方から当接するストッパー部と、ケーブルにテンションを付与するための錘とが取り付けられている。このように、ケーブルは、その一端部に取り付けられたストッパー部が支持部材の上端部に当接することによって、支持部材に連結されている。また、構造物が振動により支持部材と反対側に揺動したときには、上述したように第2マスダンパの反力がケーブルに対して引張力として作用することにより、ケーブルのストッパー部が支持部材の上端部に当接した状態が維持され、ケーブルと支持部材との連結状態が保持されるとともに、ケーブルのテンションが増大する。   According to the present invention, the guide hole penetrating in the vertical direction is formed in the other end portion, that is, the upper end portion of the support member, the cable is pre-tensioned, and the one end portion of the cable is located above the guide hole. And is positioned below the guide hole. In addition, a stopper portion that comes into contact with the upper end portion of the support member from below when the structure is not vibrating and a weight for applying tension to the cable are attached to one end portion of the cable in order from the upper side. Yes. As described above, the cable is connected to the support member by the stopper portion attached to one end thereof coming into contact with the upper end portion of the support member. In addition, when the structure is swung to the opposite side of the support member due to vibration, the reaction force of the second mass damper acts as a tensile force on the cable as described above, so that the stopper portion of the cable becomes the upper end of the support member. The state of contact with the portion is maintained, the connection state between the cable and the support member is maintained, and the tension of the cable increases.

一方、構造物が振動により支持部材側に揺動したときには、上述したように第2マスダンパの反力がケーブルのテンションを低減させる方向に作用し、それによりケーブルの一端部が支持部材の上端部に対して下方に移動し、ケーブルのストッパー部が支持部材の上端部から離れ、ケーブルと支持部材の間の連結が解かれるようになる。この場合、ケーブルの一端部にテンションを付与するための錘が取り付けられているので、この錘の重力によって、ケーブルを弛ませずにテンション状態に保持でき、したがって、ケーブルが第1及び第2滑車から外れるのを防止することができる。   On the other hand, when the structure swings to the support member side due to vibration, the reaction force of the second mass damper acts in a direction to reduce the cable tension as described above, so that one end of the cable is connected to the upper end of the support member. The stopper portion of the cable moves away from the upper end portion of the support member, and the connection between the cable and the support member is released. In this case, since a weight for applying tension is attached to one end of the cable, the cable can be held in a tensioned state without being loosened by the gravity of the weight. Therefore, the cable is connected to the first and second pulleys. Can be prevented from coming off.

本発明の実施形態による制振装置を、これを適用した構造物とともに概略的に示す正面図である。It is a front view which shows roughly the damping device by embodiment of this invention with the structure to which this is applied. 構造物と支持部材及びねじり防止機構との位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of a structure, a supporting member, and a twist prevention mechanism. 構造物や、柱材、座屈防止機構などを拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows a structure, a pillar material, a buckling prevention mechanism, etc. 構造物や、柱材、梁材を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows a structure, a pillar material, and a beam material. 第1マスダンパの断面図である。It is sectional drawing of a 1st mass damper. 第2マスダンパの断面を左右のケーブルなどとともに示す図である。It is a figure which shows the cross section of a 2nd mass damper with the left and right cables. 構造物や、第1マスダンパ、柱材、右ケーブルなどを拡大して示す正面図である。It is a front view which expands and shows a structure, a 1st mass damper, a pillar material, a right cable, etc. 構造物や、右ケーブル、第1滑車、第2滑車などを拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows a structure, a right cable, a 1st pulley, a 2nd pulley, etc. ねじれ防止機構及び柱材の断面をハッチングを省略して示す図である。It is a figure which abbreviate | omits hatching and shows the cross section of a twist prevention mechanism and a column material. 図9のX−X線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the XX line of FIG. 柱材及び座屈防止機構を拡大して示す正面図である。It is a front view which expands and shows a column material and a buckling prevention mechanism. 振動時に構造物が揺動する状況を概略的に示す正面図である。It is a front view which shows roughly the condition where a structure rock | fluctuates at the time of a vibration. 構造物や、第1マスダンパ、柱材、右ケーブルなどを、構造物が右方に揺動した場合について拡大して示す正面図である。It is a front view which expands and shows a structure, a 1st mass damper, a pillar material, a right cable, etc. about the case where a structure rock | fluctuates rightward. ケーブル変位とケーブル反力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a cable displacement and a cable reaction force. 本発明による制振装置をモデル化して示す図である。It is a figure which models and shows the damping device by this invention. 本発明による制振装置の支持部材の他端部と構造物の上端部の間の変位(二点鎖線)と、支持体と構造物の上端部の間の変位(実線)との関係を示す図である。The relationship between the displacement (two-dot chain line) between the other end part of the support member of the vibration damping device by this invention and the upper end part of a structure, and the displacement (solid line) between a support body and the upper end part of a structure is shown. FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1に示す構造物Bは、高層のビルであり、地盤に設けられた基礎Fに立設されている。制振装置は、支持部材2及び第1マスダンパ3で構成された複数の第1付加振動系VA1と、第2マスダンパ4及びケーブル5で構成された複数の第2付加振動系VA2を備えている。この制振装置は、この第1及び第2付加振動系VA1、VA2の固有振動数を、地震時などに振動する構造物Bの固有振動数に同調させることによって、構造物Bの振動エネルギを第1及び第2付加振動系VA1、VA2で吸収し、抑制するものである。以下、図1の左側を「左」、右側を「右」、手前側を「前」、奥側を「後」、上側を「上」、下側を「下」として説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A structure B shown in FIG. 1 is a high-rise building, and is erected on a foundation F provided on the ground. The vibration damping device includes a plurality of first additional vibration systems VA1 configured by the support member 2 and the first mass damper 3, and a plurality of second additional vibration systems VA2 configured by the second mass damper 4 and the cable 5. . The vibration damping device synchronizes the natural frequency of the first and second additional vibration systems VA1 and VA2 with the natural frequency of the structure B that vibrates during an earthquake or the like, so that the vibration energy of the structure B is increased. It is absorbed and suppressed by the first and second additional vibration systems VA1 and VA2. In the following description, the left side of FIG. 1 is “left”, the right side is “right”, the front side is “front”, the back side is “rear”, the upper side is “up”, and the lower side is “lower”.

図1に示すように、第1付加振動系VA1は、構造物Bの側面に沿うように計2基、設けられている。具体的には、図1の左側及び右側にそれぞれ1基づつ、構造物Bを中心として、互いに対称に配置されている。   As shown in FIG. 1, a total of two first additional vibration systems VA1 are provided along the side surface of the structure B. Specifically, one on each of the left side and the right side in FIG. 1 is arranged symmetrically around the structure B.

図2〜図4に示すように、各支持部材2は、H形鋼で構成された一対の柱材6、6及び計7つの梁材7(図4には2つのみ図示)を有し、これらの柱材6、6及び梁材7によってラーメン構造を構成しており、構造物Bの外側に配置されている。各柱材6は、その下端部が基礎Fに固定され、上下方向に延びており、そのH形鋼の一方のフランジ6aの主面(以下「フランジ対向面FS」という)が構造物Bの側面と平行になるように、配置されている。なお、梁材7の数は7つに限らず、任意である。   As shown in FIGS. 2 to 4, each support member 2 has a pair of column members 6 and 6 made of H-shaped steel and a total of seven beam members 7 (only two are shown in FIG. 4). These column members 6 and 6 and the beam member 7 constitute a ramen structure and are arranged outside the structure B. Each column member 6 has a lower end portion fixed to the foundation F and extending in the vertical direction. The main surface of one flange 6a of the H-shaped steel (hereinafter referred to as “flange facing surface FS”) is the structure B. It is arranged so as to be parallel to the side surface. The number of beam members 7 is not limited to seven and is arbitrary.

また、一対の柱材6、6は、構造物Bの側面に沿って前後方向に並んでおり、両者6、6の上端部には、前後方向に延びる板状の取付部6bが、溶接などで取り付けられている。この取付部6bの前後方向の中央には、上下方向に貫通する案内孔6cが形成されている。さらに、梁材7は、一対の柱材6、6にボルトなどにより接続され、構造物Bの側面に沿って前後方向に水平に延びている。また、梁材7のウェブ7aの主面が、構造物Bの側面に対向している。   Further, the pair of column members 6 and 6 are arranged in the front-rear direction along the side surface of the structure B, and a plate-like attachment portion 6 b extending in the front-rear direction is welded to the upper ends of both the members 6 and 6. It is attached with. A guide hole 6c penetrating in the vertical direction is formed at the center in the front-rear direction of the mounting portion 6b. Furthermore, the beam member 7 is connected to the pair of column members 6 and 6 by bolts or the like, and extends horizontally along the side surface of the structure B in the front-rear direction. Further, the main surface of the web 7 a of the beam member 7 faces the side surface of the structure B.

第1マスダンパ3は、本発明の発明者が提案した特願2012−158921号に開示されたものと同様に構成されているので、以下、この第1マスダンパ3について簡単に説明する。図5に示すように、第1マスダンパ3は、内筒11、ボールねじ12、第1回転マス13、及び制限機構14を有している。内筒11は、円筒状の鋼材で構成されている。内筒11の一端部は開口しており、他端部は、第1フランジ15に取り付けられている。   Since the first mass damper 3 is configured in the same manner as that disclosed in Japanese Patent Application No. 2012-158921 proposed by the inventor of the present invention, the first mass damper 3 will be briefly described below. As shown in FIG. 5, the first mass damper 3 includes an inner cylinder 11, a ball screw 12, a first rotating mass 13, and a limiting mechanism 14. The inner cylinder 11 is made of a cylindrical steel material. One end of the inner cylinder 11 is open, and the other end is attached to the first flange 15.

また、ボールねじ12は、ねじ軸12aと、ねじ軸12aに多数のボール12bを介して螺合するナット12cを有している。ねじ軸12aの一端部は、上述した内筒11の開口に収容されており、ねじ軸12aの他端部は、第2フランジ16に取り付けられている。また、ナット12cは、軸受け17を介して、内筒11に回転自在に支持されている。   The ball screw 12 includes a screw shaft 12a and a nut 12c that is screwed to the screw shaft 12a via a large number of balls 12b. One end of the screw shaft 12 a is accommodated in the opening of the inner cylinder 11 described above, and the other end of the screw shaft 12 a is attached to the second flange 16. The nut 12 c is rotatably supported by the inner cylinder 11 via a bearing 17.

第1回転マス13は、比重の大きな材料、例えば鉄で構成され、円筒状に形成されている。また、第1回転マス13は、内筒11及びボールねじ12を覆っており、軸受け18を介して、内筒11に回転自在に支持されている。第1回転マス13と内筒11の間には、一対のリング状のシール材19、19が設けられている。これらのシール材19、19、第1回転マス13及び内筒11によって形成された空間には、シリコンオイルで構成された粘性体20が充填されている。   The first rotating mass 13 is made of a material having a large specific gravity, for example, iron, and is formed in a cylindrical shape. The first rotating mass 13 covers the inner cylinder 11 and the ball screw 12 and is rotatably supported by the inner cylinder 11 via a bearing 18. A pair of ring-shaped sealing materials 19 and 19 are provided between the first rotating mass 13 and the inner cylinder 11. A space formed by the sealing materials 19, 19, the first rotating mass 13 and the inner cylinder 11 is filled with a viscous body 20 made of silicon oil.

以上のように構成された第1マスダンパ3では、内筒11とねじ軸12aの間に相対変位が発生すると、この相対変位がボールねじ12で回転運動に変換された状態で、制限機構14を介して第1回転マス13に伝達されることによって、第1回転マス13が回転する。以下、このように内筒11とねじ軸12aの間の相対変位を第1回転マス13の回転運動に変換する第1マスダンパ3の動作を、「第1マスダンパ3の回転変換動作」という。   In the first mass damper 3 configured as described above, when a relative displacement occurs between the inner cylinder 11 and the screw shaft 12a, the limiting mechanism 14 is operated in a state where the relative displacement is converted into a rotational motion by the ball screw 12. The first rotating mass 13 is rotated by being transmitted to the first rotating mass 13 through the first rotating mass 13. Hereinafter, the operation of the first mass damper 3 that converts the relative displacement between the inner cylinder 11 and the screw shaft 12a into the rotational motion of the first rotary mass 13 in this way is referred to as “rotational conversion operation of the first mass damper 3”.

上記の制限機構14は、この第1マスダンパ3の回転変換動作を制限するものであり、リング状の回転滑り材14aと、複数のねじ14b及びばね14c(2つのみ図示)で構成されている。回転滑り材14aは、第1回転マス13とボールねじ12のナット12cとの間に配置されている。この回転滑り材14aが配置された第1回転マス13の部分には、複数のばね収容孔13aが形成されている。これらのばね収容孔13aは、周方向に等間隔に配置され、径方向に貫通している。各ばね収容孔13aには、ねじ14bがねじ込まれるとともに、ねじ14bと回転滑り材14aの間にばね14cが収容されている。   The restriction mechanism 14 restricts the rotational conversion operation of the first mass damper 3, and is composed of a ring-shaped rotary sliding material 14a, a plurality of screws 14b, and springs 14c (only two are shown). . The rotary sliding material 14 a is disposed between the first rotary mass 13 and the nut 12 c of the ball screw 12. A plurality of spring accommodating holes 13a are formed in the portion of the first rotating mass 13 where the rotating sliding material 14a is disposed. These spring accommodation holes 13a are arranged at equal intervals in the circumferential direction and penetrate in the radial direction. A screw 14b is screwed into each spring accommodating hole 13a, and a spring 14c is accommodated between the screw 14b and the rotary sliding material 14a.

以上の構成により、ねじ14bを強く締め付けると、回転滑り材14aがばね14cの付勢力でナット12cに強く押し付けられることによって、第1回転マス13は、回転滑り材14aを介してナット12cに一体に連結された状態になる。   With the above configuration, when the screw 14b is strongly tightened, the rotating sliding material 14a is strongly pressed against the nut 12c by the urging force of the spring 14c, whereby the first rotating mass 13 is integrated with the nut 12c via the rotating sliding material 14a. It becomes the state connected to.

また、この状態からねじ14bを緩めると、その締付度合が低くなり、第1マスダンパ3の軸線方向に作用する荷重(以下「軸荷重」という)が、ねじ14bの締付度合に応じて定まる制限荷重に達するまでは、第1回転マス13がナット12cと一体に回転する。一方、第1マスダンパ3の軸荷重が制限荷重に達すると、回転滑り材14aとナット12cまたは第1回転マス13との間に滑りが発生することによって、第1マスダンパ3の回転変換動作が制限される。この状態では、回転滑り材14aとナット12cまたは第1回転マス13との間に発生する摩擦抵抗によって、第1マスダンパ3の回転変換動作の制限により低下した第1回転マス13の回転慣性力が補われる。   Further, when the screw 14b is loosened from this state, the tightening degree is lowered, and the load acting in the axial direction of the first mass damper 3 (hereinafter referred to as “axial load”) is determined according to the tightening degree of the screw 14b. The first rotating mass 13 rotates integrally with the nut 12c until the limit load is reached. On the other hand, when the axial load of the first mass damper 3 reaches the limit load, the rotation conversion operation of the first mass damper 3 is limited by the occurrence of slippage between the rotating sliding material 14a and the nut 12c or the first rotating mass 13. Is done. In this state, the rotational inertia force of the first rotating mass 13 that is reduced due to the restriction of the rotational conversion operation of the first mass damper 3 due to the frictional resistance generated between the rotating sliding material 14a and the nut 12c or the first rotating mass 13 is reduced. Be compensated.

以上の構成の第1マスダンパ3の第1フランジ15は、構造物Bの屋上Rから左右の両外側に張り出した上壁WUに、ボルトなどで連結されており、第2フランジ16が、前述した支持部材2の上端部の取付部6bに、ボルトなどで連結されている。これにより、第1マスダンパ3及び支持部材2は、構造物Bの屋上Rと基礎Fに、直列に連結されている。   The first flange 15 of the first mass damper 3 having the above configuration is connected to the upper wall WU projecting from the roof R of the structure B to the left and right outer sides with bolts, and the second flange 16 is described above. The support member 2 is connected to the attachment portion 6b at the upper end portion by a bolt or the like. Thus, the first mass damper 3 and the support member 2 are connected in series to the rooftop R and the foundation F of the structure B.

次に、前記第2付加振動系VA2について説明する。第2付加振動系VA2は、構造物Bの上端部に一基、設けられている。第2付加振動系VA2の第2マスダンパ4は、本発明の発明者などが提案した特許第3830132号に開示されたものと同様に構成されているので、以下、この第2マスダンパ4について簡単に説明する。図6に示すように、第2マスダンパ4は、第1マスダンパ3と基本的には同様に構成されており、外筒21、ボールねじ22、第2回転マス23、粘性体24、及び一対のガイド25、25を有している。   Next, the second additional vibration system VA2 will be described. One second additional vibration system VA2 is provided at the upper end of the structure B. Since the second mass damper 4 of the second additional vibration system VA2 is configured in the same manner as that disclosed in Japanese Patent No. 3830132 proposed by the inventors of the present invention, the second mass damper 4 will be simply described below. explain. As shown in FIG. 6, the second mass damper 4 is basically configured similarly to the first mass damper 3, and includes an outer cylinder 21, a ball screw 22, a second rotating mass 23, a viscous body 24, and a pair of Guides 25 are provided.

ボールねじ22のねじ軸22aは、外筒21の一対の側壁の径方向の中央に設けられた孔に挿入され、外筒21に部分的に収容されており、外筒21の軸線方向の両端部から外方に突出している。また、ねじ軸22aは、外筒21に対して軸線方向に移動自在であり、ねじ軸22aには、多数のボール22bを介して、ナット22cが螺合している。ナット22c及び第2回転マス23は、互いに一体に固定されており、外筒21に、複数の軸受け26を介して回転自在に支持されるとともに、収容されている。また、外筒21と第2回転マス23の間には空間が形成されており、この空間に、粘性体24が充填されている。   The screw shaft 22 a of the ball screw 22 is inserted into a hole provided in the radial center of the pair of side walls of the outer cylinder 21, and is partially accommodated in the outer cylinder 21, and both ends of the outer cylinder 21 in the axial direction. It protrudes outward from the part. The screw shaft 22a is movable in the axial direction with respect to the outer cylinder 21, and a nut 22c is screwed to the screw shaft 22a via a large number of balls 22b. The nut 22c and the second rotating mass 23 are fixed integrally with each other, and are rotatably supported and accommodated in the outer cylinder 21 via a plurality of bearings 26. Further, a space is formed between the outer cylinder 21 and the second rotating mass 23, and a viscous body 24 is filled in this space.

以上の構成の第2マスダンパ4では、外筒21とねじ軸22aの間に相対変位が発生すると、この相対変位がボールねじ22で回転運動に変換された状態で、第2回転マス23に伝達されることによって、第2回転マス23が回転する。   In the second mass damper 4 having the above configuration, when a relative displacement occurs between the outer cylinder 21 and the screw shaft 22a, the relative displacement is transmitted to the second rotating mass 23 in a state converted into a rotational motion by the ball screw 22. As a result, the second rotating mass 23 rotates.

さらに、ねじ軸22aには、軸線方向に延びるスプライン溝22dが形成されている。上記の一対のガイド25、25は、円筒状のものであり、外筒21の両側壁に同心状にそれぞれ固定されている。各ガイド25の径方向の中央の孔には、ねじ軸22aが挿入されており、ねじ軸22aは、ガイド25から外方に突出している。さらに、ガイド25の内周面には、複数の半球状の溝25aが形成されるとともに、溝25aと同じ数のボール25bが設けられている。これらのボール25bは、その半部が溝25aに係合するとともに、残りの半部が上述したねじ軸22aのスプライン溝22dに係合しており、これらの溝25a,22d内で回転自在である。なお、図6では、ボール22b、溝25a及びボール25bの一部の符号を省略している。   Furthermore, the screw shaft 22a is formed with a spline groove 22d extending in the axial direction. The pair of guides 25, 25 are cylindrical, and are concentrically fixed to both side walls of the outer cylinder 21. A screw shaft 22 a is inserted into the radial center hole of each guide 25, and the screw shaft 22 a protrudes outward from the guide 25. Furthermore, a plurality of hemispherical grooves 25a are formed on the inner peripheral surface of the guide 25, and the same number of balls 25b as the grooves 25a are provided. Half of these balls 25b are engaged with the grooves 25a, and the other half are engaged with the spline grooves 22d of the screw shaft 22a described above, and are rotatable within these grooves 25a and 22d. is there. In FIG. 6, some reference numerals of the ball 22 b, the groove 25 a, and the ball 25 b are omitted.

以上の構成のガイド25及びねじ軸22aでは、ねじ軸22aが外筒21に対して軸線方向に往復移動すると、ボール25bは、ガイド25に対して周方向に移動することなく、スプライン溝22d上を転動し、それにより、ねじ軸22aの往復移動が支障なく行われる。また、第2マスダンパ4では、その構成上、外筒21とねじ軸22aの間の相対変位の発生に伴って、第2回転マス23からねじ軸22aに反力トルクが作用する。これに対し、ボール25bが、外筒21に固定されたガイド25の半球状の溝25aと、ねじ軸22aの軸線方向に伸びるスプライン溝22dとに係合しているため、そのような反力トルクがねじ軸22aに作用しても、外筒21に対するねじ軸22aの回転が阻止される。   In the guide 25 and the screw shaft 22a configured as described above, when the screw shaft 22a reciprocates in the axial direction with respect to the outer cylinder 21, the ball 25b moves on the spline groove 22d without moving in the circumferential direction with respect to the guide 25. As a result, the screw shaft 22a can be reciprocated without trouble. Moreover, in the 2nd mass damper 4, reaction force torque acts on the screw shaft 22a from the 2nd rotation mass 23 with generation | occurrence | production of the relative displacement between the outer cylinder 21 and the screw shaft 22a on the structure. On the other hand, the ball 25b is engaged with the hemispherical groove 25a of the guide 25 fixed to the outer cylinder 21 and the spline groove 22d extending in the axial direction of the screw shaft 22a. Even if torque acts on the screw shaft 22a, the rotation of the screw shaft 22a relative to the outer cylinder 21 is prevented.

また、図1及び図6に示すように、第2マスダンパ4は、その外筒21が構造物Bの屋上Rの左右方向の中央に一体に設けられた取付部Tに固定されることによって、構造物Bの屋上Rに連結されており、外筒21及びねじ軸22aが左右方向に延びている。   Moreover, as shown in FIG.1 and FIG.6, the 2nd mass damper 4 fixes the outer cylinder 21 to the attachment part T integrally provided in the center of the left-right direction of the rooftop R of the structure B, It is connected to the roof R of the structure B, and the outer cylinder 21 and the screw shaft 22a extend in the left-right direction.

第2付加振動系VA2のケーブル5は、左ケーブル5a及び右ケーブル5bから成り、両ケーブル5a、5bは、構造物Bを中心として、左右対称に配置されている。また、左右のケーブル5a、5bはいずれも、鋼線で構成され、それらのばね定数が互いに同じ値に設定されており、両ケーブル5a、5bには、後述するように設定されたプレテンションが付与されている。   The cable 5 of the second additional vibration system VA2 includes a left cable 5a and a right cable 5b, and both the cables 5a and 5b are arranged symmetrically about the structure B. Both the left and right cables 5a and 5b are made of steel wires, and their spring constants are set to the same value. Both cables 5a and 5b have a pretension set as described later. Has been granted.

図7に示すように、右ケーブル5bは、その一端部が右側の支持部材2の取付部6bの前述した案内孔6cに上方から挿入されている。また、右ケーブル5bの一端部は、案内孔6cよりも下方に位置しており、この一端部には、上側から順に、構造物Bが振動していないときに取付部6bに下方から当接するストッパー部31と、右ケーブル5bにテンションを付与するための錘32とが取り付けられている。ストッパー部31は、ダブルナットなどで構成されており、案内孔6cよりも大きな径を有している。また、錘32には、その振れを防止するための振止め防止機構(図示せず)が設けられている。   As shown in FIG. 7, one end of the right cable 5 b is inserted from above into the guide hole 6 c of the mounting portion 6 b of the right support member 2. One end portion of the right cable 5b is located below the guide hole 6c, and this one end portion comes into contact with the attachment portion 6b from below when the structure B is not vibrating in order from the upper side. A stopper 31 and a weight 32 for applying tension to the right cable 5b are attached. The stopper part 31 is comprised with the double nut etc., and has a larger diameter than the guide hole 6c. Further, the weight 32 is provided with an anti-sway mechanism (not shown) for preventing the shake.

また、図1、図7及び図8に示すように、右ケーブル5bは、その途中で第1滑車8及び第2滑車9に巻き回されており、右ケーブル5bの他端部は、第2マスダンパ4の前述したねじ軸22aの右端部に連結されている(図6参照)。   As shown in FIGS. 1, 7 and 8, the right cable 5b is wound around the first pulley 8 and the second pulley 9 in the middle thereof, and the other end of the right cable 5b is connected to the second cable 5b. The mass damper 4 is connected to the right end of the aforementioned screw shaft 22a (see FIG. 6).

第1滑車8は、2つの滑車で構成され、構造物Bの前述した上壁WUの右端部に取り付けられており、上壁WUから右方に突出している。また、第1滑車8を構成する2つの滑車は、互いに前後方向に並んでおり、前後方向に延びる軸線を中心として回転自在である。第2滑車9は、1つの滑車で構成され、支持部材2の取付部6bの上面に取り付けられており、前後方向に延びる軸線を中心として回転自在である。   The first pulley 8 is composed of two pulleys, is attached to the right end portion of the above-described upper wall WU of the structure B, and protrudes rightward from the upper wall WU. The two pulleys constituting the first pulley 8 are arranged in the front-rear direction and are rotatable about an axis extending in the front-rear direction. The second pulley 9 is composed of one pulley, is attached to the upper surface of the attachment portion 6b of the support member 2, and is rotatable about an axis extending in the front-rear direction.

右ケーブル5bは、支持部材2の案内孔6cから上方に延び、前側の第1滑車8に巻き回されて下方に延び、さらに、第2滑車9に巻き回されて上方に延び、後ろ側の第1滑車8に巻き回され、第2マスダンパ4に向かって左方に延びている。   The right cable 5b extends upward from the guide hole 6c of the support member 2, is wound around the front first pulley 8 and extends downward, and is further wound around the second pulley 9 and extends upward, It is wound around the first pulley 8 and extends leftward toward the second mass damper 4.

以上の右ケーブル5b、ストッパー部31、錘32、第1及び第2滑車8、9についての説明は、左ケーブル5aについても、左右が逆なだけで同様に当てはまるので、その詳細な説明を省略する。また、左右のケーブル5a、5bが第2マスダンパ4を中心として左右対称に設けられているので、両ケーブル5a、5bのプレテンションによる引張力は、第2マスダンパ4のねじ軸22aに対して、互いに反対方向に作用する。これにより、ねじ軸22aは、外筒21に対して、図6に示す中立位置に保持される。   The above description of the right cable 5b, the stopper portion 31, the weight 32, the first and second pulleys 8 and 9 is similarly applied to the left cable 5a except that the left and right sides are reversed, and thus detailed description thereof is omitted. To do. Further, since the left and right cables 5a and 5b are provided symmetrically about the second mass damper 4, the tensile force due to the pre-tension of both the cables 5a and 5b is applied to the screw shaft 22a of the second mass damper 4. Acts in opposite directions. Thereby, the screw shaft 22a is held at the neutral position shown in FIG.

制振装置はさらに、ねじれ防止機構41及び座屈防止機構51を備えている。ねじれ防止機構41は、前述した第1マスダンパ3の回転変換動作に伴って第1マスダンパ3から作用する大きな反力トルクによる支持部材2のねじれを防止するためのものである。また、座屈防止機構51は、構造物Bの振動による揺動に伴って作用する圧縮荷重による支持部材2(柱材6、6)の座屈を防止するためのものである。   The vibration damping device further includes a twist prevention mechanism 41 and a buckling prevention mechanism 51. The twist preventing mechanism 41 is for preventing the support member 2 from being twisted by a large reaction force torque acting from the first mass damper 3 in accordance with the rotation conversion operation of the first mass damper 3 described above. Further, the buckling prevention mechanism 51 is for preventing buckling of the support member 2 (column members 6 and 6) due to a compressive load that acts as the structure B swings due to vibration.

図1、図9及び図10に示すように、ねじれ防止機構41は、第1マスダンパ3の直下に配置されており、構造物Bに設けられた拘束用のスラブ42と、スラブ42に取り付けられた滑り板43などで構成されている。   As shown in FIGS. 1, 9, and 10, the torsion prevention mechanism 41 is disposed immediately below the first mass damper 3, and is attached to the slab 42 and the restraining slab 42 provided in the structure B. The sliding plate 43 is configured.

スラブ42は、構造物Bに一体に設けられたコンクリート製のものであり、構造物Bの外周に沿って水平に延びている(図1及び図2参照)。スラブ42には、支持部材2の柱材6、6に対応する位置に、複数の矩形の拘束孔42aが形成されており、各拘束孔42aに柱材6が挿入されている。   The slab 42 is made of concrete provided integrally with the structure B, and extends horizontally along the outer periphery of the structure B (see FIGS. 1 and 2). A plurality of rectangular restraint holes 42a are formed in the slab 42 at positions corresponding to the pillar members 6 and 6 of the support member 2, and the pillar member 6 is inserted into each restraint hole 42a.

滑り板43は、滑性を有する材料、例えばフッ素樹脂で構成されており、拘束孔42aの四方の壁面にそれぞれ貼り付けられている。また、柱材6のフランジ対向面FS及び他方のフランジ6aの主面には、拘束孔42aに対応する位置に、ステンレスなどで構成された当接板2aがそれぞれ貼り付けられており、これらの当接板2aは、若干の隙間をもって滑り板43に対向している。   The sliding plate 43 is made of a material having lubricity, for example, a fluororesin, and is attached to the four wall surfaces of the restraining hole 42a. Further, contact plates 2a made of stainless steel or the like are attached to the flange facing surface FS of the column member 6 and the main surface of the other flange 6a at positions corresponding to the restraining holes 42a. The abutting plate 2a faces the sliding plate 43 with a slight gap.

座屈防止機構51は、1つの支持部材2に対して4個づつ(図1には3個のみ図示)、計8個設けられており、4つの座屈防止機構51は、ねじれ防止機構41よりも下側の4箇所に、互いに等間隔に配置されている。   Four buckling prevention mechanisms 51 are provided for each support member 4 (four are shown in FIG. 1), and a total of eight buckling prevention mechanisms 51 are provided. Are arranged at equal intervals from each other at the lower four positions.

図3及び図11に示すように、各座屈防止機構51は、一対のレール52、52及びスライダ53、53を有している。各レール52は、棒状に形成されており、柱材6のフランジ対向面FSにボルトなどで取り付けられており、上下方向に延びている。また、レール52には、上下方向に延びる前後一対の案内溝52aが形成されており(図11に一方のみ図示)、各案内溝52aには、複数のボール(図示せず)が転動自在に嵌合している。   As shown in FIGS. 3 and 11, each buckling prevention mechanism 51 has a pair of rails 52 and 52 and sliders 53 and 53. Each rail 52 is formed in a rod shape, is attached to the flange facing surface FS of the column member 6 with a bolt or the like, and extends in the vertical direction. The rail 52 is formed with a pair of front and rear guide grooves 52a extending in the vertical direction (only one is shown in FIG. 11), and a plurality of balls (not shown) can freely roll in each guide groove 52a. Is fitted.

各スライダ53は、その平面からみた断面がコ字状になっており、その凹部53aが支持部材2側に開口している。スライダ53は、凹部53aの側面がレール52の側面に当接するとともに、上記のボールを介してレール52の案内溝52aに係合しており、レール52の長さ方向にのみ移動自在である(前後方向及び左右方向には移動不能である)。また、スライダ53の構造物B側の側面が、取付部材53bを介して構造物Bの側面に取り付けられている。   Each slider 53 has a U-shaped cross section when viewed from the plane, and a concave portion 53a is open to the support member 2 side. The slider 53 abuts the side surface of the recess 53 a against the side surface of the rail 52 and engages with the guide groove 52 a of the rail 52 through the above-described ball, and is movable only in the length direction of the rail 52 ( It cannot move in the front-rear direction and the left-right direction). Further, the side surface of the slider 53 on the structure B side is attached to the side surface of the structure B via the attachment member 53b.

以上の構成の制振装置では、図12に示すように、構造物Bが地震などにより揺動すると、構造物Bの変位が、支持部材2、2を介して第1マスダンパ3、3に伝達されるとともに、支持部材2、2及び左右のケーブル5a、5bを介して第2マスダンパ4に伝達される。それに伴い、第1マスダンパ3の回転変換動作によって、第1回転マス13が回転するとともに、支持部材2に圧縮荷重及び引張荷重が交互に繰り返し作用し、支持部材2及び第1マスダンパ3から成る第1付加振動系VA1が振動する。これにより、構造物Bの振動エネルギが第1付加振動系VA1で吸収されることによって、構造物Bの振動が抑制される。   In the vibration damping device having the above configuration, as shown in FIG. 12, when the structure B swings due to an earthquake or the like, the displacement of the structure B is transmitted to the first mass dampers 3 and 3 via the support members 2 and 2. And transmitted to the second mass damper 4 via the support members 2 and 2 and the left and right cables 5a and 5b. Accordingly, the first rotary mass 13 is rotated by the rotation conversion operation of the first mass damper 3, and the compressive load and the tensile load are alternately and repeatedly applied to the support member 2, and the first mass damper 3 composed of the support member 2 and the first mass damper 3. 1 Additional vibration system VA1 vibrates. Thereby, the vibration of the structure B is suppressed by the vibration energy of the structure B being absorbed by the first additional vibration system VA1.

この場合、第1回転マス13の質量や支持部材2のばね定数は、第1付加振動系VA1の固有振動数が構造物Bの一次固有振動数(振動モードが一次モードのときの固有振動数)に同調するように、設定されている。   In this case, the mass of the first rotating mass 13 and the spring constant of the support member 2 are such that the natural frequency of the first additional vibration system VA1 is the primary natural frequency of the structure B (the natural frequency when the vibration mode is the primary mode). ).

また、上記の第1付加振動系VA1が、その固有振動数が構造物Bの一次固有振動数に同調した状態で振動しているときには、図16を用いて前述したように、支持部材2の上端部と構造物Bの屋上Rとの間の変位の最大値は、基礎Fと屋上Rとの間の変位の最大値よりも大きくなるため、第1マスダンパ3が設けられていない前述した従来の場合よりも大きくなり、また、両者の間の位相は約π/2である。   Further, when the first additional vibration system VA1 vibrates in a state where its natural frequency is synchronized with the primary natural frequency of the structure B, as described above with reference to FIG. Since the maximum value of the displacement between the upper end portion and the rooftop R of the structure B is larger than the maximum value of the displacement between the foundation F and the rooftop R, the aforementioned conventional mass damper 3 is not provided. And the phase between the two is about π / 2.

本実施形態によれば、この支持部材2の上端部と屋上Rとの間の変位が、第1及び第2滑車8、9に巻き回された左右のケーブル5a、5bを介して、第2マスダンパ4に伝達され、第2回転マス23が回転し、左右のケーブル5a、5b及び第2マスダンパ4から成る第2付加振動系VA2が振動する。この場合、第1滑車8が屋上Rに連結されるとともに、第2滑車9が支持部材2の上端部に取り付けられていることから、両滑車8、9の一方は他方に対して動滑車として機能する。これにより、左右のケーブル5a、5bを介して第2マスダンパ4に伝達される変位は、第1及び第2滑車8、9における各ケーブルの折り返しの数(値3、図8参照)だけ、倍増する。   According to the present embodiment, the displacement between the upper end of the support member 2 and the rooftop R is the second via the left and right cables 5a and 5b wound around the first and second pulleys 8 and 9. The second rotary mass 23 is transmitted to the mass damper 4, and the second additional vibration system VA2 including the left and right cables 5a and 5b and the second mass damper 4 vibrates. In this case, since the first pulley 8 is connected to the rooftop R and the second pulley 9 is attached to the upper end portion of the support member 2, one of the pulleys 8 and 9 is a moving pulley with respect to the other. Function. As a result, the displacement transmitted to the second mass damper 4 via the left and right cables 5a, 5b is doubled by the number of turns of each cable in the first and second pulleys 8, 9 (value 3, see FIG. 8). To do.

前述した第1付加振動系VA1の共振による変位の増大効果と、第1及び第2滑車8、9から成る動滑車による変位の増大効果とによって、構造物Bの振動に伴って支持部材2及び左右のケーブル5a、5bを介して第2マスダンパ4に伝達される変位を、より増大させることができ、それにより、左右のケーブル5a、5b及び第2マスダンパ4から成る第2付加振動系VA2で吸収される構造物Bの振動エネルギを増大させることができる。このように、従来の場合と異なり、動滑車による変位の増大効果のみならず、第1付加振動系VA1の共振による変位の増大効果が得られることから、第1及び第2滑車8、9の数を増大させる必要がないため、左右のケーブル5a、5bの長さ、すなわち左右のケーブル5a、5bの剛性(ばね定数)を適切に設定でき、それにより、第2マスダンパ4を含めた制振装置全体による制振効果を適切に得ることができる。   Due to the above-described displacement increasing effect due to the resonance of the first additional vibration system VA1 and the displacement increasing effect due to the moving pulley composed of the first and second pulleys 8 and 9, the supporting member 2 and The displacement transmitted to the second mass damper 4 via the left and right cables 5a and 5b can be further increased, so that the second additional vibration system VA2 including the left and right cables 5a and 5b and the second mass damper 4 can be used. The vibration energy of the structure B to be absorbed can be increased. Thus, unlike the conventional case, not only the displacement increasing effect due to the moving pulley but also the displacement increasing effect due to the resonance of the first additional vibration system VA1 can be obtained, so that the first and second pulleys 8 and 9 Since it is not necessary to increase the number, the lengths of the left and right cables 5a and 5b, that is, the rigidity (spring constant) of the left and right cables 5a and 5b can be set appropriately, and thereby the vibration control including the second mass damper 4 is performed. The vibration control effect by the whole apparatus can be obtained appropriately.

また、本実施形態における第1及び第2付加振動系VA1、VA2は、その動作から明らかなように、モデル化すると、前述した図15と同様に示される。このモデル図から明らかなように、第2付加振動系VA2は、第1付加振動系VA1の全体に対して並列に設けられておらず、第1付加振動系VA1の第1回転マス13の動作に対して、第2付加振動系VA2の動作が並列に作用する。したがって、第1及び第2付加振動系VA1、VA2の組合わせにより構成された付加振動系の固有振動数として、2つの組合わせ固有振動数がそれぞれ別個に存在する。   Further, the first and second additional vibration systems VA1 and VA2 in the present embodiment are shown in the same manner as in FIG. As is apparent from this model diagram, the second additional vibration system VA2 is not provided in parallel with the entire first additional vibration system VA1, and the operation of the first rotating mass 13 of the first additional vibration system VA1. On the other hand, the operation of the second additional vibration system VA2 acts in parallel. Therefore, two combined natural frequencies exist separately as the natural frequencies of the additional vibration system configured by combining the first and second additional vibration systems VA1 and VA2.

本実施形態によれば、第1及び第2回転マス13、23の質量や、支持部材2及び左右のケーブル5a、5bのばね定数(以下「第1及び第2付加振動系VA1、VA2の諸元」という)は、上記の2つの組合わせ固有振動数がそれぞれ構造物Bの一次固有振動数及び二次固有振動数(振動モードが二次モードのときの固有振動数)に多重同調するように、設定されている。これにより、構造物Bの一次及び二次振動モードによる振動を適切に抑制することができる。なお、第1及び第2付加振動系VA1、VA2の諸元の設定によって、2つの組合わせ固有振動数を構造物の同じ1つの所望の固有振動数に多重同調させてもよい。   According to the present embodiment, the masses of the first and second rotating masses 13 and 23 and the spring constants of the support member 2 and the left and right cables 5a and 5b (hereinafter referred to as various characteristics of the first and second additional vibration systems VA1 and VA2). The above-mentioned two combined natural frequencies are multiple-tuned to the primary natural frequency and the secondary natural frequency of the structure B (the natural frequency when the vibration mode is the secondary mode), respectively. Is set. Thereby, the vibration by the primary and secondary vibration mode of the structure B can be suppressed appropriately. Note that the two combined natural frequencies may be multiple-tuned to the same desired natural frequency of the structure by setting the specifications of the first and second additional vibration systems VA1 and VA2.

また、構造物Bの揺動に伴い、支持部材2に圧縮荷重が作用しても、支持部材2の柱材6に取り付けられた座屈防止機構51のレール52に、構造物Bに取り付けられたスライダ53が上下方向にのみ移動自在に係合しているので、この圧縮荷重による支持部材2の座屈を防止することができる。   Further, even when a compressive load is applied to the support member 2 as the structure B swings, the structure B is attached to the rail 52 of the buckling prevention mechanism 51 attached to the column member 6 of the support member 2. Since the slider 53 is engaged so as to be movable only in the vertical direction, buckling of the support member 2 due to this compressive load can be prevented.

さらに、一対の柱材6、6は、それぞれがH形鋼で構成され、構造物Bの側面(鉛直方向に延びる構造物Bの鉛直面)に沿って前後方向に互いに並ぶとともに、それらのフランジ対向面FSが構造物Bの側面と平行になるように、配置されている。さらに、一対の柱材6、6は、水平方向に延びる梁材7によって互いに接続されている。このように、一対の柱材6、6と、梁材7とによってラーメン構造が構成されている。   Further, each of the pair of column members 6 and 6 is made of H-shaped steel, and is lined up in the front-rear direction along the side surface of the structure B (the vertical surface of the structure B extending in the vertical direction), and the flanges thereof. It arrange | positions so that the opposing surface FS may become in parallel with the side surface of the structure B. FIG. Further, the pair of column members 6 and 6 are connected to each other by a beam member 7 extending in the horizontal direction. Thus, the pair of pillar members 6 and 6 and the beam member 7 constitute a ramen structure.

以上の構成により、構造物Bが振動(曲げ変形)することによって、構造物Bから支持部材2に押圧力が作用しても、柱材6のH形鋼の強軸回りに関しては、座屈防止機構51による座屈防止により、支持部材2の座屈を確実に防止することができる。また、柱材6のH形鋼の弱軸回りに関しては、水平方向に延びる梁7と一対の柱材6、6で構成されたラーメン構造により、座屈防止機構51による座屈防止と相まって、支持部材2の座屈を確実に防止することができる。   With the above configuration, even if a pressing force acts on the support member 2 from the structure B due to the vibration (bending deformation) of the structure B, the column member 6 is buckled about the strong axis of the H-shaped steel. By preventing the buckling mechanism 51 from buckling, the buckling of the support member 2 can be reliably prevented. In addition, with respect to the weak axis of the H-shaped steel of the column member 6, coupled with the buckling prevention by the buckling prevention mechanism 51 due to the frame structure composed of the beam 7 extending in the horizontal direction and the pair of column members 6, 6, The buckling of the support member 2 can be reliably prevented.

また、第1マスダンパ3の回転変換動作に伴い、第1マスダンパ3から支持部材2の柱材6、6に反力トルクが作用することにより、柱材6、6がねじれそうになると、各柱材6が、ねじれ防止機構41の拘束孔42aの縁部で係止されることによって、拘束される。これにより、第1マスダンパ3の大きな反力トルクが作用した場合でも、それによる支持部材2全体のねじれを確実に防止することができる。また、ねじれ防止機構41が第1マスダンパ3の直下に配置され、支持部材2の第1マスダンパ3との連結部に近い部分を係止するので、支持部材2のねじれ防止を効果的に行うことができる。   Further, when the reaction force torque acts on the column members 6 and 6 of the support member 2 from the first mass damper 3 due to the rotation conversion operation of the first mass damper 3, the column members 6 and 6 are likely to be twisted. The material 6 is restrained by being locked at the edge of the restraining hole 42 a of the twist preventing mechanism 41. Thereby, even when the large reaction force torque of the 1st mass damper 3 acts, torsion of the support member 2 whole by it can be prevented reliably. Further, since the twist preventing mechanism 41 is disposed immediately below the first mass damper 3 and locks the portion of the support member 2 that is close to the connecting portion with the first mass damper 3, the support member 2 can be effectively prevented from being twisted. Can do.

以上のように支持部材2の座屈及びねじれが防止される結果、構造物Bの変位を、支持部材2を介して第1及び第2マスダンパ3、4にロスなく伝達しながら、第1及び第2回転マス13、23の回転運動に良好に変換でき、したがって、構造物Bの振動を適切に抑制することができる。   As a result of preventing the buckling and twisting of the support member 2 as described above, the displacement of the structure B is transmitted through the support member 2 to the first and second mass dampers 3 and 4 without loss, It can convert into the rotational motion of the 2nd rotation mass 13 and 23 favorably, Therefore, the vibration of the structure B can be suppressed appropriately.

また、前述した構成から明らかなように、構造物Bが振動により揺動するのに伴い、支持部材2は、上下方向に交互に移動(振動)するのに対し、座屈防止機構51のレール52が上下方向に延びるとともに、スライダ53がレール52の長さ方向に移動自在であるので、支持部材2の座屈を防止しながら、この支持部材2の上下方向の移動を円滑に行うことができる。さらに、支持部材2(柱材6)がねじれ防止機構41の当接板2aを介して滑り板43に当接するので、支持部材2が拘束孔42aに対して上下方向に相対的に移動するときの摩擦抵抗が低減され、それにより、支持部材2の移動を円滑に行うことができる。以上のように、レール52、スライダ53、当接板2a及び滑り板43によって、支持部材2の上下方向の移動を円滑に行えるので、構造物Bの変位の伝達ロスをさらに抑制することができる。   Further, as is clear from the above-described configuration, as the structure B swings due to vibration, the support member 2 alternately moves (vibrates) in the vertical direction, whereas the rail of the buckling prevention mechanism 51 Since 52 extends in the vertical direction and the slider 53 is movable in the length direction of the rail 52, it is possible to smoothly move the support member 2 in the vertical direction while preventing the support member 2 from buckling. it can. Further, since the support member 2 (the column member 6) contacts the sliding plate 43 via the contact plate 2a of the twist prevention mechanism 41, the support member 2 moves relative to the restraining hole 42a in the vertical direction. The frictional resistance is reduced, so that the support member 2 can be moved smoothly. As described above, the rail 52, the slider 53, the contact plate 2a, and the sliding plate 43 can smoothly move the support member 2 in the vertical direction, so that the transmission loss of the displacement of the structure B can be further suppressed. .

さらに、支持部材2の上端部に設けられた取付部6bに、上下方向に貫通する案内孔6cが形成されており、左右のケーブル5a、5bの各々の一端部は、案内孔6cに上方から挿入されるとともに、案内孔6cよりも下方に位置している。また、左右のケーブル5a、5bには、プレテンションが付与されており、両ケーブル5a、5bの各々の一端部には、上側から順に、構造物Bが振動していないときに取付部6bに下方から当接するストッパー部31と、両ケーブル5a、5bの各々にテンションを付与するための錘32とが取り付けられている。このように、左右のケーブル5a、5bは、その一端部に取り付けられたストッパー部31が取付部6bに当接することによって、支持部材2、2にそれぞれ連結されている。   Further, a guide hole 6c penetrating in the vertical direction is formed in the mounting portion 6b provided at the upper end of the support member 2, and one end of each of the left and right cables 5a and 5b is inserted into the guide hole 6c from above. While being inserted, it is positioned below the guide hole 6c. The left and right cables 5a and 5b are pre-tensioned, and one end of each of the cables 5a and 5b is attached to the attachment portion 6b when the structure B is not vibrating sequentially from the top. A stopper portion 31 that contacts from below and a weight 32 for applying tension to each of the cables 5a and 5b are attached. Thus, the left and right cables 5a and 5b are connected to the support members 2 and 2 by the stopper portion 31 attached to one end thereof contacting the attachment portion 6b.

また、図12に二点鎖線で示すように、構造物Bが振動により左方に揺動したときには、第2マスダンパ4の反力が右ケーブル5bに対して引張力として作用することにより、右ケーブル5bのストッパー部31が右側の支持部材2の上端部の取付部6bに当接した状態が維持され(図7参照)、右ケーブル5bと支持部材2との連結状態が保持されるとともに、右ケーブル5bのテンションが増大する。   Further, as shown by a two-dot chain line in FIG. 12, when the structure B swings leftward due to vibration, the reaction force of the second mass damper 4 acts as a tensile force on the right cable 5b, thereby The state in which the stopper portion 31 of the cable 5b is in contact with the mounting portion 6b at the upper end portion of the right support member 2 is maintained (see FIG. 7), and the connection state between the right cable 5b and the support member 2 is maintained. The tension of the right cable 5b increases.

一方、図12に実線で示すように、構造物Bが振動により右方に揺動したときには、第2マスダンパ4の反力が右ケーブル5bのテンションを低減させる方向に作用する。これにより、右ケーブル5bのプレテンションがなくなることで、その一端部が右側の支持部材2の取付部6bに対して下方に移動し、その結果、図13に示すように、右ケーブル5bのストッパー部31が右側の支持部材2の取付部6bから離れ、右ケーブル5bと支持部材2の間の連結が解かれるようになる。この場合、右ケーブル5bの一端部にテンションを付与するための錘32が取り付けられているので、この錘32の重力によって、右ケーブル5bを弛ませずにテンション状態に保持でき、したがって、右ケーブル5bが第1及び第2滑車8、9から外れるのを防止することができる。   On the other hand, as shown by a solid line in FIG. 12, when the structure B swings to the right due to vibration, the reaction force of the second mass damper 4 acts in a direction to reduce the tension of the right cable 5b. As a result, the pretension of the right cable 5b is eliminated, so that one end portion thereof moves downward with respect to the mounting portion 6b of the right support member 2, and as a result, as shown in FIG. 13, the stopper of the right cable 5b. The part 31 is separated from the attachment part 6b of the right support member 2, and the connection between the right cable 5b and the support member 2 is released. In this case, since a weight 32 for applying tension is attached to one end of the right cable 5b, the right cable 5b can be held in a tensioned state without being loosened by the gravity of the weight 32. It can prevent that 5b remove | deviates from the 1st and 2nd pulleys 8 and 9. FIG.

以上の図7、図12及び図13を用いて説明した作用・効果は、左ケーブル5aについても同様に得ることができる。   The actions and effects described with reference to FIGS. 7, 12, and 13 can be obtained similarly for the left cable 5a.

また、左右のケーブル5a、5bのプレテンションは、次のように設定されている。すなわち、図14は、両ケーブル5a、5bの全体の変位(変形量、以下「ケーブル変位」という)と、両ケーブル5a、5bの反力の合力(以下「ケーブル反力F」という)との関係を示している。また、同図において、kは、両ケーブル5a、5bの各々のばね定数である。前述したように、プレテンションによる左右のケーブル5a、5bの反力は、ねじ軸22aに対して互いに反対方向に作用し、それによりねじ軸22aが中立位置に保持されている。   Further, the pre-tension of the left and right cables 5a and 5b is set as follows. That is, FIG. 14 shows the total displacement of both cables 5a and 5b (deformation amount, hereinafter referred to as “cable displacement”) and the resultant force of both cables 5a and 5b (hereinafter referred to as “cable reaction force F”). Showing the relationship. In the figure, k is the spring constant of each of the cables 5a and 5b. As described above, the reaction forces of the left and right cables 5a and 5b due to the pretension act on the screw shaft 22a in opposite directions, whereby the screw shaft 22a is held in the neutral position.

構造物Bが振動により右方に揺動すると、第2マスダンパ4の反力によって、左ケーブル5aの伸びが増大し、その反力が増大する一方、プレテンションによる右ケーブル5bの伸びが減少し、その反力も減少する。そして、プレテンションによる右ケーブル5bの伸びがなくなると、ケーブル反力Fは、左ケーブル5aの反力のみとなる。   When the structure B swings to the right due to vibration, the reaction force of the second mass damper 4 increases the elongation of the left cable 5a, and the reaction force increases, while the elongation of the right cable 5b due to pretension decreases. The reaction force also decreases. When the extension of the right cable 5b due to the pretension is lost, the cable reaction force F is only the reaction force of the left cable 5a.

これとは逆に、構造物Bが振動により左方に揺動すると、第2マスダンパ4の反力によって、右ケーブル5bの伸びが増大し、その反力が増大する一方、プレテンションによる左ケーブル5aの伸びが減少し、その反力も減少する。そして、プレテンションによる左ケーブル5aの伸びがなくなると、ケーブル反力Fは、右ケーブル5bの反力のみとなる。   On the contrary, when the structure B swings to the left due to vibration, the reaction force of the second mass damper 4 increases the elongation of the right cable 5b, which increases the reaction force, while the left cable due to pretensioning increases. The elongation of 5a decreases and the reaction force also decreases. When the extension of the left cable 5a due to the pretension is lost, the cable reaction force F is only the reaction force of the right cable 5b.

以上の動作から、ケーブル変位とケーブル反力Fの関係は、例えば図14のように示される。両者の関係が同図のように示されることと、構造物Bの変位が大きいほど、ケーブル変位がより大きくなることから、左右のケーブル5a、5b全体のばね定数(接線剛性)は、構造物Bの変位に対して、バイリニアな特性を有する。   From the above operation, the relationship between the cable displacement and the cable reaction force F is shown in FIG. 14, for example. The relationship between the two is shown in the same figure, and the greater the displacement of the structure B, the greater the displacement of the cable. Therefore, the spring constant (tangential rigidity) of the left and right cables 5a, 5b is the structure. Bilinear characteristics with respect to the displacement of B.

本実施形態では、左右のケーブル5a、5bの各々のばね定数kは、より具体的には、両ケーブル5a、5bがテンション状態にあることによって、左右のケーブル5a、5b全体のばね定数がk+k=2kであるときに、前述した2つの組合わせ固有振動数が構造物Bの一次及び二次の固有振動数にそれぞれ多重同調するように、設定されている。また、左右のケーブル5a、5bのプレテンションは、構造物Bの変位が所定値よりも大きくなったときに左右のケーブル5a、5bの一方のプレテンションがなくなるように、設定されている。   In the present embodiment, the spring constant k of each of the left and right cables 5a, 5b is more specifically set to the k + k of the spring constant of the entire left and right cables 5a, 5b due to the tension of both the cables 5a, 5b. When = 2k, the above-described two combined natural frequencies are set so as to be multiplex-tuned to the primary and secondary natural frequencies of the structure B, respectively. In addition, the pretension of the left and right cables 5a and 5b is set so that one of the left and right cables 5a and 5b has no pretension when the displacement of the structure B becomes larger than a predetermined value.

以上の左右のケーブル5a、5bのばね定数k及びプレテンションの設定により、構造物Bの変位が大きくなるのに伴って第1及び第2マスダンパ3、4の反力が構造物Bの振動に同調して過大にならないうちに、両ケーブル5a、5b全体のばね定数がより小さくなり、それにより2つの組合わせ固有振動数が構造物Bの一次及び二次固有振動数とそれぞれ異なるようになるので、第1及び第2マスダンパ3、4の反力を抑制することができる。したがって、構造物B、左右のケーブル5a、5b、支持部材2、第1及び第2マスダンパ3、4に過大な応力が発生するのを防止することができる。あるいは、左右のケーブル5a、5bの各々のばね定数kを、両ケーブル5a、5b全体のばね定数がk+k=2kであるときに、2つの組合わせ固有振動数が構造物Bの同じ1つの所望の固有振動数に多重同調するように、設定してもよい。   By setting the spring constant k and the pretension of the left and right cables 5a and 5b as described above, the reaction force of the first and second mass dampers 3 and 4 causes vibration of the structure B as the displacement of the structure B increases. Before being oversized in synchronism, the spring constant of both cables 5a and 5b becomes smaller, so that the two combined natural frequencies are different from the primary and secondary natural frequencies of the structure B, respectively. Therefore, the reaction force of the first and second mass dampers 3 and 4 can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent an excessive stress from being generated in the structure B, the left and right cables 5a and 5b, the support member 2, the first and second mass dampers 3 and 4. Alternatively, when the spring constant k of each of the left and right cables 5a and 5b is k + k = 2k, the combined frequency of the two cables 5a and 5b is the same one desired for the structure B. It is also possible to set so that multiple tuning is performed at the natural frequency.

あるいは、左右のケーブル5a、5bのばね定数k及びプレテンションを次のように設定してもよい。すなわち、左右のケーブル5a、5bのプレテンションを、錘32の重さ程度の比較的小さな値に設定するとともに、両ケーブル5a、5bのばね定数kを、両ケーブル5a、5bの一方がテンション状態にあることによって、左右のケーブル5a、5b全体のばね定数がkであるときに、2つの組合わせ固有振動数が構造物Bの一次及び二次の固有振動数にそれぞれ多重同調するように、あるいは、構造物Bの同じ1つの所望の固有振動数に多重同調するように、設定してもよい。その場合には、左右のケーブル5a、5bとして、より強度の低い、安価なものを採用することができる。   Alternatively, the spring constant k and pretension of the left and right cables 5a and 5b may be set as follows. That is, the pretension of the left and right cables 5a and 5b is set to a relatively small value such as the weight of the weight 32, and the spring constant k of both the cables 5a and 5b is set to be in a tension state. Therefore, when the spring constant of the entire left and right cables 5a and 5b is k, the two combined natural frequencies are respectively tuned to the primary and secondary natural frequencies of the structure B. Or you may set so that it may carry out multiple tuning to the same one desired natural frequency of the structure B. FIG. In that case, as the left and right cables 5a and 5b, it is possible to adopt a cheaper cable having lower strength.

また、第1及び第2滑車8、9の少なくとも一方の滑車の回転を減衰させるための減衰機構を設けてもよい。この減衰機構は、例えば、この少なくとも一方の滑車に同軸状に一体に設けられたギヤと、このギヤを収容するとともに回転自在に支持するケースと、ケース内に充填された粘性体などで構成される。ケースは、少なくとも一方の滑車が第1滑車8のときには上壁WUに、第2滑車9のときには支持部材2の取付部6bに、それぞれ取り付けられる。   Further, an attenuation mechanism for attenuating the rotation of at least one of the first and second pulleys 8 and 9 may be provided. The damping mechanism includes, for example, a gear integrally provided coaxially with the at least one pulley, a case that accommodates the gear and supports it rotatably, and a viscous material filled in the case. The The case is attached to the upper wall WU when at least one pulley is the first pulley 8, and to the attachment portion 6b of the support member 2 when the pulley is the second pulley 9.

以上の構成の減衰機構では、構造物Bの振動による変位に伴って左右のケーブル5a、5bが引っ張られ、第1及び第2滑車8、9が回転すると、ギヤが少なくとも一方の滑車とともにケースに対して回転し、ケース内の粘性体がギヤでかき回される。その結果、粘性体の減衰力が、ギヤ、少なくとも一方の滑車及び左右のケーブル5a、5bを介して、構造物Bに作用することにより、制振装置の制振効果をより有効に得ることができる。   In the damping mechanism having the above configuration, when the left and right cables 5a and 5b are pulled in accordance with the displacement caused by the vibration of the structure B and the first and second pulleys 8 and 9 are rotated, the gear is moved into the case together with at least one pulley. The viscous body in the case is swirled by the gear. As a result, the damping force of the damping device can be obtained more effectively by the damping force of the viscous body acting on the structure B via the gear, at least one pulley, and the left and right cables 5a and 5b. it can.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、支持部材2の下端部を基礎Fに連結しているが、構造物Bの下端部や地下階を介して、基礎Fに連結してもよい。また、実施形態では、支持部材2の下端部を基礎Fに連結するとともに、第1滑車8、第1及び第2マスダンパ3、4を、構造物Bの屋上Rに連結しているが、支持部材2と、第1滑車8、第1及び第2マスダンパ3、4との位置関係を、上下逆にしてもよい。その場合には、支持部材の上端部が構造物の屋上に連結され、第1滑車、第1及び第2マスダンパが基礎に連結される。また、支持部材の下端部に、第1マスダンパ及びケーブルの一端部が連結されるとともに、第2滑車が取り付けられる。また、この場合、第1滑車、第1及び第2マスダンパを、構造物の下端部や地下階を介して、基礎に連結してもよい。   In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the lower end of the support member 2 is connected to the foundation F, but may be connected to the foundation F via the lower end of the structure B or an underground floor. Moreover, in embodiment, while connecting the lower end part of the supporting member 2 to the foundation F, and connecting the 1st pulley 8, the 1st and 2nd mass dampers 3 and 4 to the rooftop R of the structure B, it is supported. The positional relationship between the member 2 and the first pulley 8, the first and second mass dampers 3, 4 may be reversed upside down. In this case, the upper end portion of the support member is connected to the roof of the structure, and the first pulley, the first and second mass dampers are connected to the foundation. The first mass damper and one end of the cable are connected to the lower end of the support member, and the second pulley is attached. In this case, the first pulley, the first and second mass dampers may be connected to the foundation via the lower end of the structure or the underground floor.

さらに、実施形態では、支持部材2や第1マスダンパ3を、構造物Bの左方及び右方に配置しているが、前方及び後方に配置してもよく、その場合には、ケーブルは、前後一対のケーブルで構成される。また、実施形態では、第1付加振動系VA1を2基、第2付加振動系VA2を1基、設けているが、第1及び第2付加振動系の数は任意である。さらに、実施形態では、第1滑車8を2つの滑車で、第2滑車9を1つの滑車で、それぞれ構成しているが、第1及び第2滑車の数は任意である。   Furthermore, in the embodiment, the support member 2 and the first mass damper 3 are disposed on the left and right sides of the structure B. However, the support member 2 and the first mass damper 3 may be disposed on the front and rear sides. Consists of a pair of front and rear cables. In the embodiment, two first additional vibration systems VA1 and one second additional vibration system VA2 are provided. However, the number of first and second additional vibration systems is arbitrary. Further, in the embodiment, the first pulley 8 is constituted by two pulleys, and the second pulley 9 is constituted by one pulley, but the number of the first and second pulleys is arbitrary.

また、実施形態では、1つの第2マスダンパ4を、左右のケーブル5a、5bを介して左右の支持部材2、2に連結しているが、第2マスダンパを2つ設け、一方の第2マスダンパを左ケーブルを介して左側の支持部材に連結するとともに、他方の第2マスダンパを右ケーブルを介して右側の支持部材に連結してもよい。その場合には、第2マスダンパのねじ軸を中立位置に保持するためのスプリングが、第2マスダンパに設けられる。   In the embodiment, one second mass damper 4 is connected to the left and right support members 2 and 2 via the left and right cables 5a and 5b. However, two second mass dampers are provided, and one second mass damper is provided. May be coupled to the left support member via the left cable, and the other second mass damper may be coupled to the right support member via the right cable. In that case, a spring for holding the screw shaft of the second mass damper in the neutral position is provided in the second mass damper.

さらに、実施形態では、座屈防止機構51のレール52を支持部材2に、スライダ53を構造物Bに、それぞれ取り付けているが、これとは逆に、レール52を構造物Bに、スライダ53を支持部材2に、それぞれ取り付けてもよい。また、実施形態では、座屈防止機構51として、レール52及びスライダ53で構成されたものを採用しているが、支持部材2の座屈を防止可能な他の適当な機構、例えば、ねじれ防止機構41と同様にスラブ42や拘束孔42aなどで構成された機構を採用してもよい。あるいは、本発明者によって提案された特願2012−158921号に開示された機構を採用してもよい。   Further, in the embodiment, the rail 52 of the buckling prevention mechanism 51 is attached to the support member 2 and the slider 53 is attached to the structure B. On the contrary, the rail 52 is attached to the structure B and the slider 53. May be attached to the support member 2 respectively. In the embodiment, the buckling prevention mechanism 51 is composed of the rail 52 and the slider 53. However, other suitable mechanisms capable of preventing the buckling of the support member 2, for example, twist prevention. Similarly to the mechanism 41, a mechanism constituted by a slab 42, a restraint hole 42a, or the like may be adopted. Alternatively, the mechanism disclosed in Japanese Patent Application No. 2012-158921 proposed by the present inventor may be employed.

さらに、実施形態では、柱材6を、H形鋼で構成しているが、他の任意の鋼材で構成してもよい。また、実施形態では、支持部材2を、一対の柱材6、6及び梁材7を用いてラーメン構造で構成しているが、柱材のみで構成してもよい。さらに、実施形態では、ねじれ防止機構41として、スラブ42や拘束孔42aなどで構成された機構を採用しているが、支持部材2のねじれを防止可能な他の適当な機構、例えば、本発明者によって提案された特願2012−158921号に開示された機構を採用してもよい。   Furthermore, in the embodiment, the column member 6 is made of H-shaped steel, but may be made of any other steel material. Further, in the embodiment, the support member 2 is configured by a ramen structure using the pair of column members 6 and 6 and the beam member 7, but may be configured by only the column member. Furthermore, in the embodiment, a mechanism constituted by the slab 42, the restraining hole 42a, or the like is adopted as the twist preventing mechanism 41. However, another suitable mechanism capable of preventing the support member 2 from twisting, for example, the present invention. The mechanism disclosed in Japanese Patent Application No. 2012-158921 proposed by a person may be employed.

また、実施形態では、左右のケーブル5a、5bの一端部をそれぞれ、支持部材2の案内孔6cに挿入するとともに、この一端部に取り付けられたストッパー部31を支持部材2の取付部6bに当接させることによって、支持部材2に連結しているが、取付部6bに直接、取り付けることによって、支持部材2に連結してもよい。   In the embodiment, one end of each of the left and right cables 5a and 5b is inserted into the guide hole 6c of the support member 2, and the stopper portion 31 attached to the one end is brought into contact with the attachment portion 6b of the support member 2. Although it is connected to the support member 2 by being brought into contact, it may be connected to the support member 2 by being directly attached to the attachment portion 6b.

さらに、実施形態では、左右の支持部材2、2のばね定数を互いに同じ値に設定しているが、互いに異なる値に設定してもよい。その場合には、左側の支持部材及び第1マスダンパから成る第1付加振動系の固有振動数と、右側の支持部材及び第2マスダンパから成る第1付加振動系の固有振動数とを、互いに異ならせることができるので、それぞれの固有振動数を、構造物の互いに異なる2つの固有振動数に多重同調させることができる。   Furthermore, in the embodiment, the spring constants of the left and right support members 2 and 2 are set to the same value, but may be set to different values. In that case, the natural frequency of the first additional vibration system composed of the left support member and the first mass damper is different from the natural frequency of the first additional vibration system composed of the right support member and the second mass damper. Therefore, each natural frequency can be multiple-tuned to two different natural frequencies of the structure.

また、実施形態では、左右のケーブル5a、5bのばね定数kを互いに同じ値に設定しているが、互いに異なる値に設定してもよい。その場合には、前述した図14に示すケーブル変位とケーブル反力Fの関係から明らかなように、構造物が右方に揺動した場合においてケーブル反力が左ケーブルの反力のみになったときの第2付加振動系の固有振動数と、構造物が左方に揺動した場合においてケーブル反力が右ケーブルの反力のみになったときの第2付加振動系の固有振動数とを、互いに異ならせることができるので、それぞれの固有振動数を、構造物の互いに異なる2つの固有振動数に多重同調させることができる。   In the embodiment, the spring constants k of the left and right cables 5a and 5b are set to the same value, but may be set to different values. In that case, as apparent from the relationship between the cable displacement and the cable reaction force F shown in FIG. 14 described above, the cable reaction force is only the reaction force of the left cable when the structure swings to the right. And the natural frequency of the second additional vibration system when the cable reaction force becomes only the reaction force of the right cable when the structure swings to the left. , Each natural frequency can be multiple-tuned to two different natural frequencies of the structure.

さらに、実施形態は、制振装置を、高層のビルである構造物Bに適用した例であるが、他の構造物、例えば鉄塔などに適用してもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   Furthermore, although embodiment is an example which applied the damping device to the structure B which is a high-rise building, you may apply to another structure, for example, a steel tower. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

B 構造物
F 基礎(支持体)
R 屋上(構造物の上端部)
2 支持部材
3 第1マスダンパ
4 第2マスダンパ
5a 左ケーブル
5b 右ケーブル
6 柱材
6a フランジ
6b 取付部(支持部材の他端部)
6c 案内孔
FS フランジ対向面(一方のフランジの主面)
7 梁材
8 第1滑車
9 第2滑車
13 第1回転マス
23 第2回転マス
31 ストッパー部
32 錘
41 ねじれ防止機構
51 座屈防止機構
52 レール
53 スライダ
B Structure F Foundation (support)
R Rooftop (upper end of structure)
2 Support member 3 1st mass damper 4 2nd mass damper 5a Left cable 5b Right cable 6 Column material 6a Flange 6b Attachment part (the other end part of a support member)
6c Guide hole FS Flange facing surface (main surface of one flange)
7 Beam material 8 First pulley 9 Second pulley 13 First rotating mass 23 Second rotating mass 31 Stopper portion 32 Weight 41 Torsion preventing mechanism 51 Buckling preventing mechanism 52 Rail 53 Slider

上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、支持体に支持された構造物の振動を抑制するための構造物の制振装置であって、上下方向に延びる柱材を有し、構造物の上端部支持体いずれか一方に一端部が連結された支持部材と、回転可能な第1回転マスを有し、構造物の上端部支持体の他方と、支持部材の他端部とに連結されるとともに、構造物が振動したときに、支持部材を介して伝達される構造物の変位を第1回転マスの回転運動に変換する第1マスダンパと、構造物の上端部支持体の他方に連結された第1滑車と、支持部材の他端部に取り付けられた第2滑車と、支持部材の他端部に一端部が連結されるとともに、第1及び第2滑車に巻き回されたケーブルと、回転可能な第2回転マスを有し、構造物の上端部支持体の他方と、ケーブルの他端部とに連結されるとともに、構造物が振動したときに、支持部材及びケーブルを介して伝達される構造物の変位を第2回転マスの回転運動に変換する第2マスダンパと、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a structure damping device for suppressing vibration of a structure supported by a support, and has a column member extending in the vertical direction. and, the other of the upper portion of the structure and the support member having one end either one is connected to the support, has a first rotating mass rotatable, an upper end of the structure and the support, A first mass damper connected to the other end of the support member, and configured to convert a displacement of the structure transmitted through the support member into a rotational motion of the first rotation mass when the structure vibrates; a first pulley coupled to the other of the upper portion and the support of the object, and a second pulley attached to the other end portion of the support member, one end portion is connected to the other end of the support member, the A cable wound around the first and second pulleys and a rotatable second rotating mass, the upper end of the structure; And the other of the support, while being connected to the other end of the cable, when the structure is vibrated, the rotational movement of the displacement of the structure to be transmitted through the support member and the cable second rotating mass And a second mass damper for converting into a second mass damper.

この構成によれば、柱材などで構成された支持部材の一端部が、構造物の上端部構造物を支持する支持体いずれか一方(以下「一方の部位」という)に連結されており、第1マスダンパが、構造物の上端部支持体の他方(以下「他方の部位」という)と、支持部材の他端部に連結されている。また、他方の部位には、第1滑車が連結されるとともに、支持部材の他端部には、第2滑車が取り付けられている。さらに、ケーブルの一端部が支持部材の他端部に、他端部が第2マスダンパに、それぞれ連結されており、第2マスダンパはさらに、他方の部位に連結されている。 According to this arrangement, one end portion of the support member constituted by a pillar is connected to either one (hereinafter referred to as "one site") the support for supporting the upper end portion and the structure of the structure and, first mass damper is the other (hereinafter referred to as "the other site") between the support upper end portions of the structure, and is connected to the other end of the support member. A first pulley is connected to the other part, and a second pulley is attached to the other end of the support member. Further, one end of the cable is connected to the other end of the support member, and the other end is connected to the second mass damper, and the second mass damper is further connected to the other portion.

Claims (6)

支持体に支持された構造物の振動を抑制するための構造物の制振装置であって、
上下方向に延びる柱材を有し、前記構造物の上端部及び前記支持体の一方に一端部が連結された支持部材と、
回転可能な第1回転マスを有し、前記構造物の上端部及び前記支持体の他方と、前記支持部材の他端部とに連結されるとともに、前記構造物が振動したときに、前記支持部材を介して伝達される前記構造物の変位を前記第1回転マスの回転運動に変換する第1マスダンパと、
前記構造物の上端部及び前記支持体の前記他方に連結された第1滑車と、
前記支持部材の前記他端部に取り付けられた第2滑車と、
前記支持部材の前記他端部に一端部が連結されるとともに、前記第1及び第2滑車に巻き回されたケーブルと、
回転可能な第2回転マスを有し、前記構造物の上端部及び前記支持体の前記他方と、前記ケーブルの他端部とに連結されるとともに、前記構造物が振動したときに、前記支持部材及び前記ケーブルを介して伝達される前記構造物の変位を前記第2回転マスの回転運動に変換する第2マスダンパと、を備えることを特徴とする構造物の制振装置。
A structure damping device for suppressing vibration of a structure supported by a support,
A support member having a column member extending in the vertical direction and having one end connected to one of the upper end of the structure and the support;
A first rotating mass that is rotatable; connected to the other end of the upper end of the structure and the support and the other end of the support member; and when the structure vibrates, A first mass damper that converts a displacement of the structure transmitted through a member into a rotational motion of the first rotary mass;
A first pulley connected to the upper end of the structure and the other of the support;
A second pulley attached to the other end of the support member;
A cable having one end connected to the other end of the support member and wound around the first and second pulleys;
A second rotatable mass that is rotatable and connected to the upper end of the structure, the other of the support and the other end of the cable, and the support when the structure vibrates; A structure damping device comprising: a second mass damper that converts a displacement of the structure transmitted through the member and the cable into a rotational motion of the second rotating mass.
前記構造物に設けられ、当該支持部材の座屈を防止するための座屈防止機構をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の構造物の制振装置。   The structure damping device according to claim 1, further comprising a buckling prevention mechanism provided on the structure for preventing buckling of the support member. 前記座屈防止機構は、
前記構造物及び前記支持部材の一方に取り付けられるとともに、上下方向に延びるレールと、
前記構造物及び前記支持部材の他方に取り付けられ、前記レールに係合するとともに、前記レールの長さ方向にのみ移動自在のスライダとを有することを特徴とする、請求項2に記載の構造物の制振装置。
The buckling prevention mechanism is
A rail that is attached to one of the structure and the support member and that extends in the vertical direction;
The structure according to claim 2, further comprising a slider attached to the other of the structure and the support member, engaged with the rail, and movable only in a length direction of the rail. Vibration damping device.
前記柱材は、一対のH形鋼で構成されており、
当該一対のH形鋼は、鉛直方向に延びる前記構造物の鉛直面に沿って水平方向に互いに並ぶとともに、当該一対のH形鋼の一方のフランジの主面が前記構造物の前記鉛直面と平行になるように配置されており、
前記支持部材は、前記一対のH形鋼に接続されるとともに、水平方向に延びる梁材をさらに有することを特徴とする、請求項1ないし3のいずれかに記載の構造物の制振装置。
The pillar material is composed of a pair of H-section steels,
The pair of H-section steels are aligned with each other in the horizontal direction along the vertical plane of the structure extending in the vertical direction, and the main surface of one flange of the pair of H-section steels is the vertical plane of the structure. Are arranged in parallel,
The structure damping device according to any one of claims 1 to 3, wherein the support member further includes a beam member connected to the pair of H-shaped steels and extending in a horizontal direction.
前記構造物に設けられ、前記支持部材の前記第1マスダンパとの連結部に近い部分を係止することによって、前記支持部材のねじれを防止するためのねじれ防止機構をさらに備えることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載の構造物の制振装置。   A twist prevention mechanism for preventing twisting of the support member by locking a portion of the support member close to the connecting portion of the support member with the first mass damper is provided. The structure damping device according to any one of claims 1 to 4. 前記支持部材の前記一端部は、前記支持体に連結されており、
前記第1マスダンパ、前記第1滑車及び前記第2マスダンパは、前記構造物の上端部に連結されており、
前記支持部材の前記他端部には、上下方向に貫通する案内孔が形成されており、
前記ケーブルの前記一端部は、前記案内孔に上方から挿入されるとともに、前記案内孔の下方に位置しており、
前記ケーブルには、プレテンションが付与されており、当該ケーブルの前記一端部には、上側から順に、前記構造物が振動していないときに前記支持部材の前記他端部に下方から当接するストッパー部と、前記ケーブルにテンションを付与するための錘とが取り付けられていることを特徴とする、請求項1ないし5のいずれかに記載の構造物の制振装置。
The one end of the support member is connected to the support;
The first mass damper, the first pulley, and the second mass damper are connected to an upper end portion of the structure,
A guide hole penetrating in the vertical direction is formed in the other end portion of the support member,
The one end of the cable is inserted into the guide hole from above and is located below the guide hole,
A pre-tension is applied to the cable, and a stopper that contacts the other end portion of the support member from below when the structure is not vibrating in order from the upper side to the one end portion of the cable. The structure damping device according to any one of claims 1 to 5, wherein a portion and a weight for applying tension to the cable are attached.
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