JP2760891B2

JP2760891B2 - 床の制振装置

Info

Publication number: JP2760891B2
Application number: JP2271175A
Authority: JP
Inventors: 達雄岡本; 克也岡田; 晴彦岡本; 靖昌宮内
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1990-10-09
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JPH04146350A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、大面積の無柱空間を下部に形成するように
大スパンの梁で支持された会議場や見本市会場等の建物
の床、或いは、歩道橋や高架道路、橋梁の床が、人の歩
行や床上に設置した機械の振動、車輛の走行等によって
鉛直振動することを抑制又は防止する、つまり、床の鉛
直振動を制御する制振装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば、50〜200mmの大スパンの梁で支持された床で
は、その大スパン梁の曲げ剛性が不足していることが原
因で簡単に鉛直振動を発生するので、鉛直振動を防止す
るには、梁の曲げ剛性を上げれば良い。ところが、梁の
曲げ剛性を上げるには、梁として非常に大きく重いもの
が必要となり、著しいコストアップや施工性の低下を招
来する。

そこで、従来では、梁に錘を上下移動自在に取付け、
鉛直振動が生じた際には、錘でその梁の鉛直振動に抵抗
を与えることにより、変位量を減少して制振するいわゆ
る、マスダンパーが床の制振装置として設けられてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記従来技術によるときは、梁の曲げ剛性を
上げて鉛直振動を防止する場合に比較して梁を小型、軽
量に構成できるものの、錘として床・梁の質量の１％程
度の質量のものが必要であるから、その錘、つまり、付
加質量による梁の曲げモーメントが大きくなり、やは
り、梁の大型化、重量化が避けられないという欠点があ
った。

本発明の目的は、上記欠点を解消する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による床の制振装置の特徴構成は、床を支持す
るトラス梁の上下方向のたわみに対抗する緊張力をその
トラス梁に導入するための導入手段と、前記床の鉛直振
動を検出する振動センサとを設け、前記導入手段を前記
トラス梁の下弦材の長手方向両端間に張設した緊張材
と、その緊張材に引張力を付与するアクチュエータとか
ら構成し、前記振動センサの検出結果に基づいて鉛直振
動に対抗する緊張力を前記トラス梁に導入するように前
記アクチュエータを作動させる制御手段を設けてある点
にある。

〔作用〕

床の鉛直振動に対抗する緊張力を梁に導入することで
変位位置を減少して制振するので、マスダンパーの錘の
ように大きな付加質量が不要で、付加質量として、引張
りにより梁に緊張力を与えるPCケーブル等の緊張材と、
その緊張材に引張力を付与するジャッキやモータ等のア
クチュエータといった導入手段を構成する軽量なもので
済む。

より詳しくは、床が下方に向けて変位した場合、前記
振動センサがその下方変位を検出し、その検出結果に基
づいて前記アクチュエータを作動させて、前記下弦材の
両端を相互に引き寄せる方向に前記緊張材に引張力を付
与する。その結果、前記下弦材の両端を相互に引き寄せ
る応力が、その両端から前記トラス梁のトラス構造を構
成する各構成単位に夫々分散して作用し、前記床の下方
変位に対抗する緊張力を前記各構成単位に発生させるこ
とができ、床の振動を抑制できるのである。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、梁を小型、軽量なものにし
てコストダウン及び施工性の向上を図りながらも、床の
鉛直振動を抑制又は防止できるようになった。

〔実施例〕

本発明の実施例を次に示す。

建物は、第１図に示すように２階建てのものであっ
て、各階は、外周にのみ柱（１）を有する無柱空間に構
成されている。

２階の床（３）は、第３図に示すように、互いに平行
に配置する大スパンの複数のトラス梁（２）に支持され
ている。

前記トラス梁（２）は、上弦材（2A）と下弦材（2B）
と斜材（2C）とから成るトラス構造の鉄骨梁である。

かつ、建物は、前記２階の床（３）の第２図に示すよ
うな鉛直振動を制御する制振装置を備えている。

前記制振装置は、前記トラス梁（２）の下弦材（2B）
に、下方へのたわみに対抗する、つまり、下方へのたわ
みに伴って発生する引張応力に対抗する緊張力を導入す
るための導入手段（４）を設け、前記床（３）の鉛直振
動を検出する振動センサ（５）と、制御手段（６）とを
設けて構成されている。

前記導入手段（４）は、下弦材（2B）の長手方向両端
をそれらが互いに近づく方向に引張可能な状態に張設し
たPC鋼線、PC鋼棒、PC鋼より線等の緊張材（4A）と、そ
れに引張力を付与するアクチュエータ（4B）とから成
る。アクチュエータ（4B）は、電動モータや油圧モータ
で駆動されるねじ式のジャッキや、油圧ジャッキ等であ
る。なお、緊張材（4A）は、一端を下弦材（2B）の長手
方向の一端に固定され、他端を下弦材（2B）の長手方向
の他端に固定したアクチュエータ（4B）の可動部に固定
連結されている。

また、トラス梁（２）は、導入手段（４）により下弦
材（2B）のみに緊張力、つまり、圧縮力が導入されるよ
うに、上弦材（2A）の長手方向の両端を柱（１）に定着
させ、下弦材（2B）の長手方向の両端を柱（１）に定着
させていない。

前記振動センサ（５）は、床（３）の鉛直振動の加速
度を検出するものであって床下に設けられている。

前記制御手段（６）は、前記振動センサ（５）の検出
結果に基づいて鉛直振動のうち下方への振動（たわみ）
を打消す緊張力を下弦材（2B）に導入するように前記導
入手段（４）のアクチュエータ（4B）を作動させるもの
である。具体的には、振動センサ（５）で検出された加
速度を打消す緊張力（Ｆ）を計算し、第４図に示すよう
に、下方への振動時にその計算された緊張力（Ｆ）を導
入するように導入手段（４）を作動させ、上方への振動
時には緊張力（Ｆ）を導入しないように導入手段（４）
を作動させるものである。

もって、制振装置は、床（３）の鉛直振動のうち下方
への振動を下弦材（2B）に導入した緊張力（Ｆ）で抑制
し、上方への振動を床（３）及びトラス梁（２）の重量
で抑制して、第４図に示すように、床（２）の鉛直振動
を減衰するように構成されている。なお、第４図中の実
線が制振しない場合の鉛直振動を示し、点線が制振した
場合の鉛直振動を示す。

また、屋根（７）は、前記床（３）を支持するトラス
梁（２）を同様に、互いに平行に配置する複数の梁
（８）で支持されており、この梁（８）も、前記床
（３）を支持するトラス梁（２）と同様なトラス構造の
鉄骨梁である。

そして、床（３）を支持するトラス梁（２）及び屋根
（７）を支持する鉄骨梁（８）のいずれも、床（３）・
トラス梁（２）の重量（固定荷重）、屋根（７）・鉄骨
梁（８）の重量（固定荷重）による引張応力を相殺する
緊張力を下弦材（2B），（8B）に導入する緊張材（2
a），（8a）を備えている。

〔別実施例〕

本発明の別実施例を以下に示す。

［１］上記実施例では、大スパンのトラス梁（２）で支
持された建物の床（３）への適用を示したが、本発明
は、歩道橋等橋梁の床の制振、高架道路の床の制振にも
適用できる。

［２］上記実施例では、振動センサ（５）として加速度
を検出するものを示したが、振動センサ（５）は振幅を
検出するものであっても良い。

［３］上記実施例では、緊張材（2a）を設けて、固定荷
重による引張応力を相殺する緊張力を下弦材（2B）に導
入することで、トラス梁（２）の小型・軽量化を図った
が、導入手段（４）によって、前記固定荷重による引張
応力を相殺する緊張力をトラス梁（２）に導入するよう
に構成しても良い。

［４］上記実施例では、導入手段（４）として、トラス
梁（２）の下弦材（2B）に緊張力を導入して、床（３）
の鉛直振動のうち下方への振動に対して緊張力で対抗す
ることで制振するように構成したが、第５図に示す用
に、導入手段（４）として、下弦材（2B）に緊張力を導
入するための緊張材（4A）及びアクチュエータ（4B）に
加えて、上方へのたわみに伴って発生する引張応力に対
抗する緊張力を上弦材（2A）に導入するための同様な緊
張材（4A′）及びアクチュエータ（4B′）を設けて床
（３）の上方への振動に対しても緊張力で対抗するよう
に構成しても良い。

［５］上記実施例では、トラス梁（２）としてトラス構
造の鉄骨梁を示したが、トラス梁（２）は、一般に知ら
れている他の形式の鉄骨梁であっても良く、また、鉄骨
コンクリート造りや、鉄筋コンクリート造りものであっ
ても良い。

［６］尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利に
する為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面
の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示し、第１図は縦
断面図、第２図は振動状態を示す縦断面図、第３図は梁
の配置を示す平面図、第４図は緊張力と鉛直振動との関
係を示すグラフであり、第５図は本発明の別実施例を示
す縦断面図である。（３）……床、（２）……トラス梁、（４）……導入手
段、（５）……振動センサ、（６）……制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮内靖昌大阪府南河内郡美原町木材通３丁目１番８号株式会社竹中工務店技術研究所大阪支所内 (56)参考文献特開昭59−1834（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04B 1/98 E04B 5/43 E01D 1/00 - 2/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】床（３）を支持するトラス梁（２）の上下
方向のたわみに対抗する緊張力をそのトラス梁（２）に
導入するための導入手段（４）と、前記床（３）の鉛直
振動を検出する振動センサ（５）とを設け、前記導入手段（４）を前記トラス梁（２）の下弦材（2
B）の長手方向両端間に張設した緊張材（4A）と、その
緊張材（4A）に引張力を付与するアクチュエータ（4B）
とから構成し、前記振動センサ（５）の検出結果に基づいて鉛直振動に
対抗する緊張力を前記トラス梁（２）に導入するように
前記アクチュエータ（4B）を作動させる制御手段（６）
を設けてある床の制振装置。