JP2682876B2 - 構造物の制振架構 - Google Patents
構造物の制振架構Info
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- JP2682876B2 JP2682876B2 JP26479089A JP26479089A JP2682876B2 JP 2682876 B2 JP2682876 B2 JP 2682876B2 JP 26479089 A JP26479089 A JP 26479089A JP 26479089 A JP26479089 A JP 26479089A JP 2682876 B2 JP2682876 B2 JP 2682876B2
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- Japan
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- frame
- intermediate member
- damping device
- vibration damping
- rotating body
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、構造物に外力が作用したときに、梁の回
転変形を感知して作動する制振装置が、構造物のわずか
な振動に対しても大きな制振性能を発揮するように構成
した架構に関する。
転変形を感知して作動する制振装置が、構造物のわずか
な振動に対しても大きな制振性能を発揮するように構成
した架構に関する。
構造物に風、地震等の外力が作用したときに生じる振
動を制御する装置として、この発明者は、先般開発した
角運動量の原理を用いた制振装置について特許出願をし
た（特願平１−136727号）。
動を制御する装置として、この発明者は、先般開発した
角運動量の原理を用いた制振装置について特許出願をし
た（特願平１−136727号）。
この制振装置は、フレームに取り付けた回転軸の周り
に回転可能な回転体を、フレームのビームにより、回転
体の回転軸と直交する中心軸線の周りに回転可能に支持
したものであり、回転体は鉛直方向の軸の周りに高速回
転するようにしてある。
に回転可能な回転体を、フレームのビームにより、回転
体の回転軸と直交する中心軸線の周りに回転可能に支持
したものであり、回転体は鉛直方向の軸の周りに高速回
転するようにしてある。
ところで、従来の一般的構造物の架構を構成する水平
部材（梁）と垂直部材（柱）とは、各階層および各スパ
ンごとにそれぞれに対応する長さをもつ材料が使用され
ている。
部材（梁）と垂直部材（柱）とは、各階層および各スパ
ンごとにそれぞれに対応する長さをもつ材料が使用され
ている。
第８図は、構造物１の代表例として２層１スパンの架
構を示し、梁2,3および柱６は、それぞれのスパンと階
高とに応じた１本の材料を剛節接合した構造になってい
る。
構を示し、梁2,3および柱６は、それぞれのスパンと階
高とに応じた１本の材料を剛節接合した構造になってい
る。
この構造物１に外力が作用したとき、架構の変形状態
は第９図に示すようになる。
は第９図に示すようになる。
各階層に一方向から作用する外力をP1,P2とすると、
各階層には剪断変形による水平変位δ1,δ２が卓越して
生じ、梁2,3および柱６にはこれによる回転変形を生じ
る。
各階層には剪断変形による水平変位δ1,δ２が卓越して
生じ、梁2,3および柱６にはこれによる回転変形を生じ
る。
この構造物の振動を制御する装置として、上記の制振
装置10を梁2,3の中央部に設置した場合、剪断変形によ
り生じた梁2,3の中央部における回転角をθa,θｂとす
ると、制振装置10は、梁2,3の回転変形を感知して作動
し、回転角θa,θｂに対応する角速度に比例した制振力
を発生するようになっている。
装置10を梁2,3の中央部に設置した場合、剪断変形によ
り生じた梁2,3の中央部における回転角をθa,θｂとす
ると、制振装置10は、梁2,3の回転変形を感知して作動
し、回転角θa,θｂに対応する角速度に比例した制振力
を発生するようになっている。
上述したように、角運動量の原理を用いた制振装置
は、構造物に外力が作用したときに梁に発生する回転変
形を感知して、回転角の大きさに対応する制振性能を発
揮するものである。
は、構造物に外力が作用したときに梁に発生する回転変
形を感知して、回転角の大きさに対応する制振性能を発
揮するものである。
しかし、従来の構造物の架構においては、構造物に微
小な振動が生じた場合は、これにより梁に生じる回転角
も小さくなるため、所望の制振力を得ることは困難にな
るという問題がある。
小な振動が生じた場合は、これにより梁に生じる回転角
も小さくなるため、所望の制振力を得ることは困難にな
るという問題がある。
この発明は上記の問題を解決して、構造物のわずかな
振動によっても、梁に大きな回転角を生じる架構を提供
することを目的とする。
振動によっても、梁に大きな回転角を生じる架構を提供
することを目的とする。
上記問題を解決するため、この発明においては、構造
物の架構の全部または一部を、中間部材と中間部材の長
さ方向両端にピン接合された側端部材とからなる梁と、
梁の側端部材のピン接合側とは反対側の長さ方向端部に
剛節接合された柱とにより構成し、制振装置は梁の中間
部材に配置してある。
物の架構の全部または一部を、中間部材と中間部材の長
さ方向両端にピン接合された側端部材とからなる梁と、
梁の側端部材のピン接合側とは反対側の長さ方向端部に
剛節接合された柱とにより構成し、制振装置は梁の中間
部材に配置してある。
制振装置は、フレームと、フレームに取り付けられた
回転軸の周りに高速回転する回転体と、フレームの外周
を回転体の回転軸と直交する軸方向両端側で支持するビ
ームとを備え、梁の中間部材に固定した支持台に、制振
装置のビームを水平方向の軸の周りに回転可能に支持
し、回転体の回転軸を鉛直方向に保持してある。
回転軸の周りに高速回転する回転体と、フレームの外周
を回転体の回転軸と直交する軸方向両端側で支持するビ
ームとを備え、梁の中間部材に固定した支持台に、制振
装置のビームを水平方向の軸の周りに回転可能に支持
し、回転体の回転軸を鉛直方向に保持してある。
この発明の制振架構は、梁を３部材により構成し、中
間部材と側端部材とをピン接合しているため、構造物に
外力が作用したとき、梁の中間部材は、ピン接点を支点
として側端部材に対して回転変位し、中間部材の回転角
は従来の梁に比べて大きくなる。
間部材と側端部材とをピン接合しているため、構造物に
外力が作用したとき、梁の中間部材は、ピン接点を支点
として側端部材に対して回転変位し、中間部材の回転角
は従来の梁に比べて大きくなる。
〔実施例〕 以下、この発明の実施例について、図面を参照して説
明する。
明する。
第１図は、この発明を２層１スパンの架構を有する構
造物１に適用した実施例である。
造物１に適用した実施例である。
この架構の各階層の梁2,3は、中間部材2a,3aと中間部
材2a,3aの長さ方向両端側の側端部材2b,3bとの３部材に
分割されている。中間部材2a,3aの長さ方向両端部は、
側端部材2b,3bの一方の長さ方向端部に、ピンA,Bによっ
て接合され、梁2,3の側端部材2b,3bの他方の長さ方向端
部は、それぞれ剛節C,Dによって柱6,6に接合された構造
になっている。
材2a,3aの長さ方向両端側の側端部材2b,3bとの３部材に
分割されている。中間部材2a,3aの長さ方向両端部は、
側端部材2b,3bの一方の長さ方向端部に、ピンA,Bによっ
て接合され、梁2,3の側端部材2b,3bの他方の長さ方向端
部は、それぞれ剛節C,Dによって柱6,6に接合された構造
になっている。
そして、梁2,3の各中間部材2a,3aに制振装置10が配置
されている。
されている。
制振装置10は、第３図ないし第５図に示すように、扁
平な防錘円形状のフレーム11に、外周部分が内周部分よ
りも厚肉に成形された円盤状の回転体12を収容し、回転
体12の中心線上に設けた回転軸13の両端部を、フレーム
11の中心軸線の周りに回転可能に軸支し、フレーム11の
外周には、回転体12の回転軸13と直交する軸方向（直径
方向）両端側に、それぞれビーム14,15を取り付けたも
のである。
平な防錘円形状のフレーム11に、外周部分が内周部分よ
りも厚肉に成形された円盤状の回転体12を収容し、回転
体12の中心線上に設けた回転軸13の両端部を、フレーム
11の中心軸線の周りに回転可能に軸支し、フレーム11の
外周には、回転体12の回転軸13と直交する軸方向（直径
方向）両端側に、それぞれビーム14,15を取り付けたも
のである。
この制振装置10のフレーム11のビーム14,15は、梁2,3
の中間部材2a,3a上に固定された支持台7,8に水平方向の
軸の周りに回転可能に支持されており、回転体12の回転
軸13は、鉛直方向を保持した状態になっている。
の中間部材2a,3a上に固定された支持台7,8に水平方向の
軸の周りに回転可能に支持されており、回転体12の回転
軸13は、鉛直方向を保持した状態になっている。
上記構造物１に外力が作用したときの架構の変形状態
は、第２図に示すようになる。各階層に一方向から外力
P1,P2が作用して剪断変形による水平変位δ1,δ２が生
じたとき、梁2,3の中間部材2a,3aは、側端部材2b,3bに
ピン接合されており、側端部材2b,3bに対してピンA,Bを
支点として回転するため、従来よりも大きい回転変形を
生じ、中間部材2a,3aの回転角θA,θＢは従来の梁の回
転角θa,θｂよりも大きくなる。
は、第２図に示すようになる。各階層に一方向から外力
P1,P2が作用して剪断変形による水平変位δ1,δ２が生
じたとき、梁2,3の中間部材2a,3aは、側端部材2b,3bに
ピン接合されており、側端部材2b,3bに対してピンA,Bを
支点として回転するため、従来よりも大きい回転変形を
生じ、中間部材2a,3aの回転角θA,θＢは従来の梁の回
転角θa,θｂよりも大きくなる。
したがって、梁2,3の中間部材2a,3aに配置されている
制振装置10は、外力P1,P2による梁2,3の水平変位δ1,δ
２が従来と同じであっても、大きな制振力が発生するこ
とになる。
制振装置10は、外力P1,P2による梁2,3の水平変位δ1,δ
２が従来と同じであっても、大きな制振力が発生するこ
とになる。
制振装置10による制振力の発生機構は、次のとおりで
ある。
ある。
構造物１の梁２のスパン方向をＸ軸とし、制振装置10
の回転体12は、第３図に示す矢印方向に高速回転してい
るものとする。
の回転体12は、第３図に示す矢印方向に高速回転してい
るものとする。
外力P1がＸ軸方向から加えられたとき、梁２の中間部
材2aに生じた回転角θＡによる角速度をΩ１とすると、
中間部材2aに固定された制振装置10の回転体12にもこれ
と同一の角速度Ω１が与えられるので、この角速度ベク
トルに直交する方向、すなわちＸ軸周りには、第４図に
示す矢印方向のモーメントM1が生じる。このモーメント
M1により回転体12はＸ軸周りに角速度Ω２の回転動を生
じるので、この角速度ベクトルに直交する方向、すなわ
ちＹ軸周りに第５図に示す矢印方向のモーメントM2が発
生する。このモーメントM2は、支持台7,8を介して梁２
に鉛直方向の偶力N,Nとして作用し、中間部材2aの回転
変形とは逆方向の回転変形が生じる。これにより中間部
材2aに生じた回転角θＡが相殺され、梁２の回転変形が
消去されることになる。
材2aに生じた回転角θＡによる角速度をΩ１とすると、
中間部材2aに固定された制振装置10の回転体12にもこれ
と同一の角速度Ω１が与えられるので、この角速度ベク
トルに直交する方向、すなわちＸ軸周りには、第４図に
示す矢印方向のモーメントM1が生じる。このモーメント
M1により回転体12はＸ軸周りに角速度Ω２の回転動を生
じるので、この角速度ベクトルに直交する方向、すなわ
ちＹ軸周りに第５図に示す矢印方向のモーメントM2が発
生する。このモーメントM2は、支持台7,8を介して梁２
に鉛直方向の偶力N,Nとして作用し、中間部材2aの回転
変形とは逆方向の回転変形が生じる。これにより中間部
材2aに生じた回転角θＡが相殺され、梁２の回転変形が
消去されることになる。
上記実施例では、梁2,3の中間部材2a,3aの上面に制振
装置10を設置した場合を図示したが、制振装置10は第６
図に示すように、梁2,3の中間部材2a,3aの下面に設置し
てもよい。
装置10を設置した場合を図示したが、制振装置10は第６
図に示すように、梁2,3の中間部材2a,3aの下面に設置し
てもよい。
第７図は、この発明の他の実施例として、第１図の架
構に壁部材８を設けた場合を示したものである。
構に壁部材８を設けた場合を示したものである。
なお、この発明は、大架構方式の構造物については、
架構の一部分のみに適用してもよい。
架構の一部分のみに適用してもよい。
以上説明したように、この発明は、構造物の梁を中間
部材と中間部材の長さ方向両端にピン接合された側端部
材との３部材とし、側端部材のピン接合側とは反対側の
長さ方向端部に柱が剛節接合された架構を設け、構造物
の振動により梁に生じる回転変形を感知して作動する制
振装置は梁の中間部材に設置してあるため、構造物に外
力が作用したときに、梁の中間部材がピン接点を支点と
して回転して大きな回転変形を生じ、従来の架構の梁に
制振装置を設置した場合に比べて大きな制振力を得るこ
とが可能となる。
部材と中間部材の長さ方向両端にピン接合された側端部
材との３部材とし、側端部材のピン接合側とは反対側の
長さ方向端部に柱が剛節接合された架構を設け、構造物
の振動により梁に生じる回転変形を感知して作動する制
振装置は梁の中間部材に設置してあるため、構造物に外
力が作用したときに、梁の中間部材がピン接点を支点と
して回転して大きな回転変形を生じ、従来の架構の梁に
制振装置を設置した場合に比べて大きな制振力を得るこ
とが可能となる。
したがって、この発明によれば、構造物にわずかな水
平変位が現れる程度の微小振動が生じた場合において
も、梁の中間部材に生じる回転角が大きくなるため、こ
れに対応する制振力が得られ、わずかな変形領域からで
も、きめ細かい制振性能が発揮されることになる。
平変位が現れる程度の微小振動が生じた場合において
も、梁の中間部材に生じる回転角が大きくなるため、こ
れに対応する制振力が得られ、わずかな変形領域からで
も、きめ細かい制振性能が発揮されることになる。
第１図は、この発明の実施例を示す側面図、第２図は第
１図の架構に外力が作用したときの変形状態図、第３図
は制振装置を示す平面図、第４図は第３図のＩ−Ｉ線断
面図、第５図は第３図のII−II線断面図、第６図は制振
装置の他の配置例を示す側面図、第７図はこの発明の他
の実施例を示す側面図、第８図は従来の架構の一例を示
す側面図、第９図は第８図の架構に外力が作用したとき
の変形状態図である。 図柱、１は構造物、2,3は梁、2a,3aは中間部材、2b,3b
は側端部材、６は柱、A,Bはピン接点、C,Dは剛節接点、
7,8は支持台、10は制振装置、11はフレーム、12は回転
体、13は回転軸、14,15はビームである。
１図の架構に外力が作用したときの変形状態図、第３図
は制振装置を示す平面図、第４図は第３図のＩ−Ｉ線断
面図、第５図は第３図のII−II線断面図、第６図は制振
装置の他の配置例を示す側面図、第７図はこの発明の他
の実施例を示す側面図、第８図は従来の架構の一例を示
す側面図、第９図は第８図の架構に外力が作用したとき
の変形状態図である。 図柱、１は構造物、2,3は梁、2a,3aは中間部材、2b,3b
は側端部材、６は柱、A,Bはピン接点、C,Dは剛節接点、
7,8は支持台、10は制振装置、11はフレーム、12は回転
体、13は回転軸、14,15はビームである。
Claims (1)
- 【請求項１】構造物の少なくとも一部に、中間部材と中
間部材の長さ方向両端にピン接合された側端部材とから
なる梁と、梁の側端部材のピン接合側とは反対側の長さ
方向端部に剛節接合された柱とにより構成した架構を設
け、前記梁の中間部材に、フレームと、フレームに軸支
された回転軸の周りに高速回転する回転体と、フレーム
の外周を回転体の回転軸と直交する軸方向両端側で支持
するビームとを備える制振装置を配置し、梁の中間部材
に固定した支持台に、制振装置のビームを水平方向の軸
の周りに回転可能に支持し、回転体の回転軸を鉛直方向
に保持したことを特徴とする構造物の制振架構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26479089A JP2682876B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 構造物の制振架構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26479089A JP2682876B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 構造物の制振架構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03125766A JPH03125766A (ja) | 1991-05-29 |
| JP2682876B2 true JP2682876B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=17408239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26479089A Expired - Lifetime JP2682876B2 (ja) | 1989-10-11 | 1989-10-11 | 構造物の制振架構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2682876B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-11 JP JP26479089A patent/JP2682876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03125766A (ja) | 1991-05-29 |
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