JP2938095B2 - 建物用動吸振装置 - Google Patents

建物用動吸振装置

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JP2938095B2 JP20837689A JP20837689A JP2938095B2 JP 2938095 B2 JP2938095 B2 JP 2938095B2 JP 20837689 A JP20837689 A JP 20837689A JP 20837689 A JP20837689 A JP 20837689A JP 2938095 B2 JP2938095 B2 JP 2938095B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高層ビルや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建物用動吸振装置に関する。
〔従来の技術〕
高層ビルや各種のタワーなどの高い建築物では、震動
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
方式が採用されている。
しかし、この柔構造方式では、強風時や地震時で揺れ
るだけではなく、常風時においても揺れが大きくなって
居住性が害される場合がある。
そこで、常風時の震動振幅を減少させて居住性を向上
させるとともに、強風時や地震時においても建物の全体
変形を減少させうる手段として、建物にばねを介して付
加質量を取付けて副ばね系を連成させ、建物から成る主
ばね系と前記副ばね系とで固有振動数(振動周期)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装置
(ダイナミックダンパー)を設けることが提案されてい
る。
第9図は一般的な従来のこの種の建物用動吸振装置の
構造を示す部分斜視図である。
第9図において、建物31上(例えば、タワーの頂部)
で所定方向(Y方向)に水平に設置したレール32に沿っ
て移動可能な下部質量33と、該下部質量33上で所定方向
(X方向)に水平に設置したレール34に沿って移動可能
な上部質量35とが設けられ、各質量33、35はY方向およ
びX方向に張設されたスプリング等から成るばね部材で
保持されている。
また、各質量33、35はそれぞれ摩擦係数が小さなロー
ラで滑動可能に支持されている。
こうして、建物31のY方向の振動(揺れ)に対しては
Y方向のばねと上下両方の質量33、35で構成される副ば
ね系による動吸振効果が得られ、X方向の振動(揺れ)
に対してはX方向のばねと上部質量35から成る副ばね系
による動吸振効果が得られる2次元の建物用動吸振装置
が構成されている。
このような付加質量33、35をレール32、34に沿ってガ
イドする構造のものでは、摩擦係数が大きく、大きな外
力(地震力、風力)にしか応答できず、常風時の揺れを
抑えて居住性を向上させるのには不充分であった。
そこで、エラストマー層(ゴム等)と補強板とを交互
に積層した構造の積層弾性体の横(剪断)弾性をばねと
して利用し、建物の所定位置に該積層弾性体を介して付
加質量を取付ける構成の建物用動吸振装置が本件と同じ
出願人による特開平1−105878号(特願昭62−261238
号)に記載されている。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕
ところで、建物は、その内部構造の多様性から、振れ
の方向によって固有周期が異なる場合が多い。
このような場合に、等方性を有する動吸振装置を使用
すると、いずれか一つの方向の固有周期に合わせるざる
を得ず、制振制能を充分に発揮できなくなることがあ
る。
また、建物の固有周期は設計値通りになることの方が
稀であり、設計値から外れた場合、動吸振装置を再調整
して最適な同調状態を実現させることが要求される。
上記該積層弾性体を用いる建物用動吸振装置は、摺動
部分が無くメインテナンスフリーで耐久性に優れている
という利点がある。
しかしながら、前記積層弾性体から成るばね手段を介
して取り付けられた付加質量から成る副ばね系により建
物の揺れを打ち消す振動を発生させる建物用動吸振装置
においては、主ばね系(建物)の固有周期に対して副ば
ね系の固有周期を正確に同調させることが難しいという
技術的課題、施工後に建物の仕様変更などにより固有周
期が変わった場合に副ばね系の固有周期を再調整するこ
とが難しいという技術的課題、さらには、建物の各方向
(上述のX方向およびY方向)の固有周期が異なる場
合、これに応じて副ばね系の固有振動数を各方向ごとに
異ならせたり調整したりすることが困難であるという技
術的課題がある。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたも
のであり、前述の積層弾性体を介して付加質量を取付け
る構成の建物用動吸振装置の改良に係わる。
本発明の目的は、建物の揺れの固有周期に合わせて各
方向の吸振特性を容易にかつ正確に調整することがで
き、設置後においても各方向の吸振特性を容易に再調整
することができ、制振性能を常に高い水準に維持できる
建物用動吸振装置を提供することである。
〔課題解決のための手段〕
本発明は、上記目的を達成するため、建物から成る主
ばね系と該建物の所定位置にばね手段を介して取り付け
られた付加質量から成る副ばね系とを連成させて前記建
物の揺れを打ち消す振動を発生させる建物用動吸振装置
において、前記副ばね系のばね手段は、エラストマー層
と補強板とを交互に積層した構造の積層弾性体の水平方
向ばね特性を利用したものであって、各段に配列された
複数個の積層弾性体の上端および下端を互いに結合する
安定板を介して、前記複数個の積層弾性体から成る階層
を複数段に積み重ねて結合したオリジナルとしての多段
式積層弾性体ユニットと、隣り合った上下2枚の安定板
の間に配置されて一端が上側の安定板に連結されるとと
もに他端が下側の安定板に連結された振動周期調整用の
補助ばねとしての着脱可能なコイルばねと、で構成さ
れ、前記付加質量は前記多段式積層弾性体ユニットの上
に取り付けられ、前記コイルばねは、建物の各方向の揺
れの固有周期に応じて、各方向に所定の配列を成して着
脱可能に取り付けられた複数のコイルばねで構成され、
各方向のコイルばねのばね定数および配列状態を変えて
副ばね系の各方向の固有振動数を調整することにより吸
振特性を各方向ごとに調整可能にしたことを特徴とす
る。
〔実施例〕 以下第1図〜第8図を参照して本発明を具体的に説明
する。
第5図は本発明による動吸振装置を備えた建物の模式
的立面図であり、同図において、地盤上には、タワー状
の建物2が構築され、該建物2の最上階の室内に本発明
による動吸振装置3が取付けられている。
建物2としては、例えば、一辺が10〜25mの正方形、
長方形または菱形の断面形状を有し、高さが、60〜150m
に達する鉄骨構造で作られ、風圧を受ける時例えば2秒
程度の振動周期および数mの振幅で揺れる物が多い。
第1図は前記動吸振装置3の正面図であり、第2図
は、第1図の中の線II−IIに沿った断面を示す。
第1図および第2図において、動吸振装置3は積層弾
性体(積層ゴムなど)5の横(剪断)弾性を利用したば
ねと該ばねの上に取付けられた付加質量6とで構成され
ている。
前記積層弾性体5から成るばねとしては、各段の複数
個(4個)の積層弾性体5の上端および下端を結合する
安定板7により複数段(4段)に積み重ねた多段式積層
弾性体ユニットが使用されている。
こうして、ばねとして前記多段式積層弾性体ユニット
を使用し、質量として前記付加質量6を使用する副ばね
係が構成されている。
前記各安定板7は、それぞれ、剛体の連結板であり、
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
大きな水平変位吸収能力を発揮でき、単体の積層弾性体
で付加質量6を支持する場合に比べ、単位面積当たりの
支持荷重を増大させるためのものである。
第3図は前記積層弾性体5の縦断面を示し、第4図は
第3図中の線IV−IVに沿った断面を示す。
第3図および第4図に示す積層弾性体5は、ゴムその
他のエラストマー材の層11と金属板や硬質プラスチック
板などの補強板12とを交互に一体的に積層固着した構造
をなしており、通常、その上端および下端に取付け孔13
を有するフランジプレート14が焼付けや接着等で一体的
に固着されている。
このような積層弾性体(積層ゴム支承体)5は、縦方
向には高いばね定数を有し、横方向には比較的小さいば
ね定数を有している。
この第3図および第4図の積層弾性体5はいわゆる中
実(ソリッド)構造になっているが、これはばね特性を
調整するなどの目的で中空構造にすることもできる。
第6図は前記動吸振装置3の振動時の水平変位状態を
模式的に示す説明図であり、ばねと安定板7でマトリッ
クス状に構成した多段式積層弾性体ユニットを使用する
ことにより、座屈を生じることなく大きな水平変位を得
ることができ、吸振性能を向上させることができる。
第1図および第2図において、各積層弾性体5は、そ
の上下端に設けたフランジプレート14、14(それらの取
付け孔13)を各安定板7にボルト等で締結することによ
り多段式積層弾性体ユニットに組立てられ、該ユニット
の上下端の安定板7、7を付加質量6および建物2にボ
ルト締結等で固定することにより動吸振装置3が建物2
に取付けられる。
第1図および第2図において、前記多段式積層弾性体
ユニットの各段、すなわち、隣り合った2枚の安定板
7、7の間には、一端が上側の安定板7に連結されかつ
他端が下側の安定板7に連結されたコイルばね15が所定
の配列状態で取付けられている。
本実施例では、上側の安定板7の下面に下方へ突出す
るブラケット16が固定され、下側の安定板7の上面の前
記ブラケット16の両側に対応する位置には2個のブラケ
ット17、17が固定され、これらのブラケット17、16、17
間に所望数のコイルばね15が連結されている。
前記コイルばね15の配列状態は、建物の各方向の固有
周期を考慮して、自由に選定することができ、図示の例
では、X方向(第2図中の上下方向)には、直列に2個
接続したものが並列に2列配置されており、Y方向(第
2図中の左右方向)には、直列に2個接続したものが並
列に6列配置されている。
この場合、コイルばね15連結用の各ブラケット16、1
7、17には、所定ピッチで充分な数のばね取付け孔を形
成しておき、コイルばね15はこれを着脱することにより
本数を自由に調整できるようになっている。
このコイルばね15は、所望の方向のみに配置し、それ
以外の方向には配置しない(本数を零にする)構成にす
ることもできる。
また、前記コイルばね15としては、全て同じばね定数
のものを使用する他、ばね定数の異なる数種類のばね15
を適宜組み合わせて使用することもできる。
さらに、各コイルばね15の取付け時のばね力も自由に
設定することが可能であり、通常、若干の初期張力を与
えた状態で連結される。
次に、第1図〜第6図について説明した動吸振装置3
の作用、効果を具体的に説明する。
多段式積層弾性体ユニットの段数をNとし、1段当た
りの積層弾性体5(通常、複数個)の水平ばね定数
(X、Y方向など所定方向のばね定数)を4KHとし、1
段当たりの振動方向(所定方向)に平行に設置されたコ
イルばね15の本数をnとし、各コイルばね15のばね定数
をkHとすると、多段式積層弾性体ユニットの水平ばね定
数KSは、 で与えられる。
ここで、4KH/Nはオリジナルのばね定数であり、nkH/N
は付加ばね定数である。
上記の式によって、コイルばね15のばね定数kHおよび
本数nなどを変えることにより、振動周期を調整するこ
とができる。
今、実施可能な数値例として、N=12段、KH=150kgf
/cm、n=12本、kH=10kgf/cmの場合の調整量を求めて
みると、 すなわち、コイルばね(調整用のばね)15を併用する
ことにより、オリジナルのばね定数が50kgf/cmであった
建物のY方向のばね定数をその20%に相当する10kgf/cm
だけ高い値(60kgf/cm)に調整することができる。
第7図はこのようなY方向のばね定数の調整を行なっ
た動吸振装置3の任意の段の水平断面図である。
第8図の(A)並びに(B)は、それぞれ、前述のよ
うなばね定数の調整を行なわない従来の動吸振装置の振
動数に対する応答倍率(X、Yの各方向とも同じ)、並
びに、本発明を実施して前述のようなY方向のばね定数
の調整を行なった動吸振装置の振動数に対するX方向お
よびY方向の応答倍率を示すグラフである。
以上説明した実施例によれば、動吸振装置3のばね系
を、多段式積層弾性体ユニットをオリジナルとし、これ
に各段で上下の安定板7、7間に連結されたコイルばね
15を振動周期調整用の補助ばねとして併用する構成にし
たので、各方向における建物2の固有周期と動吸振装置
3の吸振特性は前記コイルばね15の取付け本数やばね定
数を変えることにより簡単かつ適正に同調させることが
でき、建物に異方性がある場合、あるいは建物の固有周
期が設計値から外れた場合でも、簡単なチューニングで
全ての方向で充分な制振性能を発揮できる建物用動吸振
装置が得られた。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、建
物から成る主ばね系と該建物の所定位置にばね手段を介
して取り付けられた付加質量から成る副ばね系とを連成
させて前記建物の揺れを打ち消す振動を発生させる建物
用動吸振装置において、前記副ばね系のばね手段は、エ
ラストマー層と補強板とを交互に積層した構造の積層弾
性体の水平方向ばね特性を利用したものであって、各段
に配列された複数個の積層弾性体の上端および下端を互
いに結合する安定板を介して、前記複数個の積層弾性体
から成る階層を複数段に積み重ねて結合したオリジナル
としての多段式積層弾性体ユニットと、隣り合った上下
2枚の安定板の間に配置されて一端が上側の安定板に連
結されるとともに他端が下側の安定板に連結された振動
周期調整用の補助ばねとしての着脱可能なコイルばね
と、で構成され、前記付加質量は前記多段式積層弾性体
ユニットの上に取り付けられ、前記コイルばねは、建物
の各方向の揺れの固有周期に応じて、各方向に所定の配
列を成して着脱可能に取り付けられた複数のコイルばね
で構成され、各方向のコイルばねのばね定数および配列
状態を変えて副ばね系の各方向の固有振動数を調整する
ことにより吸振特性を各方向ごとに調整可能にしたの
で、建物の揺れの固有周期に合わせて各方向の吸振特性
を容易にかつ正確に調整することができ、設置後におい
ても各方向の吸振特性を容易に再調整することができ、
制振性能を常に高い水準に容易に維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による建物用動吸振装置の一実施例の立
面図、第2図は第1図中の線II−IIから見た一部破断平
面図、第3図は第1図中の積層弾性体の単体立面図、第
4図は第3図中の線IV−IVに沿った断面図、第5図は第
1図の動吸振装置を備えた建物の模式的立面図、第6図
は本発明による動吸振装置の振動モードを例示する模式
的立面図、第7図は本発明の他の実施例に係わる動吸振
装置の第2図に相当する平面図、第8図の(A)および
(B)はそれぞれ従来の動吸振装置および第7図の動吸
振装置の振動数−応答倍率のグラフ、第9図は従来の動
吸振装置の一例を示す斜視図である。 2……建物、3……動吸振装置、5……積層弾性体、6
……付加質量、7……安定板、11……エラストマー層、
12……補強板、15……コイルばね。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−105878(JP,A) 特開 昭63−76932(JP,A) 特開 昭61−146610(JP,A) 実開 昭63−51054(JP,U) 実開 昭62−172837(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16F 15/02 - 15/08 E04H 9/02

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】建物から成る主ばね系と該建物の所定位置
    にばね手段を介して取り付けられた付加質量から成る副
    ばね系とを連成させて前記建物の揺れを打ち消す振動を
    発生させる建物用動吸振装置において、 前記副ばね系のばね手段は、 エラストマー層と補強板とを交互に積層した構造の積層
    弾性体の水平方向ばね特性を利用したものであって、各
    段に配列された複数個の積層弾性体の上端および下端を
    互いに結合する安定板を介して、前記複数個の積層弾性
    体から成る階層を複数段に積み重ねて結合したオリジナ
    ルとしての多段式積層弾性体ユニットと、 隣り合った上下2枚の安定板の間に配置されて一端が上
    側の安定板に連結されるとともに他端が下側の安定板に
    連結された振動周期調整用の補助ばねとしての着脱可能
    なコイルばねと、 で構成され、 前記付加質量は前記多段式積層弾性体ユニットの上に取
    り付けられ、 前記コイルばねは、建物の各方向の揺れの固有周期に応
    じて、各方向に所定の配列を成して着脱可能に取り付け
    られた複数のコイルばねで構成され、 各方向のコイルばねのばね定数および配列状態を変えて
    副ばね系の各方向の固有振動数を調整することにより吸
    振特性を各方向ごとに調整可能にしたことを特徴とする
    建物用動吸振装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020037862A (ja) * 2019-11-21 2020-03-12 清水建設株式会社 建物の制振構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005117486A1 (ja) * 2004-05-31 2005-12-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. プラズマディスプレイ装置
JP6706551B2 (ja) * 2016-06-28 2020-06-10 鹿島建設株式会社 制震装置、制震システム及び制震方法
JP7220100B2 (ja) * 2019-03-15 2023-02-09 鹿島建設株式会社 制震装置及び制震装置を設計する方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017089151A (ja) * 2015-11-05 2017-05-25 清水建設株式会社 建物の制振構造
JP2020037862A (ja) * 2019-11-21 2020-03-12 清水建設株式会社 建物の制振構造

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