JP2939913B2 - 構造物の長周期動吸振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、風あるいは地震による
構造物の振動を抑制し、特に長周期振動となる超高層建
築物の快適性を向上させ、かつ建築物内部に配置された
精密機器の安全性を確保し、または、橋や煙突等の長周
期構造物の振動を低減させることが可能な構造物の長周
期動吸振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般的に建築物に使用されている
風あるいは地震等による振動を抑制する装置としては、
振り子型式、倒立振り子型式、ばねを利用した水平移動
型式等の振り子及びばねの原理を応用したものが知られ
ている。

【０００３】しかし、上述した従来の吸振装置を、超高
層建築物で起こる長周期振動に対応させるためには、振
り子型式においては、必然的に振り子の吊り長さを長く
しなければならず、これにより大型化となった装置を構
造物に設置するのは困難であった。また、ばね型式にお
いては、長いストロークのばねとしての適切な材料がな
く、さらには重錘の支持機構による摩擦が無視できない
という問題があった。

【０００４】このような振り子型式及びばね型式が対応
できない問題を解決し、固有周期が４秒を越すような長
周期振動構造物に対応可能な長周期動吸振装置として、
多段振り子を利用した装置、または重錘を円弧状の台を
滑らせる（ころがり振り子）装置等が考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記多段振
り子を利用した装置においては、段数を増加することに
よって固有周期を延ばすこと可能となるが、水平に移動
するのに伴い、振り子であるために大きな上下振動が生
じてしまうという問題がある。

【０００６】また、ころがり振り子装置においては、重
錘が円弧状台状を転がるための摩擦が大きくなり、振動
を低減させるに必要なレベルになっても重錘が動作せ
ず、そのため補助動作装置によって補助的に重錘を駆動
させるということが不可欠となってしまうといった問題
がある。

【０００７】また、このころがり振り子装置では、基本
的には重錘の上下動変化量が上述した振り子型式のもの
と同程度のものとなり、それにより装置構造が大型化し
てしまうおそれがあり、さらには一つの重錘では水平２
方向に対応できないといった問題がある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、重錘の長周期振動の実現が可能であり、重錘の２方
向の水平振動に対応でき、かつ装置の上下方向の振動を
低減させることが可能であり、さらには高次のモードに
対する振動低減性能を併せて持たせることができる小型
化が可能な構造物の長周期動吸振装置を提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の構造物の長周期動吸振装置は、複数の縦フレーム
と、これら縦フレームの上部間に架け渡された横フレー
ムとにより支持フレームを構築し、縦フレームの下部若
しくは上部位置に鋼板と積層ゴムとが交互に積層されて
なる多段積層ゴムを介在させ、さらに、支持フレーム内
部に横フレームと連結された吊り手段により重錘を水平
移動自在に吊り下げてなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】また、請求項２記載の構造物の長周期動吸
振装置は、複数の縦フレームと、これら縦フレームの上
部間に架け渡された横フレームとにより支持フレームを
構築し、縦フレームの下部若しくは上部位置に鋼板と積
層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴムを介在さ
せ、支持フレームの内部に横フレームと連結された吊り
手段により支持架台を吊り下げるとともに、この支持架
台上に、多段積層ゴムを複数配設し、これら多段積層ゴ
ム上に重錘を固定してなることを特徴とするものであ
る。

【００１１】さらに、請求項３記載の構造物の長周期動
吸振装置は、構造物の上部屋内の梁部と連結された吊り
手段により支持架台を吊り下げ、この支持架台上に鋼板
と積層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴムを複
数配設するとともに、これら多段積層ゴム上に重錘を固
定してなることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の構造物の長周期動吸振装置によ
れば、構造物が長周期で振動しても、多段積層ゴムが支
持フレーム全体若しくは横フレームのみを振動させて支
持フレームの吊り手段に吊り下げられた重錘の長周期振
動を実現することができる。

【００１３】また、重錘の長周期振動を実現するために
多段積層ゴムが使用されているため、装置の小型化が図
られる。

【００１４】また、重錘が吊り手段に水平方向移動自在
に吊り下げられた構造であるため、２方向の水平振動に
容易に対応することができ、さらには大きな摩擦抵抗が
発生しない機構となり、一定レベル以下の振動にも容易
に対処できる。

【００１５】また、多段積層ゴムは支持フレームの上下
方向の振動が振り子に比して小さくてすむ。

【００１６】さらに、支持フレームと重錘の重量を調整
することによって、高次のモードに対する振動低減性能
を併せて持たせられる。

【００１７】また、請求項２記載の構造物の長周期動吸
振装置によれば、縦フレームに介在された多段積層ゴム
と、支持架台上の多段積層ゴムにより支持架台の長周期
振動を実現することができる。

【００１８】また、請求項３記載の構造物の長周期動吸
振装置によれば、支持架台上に配設された多段積層ゴム
により支持架台の長周期振動が実現されるとともに、支
持フレームが構築されないので装置コストを削減するこ
とができる。

【００１９】

【実施例】本発明の構造物の長周期動吸振装置につい
て、図１ないし図１０を参照して説明する。

【００２０】図１及び図２に示すものは、超高層建築物
の屋上部に設置された吸振装置の第１の実施例を示すも
のである。

【００２１】本装置は、建築物の屋上部１に設置された
複数の多段積層ゴム２と、これら多段積層ゴム２上に立
設された縦フレーム３と、縦フレーム３間に架け渡され
た横フレーム４とからなる支柱フレーム５と、上部の横
フレーム４に連結されたワイヤー等の吊り手段６と、こ
の吊り手段６により支持フレーム５の内部において水平
移動自在に吊り下げられている重錘７とから概略構成さ
れている。

【００２２】前記多段積層ゴム２は、鋼板８と積層ゴム
９とを交互に積層した構成であって、図２に示すよう
に、支持フレーム５と屋上部床部１との間に介在されて
いる。そして、この多段積層ゴム２は、上部構造体（支
持フレーム５）を支えている部分の剛性を低くし、上部
構造体（支持フレーム５）の小さな上下方向の振動を実
現するとともに、上部構造体（支持フレーム５）の固有
振動周期が長くなるように設計されている。そして、こ
れら多段積層ゴム２上には、鉄骨等からなる支柱フレー
ム６が構築されている。

【００２３】支持フレーム５は、縦フレーム３と、縦フ
レーム３の上下端部で架け渡された横フレーム４とから
構成されており、縦フレーム３の下部に前記多段積層ゴ
ム２が設置されている。そして、上部の横フレーム４に
は、連結ボルト１０に固定されてワイヤー等の吊り手段
６の一端が連結されている。そして、このワイヤー６は
垂下され、その他端は重錘７の連結部１１と連結されて
いる。

【００２４】重錘７は、大重量の鋼材等からなる平面視
八角形状の構造体であり、その底部から外方に突出して
連結部１１が形成されている。そして、この連結部１１
に前記垂下したワイヤー６の他端が連結ボルト１２によ
り固定され、それにより、重錘７は、支持フレーム５内
部でワイヤー６により水平方向に移動自在に吊り下げら
れている。

【００２５】上記構成からなる吸振装置を超高層建築物
の屋上部１に設置し、超高層建築物が風あるいは地震に
よって長周期振動を発生した場合には、支持フレーム５
のワイヤー６に吊り下げられた重錘７は、所定の周期で
振動しようとするが、縦フレーム３の下部に配置された
多段積層ゴム２が弾性変形しながら支持フレーム５全体
を振動させるので、重錘７は固定振動周期が長くされ、
つまり重錘７の長周期振動が実現される。これにより、
重錘７の長周期振動が、超高層建築物にその振動を減衰
させる力として作用し、超高層建築物の振動が短時間で
吸振される。

【００２６】以上、述べたことから容易に理解できるよ
うに、本実施例の吸振装置は、超高層建築物が長周期で
振動しても、縦フレーム３の下部に配置された多段積層
ゴム２が支持フレーム５全体を振動させることにより、
ワイヤー６に吊り下げられた重錘７の長周期振動を実現
することができ、それにより重錘７の長周期振動が超高
層建築物にその振動を減衰させる力として作用して超高
層建築物の振動を短時間で吸振させることができる。

【００２７】また、本実施例の吸振装置は、重錘７の長
周期振動を実現するために多段積層ゴム２が使用されて
いるので、従来の振り子型式のように装置高さを高くす
る等の装置の大型化を図らなくて済む。

【００２８】また、本実施例においては、重錘７がワイ
ヤー６に水平方向移動自在に吊り下げられた構造になっ
ているので、従来のころがり振り子装置の問題点となっ
ていた２方向の水平振動に容易に対応することができ、
さらには大きな摩擦抵抗が発生しない機構となっている
ので、一定レベル以下の振動にも容易に対処することが
できる。

【００２９】また、本実施例においては、多段積層ゴム
２は支持フレーム５の上下方向の振動が小さくて済むた
め、従来の多段振り子を利用した装置で述べたようなよ
うな問題が発生せずに上下振動を低減することができ
る。

【００３０】さらに、支持フレーム５と重錘７の重量を
調整することによって、高次のモードに対する振動低減
性能を併せて持たせることができる。

【００３１】次に、図３及び図４に示すものは、図１及
び図２に示した吸振装置の第１の実施例の他の実施例を
示すものである。なお、図１及び図２において示したも
のと同一構成部分には、同一符号を付してその説明は省
略する。

【００３２】本実施例にあっては、多段積層ゴム２が、
縦フレーム３の上端部と上部の横フレーム４との間に介
在されている。

【００３３】本実施例の吸振装置を超高層建築物の屋上
部２に設置することにより、超高層建築物が長周期で振
動すると、多段積層ゴム２が上部の横フレーム４全体を
振動させ、それにより、横フレーム４と連結するワイヤ
ー６に吊り下げられた重錘７の長周期振動を実現するこ
とができ、それにより重錘７の長周期振動を実現できる
といった、図１及び図２に示した装置と同様の作用効果
を得ることができる。

【００３４】また、図５及び図６に示すものは、図１及
び図２に示した吸振装置の第１の実施例の第２の他の実
施例を示すものである。

【００３５】本実施例にあっては、多段積層ゴム２が縦
フレーム３の上部と下部とに介在された構造になってい
る。

【００３６】本実施例の吸振装置を超高層建築物の屋上
部に設置することにより、支持フレーム５全体、また横
フレーム４を振動させることができ、さらに長い重錘６
の周期振動を得ることができる。

【００３７】図７及び図８に示すものは、本発明の吸振
装置の第２の実施例を示すものである。なお、図６まで
示したものと同一構成部分には、同一符号を付してその
説明は省略する。

【００３８】本実施例にあっては、縦フレーム３の上端
部と、上部の横フレーム４との間に多段積層ゴム２が介
在されているとともに、支持フレーム５の内部に上部の
横フレーム４に連結されたワイヤー６により平板状の強
固な支持架台１３が吊り下げられ、この支持架台１３上
に、多段積層ゴム２が複数配設され、さらに、これら多
段積層ゴム２上に重錘７が固定された構造になってい
る。

【００３９】本実施例の吸振装置を超高層建築物の屋上
部に設置することにより、超高層建築物が長周期で振動
すると、縦フレーム３の上端部に介在された多段積層ゴ
ム２が周期を長くして横フレーム４全体を振動させ、そ
れにより、横フレーム４と連結するワイヤー６に吊り下
げられた支持架台１３を振動させる。ここで、さらに支
持架台１３上には、多段積層ゴム２を介在させた重錘７
が配設されているので、この重錘７下部に配設された多
段積層ゴム２により支持架台１３の周期振動はさらに長
くされ、装置の長周期振動を実現することができ、それ
により、超高層建築物にその振動を減衰させる力として
作用して超高層建築物の振動を短時間で吸振させること
ができる。

【００４０】図９及び図１０に示すものは、本発明の吸
振装置の第３の実施例を示すものである。

【００４１】本実施例にあっては、超高層建築物の上部
屋内の梁部１４と連結されたワイヤー６により、平板状
の支持架台１３が吊り下げられ、この支持架台１３上
に、多段積層ゴム２が複数配設され、さらに、これら多
段積層ゴム２上に重錘７が固定された構造になってい
る。

【００４２】本実施例の吸振装置を設置することによ
り、支持架台１３上に配設された多段積層ゴム２により
支持架台１３の長周期振動が実現されて超高層建築物の
振動を短時間で吸振させることができるとともに、図１
ないし図８のような支持フレーム５が構築されないので
装置コストを削減することができる。

【００４３】なお、図１ないし図１０においては超高層
建築物に吸振装置を設置した場合を説明したがこれに限
るものではなく、橋や煙突等の長周期構造物にも設置し
て同様の作用効果を得ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の構造物の長周期動吸振装置によれば、複数の縦フ
レームと、これら縦フレームの上部間に架け渡された横
フレームとにより支持フレームを構築し、縦フレームの
下部若しくは上部位置に鋼板と積層ゴムとが交互に積層
されてなる多段積層ゴムを介在させ、さらに、支持フレ
ーム内部に横フレームと連結された吊り手段により重錘
を水平移動自在に吊り下げた構造とされており、構造物
が長周期で振動しても、多段積層ゴムが支持フレーム全
体若しくは横フレームのみを振動させて支持フレームの
吊り手段に吊り下げられた重錘の長周期振動を実現する
ことができ、それにより重錘の長周期振動が、構造物に
その振動を減衰させる力として作用して構造物の振動を
短時間で吸振させることができ、さらには構造物内部に
配置された精密機器の安全性を十分に確保することがで
きる。

【００４５】また、重錘の長周期振動を実現するために
多段積層ゴムが使用されているため、従来の振り子型装
置のように装置高さを高くしなくて済み、装置の小型化
を図ることができる。

【００４６】また、重錘が吊り手段に水平方向移動自在
に吊り下げられた構造であるため、２方向の水平振動に
容易に対応することができ、さらには大きな摩擦抵抗が
発生しない機構されて、一定レベル以下の振動にも容易
に対処することができる。

【００４７】また、多段積層ゴムが支持フレームの上下
方向の振動をが小さくて済むため、上下振動を低減する
ことができる。

【００４８】さらに、支持フレームと重錘の重量を調整
することによって、高次のモードに体する振動低減性能
を併せて持たせることができる。

【００４９】また、請求項２記載の構造物の長周期動吸
振装置によれば、複数の縦フレームと、これら縦フレー
ムの上部間に架け渡された横フレームとにより支持フレ
ームを構築し、縦フレームの下部若しくは上部位置に鋼
板と積層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴムを
介在させ、支持フレームの内部に前記横フレームと連結
された吊り手段により支持架台を吊り下げるとともに、
この支持架台上に、多段積層ゴムを複数配設し、これら
多段積層ゴム上に重錘を固定した構造とされており、縦
フレームに介在された多段積層ゴムと、支持架台上の多
段積層ゴムにより支持架台の長周期振動を実現すること
ができ、それにより、構造物にその振動を減衰させる力
として作用して構造物の振動を短時間で吸振させること
ができる。

【００５０】また、請求項３記載の構造物の長周期動吸
振装置によれば、構造物の上部屋内の梁部と連結された
吊り手段により支持架台を吊り下げ、この支持架台上に
鋼板と積層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴム
を複数配設するとともに、これら多段積層ゴム上に重錘
を固定した構造とされており、支持架台上に配設された
多段積層ゴムにより支持架台の長周期振動が実現されて
構造物の振動を短時間で吸振させることができるととも
に、支持フレームが構築されないので装置コストを大幅
に削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１記載の構造物の長周期動吸振
装置の第１の実施例を示す平面図である。

【図２】本発明の請求項１記載の構造物の長周期動吸振
装置の第１の実施例を示す立面図である。

【図３】本発明の請求項１記載の構造物の長周期動吸振
装置の第２の実施例を示す平面図である。

【図４】本発明の請求項１記載の構造物の長周期動吸振
装置の第２の実施例を示す立面図である。

【図５】本発明の請求項１記載の構造物の長周期動吸振
装置の第３の実施例を示す平面図である。

【図６】本発明の請求項１記載の構造物の長周期動吸振
装置の第３の実施例を示す立面図である。

【図７】本発明の請求項２記載の構造物の長周期動吸振
装置の実施例を示す平面図である。

【図８】本発明の請求項２記載の構造物の長周期動吸振
装置の実施例を示す立面図である。

【図９】本発明の請求項３記載の構造物の長周期動吸振
装置の実施例を示す平面図である。

【図１０】本発明の請求項３記載の構造物の長周期動吸
振装置の実施例を示す立面図である。

【符号の説明】

１ 構造物の最上部 ２ 多段積層ゴム ３ 縦フレーム ４ 横フレーム ５ 支持フレーム ６ ワイヤー（吊り手段） ７ 重錘 ８ 鋼板 ９ 積層ゴム １０ 連結ボルト １１ 連結部 １２ 連結ボルト １３ 支持架台 １４ 梁部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の縦フレームと、これら縦フレーム
   の上部間に架け渡された横フレームとにより支持フレー
   ムを構築し、前記縦フレームの下部若しくは上部位置に
   鋼板と積層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴム
   を介在させ、さらに、前記支持フレーム内部において前
   記横フレームと連結された吊り手段により重錘を水平移
   動自在に吊り下げてなることを特徴とする構造物の長周
   期動吸振装置。
2. 【請求項２】 複数の縦フレームと、これら縦フレーム
   の上部間に架け渡された横フレームとにより支持フレー
   ムを構築し、前記縦フレームの下部若しくは上部位置に
   鋼板と積層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴム
   を介在させ、前記支持フレームの内部において前記横フ
   レームと連結された吊り手段により支持架台を吊り下げ
   るとともに、この支持架台上に、前記多段積層ゴムを複
   数配設し、これら多段積層ゴム上に重錘を固定してなる
   ことを特徴とする構造物の長周期動吸振装置。
3. 【請求項３】 構造物の上部屋内の梁部と連結された吊
   り手段により支持架台を吊り下げ、この支持架台上に鋼
   板と積層ゴムとが交互に積層されてなる多段積層ゴムを
   複数配設するとともに、これら多段積層ゴム上に重錘を
   固定してなることを特徴とする構造物の長周期動吸振装
   置。