JP2889329B2 - Control method of dynamic vibration absorber device for building - Google Patents

Control method of dynamic vibration absorber device for building

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JP2889329B2
JP2889329B2 JP19043790A JP19043790A JP2889329B2 JP 2889329 B2 JP2889329 B2 JP 2889329B2 JP 19043790 A JP19043790 A JP 19043790A JP 19043790 A JP19043790 A JP 19043790A JP 2889329 B2 JP2889329 B2 JP 2889329B2
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高層ビル、ペンシルビルおよび各種のタワ
ー等の柔構造建物の地震や風による揺れを低減する振動
制御に関し、特に建物用動吸振器の制御方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to vibration control for reducing vibrations of flexible structures such as high-rise buildings, pencil buildings and various towers due to earthquakes and winds, and more particularly to dynamic vibration absorbers for buildings. It relates to a control method.

従来技術 高層ビル、ペンシルベルおよび各種タワー等の高い建
築物では、振動エネルギーを吸収して耐震強度を向上さ
せるため柔構造が採用されている。
2. Description of the Related Art Tall buildings such as high-rise buildings, pencil bells and various towers employ a flexible structure to absorb vibration energy and improve seismic strength.

この柔構造の建物の場合、地震や強風時に建物自体が
一振動系をなして揺れるが、常風時においても揺れが大
きくなって居住性が害されるおそれがあるため、建物に
ばねを介して付加質量を取り付けて副ばねマス系を連成
させる方法が採られている。
In the case of this flexible structure, the building itself forms a single vibration system in the event of an earthquake or strong wind.However, even in a normal wind, the vibration may increase and the habitability may be impaired. A method of attaching an additional mass to couple the auxiliary spring mass system is adopted.

すなわち建物自体の主ばねマス系と上記副ばねマス系
とで固有振動数が略同じになるように設定することによ
り、建物の揺れを打ち消す振動を発生させて吸振効果を
実現する動吸振器(ダイナミックダンパー)装置を設け
ることが提案されている。
That is, by setting the natural frequency of the main spring mass system of the building itself and that of the sub-spring mass system to be substantially the same, a dynamic vibration absorber that generates vibration to cancel the vibration of the building and realizes a vibration absorbing effect ( It has been proposed to provide a dynamic damper) device.

従来この種の建物用動吸振器装置ではマスダンパーに
おける付加質量の設置床との相対変位および相対速度、
建物と地盤との相対変位および相対速度を測定し、制御
器にフィードバックして建物の絶対加速度を最小限にす
べくアクチュエータを制御するいわゆる最適レギュレー
タ制御が行われていた。
Conventionally, in this type of dynamic vibration absorber for buildings, the relative displacement and relative speed of the additional mass of the mass damper with respect to the installation floor,
So-called optimal regulator control has been performed in which the relative displacement and relative speed between the building and the ground are measured and fed back to a controller to control an actuator so as to minimize the absolute acceleration of the building.

例えば特開平2−85476号公報、特開平2−85477号公
報、特開平2−85478号公報、特開平2−85479号公報等
に記載されたものは、上記最適レギュレータ制御を示し
ており、同制御による吸振効果により建物の振動振幅を
減少させ、建物の全体変形を小さくし、居住性を向上さ
せようとしている。
For example, those described in JP-A-2-85476, JP-A-2-85477, JP-A-2-85478, JP-A-2-85479, etc. show the above-described optimal regulator control. The vibration absorption effect of the control is used to reduce the vibration amplitude of the building, reduce the overall deformation of the building, and improve the livability.

解決しようとする課題 しかし従来は常に最適レギュレータ制御を行なうもの
であって、震度3程度までの弱震および風による外乱を
受ける場合は、建物全体の振動を制御することができて
大きな効果を得られるが、震度3を越える中震および強
震の場合においては、マスダンパーのストロークが過大
になるばかりか、最適制御するためにはマスダンパーの
アクチュエータに極めて過大な駆動力を要求され実現が
困難となる問題があった。
Problems to be solved However, conventionally, optimal regulator control is always performed, and when a disturbance due to a weak earthquake and a wind up to a seismic intensity of about 3 is received, the vibration of the entire building can be controlled, and a great effect can be obtained. However, in the case of a middle earthquake and a strong earthquake exceeding seismic intensity 3, not only the stroke of the mass damper becomes excessive, but also an extremely large driving force is required for the actuator of the mass damper for optimal control, and it is difficult to realize. There was a problem.

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的
とする処は、震度3以上の地震に対しては制御方式を変
えることで対応し常に動吸振器装置を有効に作動させて
建物の振動低減を図ることができる建物用動吸振器装置
の制御方法を供する点にある。
The present invention has been made in view of such a point, and a purpose thereof is to respond to an earthquake of seismic intensity 3 or more by changing a control method, always effectively operate a dynamic vibration absorber device, and to construct a building. It is an object of the present invention to provide a control method of a building dynamic vibration absorber device capable of reducing vibration.

問題を解決するための手段および作用 上記目的を達成するために、本発明は建物の屋上また
はその近傍階にアクチュエータにより能動的制御が可能
な動吸振器装置を備え、同動吸振器装置の付加質量、建
物および地面の各振動を検出する振動センサーからの検
出信号に基づき前記動吸振器装置のアクチュエータを駆
動制御する方法において、震度3程度までの弱震または
風による外乱を受ける場合は建物の絶対加速度が最小に
なるようにアクチュエータを制御する最適レギュレータ
制御をなし、震度3から震度5程度までの中震の場合は
建物の絶対加速度から建物の固有振動数を同定し付加質
量部を最適設定されたパッシブな動吸振器の動きと等し
くアクチュエータを制御するモデルマッチング制御をな
し、震度5程度以上の強震の場合は付加質量の設置床部
に対する相対変位が所定の変位を越えないようにアクチ
ュエータを制御する変位制御またはアクチュエータの制
御を中止してパッシブな動吸振器として動作させる建物
用動吸振器装置の制御方法である。
Means for Solving the Problems and Action To achieve the above object, the present invention provides a dynamic vibration absorber device which can be actively controlled by an actuator on the roof of a building or a floor near the same, and an additional vibration vibration absorber device. In the method of driving and controlling the actuator of the dynamic vibration absorber device based on a detection signal from a vibration sensor that detects each vibration of the mass, the building, and the ground, when a disturbance due to a weak earthquake or a wind up to a seismic intensity of about 3 is applied, the absolute Optimal regulator control to control the actuator so that the acceleration is minimized. In the case of a moderate earthquake with a seismic intensity of 3 to 5, the natural frequency of the building is identified from the absolute acceleration of the building, and the additional mass part is set optimally. Model matching control that controls the actuators in the same way as the passive dynamic vibration absorber movement. A displacement control method for controlling an actuator such that a relative displacement of an added mass with respect to an installation floor does not exceed a predetermined displacement or a control method for a building dynamic vibration absorber device that stops control of an actuator and operates as a passive dynamic vibration absorber. is there.

弱震時および風による外乱を受ける場合は、最適レギ
ュレータ制御により大きな振動低減効果が得られ、中震
時にはモデルマッチング制御により制御力を非常に小さ
くして最適同調させたパッシブなマスダンパーのように
作動して振動を低減させることができ、強震時には変位
制御またはパッシブな動吸振器としてマスダンパーの過
大変位を防止して極力安全確保を図ることができる。
In the event of a weak earthquake or wind disturbance, a large vibration reduction effect can be obtained by the optimal regulator control, and during a moderate earthquake, it operates like a passive mass damper with a very small control force and optimal tuning by the model matching control. In the event of a strong earthquake, displacement control or a passive dynamic vibration absorber prevents excessive displacement of the mass damper to ensure safety as much as possible.

実施例 以下第1図ないし第10図に図示した本発明に係る一実
施例について説明する。
Embodiment An embodiment according to the present invention shown in FIGS. 1 to 10 will be described below.

第1図は本実施例の振動制御装置を備えた建物の模式
的立面図である。
FIG. 1 is a schematic elevation view of a building provided with the vibration control device of the present embodiment.

地盤1上にタワー状の建物2が構築されており、該地
盤2の最上階に本発明の係る振動制御装置10が設置され
ている。
A tower-like building 2 is constructed on the ground 1, and a vibration control device 10 according to the present invention is installed on the top floor of the ground 2.

建物2としては、例えば一辺が10〜25m程度の正方
形、長方形または菱形等の床面を有し、高さが60〜150m
に達する鉄骨構造で構築され、風圧を受けて例えば2秒
程度の固有周期および数10mm程度の振幅で揺れる建物を
典型例として挙げることができ、本実施例もかかる建物
を対象としている。
The building 2 has, for example, a square, rectangular or diamond-shaped floor surface with a side of about 10 to 25 m and a height of 60 to 150 m.
A typical example is a building constructed with a steel frame structure that reaches a maximum pressure and swings with a natural period of about 2 seconds and an amplitude of about several tens of mm under wind pressure. The present embodiment is also directed to such a building.

該建物2の最上階床面3上には水平ばね手段12を介し
て付加質量M13が保持された動吸振器11が設置されてい
る。
On the top floor 3 of the building 2, a dynamic vibration absorber 11 holding an additional mass M13 via a horizontal spring means 12 is installed.

付加質量M13には、別途建物2に固定されたアクチュ
エータたる油圧シリンダー14のロッド先端が固着されて
いて、油圧シリンダー14の駆動により付加質量M13は床
面3に対して平行に移動可能である。
A rod end of a hydraulic cylinder 14 as an actuator separately fixed to the building 2 is fixed to the additional mass M13, and the additional mass M13 can move parallel to the floor 3 by driving the hydraulic cylinder 14.

そして建物3の床面3、付加質量M13および地盤1に
それぞれ振動センサー15、16、17が設置され、振動セン
サー15は建物2の振動、振動センサー16は付加質量M13
の振動、振動センサー17は地盤1の振動をそれぞれ検出
する。
Vibration sensors 15, 16, 17 are installed on the floor 3, the additional mass M13, and the ground 1 of the building 3, respectively. The vibration sensor 15 is the vibration of the building 2, and the vibration sensor 16 is the additional mass M13.
The vibration sensor 17 detects the vibration of the ground 1.

振動センサー15、16、17の検出信号は、制御回路18に
入力され、同検出信号に基づいて制御回路18は制御信号
を生成して、前記油圧シリンダー14に出力し油圧シリン
ダー14の駆動を制御する。
The detection signals of the vibration sensors 15, 16, and 17 are input to a control circuit 18, and the control circuit 18 generates a control signal based on the detection signal and outputs the control signal to the hydraulic cylinder 14 to control the driving of the hydraulic cylinder 14. I do.

振動制御装置10は以上のように構成されおり、制御回
路18が振動センサー15、16、17の検出信号を入力して分
析し、建物2の揺れを低減するよう油圧シリンダー14を
駆動制御すると、油圧シリンダー14は付加質量M13を床
面3に対し水平に変位させてアクティブな動吸振器とし
て働らき、建物2の揺れを抑制することができる。
The vibration control device 10 is configured as described above, and when the control circuit 18 inputs and analyzes the detection signals of the vibration sensors 15, 16, 17 and drives and controls the hydraulic cylinder 14 to reduce the shaking of the building 2, The hydraulic cylinder 14 acts as an active dynamic vibration absorber by displacing the additional mass M13 horizontally with respect to the floor 3 and can suppress the shaking of the building 2.

すなわち振動制御装置10は、柔構造をなす建物2を主
振動系とし、水平ばね手段12および付加質量M13からな
る動吸振器11を略同じ振動周期を有する副ばねマス系と
して連成させるとともに、油圧シリンダー14により強制
的に付加質量M13を加振することにより、建物2が種々
の広い周波数帯域の励振力を受けて揺れる場合でも、揺
れを効果的に低減させるよう制御可能である。
That is, the vibration control device 10 couples the building 2 having a flexible structure as a main vibration system, and couples the dynamic vibration absorber 11 including the horizontal spring means 12 and the additional mass M13 as a sub-spring mass system having substantially the same vibration period, By forcibly exciting the additional mass M13 by the hydraulic cylinder 14, even if the building 2 shakes under the excitation force of various wide frequency bands, it is possible to control to effectively reduce the shaking.

第2図および第3図は、該副ばねマス系の動吸振器11
の正面図および横断面図である。
FIGS. 2 and 3 show the dynamic damper 11 of the auxiliary spring mass system.
1 is a front view and a cross-sectional view of FIG.

水平ばね手段12は、床面3と付加質量M13との間に積
層弾性体(積層ゴム)20と安定板21とが交互に重なり4
段に積み重ねられた多数段式弾性ユニットとして構成さ
れて正方形状をなして各上下面の4箇所に積層弾性体20
が固着されている。
The horizontal spring means 12 includes a laminated elastic body (laminated rubber) 20 and a stabilizer 21 alternately overlapping between the floor 3 and the additional mass M13.
It is configured as a multi-stage elastic unit that is stacked on a stage and forms a square shape.
Is fixed.

3枚の安定板21は、正方形状をなして各上下面の4個
所に積層弾性体20が固着されて対応する積層弾性体20の
上下端を連結する剛体の連結板であって、地震や風で横
荷重を受けた場合に座屈を生じることなく弾性変化する
水平方向変位能力を増大させるために介装されている。
The three stabilizers 21 are rigid connecting plates that form a square shape and have the laminated elastic bodies 20 fixed at four positions on each of the upper and lower surfaces and connect the upper and lower ends of the corresponding laminated elastic bodies 20. It is interposed in order to increase the horizontal displacement capability that changes elastically without buckling when a lateral load is applied by wind.

そして互いに対向する上下の安定板21の間に、水平方
向の振動を減衰させるための減衰器22が所定の配列で組
み込まれている。
An attenuator 22 for attenuating horizontal vibration is provided in a predetermined arrangement between the upper and lower stabilizers 21 facing each other.

ここに積層弾性体20は、第4図および第5図に図示す
るように、ゴムその他のエラストマー材25と金属製の補
強板26とが交互に積層して円筒状に一体化したもので、
上下方向には剛性が高く、水平方向には弾性を有する構
造をしている。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the laminated elastic body 20 is formed by alternately laminating a rubber or other elastomer material 25 and a metal reinforcing plate 26 and integrally integrating them into a cylindrical shape.
The structure has high rigidity in the vertical direction and elasticity in the horizontal direction.

なお積層弾性体20の上下面には矩形のフランジプレー
ト27が一体に固着され、同フランジプレート27の4隅に
穿設された取付孔28にボルトを貫入してフランジプレー
ト27を床面3、付加質量M13または安定板21に固着せし
めることができる。
A rectangular flange plate 27 is integrally fixed to the upper and lower surfaces of the laminated elastic body 20, and bolts are inserted into mounting holes 28 formed at four corners of the flange plate 27 so that the flange plate 27 is It can be fixed to the additional mass M13 or the stabilizer 21.

次に油圧シリンダー14を駆動制御する制御回路18の構
成を第6図にブロック図で示す。
Next, the configuration of a control circuit 18 for controlling the drive of the hydraulic cylinder 14 is shown in a block diagram in FIG.

各所定位置に設置された振動センサー15、16、17から
検出信号は、まずチャージアンプ31に入力されて増幅さ
れ、ローパスフィルタLPF32を経て低周波域の信号を抽
出し、次いでA/Dコンバータ33によりデジタル信号とし
て信号処理器34に各信号が入力される。
The detection signals from the vibration sensors 15, 16, and 17 installed at the respective predetermined positions are first input to the charge amplifier 31, amplified and extracted through a low-pass filter LPF32 to extract a low-frequency signal, and then the A / D converter 33 As a result, each signal is input to the signal processor 34 as a digital signal.

信号処理器34は制御回路18の中で最も重要な制御信号
生成の機能を果たすものであり、該制御信号はD/Aコン
バータ35に出力されてアナログ信号に変換され、次いで
ローパスフィルターLPF36を経て低周波域信号を抽出さ
れパワーアップ37で増幅されて油圧シリンダー14に駆動
信号として出力される。
The signal processor 34 performs the most important control signal generation function in the control circuit 18, and the control signal is output to a D / A converter 35, converted into an analog signal, and then passed through a low-pass filter LPF 36. The low frequency band signal is extracted, amplified by the power-up 37, and output to the hydraulic cylinder 14 as a drive signal.

油圧シリンダー14は、この駆動信号にしたがって駆動
し付加質量M13を加振する。
The hydraulic cylinder 14 is driven according to the drive signal to excite the additional mass M13.

本実施例は、以上のような構成からなり、全体の系を
模式図で示すと第7図のように表示することができる。
The present embodiment is configured as described above, and when the entire system is schematically shown, it can be displayed as shown in FIG.

地盤1に立つ建物2の最上層床面3に水平方向に移動
自在に付加質量M13が載置され、床面3と一体の固定部
材41と付加質量M13との間に水平方向に作用するバネ4
2、ダンパー43およびアクチュエータ44が介在する。
An additional mass M13 is mounted on the uppermost floor 3 of the building 2 standing on the ground 1 so as to be movable in the horizontal direction, and a spring acting horizontally between the fixed member 41 integrated with the floor 3 and the additional mass M13. Four
2, the damper 43 and the actuator 44 are interposed.

ここにバネ42とダンパー43は積層弾性体20の弾性およ
び減衰能力に基づくものであり、アクチュエータ44は油
圧シリンダー14に相当する。
Here, the spring 42 and the damper 43 are based on the elasticity and the damping ability of the laminated elastic body 20, and the actuator 44 corresponds to the hydraulic cylinder 14.

アクチュエータ44がない状態ではパッシブな動吸振器
を構成し、アクチュエータ44が加わって制御回路18の制
御により駆動されることでアクティブな動吸振器を構成
する。
When there is no actuator 44, a passive dynamic vibration absorber is formed, and when the actuator 44 is added and driven by the control of the control circuit 18, an active dynamic vibration absorber is formed.

以下本実施例の制御回路18による制御方法について説
明する。
Hereinafter, a control method by the control circuit 18 of the present embodiment will be described.

制御回路18は、地盤1に設置された振動センサー17の
検出信号に基づき3種類の制御方式が採られており、震
度3(地動加速度50ガル)以下の弱震では完全なアクテ
ィブ制御(最適レギュレータ制御)がなされ、震度3か
ら震度5(50〜200ガル)までの中震ではセミアクティ
ブ制御(モデルマッチング制御)がなされ、震度5(20
0ガル)以上の強震では変位制御がなされる。
The control circuit 18 employs three types of control methods based on the detection signals of the vibration sensor 17 installed on the ground 1, and complete active control (optimum regulator control) for weak earthquakes with a seismic intensity of 3 (ground motion acceleration 50 gal) or less. ), Semi-active control (model matching control) is performed for the seismic intensity 3 to 5 (50 to 200 gal), and the seismic intensity 5 (20
Displacement control is performed for strong earthquakes of 0 gal or more.

この3種類の制御方式による建物の見かけの減衰率は
第8図に図示する如くであり、アクティブ制御、セミア
クティブ制御、変位制御の順に見かけの減衰率は段階的
に減少している。
The apparent attenuation rate of the building by these three control methods is as shown in FIG. 8, and the apparent attenuation rate decreases step by step in the order of active control, semi-active control, and displacement control.

なお風による外乱を受けるときはアクティブ制御がな
される。
Note that active control is performed when a disturbance due to wind is received.

まず弱震のときのアクティブ制御は、付加質量M13の
床面3に対する相対変位と相対速度を振動センサー15、
16の検出信号から測定すると同時に建物2の地盤1に対
する相対変位と相対速度を振動センサー15、17の検出信
号から測定し、建物2の絶対加速度が最小となるよう
に、アクチュエータ44(油圧シリンダ14)を駆動制御す
る最適レギュレータ制御を行う。
First, active control in the event of a weak earthquake uses the vibration sensor 15, the relative displacement and relative velocity of the
At the same time, the relative displacement and relative speed of the building 2 with respect to the ground 1 are measured from the detection signals of the vibration sensors 15 and 17, and the actuator 44 (the hydraulic cylinder 14) is set so that the absolute acceleration of the building 2 is minimized. ) Performs optimal regulator control for driving control.

大きな振動減衰率を示し(第8図参照)、第9図に示
す如く建物2の揺れの振幅を小さく抑えることができ
る。
It shows a large vibration damping rate (see FIG. 8), and as shown in FIG. 9, the amplitude of the shaking of the building 2 can be reduced.

第9図では上段が最適レギュレータ制御をしない場合
で、下段が最適レギュレータ制御をした場合で振幅が大
幅に減少している。
In FIG. 9, the amplitude is greatly reduced when the upper stage does not perform the optimal regulator control and when the lower stage performs the optimal regulator control.

しかしこの最適レギュレータ制御は、建物2の絶対加
速度を最小にしようとするものであり、中震以上の振動
(震度3以上)に対処しようとなると、付加質量M13の
ストロークに余裕がなくなり、油圧シリンダー14の負担
が限界を越えるようになるため実現が困難である。
However, this optimal regulator control is intended to minimize the absolute acceleration of the building 2, and when trying to cope with a vibration larger than the middle quake (seismic intensity 3 or more), there is no room for the stroke of the additional mass M13 and the hydraulic cylinder It is difficult to realize because the burden of 14 will exceed the limit.

そこで中震においては、建物2の絶対加速度を測定
し、絶対加速度から建物2の固有振動数を同定し、付加
質量M13が最適に調整された状態のパッシブな動吸振器
の動きと等しく油圧シリンダ14を制御するモデルマッチ
ング制御を行なう。
Therefore, in the middle quake, the absolute acceleration of the building 2 is measured, the natural frequency of the building 2 is identified from the absolute acceleration, and the hydraulic cylinder is equal to the movement of the passive dynamic vibration absorber with the added mass M13 being optimally adjusted. Perform model matching control to control 14.

例えば付加質量M13が最適に調整された状態とは、動
吸振器の減衰比ζdと固有円振動数ωdの以下に示す
(1)、(2)式から求めることによって得られる。
For example, the state where the additional mass M13 is optimally adjusted can be obtained by obtaining the damping ratio 動 d of the dynamic vibration absorber and the natural circular frequency ωd from the following equations (1) and (2).

ζd=[3ρ/{8(1+ρ)}]1/2 +(0.130+0.12ρ+0.4ρ)ζ −(0.01+0.9ρ+3ρ)ζs 2 ……(1) ωd/ωs=1/(1+ρ) −(0.241+1.74ρ−2.6ρ)ζ −(1.00−1.9ρ+ρ)ζs 2 ……(2) ここにρ=M(付加質量)/Ms(建物の質量)ζ
建物の減衰比、ωは建物の固有振動数である。
ζd = [3ρ / {8 ( 1 + ρ)}] 1/2 + (0.130 + 0.12ρ + 0.4ρ 2) ζ s - (0.01 + 0.9ρ + 3ρ 2) ζ s 2 ...... (1) ωd / ωs = 1 / ( 1 + ρ) - (0.241 + 1.74ρ-2.6ρ 2) ζ s - (1.00-1.9ρ + ρ 2) ζ s 2 ...... (2) where the [rho = M (additional mass) / M s (mass of the building) zeta s Is the damping ratio of the building, and ω s is the natural frequency of the building.

このように制御することで、動吸振器11は付加質量M1
3を最適に調整されたパッシブな動吸振器の如くに作動
し、建物の見掛けの等価減衰率も相当程度あり(第8図
参照)、建物の振動応答倍率をみると、第10図に示す如
く、最適調整前には固有振動数において共振して突出し
ていた部分(第10図(a))が本モデルマッチング制御
により調整後は大幅に減少している(第10図(b))。
By controlling in this way, the dynamic vibration absorber 11 can be used to
3 works like an optimally adjusted passive dynamic vibration absorber, has a considerable apparent equivalent damping rate of the building (see Fig. 8), and the vibration response magnification of the building is shown in Fig. 10. As described above, the portion (FIG. 10 (a)) that resonates and protrudes at the natural frequency before the optimal adjustment is significantly reduced after the adjustment by the model matching control (FIG. 10 (b)).

しかるに震度5を越える強震の場合は、上記モデルマ
ッチ制御によっても効果は期待できなくなるので、この
場合は付加質量M13の床面3に対する相対変位および相
対速度を測定し、これらの情報を制御回路18にフィード
バックして付加質量M13の相対変位が所定の変位を越え
ないように制御する変位制御を行なうことで対処する。
However, in the case of a strong earthquake exceeding seismic intensity 5, since the effect cannot be expected even by the model matching control, in this case, the relative displacement and relative velocity of the additional mass M13 with respect to the floor 3 are measured, and the information is transmitted to the control circuit 18. This is addressed by performing feedback control to control the relative displacement of the additional mass M13 so as not to exceed a predetermined displacement.

もしくは付加質量M13が一定以上の相対速度および相
対変位を生じたときには、制御を中止し、単にパッシブ
な動吸振器として使用する。
Alternatively, when the additional mass M13 has a relative speed and relative displacement of a certain value or more, the control is stopped and the passive mass is simply used as a dynamic vibration absorber.

この場合油圧シリンダ14の油圧回路を切換えてバイパ
スを設けた絞り弁によって大きな減衰力を発生させ、す
なわち油圧シリンダ14を減衰器として使用して付加質量
M13の変位をできるだけ抑制してもよい。
In this case, the hydraulic circuit of the hydraulic cylinder 14 is switched to generate a large damping force by a throttle valve provided with a bypass.
The displacement of M13 may be suppressed as much as possible.

以上のように本実施例によれば風による外乱および地
震の大きさにより3段階に制御方式を切り替えることに
より、動吸振器11の能力を有効に利用して常に最適な振
動抑制効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, by switching the control method in three stages according to the magnitude of the disturbance due to the wind and the magnitude of the earthquake, the ability of the dynamic vibration absorber 11 is effectively used to always obtain the optimal vibration suppression effect. Can be.

発明の効果 本発明は、建物用動吸振器装置において、風による外
乱を受ける場合および弱震では最適レギュレータ制御を
行い振動低減効果を向上させ、最適レギュレータ制御が
不能な中震ではモデルマッチング制御を行い最適同調さ
せた動吸振器として作用させて小さな制御力で振動を抑
制し、強震では変位制御またはパッシブな動吸振器とし
て作用させて付加質量の過大変位を防止して安全性を可
及的に高めることができる。
Advantageous Effects of the Invention The present invention provides a dynamic vibration absorber device for a building, which performs optimal regulator control in the case of disturbance due to wind and a weak earthquake to improve the vibration reduction effect, and performs model matching control in a middle earthquake where the optimal regulator control is impossible. Operates as an optimally tuned dynamic vibration absorber to suppress vibration with a small control force, and in strong earthquakes, acts as a displacement control or passive dynamic vibration absorber to prevent excessive displacement of the added mass to maximize safety Can be increased.

以上のように風の外乱および地震の程度により3段階
に制御方式を切り替えることで地震の大きさによらず常
に動吸振器の能力を最大限に活かして振動を極力抑制す
ることができる。
As described above, by switching the control method in three stages according to the wind disturbance and the degree of the earthquake, the vibration can be suppressed as much as possible by always maximizing the performance of the dynamic vibration absorber regardless of the magnitude of the earthquake.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明に係る一実施例の振動制御装置を備えた
建物の模式的立面図、第2図は同実施例の動吸振器の正
面図、第3図は第2図のIII−III断面図、第4図は積層
弾性体の正面図、第5図は第4図のV−V断面図、第6
図は同実施例の制御回路のブロック図を示す図、第7図
は同実施例の全体系の模式図、第8図は同実施例の制御
方法による建物の見かけの減衰率を示す図、第9図は同
じく振幅変化を示す図、第10図はモデルマッチング制御
による効果を示す図である。 1……地盤、2……建物、3……床面、 10……振動制御装置、11……動吸振器、12……水平ばね
手段、13……付加質量M、14……油圧シリンダ、15,16,
17……振動センサー、18……制御回路、 20……積層弾性体、21……安定板、22……減衰器、 25……エラストマー材、26……補強板、27……フランジ
プレート、28……取付孔、 31……チャージアンプ、32……ローパスフィルタLPF、3
3……A/Dコンバータ、34……信号処理器、35……D/Aコ
ンバータ、36……ローパスフィルタLPF、37……パワー
アンプ、 41……固定部材、42……バネ、43……ダンパー、44……
アクチュエータ。
1 is a schematic elevation view of a building provided with a vibration control device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the dynamic vibration absorber of the embodiment, and FIG. 3 is III in FIG. -III sectional view, FIG. 4 is a front view of the laminated elastic body, FIG.
FIG. 7 is a block diagram of a control circuit of the embodiment, FIG. 7 is a schematic diagram of the entire system of the embodiment, FIG. 8 is a diagram showing an apparent attenuation rate of a building by the control method of the embodiment, FIG. 9 is a diagram showing the amplitude change, and FIG. 10 is a diagram showing the effect of the model matching control. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground, 2 ... Building 3, 3 ... Floor surface, 10 ... Vibration control device, 11 ... Dynamic vibration absorber, 12 ... Horizontal spring means, 13 ... Additional mass M, 14 ... Hydraulic cylinder, 15,16,
17 …… Vibration sensor, 18 …… Control circuit, 20 …… Laminated elastic body, 21 …… Stabilizer, 22 …… Attenuator, 25 …… Elastomer material, 26 …… Reinforcement plate, 27 …… Flange plate, 28 …… Mounting hole, 31 …… Charge amplifier, 32 …… Low-pass filter LPF, 3
3 ... A / D converter, 34 ... Signal processor, 35 ... D / A converter, 36 ... Low pass filter LPF, 37 ... Power amplifier, 41 ... Fixed member, 42 ... Spring, 43 ... Damper, 44 ……
Actuator.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−85476(JP,A) 特開 平2−85478(JP,A) 特開 平1−105879(JP,A) 特開 平2−85477(JP,A) 特開 平2−85479(JP,A) 特開 昭63−217075(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04H 9/02 F16F 15/02 Continuation of front page (56) References JP-A-2-85476 (JP, A) JP-A-2-85478 (JP, A) JP-A-1-105879 (JP, A) JP-A-2-85477 (JP) , A) JP-A-2-85479 (JP, A) JP-A-63-217075 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) E04H 9/02 F16F 15/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】建物の屋上またはその近傍階にアクチュエ
ータにより能動的制御が可能な動吸振器装置を備え、同
動吸振器装置の付加質量、建物および地面の各振動を検
出する振動センサーからの検出信号に基づき前記動吸振
器装置のアクチュエータを駆動制御する方法において、 震度3程度までの弱震または風による外乱を受ける場合
は建物の絶対加速度が最小になるようにアクチュエータ
を制御する最適レギュレータ制御をなし、 震度3から震度5程度までの中震の場合は建物の絶対加
速度から建物の固有振動数を同定し付加質量部を最適設
定されたパッシブな動吸振器の動きと等しくアクチュエ
ータを制御するモデルマッチング制御をなし、 震度5程度以上の強震の場合は付加質量の設置床部に対
する相対変位が所定の変位を越えないようにアクチュエ
ータを制御する変位制御またはアクチュエータの制御を
中止してパッシブな動吸振器として動作させることを特
徴とする建物用動吸振器装置の制御方法。
A dynamic vibration absorber device capable of being actively controlled by an actuator is provided on a roof of a building or a floor near the same, and an additional mass of the vibration absorber device and a vibration sensor for detecting each vibration of the building and the ground. The method for driving and controlling the actuator of the dynamic vibration absorber device based on the detection signal, comprising: performing optimal regulator control for controlling the actuator so that the absolute acceleration of the building is minimized when a disturbance due to a weak earthquake or wind up to a seismic intensity of about 3 occurs. None, In the case of a middle quake with a seismic intensity of 3 to 5, a model that identifies the natural frequency of the building from the absolute acceleration of the building and controls the actuator equal to the movement of the passive dynamic vibration absorber with the added mass part set optimally Performs matching control, and in the case of strong earthquake with seismic intensity 5 or more, the relative displacement of the additional mass to the installation floor does not exceed the prescribed displacement The method of building a dynamic vibration absorber and wherein the operating as passive dynamic vibration reducer to stop the control of the displacement control or actuator for controlling sea urchin actuator.
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JP5167294B2 (en) * 2010-02-23 2013-03-21 三菱重工業株式会社 Vibration control device
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