JP2018003317A - 制震装置、制震システム及び制震方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Td:制震装置10の固有周期
M:質量体11の質量
ka:第1のバネ13と第2のバネ14とを直列に連結した場合の合成バネ定数
T:周期変動後の建物の固有周期
T0:周期変動前の建物の固有周期
実施例1では、変形例1の制震装置10Bにおいて、可変減衰ダンパ16の減衰係数(C)、可変減衰ダンパ16Aの減衰係数(CA)及び可変減衰ダンパ16Bの減衰係数(CB)を変化させたときの応答を確認した。制震装置10Bに対して、下記式(8)により伝達関数を利用して、その平均応答(σ)を得た。具体的には、式(7)に示される建物100の周期ずれ(η)を設定し、当該周期ずれ(η)のもとに、可変減衰ダンパ16、可変減衰ダンパ16A及び可変減衰ダンパ16Bの減衰係数(C,CA,CB)を変化させて平均応答(σ)を得た。
H(iω):建物の伝達関数
ω :角振動数
実施例2では、制震装置10,200,300において、周期ずれ(η)と平均応答(σ)との関係を確認した。制震装置10,200,300における設定は、表1のとおりである。なお、制震装置10の剛性比(k2/k1)は、0.50とした。また、制震装置200,300の減衰係数(C)は、式(9)に示す定点理論による最適減衰定数(h)をもとにして算定した。なお、表1において、質量比(μ1)は、μ1=M1/M0である。質量比(μ2)は、μ2=M2/M0である。
実施例3では、制震装置10における質量比(μ)と平均応答(σ)との関係を確認した。図9の(a)部は、計算の結果を示すグラフである。横軸は周期ずれ(η)を示し、縦軸は平均応答(σ)を示す。グラフG8aは質量比(μ=2.5%)であり、グラフG8bは質量比(μ=5.0%)であり、グラフG8cは質量比(μ=10.0%)であり、グラフG8dは質量比(μ=20.0%)である。また、剛性比は(k2/k1=0.50)である。グラフG8a〜G8dに示されるように、質量比(μ)が大きくなるほど、平均応答(σ)が低減されることがわかった。さらに、質量比(μ)が大きくなるほど、周期ずれ(η)に対する対応可能な範囲が拡大することがわかった。
実施例4では、制震装置10における剛性比(k2/k1)と平均応答(σ)との関係を確認した。図9の(b)部は、計算の結果を示すグラフである。横軸は周期ずれ(η)を示し、縦軸は平均応答(σ)を示す。グラフG8eは剛性比(k2/k1=0.33)であり、グラフG8fは剛性比(k2/k1=0.50)であり、グラフG8gは剛性比(k2/k1=1.00)であり、グラフG8hは剛性比(k2/k1=2.00)である。また、質量比は(μ=5.0%)である。グラフG8e〜G8hに示されるように、剛性比(k2/k1)が小さくなるほど、対応可能な周期ずれ(η)の範囲が拡大するが、中間領域における制震効果は小さくなることがわかった。
実施例5では、制震装置10,200,300を建物に適用した構成における地震応答解析を行い、建物の最大応答変位を確認した。図10は、建物の最大応答変位を示す。グラフG9aは、制震装置10を適用した場合の変位である。グラフG9bは、制震装置200を適用した場合の変位である。グラフG9cは、制震装置300を適用した場合の変位である。グラフG9dは、制震装置を適用しない場合の変位である。周期ずれ(η)に対応できない比較例1,3の変位(グラフG9b,G9d)と、周期ずれ(η)に対応可能な制震装置10の変位(グラフG9a)との違いが確認された。従って、制震装置10によれば、周期変動をおこす建物においても地震動に起因する水平方向への変位を好適に抑制し得ることがわかった。
実施例6では、制震装置10、制震装置200及び制震装置300を建物に適用した構成における、最大応答ストロークを確認した。図11は、制震装置を建物に適用した構成における最大応答ストロークを示す。まず、制震装置200である場合(比較例1)は、周期ずれに対応できないため、制震装置が効いておらず、応答ストロークが大きくならないことが確認できた。また、実施例6の場合には、周期ずれに対応可能であり、なおかつ、並列固定型である制震装置300(比較例2)よりもストロークが小さいことが確認できた。ストロークが小さいことは、制震装置の設置スペースの縮小につながり、実施において有利である。
Claims (9)
- 建物に適用される制震装置であって、
質量部と、
前記質量部を前記建物に連結する連結部と、を備え、
前記連結部は、
前記建物と前記質量部との連結方向における第1の弾性係数を有する第1の弾性部と、
前記連結方向における第2の弾性係数を有し、前記第1の弾性部に対して直列に連結される第2の弾性部と、
前記第2の弾性部に対して並列に設けられ、所定の減衰力を発生させると共に、減衰係数を調整可能な第1の減衰部と、を有する、制震装置。 - 前記第2の弾性部の一端は、前記質量部に連結され、
前記第2の弾性部の他端は、前記第1の弾性部の一端に連結され、
前記第1の弾性部の他端は、前記建物に連結される、請求項1に記載の制震装置。 - 前記第1の弾性部の一端は、前記質量部に連結され、
前記第1の弾性部の他端は、前記第2の弾性部の一端に連結され、
前記第2の弾性部の他端は、前記建物に連結される、請求項1に記載の制震装置。 - 前記連結部は、
前記第1の弾性部に対して並列に接続される第2の減衰部と、
前記第1の弾性部と前記第2の弾性部とを有する合成弾性部に対して並列に接続される第3の減衰部と、をさらに有する、請求項2又は3に記載の制震装置。 - 前記連結部は、前記連結方向における第3の弾性係数を有し、前記第1の弾性部又は前記第2の弾性部に対して直列に連結される第3の弾性部をさらに有する、請求項1に記載の制震装置。
- 前記連結部は、前記第3の弾性部に対して並列に接続される第4の減衰部をさらに有する、請求項5に記載の制震装置。
- 前記第1の減衰部は、可変減衰ダンパである、請求項1〜6の何れか一項に記載の制震装置。
- 建物に適用される制震システムであって、
請求項1〜7の何れか一項に記載の制震装置と、
前記建物の固有周期を得る固有周期取得部と、
前記固有周期を利用して、前記第1の減衰部における減衰係数を制御する制御部と、を備える、制震システム。 - 請求項8に記載の制震システムが設けられた建物の制震方法であって、
前記建物の固有周期を得る第1のステップと、
前記固有周期を利用して、前記第1の減衰部における減衰係数を決定する第2のステップと、
前記第2のステップにおいて決定された前記減衰係数となるように、前記第1の減衰部を制御する第3のステップと、を有する、制震方法。
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JPH01105879A (ja) * | 1987-10-16 | 1989-04-24 | Bridgestone Corp | 建物用振動制御装置 |
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JP2010209625A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Asahi Kasei Homes Co | 制振建物 |
-
2016
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