JP2541073B2

JP2541073B2 - 構造物の振動制御方法

Info

Publication number: JP2541073B2
Application number: JP4123418A
Authority: JP
Inventors: 治彦栗野; 鐸二小堀; 元一高橋; 直幹丹羽
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1996-10-09
Anticipated expiration: 2011-10-09
Also published as: JPH05311920A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は構造物の柱梁架構内に設
置したダンパーとしての減衰装置により、風や地震等の
振動外力に対し、それぞれの振動レベルに応じて高い減
衰効果を発揮できるようにした構造物の振動制御方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】出願人は構造物の柱梁架構内に、ブレー
スや壁等の形で可変剛性要素（耐震要素）を組み込み、
可変剛性要素自体の剛性、あるいは架構本体と可変剛性
要素との連結状態を可変とし、地震や風等の振動外力に
対し、振動外力の特性をコンピューターにより解析し
て、非共振となるよう構造物の剛性を変化させて構造物
の安全を図る能動型制震システム、可変剛性構造等を種
々提案している（例えば特開昭６２−２６８４７９号、
特開昭６３−１１４７７０号、特開昭６３−１１４７７
１号等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変剛性要素を
組み込んだ形式の能動型制震システムは、主として地震
動等の卓越周期と、構造物の固有振動数との関係に着目
し、卓越周期に対し、構造物の固有振動数を能動的にず
らすことにより、共振現象を避け、応答量の低減を図っ
ている。

【０００４】しかし、能動型制震システムの場合、制御
用のコンピューターの他、駆動装置や、各種センサーを
用いるため、何らかの異常があった場合に対し、種々の
安全維持機構を必要とする等、制御機構が複雑となり、
コスト面での問題も考えられる。また、制御の遅れによ
り十分な効果を発揮するまで時間を要するような場合も
考えられる。

【０００５】これに対し、柱梁架構内にダンパーとして
の減衰装置を設置し、減衰装置の減衰係数ｃ（t/kine)
を適切な値に設定することで、建物の振動を低減する受
動型制振システムが構成されるが、この場合、振動低減
の目標とする外力が地震であるか、風外力であるかによ
って、最適な減衰係数ｃの値が異なる。

【０００６】例えば、風による構造物の揺れは、日常、
頻繁に起こるものであり、特に高層建物等では固有周期
が長くなるため、風により長周期の大きな揺れが生じや
すく、船酔い現象の原因となっている。このような風に
よる構造物の揺れは、構造物の１次振動モードが支配的
であるため、１次の減衰定数が大きいほど、構造物の応
答が低減される。また、構造物の剛性が大きい（短周
期）ほど、揺れは小さくなる。これに対し、比較的規模
の大きい地震を振動低減の目標と考えた場合、最適な減
衰係数ｃは、風外力に対する最適な減衰係数ｃに比べ、
小さい値となる。

【０００７】また、減衰係数ｃがすべての振動レベルに
ついて一定である場合、さらに規模の大きい大地震によ
り、減衰装置に装置の耐力以上の減衰力が生じるという
問題がある。

【０００８】本発明はコンピュータープログラム等によ
る制御システムを必要としない受動型制震方法におい
て、遭遇頻度の高い風外力と地震動の力の大きさの差に
着目し、両者に対して最適な減衰係数を与えることで、
風、地震の両者の振動に対して大きな振動低減効果を与
え、それにより快適な居住空間を提供することを目的と
したものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明では構造物の柱梁
架構内にブレース、壁等の耐震要素を設け、その柱梁架
構と耐震要素の間、あるいは耐震要素どうしの間に所定
の減衰係数を与えるダンパーとしての減衰装置を設置す
る。減衰装置は構造物内に１または複数（実際的には複
数）設置され、構造物に対し所定の減衰係数ｃを与え
る。

【００１０】減衰装置は装置に生じる速度と荷重の関係
が線形に近くなる特性を持つものであり、概念的には、
例えばシリンダー本体から出入するピストンロッドを有
し、ピストンの両側に形成された油圧室を連通させる流
路に開度が調整可能な調圧弁を設けた油圧形式のもの等
を用いることができる。この場合、減衰装置に生じる速
度（シリンダー本体とピストンロッドの相対速度）と荷
重の関係が線形に近い特性を持つ。

【００１１】このような１または複数の減衰装置からな
る減衰係数設定手段を設けた構造物について、減衰係数
ｃを種々の値に変化させて複素固有値解析を行うこと
で、それぞれの減衰係数ｃに応じて構造物の複素固有値
λ_iが求まる。

【００１２】本発明ではこの複素固有値から、まず、ｈ_i＝−Ｒｅ (λ_i) ／｜λ_i｜ …(1) （ただし、λ_iは構造物のｉ次振動モードを与える複素
固有値、Ｒｅ（λ_i）はその実数部）によって求まる構
造物のｉ次振動モードに対するｉ次減衰定数ｈ_iの最大
値を与える減衰係数ｃ_iと、Ｔ₁＝２π／Ｉｍａｇ (λ₁) …(2) （ただし、Ｉｍａｇ (λ₁) は複素固有値λ₁の虚数
部）によって求まる１次固有周期Ｔ₁が短くなってほぼ
安定する値を与える減衰係数ｃ_Tを求める。

【００１３】より具体的には、１次減衰定数ｈ₁の最大
値を与える減衰係数ｃ₁、２次減衰定数ｈ₂の最大値を
与える減衰係数ｃ₂、３次減衰定数ｈ₃の最大値を与え
る減衰係数ｃ₃、及びｃ_Tを求め、減衰特性が(a) 主と
して頻度の高い風振動に対応する第１振動レベルに対し
ては、ｃ₁＜ｃ＜ｃ_T …(3) (b) 第１振動レベルより大きい振動レベルであり、主と
して比較的規模の大きい地震動に対応する第２振動レベ
ルに対しては、ｃ₃＜ｃ＜ｃ₁ …(4) (c) 第２振動レベルより大きい振動レベルであり、減衰
係数設定手段を構成する減衰装置に所定の設計荷重Ｆ_y
以上の減衰力が生じる第３振動レベル（例えば地震動の
速度で２５kineレベル以上のレベル）に対しては、ｃ＜ｃ₃ …(5) となるよう減衰装置設定手段の設定を行う。

【００１４】なお、第３振動レベルに対する(c) の場
合、減衰装置に過大な減衰力が作用しないようにするた
めには、減衰装置にリリーフ弁等を設け、振動レベルに
応じて減衰係数ｃが十分小さくなるようにすることが望
ましい。

【００１５】

【作用】

(a) 主として頻度の高い風振動に対応する第１振動レベ
ルの範囲において、減衰係数ｃをｃ₁＜ｃ＜ｃ_Tの範囲
に設定することで、構造物の周期は短い側でほぼ安定
し、風に対する変位応答が低減される。

【００１６】(b) 主として比較的規模の大きい地震動に
対応する第２振動レベルの範囲において、減衰係数ｃを
ｃ₃＜ｃ＜ｃ₁の範囲に設定することで、固有周期が長
い状態にあり、かつ応答に影響の大きい１〜３次の振動
モードにおける減衰定数ｈ₁〜ｈ₃が大きいため、地震
応答を効果的に低減することができる。

【００１７】(c) 大地震の場合等、設計荷重Ｆ_y以上の
減衰力が生じる第３振動レベルの範囲においては、減衰
係数ｃをｃ＜ｃ₃となるよう、例えばリリーフ弁等を設
けて油圧を逃がすことで、減衰装置に過大な減衰力が生
じるのを防ぐことができ、装置の保護及び設計が容易と
なる。

【００１８】

【実施例】次に、図示した実施例について説明する。

【００１９】図１は本発明を高層建物１の架構に適用し
た場合の概要を示したもので、柱２、梁３等からなる柱
梁架構内に局所的に耐震要素としてのブレース４と減衰
装置１０を設置して、その部分で建家の振動エネルギー
を吸収する。図２は１つの柱梁架構内における逆Ｖ字型
ブレース４と減衰装置１０の納まりの一例を示したもの
である。

【００２０】図３は１層分を振動モデルとして表したも
ので、図中ｃは装置の減衰係数、ｋ_fは柱梁架構の剛
性、ｋ_bはブレースの剛性、ｍは１層分の質量である。

【００２１】上記モデルによる多層建物の複素固有値
を、種々の減衰係数ｃについて求め、前述した式(1) 、
(2) により、種々の減衰係数ｃごと構造体の１〜３次モ
ードにおける１〜３次減衰定数ｈ₁、ｈ₂、ｈ₃、及び
１次固有周期Ｔ₁を算定する。

【００２２】図４は減衰装置に生じる速度と荷重の関係
がほぼ線形である場合について、複素固有値解析結果を
まとめて示したものである。

【００２３】まず、減衰係数ｃと、１次減衰定数ｈ₁及
び１次固有周期Ｔ₁との関係をみると、１次減衰定数ｈ
₁は、減衰係数ｃが増大するに従って次第に増大し、あ
る減衰係数ｃ₁でピークに達した後、減少する。一方、
１次固有周期Ｔ₁は減衰係数ｃが小さい状態では長い周
期で安定し、ある減衰係数の近傍で短い周期に移行した
後、短い周期で安定する。この１次固有周期Ｔ₁が短く
なってほぼ安定するときの減衰係数をｃ_Tとする。

【００２４】風による構造物の揺れは、１次減衰定数ｈ
₁が大きいほど、構造物の応答が低減され、また構造物
の剛性が大きい（短周期）ほど、揺れが小さくなるとい
う特性があるため、主として頻度の高い風振動に対応す
る第１振動レベルの範囲においては、減衰係数ｃを、ｃ₁＜ｃ＜ｃ_T …(3) となるよう設定することによって、風応答制御として最
適の減衰効果が得られる。

【００２５】すなわち、減衰係数ｃがｃ₁以下では、そ
の値が小さくなるにつれ、急激に構造物の減衰性が減少
するとともに、１次固有周期Ｔ₁が長いため、揺れも大
きくなる。また、減衰装置として、減衰係数ｃをｃ_T以
上とすることは困難であり、可能であるとしても装置の
コストが増す他、構造物の減衰性も徐々に減少するの
で、かえって揺れ低減効果も小さくなる。

【００２６】また、好ましくは、減衰係数ｃを、１次固
有周期Ｔ₁が比較的安定するｃ_T寄りに近づけることが
望ましく、図４においては、より好ましい範囲として、ｃ_T1＜ｃ＜ｃ_T …(3') となる範囲ａを与えている。

【００２７】次に、第１振動レベルより大きく、主とし
て地震動が問題となる第２振動レベルについては、各次
の減衰定数ｈ₁、ｈ₂、ｈ₃が１０〜４０％を示す範囲
ｂに、減衰係数ｃを設定すれば、地震動に対し大きな応
答低減効果が得られる。この範囲ｂとしては、３次減衰
定数ｈ₃のピークと１次減衰定数ｈ₁のピークの間が適
当である。すなわち、３次のモードに対する減衰定数ｈ
₃の最大値を与える減衰係数ｃ₃と、１次のモードに対
する減衰定数ｈ₁の最大値を与える減衰係数ｃ₁とを求
め、前記減衰装置の減衰係数ｃがｃ₃＜ｃ＜ｃ₁ …(4) となるように設定すればよい。

【００２８】減衰係数ｃがｃ₃より小さいと、各次減衰
定数ｈ₁、ｈ₂、ｈ₃が急激に小さくなり、またｃ₁よ
り大きいと、減衰定数が徐々に減少して行くとともに、
１次固有周期Ｔ₁について示されているように、構造物
の固有周期が短くなり、地震動に共振しやすくなり、架
構の変形が大きくなる傾向にある。

【００２９】図５は地震応答スペクトルでみた応答低減
効果を示したものである。実線が減衰装置を用いない通
常の建物の場合（減衰定数ｈ≒２％）であり、破線が減
衰係数ｃを上記ｂの範囲に設定した場合（減衰定数ｈ≒
１０〜４０％）である。図に示すように、地震応答に関
しては、周期が長くなるにつれ応答が低減する傾向にあ
る。

【００３０】以上は、減衰装置の減衰係数ｃを規定して
解析を行ったものであるが、本発明では減衰装置の許容
耐力も考慮する。すなわち、装置に作用する荷重は地震
の速度に略比例しており、減衰係数ｃが一定の場合、地
震のレベルに応じて装置に作用する荷重も大きくなる。
これに対し、本発明では上記第２振動レベル以上の大き
な地震を想定した所定以上のレベルの地震（例えば２５
kineレベル）を第３振動レベルとして、減衰係数ｃが、ｃ＜ｃ₃ …(5) となるよう減少させ、作用する荷重が減衰装置の設計荷
重に応じた一定の値近傍に収まるようにする。なお、過
大な荷重が作用しないようにするためには、上記(5) の
範囲において、減衰係数ｃを十分小さく（ｃ＜＜ｃ₃）
設定するか、オイルダンパー形式の減衰装置において、
設計荷重以上の荷重に対し、リリーフ弁を作動させ、流
路の抵抗を十分小さくする等して、減衰係数ｃを減少さ
せることで、装置保護面での確実性を増すことができ
る。

【００３１】図６は上述のように各振動レベルに応じて
設定された減衰特性を示したものである。

【００３２】すなわち、頻度の高い風振動時に生じる減
衰力Ｆ_cまで（第１振動レベル）は、ｃ＝ｃ_a（ｃ_T1＜
ｃ_a＜ｃ_T）とし、地震時にそれ以上の減衰力に対して
（第２振動レベル）は、ｃ＝ｃ_b（ｃ₃＜ｃ_b＜ｃ₁）
に変化させる。また、装置の保護及び設計の簡便性を図
るために、設計荷重Ｆ_y以上の減衰力が生じる場合（第
３振動レベル）は、さらに減衰係数ｃを低下させる。

【００３３】図６のような減衰特性は、例えば次のよう
にして与えることができる。

【００３４】個々の減衰装置で実現させる場合図９に概念的に示すように、減衰装置１０として、シリ
ンダー１１本体と、シリンダー１１本体内を移動するピ
ストン１２と、シリンダー１１本体の端部から出入する
ピストンロッド１２ａ，１２ｂと、ピストン１２の両側
に形成された油圧室１４ａ，１４ｂとを有するオイルダ
ンパーを考え、両油圧室１４ａ，１４ｂを連通させる流
路に、図７を参照して、(a) 第１振動レベルの範囲にお
いて、所定の減衰係数ｃ_a（ｃ₁＜ｃ_a＜ｃ_T）を与え
る調圧弁１３と並列に、(b) 第１振動レベルの範囲にお
いて生じる減衰力Ｆ_cに対応する油圧以上の油圧によっ
て開き、前記調圧弁とともに所定の減衰係数ｃ_b（ｃ₃
＜ｃ_b＜ｃ₁）を与える第１リリーフ弁（図示せず）
と、(c) 設計荷重Ｆ_yに対応する油圧以上の油圧によっ
て開き、減衰係数ｃ_bに対し十分小さい減衰係数を与え
る（流路抵抗をできるだけ小さくする）第２リリーフ弁
（図示せず）とを設けることで、(d) 減衰装置１０の減
衰特性が図７(d) の形となる。

【００３５】なお、減衰係数ｃの値の設定は、調圧弁や
第１リリーフ弁、第２リリーフ弁の形状等の設計（第２
リリーフ弁については、流路抵抗をできるだけ小さくす
る）により実現され、また第１リリーフ弁、第２リリー
フ弁の作動圧は例えばこれらの弁を閉じる方向に付勢す
るバネ値の設計等により実現される。

【００３６】複数の減衰装置で実現させる場合図８に示すように、で考えたオイルダンパーからなる
減衰装置１０で、第１リリーフ弁を除いたバイリニア型
の装置を複数設置し、総和としての減衰特性を所要の減
衰特性にすることができる。

【００３７】すなわち、図８を参照して、(a) １または
複数の第１減衰装置については、流路に第１振動レベル
の範囲において、所定の減衰係数ｃ_a-bを与える調圧弁
と、第１振動レベルの範囲において生じる減衰力Ｆ_cに
対応する油圧以上の油圧によって開き、減衰係数ｃ_a-b
に対し十分小さい減衰係数を与えるリリーフ弁とを並列
に設け、(b) １または複数の第２減衰装置については、
流路に第１振動レベル及び第２振動レベルの範囲におい
て、所定の減衰係数ｃ_b（ｃ₃＜ｃ_b＜ｃ₁）を与える
調圧弁と、設計荷重Ｆ_yに対応する油圧以上の油圧によ
って開き、減衰係数ｃ_bに対し十分小さい減衰係数を与
えるリリーフ弁とを並列に設けることで、(c) 複数の減
衰装置１０の総和としての減衰特性が図８(c) の形とな
る。

【００３８】図１０は本発明で使用する減衰装置１０の
一例として、その基本構造を示したもので、シリンダー
１１内に両ロッド形式のピストン１２が組み込まれてい
る。

【００３９】高減衰、高剛性を確保するための条件とし
ては、まずピストン１２の移動方向と反対側の油圧室
（図中、左側の油圧室を１４ａ、右側の油圧室を１４ｂ
で示している）を負圧としないことが必要で、そのため
ピストン１２を貫通する流路に調圧弁１７ａ、１７ｂを
設け、移動油量が直接的に反対側の油圧室へ流れる構造
としている。なお、図１０(b) は図１０(a) のＡ−Ａ断
面に相当するが、図１０(a) において、ピストン１２に
ついては調圧弁１７ａ、１７ｂ位置の断面として示して
いる。

【００４０】本実施例は図７に対応し、個々の減衰装置
１０で、図６のような減衰特性を実現させる場合の例で
あり、まず調圧弁１７ａ、１７ｂにより、第１振動レベ
ルに対する所定の減衰係数ｃ_a（ｃ₁＜ｃ_a＜ｃ_T）が
与えられる。

【００４１】また、図１０(b) に示すように、ピストン
１２を貫通する多数の流路を形成し、両方向の調圧弁１
７ａ、１７ｂ及び第１リリーフ弁２７ａ、２７ｂ、第２
リリーフ弁２９ａ、２９ｂ（各弁の向きは十字の線で区
別している）を均等に配置している。

【００４２】第２振動レベルにおいては、第１リリーフ
弁２７ａ、２７ｂが開き、調圧弁１７ａ、１７ｂととも
に、第２振動レベルに対する所定の減衰係数ｃ_b（ｃ₃
＜ｃ_b＜ｃ₁）を与える。

【００４３】さらに、第３振動レベルにおいては、第２
リリーフ弁２９ａ、２９ｂが開き、圧力を逃がすこと
で、減衰装置１０に作用する荷重が増加しない構造とな
っている。

【００４４】図１１はオイルダンパーとしての減衰装置
１０の全体を概略的に示したものである。ただし、図１
１の場合にはピストンロッドは一方向のみ、シリンダー
１１から突出し、その突出する側のロッド１２ａ及びシ
リンダー１１の反対側に、耐震要素または柱梁架構と連
結するための取付部１５、１６を設けている。

【００４５】また、この減衰装置１０では、作動中の油
の圧縮を考慮して不足油量を補償する必要があるので、
補給用のアキュムレーター１８が必要となり、バイパス
１９にはチェック弁２０ａ、２０ｂを設けている。さら
に停止すると、油が元の状態に戻る（膨張）ので、補償
された油をアキュムレーター１８に戻す必要があり、チ
ェック弁２０ａ、２０ｂと並列にオリフィス（絞り）２
１ａ、２１ｂを設けている。

【００４６】図１２〜図２０は柱梁架構内への減衰装置
１０の設置例を示したものである。

【００４７】図１２の例では柱梁架構３１と耐震要素と
しての逆Ｖ型ブレース３５の間に減衰装置１０を介在さ
せている。

【００４８】図１３の例は柱梁架構３１と上下の梁３４
より立設したまたは垂下させたフレーム４１どうしの間
に減衰装置１０を介在させて、耐震要素としてのモーメ
ント抵抗フレームを構成した場合である。

【００４９】図１４の例では柱梁架構３１と耐震要素と
してのＲＣ耐震壁４２との間に減衰装置１０を介在させ
ている。

【００５０】図１５の例は免震構造物の基部に積層ゴム
等の免震ゴム４３と併用して減衰装置１０を設けた場合
の例であり、減衰装置１０が免震構造におけるダンパの
役割を果たしている。この場合の耐震要素は構造物の基
礎と考えることができる。

【００５１】図１６の例では柱梁架構３１内に設けたＸ
型ブレース４４を耐震要素としており、Ｘ型の中央に減
衰装置１０を横向きに介在させている。

【００５２】図１７の例は図１６の例と同様、Ｘ型ブレ
ース４５に適用した例であり、図１６の例が減衰装置１
０を横向きに設けた横型だったのに対し、本例では減衰
装置１０を縦向きに設け、縦型としている。

【００５３】図１８の例は図１４の例と同様、柱梁架構
３１と、耐震要素としてのＲＣ耐震壁４６との間に減衰
装置１０を介在させたものであるが、減衰装置１０を出
入口等の開口部４７の上方に設けた点に特徴を有してい
る。

【００５４】図１９の例は大架構のＸ型ブレース４８の
中央に減衰装置１０を介在させたもので、中間の大梁４
９とブレース４８は分離されている。

【００５５】図２０の例は図１２の実施例におけるブレ
ース３５と減衰装置１０を上下逆にしたものに相当し、
減衰装置１０が下側の梁３４上に設置されている。

【００５６】

【発明の効果】受動的制震機構を与えるものであるため、設置の際
の構造物の特性に応じた設計及び調整を必要とするだけ
であり、複雑な制御システムや付帯設備を必要とせず、
能動型制震機構に比べ低コストで設置することができ
る。

【００５７】風振動に対しては、１次減衰定数ｈ₁
が比較的大きく、かつ構造物の剛性が大きい状態となる
ため、構造物の１次振動モードが支配的となる風揺れを
効果的に抑制することができる。

【００５８】風に対する構造物の応答が低減される
ので、長周期の大きな揺れによる船酔い現象等がなくな
り、日常的な居住性が増す。

【００５９】地震動に対しては、構造物の周期をな
るべく長く保った状態で、減衰定数について最適な状態
となるため、大きな振動低減効果が得られる。

【００６０】所定以上のレベルの大地震に対しては
減衰係数を減少させることで、減衰装置に作用する荷重
を減少させることができ、装置の保護が図れる。また、
建物等、各階に設置する減衰装置の数が規定でき、装置
に過大な荷重がかからないことで、設計が容易となり、
取り付け構造等の周りの部材の省力化も図れ、コンパク
トな納まりを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において減衰装置を設置した高層建物の
概要を示す立面図である。

【図２】柱梁架構内における減衰装置と耐震要素として
のブレースの配置の一例を示す立面図である。

【図３】本発明を適用した構造物の一層分の振動モデル
図である。

【図４】減衰係数ｃと、複素固有値解析より求めた架構
の１〜３次の減衰定数ｈ₁、ｈ₂、ｈ₃及び１次固有周
期Ｔ₁との関係を１つにまとめたグラフである。

【図５】地震応答スペクトルでみた応答低減効果を示す
グラフである。

【図６】本発明における減衰係数に関する減衰特性を概
略的に示すグラフである。

【図７】図６の減衰特性を個々の減衰装置で実現する場
合の減衰係数設定方法を説明するためのグラフである。

【図８】図６の減衰特性を、それぞれ減衰特性の異なる
２種類の減衰装置で実現する場合の減衰係数設定方法を
説明するためのグラフである。

【図９】本発明で用いる減衰装置を概念的に示した断面
図である。

【図１０】本発明で用いる減衰装置の基本構造を示した
もので、(a) は軸方向の断面図、(b) はそのＡ−Ａ断面
図である。

【図１１】本発明で用いる減衰装置の１例を示す装置全
体の概略説明図である。

【図１２】減衰装置の設置位置の一例を示す概要図であ
る。

【図１３】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図１４】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図１５】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図１６】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図１７】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図１８】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図１９】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【図２０】減衰装置の設置位置の他の例を示す概要図で
ある。

【符号の説明】

１…構造物、２…柱、３…梁、４…ブレース、１０…減
衰装置、１１…シリンダー、１２…ピストン、１４…油
圧室、１５、１６…取付部、１７…調圧弁、１８…アキ
ュムレーター、１９…バイパス、２０…チェック弁、２
１…オリフィス、２７…第１リリーフ弁、２９…第２リ
リーフ弁、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｆ１６Ｆ 9/46 Ｆ１６Ｆ 9/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ダンパーとしての１または複数の減衰装
置からなり、振動レベルに応じて、構造物に所定の減衰
係数を与える減衰係数設定手段を、構造物内に設置し、ｈ_i＝−Ｒｅ (λ_i) ／｜λ_i｜ …(1) （ただし、λ_iは前記構造物のｉ次振動モードを与える
複素固有値、Ｒｅ（λ_i）はその実数部）によって求ま
る前記構造物のｉ次振動モードに対するｉ次減衰定数ｈ
_iの最大値を与える減衰係数ｃ_iと、Ｔ₁＝２π／Ｉｍａｇ (λ₁) …(2) （ただし、Ｉｍａｇ (λ₁) は複素固有値λ₁の虚数
部）によって求まる１次固有周期Ｔ₁が短くなってほぼ
安定する値を与える減衰係数ｃ_Tを求め、前記減衰係数設定手段によって与えられる減衰係数ｃ
を、(a) 主として頻度の高い風振動に対応する第１振動
レベルに対しては、ｃ₁＜ｃ＜ｃ_T …(3) (b) 前記第１振動レベルより大きい振動レベルであり、
主として地震動に対応する第２振動レベルに対しては、ｃ₃＜ｃ＜ｃ₁ …(4) (c) 前記第２振動レベルより大きい振動レベルであり、
前記減衰係数設定手段を構成する前記減衰装置に所定の
設計荷重Ｆ_y以上の減衰力が生じる第３振動レベルに対
しては、ｃ＜ｃ₃ …(5) となるよう設定することを特徴とする構造物の振動制御
方法。
【請求項２】前記減衰装置は、シリンダー本体と、前
記シリンダー本体内を移動するピストンと、前記シリン
ダー本体の端部から出入するピストンロッドと、前記ピ
ストンの両側に形成された油圧室とを有するオイルダン
パーであり、前記両油圧室を連通させる流路に、前記第
１振動レベルの範囲において、所定の減衰係数ｃ_a（ｃ
₁＜ｃ_a＜ｃ_T）を与える調圧弁と、前記第１振動レベ
ルの範囲において生じる減衰力Ｆ_cに対応する油圧以上
の油圧によって開き、前記調圧弁とともに所定の減衰係
数ｃ_b（ｃ₃＜ｃ_b＜ｃ₁）を与える第１リリーフ弁
と、前記設計荷重Ｆ_yに対応する油圧以上の油圧によっ
て開き、前記減衰係数ｃ_bに対し十分小さい減衰係数を
与える第２リリーフ弁とを並列に設けてあることを特徴
とする請求項１記載の構造物の振動制御方法。
【請求項３】前記減衰係数設定手段は、シリンダー本
体と、前記シリンダー本体内を移動するピストンと、前
記シリンダー本体の端部から出入するピストンロッド
と、前記ピストンの両側に形成された油圧室とを有する
オイルダンパーである、それぞれ１または複数の第１減
衰装置と第２減衰装置とからなり、前記第１減衰装置
は、前記流路に前記第１振動レベルの範囲において、所
定の減衰係数ｃ_a-b（ｃ_a-b＜ｃ_a）を与える調圧弁
と、前記第１振動レベルの範囲において生じる減衰力Ｆ
_cに対応する油圧以上の油圧によって開き、前記減衰係
数ｃ_a-bに対し十分小さい減衰係数を与えるリリーフ弁
とを並列に設けてあり、前記第２減衰装置は、前記流路
に前記第１振動レベル及び前記第２振動レベルの範囲に
おいて、所定の減衰係数ｃ_b（ｃ₃＜ｃ_b＜ｃ₁）を与
える調圧弁と、前記設計荷重Ｆ_yに対応する油圧以上の
油圧によって開き、前記減衰係数ｃ_bに対し十分小さい
減衰係数を与えるリリーフ弁とを並列に設けてあること
を特徴とする請求項１記載の構造物の振動制御方法。