JP2020186744A - 制振装置及び制振構造 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一実施形態の制振装置について説明する。
先ず制振装置の構造について説明する。
次に、慣性質量ダンパー100の構造の一例について説明する。
次に、オイルダンパー200の構造の一例について説明する。
次に、図1に示す慣性質量ダンパー100とオイルダンパー200とを数値解析モデルで直列になるように連結した制振装置10の具体的な構成例について説明する。
図4に示す第一構成例の制振装置10Aは、シャフト130とピストンロッド230とが同一直線上になるように、慣性質量ダンパー100のシャフト130の端部138とオイルダンパー200の筐体210の他端部218とが連結されている。
図5に示す第二構成例の制振装置10Bは、シャフト130とピストンロッド230とが同一直線上になるように、慣性質量ダンパー100のシャフト130の端部138とオイルダンパー200のピストンロッド230の端部238とが、連結されている。
図6に示す第三構成例の制振装置10Cは、シャフト130とピストンロッド230とが同一直線上になるように、慣性質量ダンパー100の筐体110の他端部118とオイルダンパー200のピストンロッド230の端部238とが連結されている。
図7に示す第四構成例の制振装置10Dは、シャフト130とピストンロッド230とが同一直線上になるように、慣性質量ダンパー100の筐体110の他端部118とオイルダンパー200の筐体210の他端部218とが連結されている。
次に、本実施形態の制振装置10の作用及び効果を、主に図2に示す慣性質量ダンパー100とオイルダンパー200とが数値解析モデルで並列に配置された比較例の制振装置11と比較しながら説明する。なお、以降、比較例の制振装置11は「並列モデルの制振装置11」と記し、本実施形態の慣性質量ダンパー100とオイルダンパー200とを数値解析モデルで直列になるように連結した制振装置10は「直列モデルの制振装置10」と記す。
構造物50の固有周期ω0は、1/η1/2倍に長くなる。
減衰定数hは、η1/2倍に低減する。
構造物50への地震動の入力値は、η倍に低減する。
なお、絶対座標系における地動加速度は、(1−η)y”(「y”」は二階微分の意味)で構造物の躯体に直接作用する。
(1)xd=0(md=∞)の場合は、
慣性質量ダンパー100が作動しないため、減衰定数はhである。
(2)xd=x(cd=∞)場合は(xは相対座標系のものとする)。
構造物50の固有周期ω0は、1/η1/2倍に長くなる。
構造物50への地震動の入力値は、η倍に低減する。
なお、絶対座標系における地動加速度は、(1−η)y”(「y”」は二階微分の意味)で構造物の躯体に直接作用する。
次に、図11に示す既存の免震建築物52への適用例について、制振装置を設置しない場合、オイルダンパー200(図1及び図2参照)のみで構成されたC型モデルの制振装置13(制振装置「13」は以降の説明のために符号を付しており、図示はない)」を設置した場合、比較例の並列モデルの制振装置11(図2を参照)を設置した場合及び本実施形態の直列モデルの制振装置10(図1を参照)を設置した場合を比較しながら説明する。
次に、定点理論を用いた最適設計への適用例について、比較例の並列モデルの制振装置11の場合と本実施形態の直列モデルの制振装置10の場合とを比較しながら説明する。
並列同調モデル21では、
一次モード:0.200
一次(D.M.)モード:0.200
二次モード:0.008
三次モード:0.002
四次モード:0.001
五次モード:0.001
六次モード:0.000
七次モード:0.000
になる。
これに対して、本実施形態の直列同調モデル20では、
一次モード:0.200
一次(D.M.)モード:0.200
二次モード:0.040
三次モード:0.026
四次モード:0.020
五次モード:0.015
六次モード:0.009
七次モード:0.005
になる。
よって、モデル20のほうが高次モードに対して付加減衰が得られる。
次に、トグル制振装置への適用例について、オイルダンパー200(図1及び図2参照)のみで構成されたC型モデルの制振装置13を用いた場合と、本実施形態の直列モデルの制振装置10(図1参照)を用いた場合と、を比較しながら説明する。
次に、パンタグラフ制振装置への適用例について、比較例の並列モデルの制振装置11(図2参照)を用いた場合と、本実施形態の直列モデルの制振装置10(図1参照)を用いた場合と、を比較しながら説明する。
本発明は上記実施形態及び適用例に限定されない。
10A 制振装置
10B 制振装置
10C 制振装置
10D 制振装置
70 バネ要素
100 慣性質量ダンパー
110 筐体(第一筐体の一例)
112 一端部
118 他端部
120 回転体
130 シャフト(第一軸部の一例)
140 質量体(回転慣性質量の一例)
200 オイルダンパー(減衰ダンパーの一例)
210 筐体(第二筐体の一例)
212 一端部
218 他端部
230 ピストンロッド(第二軸部の一例)
Claims (8)
- 第一筐体の一端部から第一軸部が突出し、前記第一軸部の軸方向の変位が回転体の回転に変換されることで回転慣性質量が発生する慣性質量ダンパーと、
第二筐体の一端部から第二軸部が突出し、前記第二軸部の軸方向の変位に抵抗力を与え減衰させる減衰ダンパーと、
を有し、
前記第一軸部と前記第二筐体の他端部とが接合され、前記慣性質量ダンパーと前記減衰ダンパーとが直列に連結された制振装置。 - 第一筐体の一端部から第一軸部が突出し、前記第一軸部の軸方向の変位が回転体の回転に変換されることで回転慣性質量が発生する慣性質量ダンパーと、
第二筐体の一端部から第二軸部が突出し、前記第二軸部の軸方向の変位に抵抗力を与え減衰させる減衰ダンパーと、
を有し、
前記第一軸部と前記第二軸部とが接合され、前記慣性質量ダンパーと前記減衰ダンパーとが直列に連結された制振装置。 - 第一筐体の一端部から第一軸部が突出し、前記第一軸部の軸方向の変位が回転体の回転に変換されることで回転慣性質量が発生する慣性質量ダンパーと、
第二筐体の一端部から第二軸部が突出し、前記第二軸部の軸方向の変位に抵抗力を与え減衰させる減衰ダンパーと、
を有し、
前記第一筐体の他端部と前記第二軸部とが接合され、前記慣性質量ダンパーと前記減衰ダンパーとが直列に連結された制振装置。 - 第一筐体の一端部から第一軸部が突出し、前記第一軸部の軸方向の変位が回転体の回転に変換されることで回転慣性質量が発生する慣性質量ダンパーと、
第二筐体の一端部から第二軸部が突出し、前記第二軸部の軸方向の変位に抵抗力を与え減衰させる減衰ダンパーと、
を有し、
前記第一筐体の他端部と前記第二筐体の他端部とが接合され、前記慣性質量ダンパーと前記減衰ダンパーとが直列に連結された制振装置。 - 慣性質量ダンパーと減衰ダンパーとが、数値解析モデルとして直列になるように連結されている、
制振装置。 - 前記減衰ダンパーは、粘性ダンパー又は減衰要素と剛性要素とを並列に配置したダンパーである、
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の制振装置。 - 前記減衰ダンパーは、予め定めた荷重を超えると減衰力の上昇を抑制する機構を有している、
請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の制振装置。 - 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の制振装置に対して直列に配置されたバネ要素を備えた制振構造。
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