JP3116142B2 - 構造物の振動抑制装置 - Google Patents
構造物の振動抑制装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、地震や風等によって
建築・土木構造物に励起される振動を抑制するために、
これら構造物に設置される構造物の振動抑制装置に関す
るものである。
建築・土木構造物に励起される振動を抑制するために、
これら構造物に設置される構造物の振動抑制装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の建築・土木構造物は、高強度材料
の開発、工作技術の進歩、並びに電算機による構造解析
技術の発展等の要因により、大型化、形式の多様化、軽
量化がなされるとともに、外力に対してフレキシビリテ
ィに富んだ構造となっている。そして、このように軽量
で柔軟な構造物においては、その固有振動数が低く、内
部の振動減衰も小さくなる傾向があるため、地震や風等
の外力の影響により予期し得ない種々の振動が発生する
可能性がある。
の開発、工作技術の進歩、並びに電算機による構造解析
技術の発展等の要因により、大型化、形式の多様化、軽
量化がなされるとともに、外力に対してフレキシビリテ
ィに富んだ構造となっている。そして、このように軽量
で柔軟な構造物においては、その固有振動数が低く、内
部の振動減衰も小さくなる傾向があるため、地震や風等
の外力の影響により予期し得ない種々の振動が発生する
可能性がある。
【０００３】特に、前述の如く、構造物の大型化に伴っ
て、外力によって励起される振動の振幅も大きくなるた
め、この振動が構造物内部に居住する人間に不必要な不
安感を与えるとともに、構造物の躯体に許容範囲以上の
応力を付与する恐れさえあった。そこで、上述のような
問題を解消するため、従来よりダイナミックダンパーと
称される質量効果利用方式の振動抑制装置が提供されて
いる。この方式の振動抑制装置として、例えば、構造物
に振り子を取り付けたもの、細管中を移動する液体の質
量効果を利用したもの、構造物の動きに合わせて質量を
油圧制御するもの、構造物の固有の振動周期と同一の周
期で振動する液体を貯留したタンク等が知られている。
上記のような質量効果利用方式の振動抑制装置の振動抑
制の機構の原理は、構造物に、該構造物の固有の振動数
と同一の振動数で振動する振動系を設け、構造物の応答
に共振させることによって構造物の振動エネルギーを吸
収し、建物の応答を抑制するものである。
て、外力によって励起される振動の振幅も大きくなるた
め、この振動が構造物内部に居住する人間に不必要な不
安感を与えるとともに、構造物の躯体に許容範囲以上の
応力を付与する恐れさえあった。そこで、上述のような
問題を解消するため、従来よりダイナミックダンパーと
称される質量効果利用方式の振動抑制装置が提供されて
いる。この方式の振動抑制装置として、例えば、構造物
に振り子を取り付けたもの、細管中を移動する液体の質
量効果を利用したもの、構造物の動きに合わせて質量を
油圧制御するもの、構造物の固有の振動周期と同一の周
期で振動する液体を貯留したタンク等が知られている。
上記のような質量効果利用方式の振動抑制装置の振動抑
制の機構の原理は、構造物に、該構造物の固有の振動数
と同一の振動数で振動する振動系を設け、構造物の応答
に共振させることによって構造物の振動エネルギーを吸
収し、建物の応答を抑制するものである。
【０００４】そして、本出願人等は、質量効果利用方式
の振動抑制装置の一つとして、特願昭６０ー２４１０４
５号明細書において、構造物の所定位置に、この構造物
の固有の振動周期と同一の周期で、しかも所要の位相差
を伴って振動する液体を貯留する貯留タンクを設け、こ
の液体の振動によって前記構造物の振動を抑制すること
のできる振動抑制装置（スロッシングダンパー）を提案
した。
の振動抑制装置の一つとして、特願昭６０ー２４１０４
５号明細書において、構造物の所定位置に、この構造物
の固有の振動周期と同一の周期で、しかも所要の位相差
を伴って振動する液体を貯留する貯留タンクを設け、こ
の液体の振動によって前記構造物の振動を抑制すること
のできる振動抑制装置（スロッシングダンパー）を提案
した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特願昭
６０ー２４１０４５号明細書中の振動抑制装置では、貯
留タンク内の液体の振動周期と建物の固有周期とを一致
させるため、同形・同大の複数の貯留タンクを使用する
場合（第２および第３実施例の場合）、複数の貯留タン
ク内の水深を全て同じに設定していたが、この場合、次
のような問題点がある。
６０ー２４１０４５号明細書中の振動抑制装置では、貯
留タンク内の液体の振動周期と建物の固有周期とを一致
させるため、同形・同大の複数の貯留タンクを使用する
場合（第２および第３実施例の場合）、複数の貯留タン
ク内の水深を全て同じに設定していたが、この場合、次
のような問題点がある。
【０００６】構造物の振幅が大きい場合（スロッシン
グダンパーの水の動きも大きい）、スロッシングダンパ
ーの減衰が大きくなり、仮に同調が上手くできてもダン
パーの性能が低下する。 全ての貯留タンクの水深を同じに設定すると、液体振
動の非線形性のため同じ振動数で２次、３次の高調波が
生じ、建物の高次振動を励起する可能性がある。 全ての貯留タンクの水深を同じに設定したスロッシン
グダンパーの減衰は、小振幅時であまり大きくないため
同調が上手くいかないと大幅に性能が低下する。また、
広い範囲の振動数成分を持つ外力に対する制振効果が小
さい。 また、上記スロッシングダンパー以外の上述した質量効
果利用方式の振動抑制装置にあっても、複数の振動系を
設ける場合、振動系を構造物の固有振動数に合致させる
必要があるため上記〜と同様な問題点がある。そこ
で、この発明は上記問題点を解決することを目的として
いる。
グダンパーの水の動きも大きい）、スロッシングダンパ
ーの減衰が大きくなり、仮に同調が上手くできてもダン
パーの性能が低下する。 全ての貯留タンクの水深を同じに設定すると、液体振
動の非線形性のため同じ振動数で２次、３次の高調波が
生じ、建物の高次振動を励起する可能性がある。 全ての貯留タンクの水深を同じに設定したスロッシン
グダンパーの減衰は、小振幅時であまり大きくないため
同調が上手くいかないと大幅に性能が低下する。また、
広い範囲の振動数成分を持つ外力に対する制振効果が小
さい。 また、上記スロッシングダンパー以外の上述した質量効
果利用方式の振動抑制装置にあっても、複数の振動系を
設ける場合、振動系を構造物の固有振動数に合致させる
必要があるため上記〜と同様な問題点がある。そこ
で、この発明は上記問題点を解決することを目的として
いる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１記載
の発明は、構造物の所定の位置に設置されて地震や風あ
るいは交通振動等の外力により上記構造物に励起される
振動を抑制する構造物の振動抑制装置であって、複数の
振動系を、複数個の貯留タンクにそれぞれ液体を貯留す
ることによって構成し、これら複数個の貯留タンクのう
ち一部の貯留タンクには、上記構造物の固有振動数と同
一の振動数で振動するように液体を貯留し、他の複数の
貯留タンクのそれぞれには、上記構造物の固有振動数に
対して少しずつ異なる振動数で振動するように液体をそ
れぞれ貯留し、前記複数個の貯留タンクを同一形状に形
成するとともに、これら貯留タンク内に、前記液体を、
その水深が互いに異なるように貯留したことを特徴とし
ている。
の発明は、構造物の所定の位置に設置されて地震や風あ
るいは交通振動等の外力により上記構造物に励起される
振動を抑制する構造物の振動抑制装置であって、複数の
振動系を、複数個の貯留タンクにそれぞれ液体を貯留す
ることによって構成し、これら複数個の貯留タンクのう
ち一部の貯留タンクには、上記構造物の固有振動数と同
一の振動数で振動するように液体を貯留し、他の複数の
貯留タンクのそれぞれには、上記構造物の固有振動数に
対して少しずつ異なる振動数で振動するように液体をそ
れぞれ貯留し、前記複数個の貯留タンクを同一形状に形
成するとともに、これら貯留タンク内に、前記液体を、
その水深が互いに異なるように貯留したことを特徴とし
ている。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の構
造物の振動抑制装置において、 前記貯留タンクを、上下
方向に複数積層して配置し、各貯留タンクの前記液体の
水深を、上方の前記貯留タンクほど浅くなるように設定
したことを特徴としている。 請求項３記載の発明は、請
求項２記載の構造物の振動抑制装置であって、上下方向
中央に位置する前記貯留タンクの液体の水深が、該液体
が前記構造物の固有振動数の同一の振動数で振動するよ
うに設定されていることを特徴としている。
造物の振動抑制装置において、 前記貯留タンクを、上下
方向に複数積層して配置し、各貯留タンクの前記液体の
水深を、上方の前記貯留タンクほど浅くなるように設定
したことを特徴としている。 請求項３記載の発明は、請
求項２記載の構造物の振動抑制装置であって、上下方向
中央に位置する前記貯留タンクの液体の水深が、該液体
が前記構造物の固有振動数の同一の振動数で振動するよ
うに設定されていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】この発明の請求項１の構造物の振動抑制装置に
あっては、振動系を貯留タンクに液体を貯留した簡単な
構成にしたので、振動系の製作、設置等が簡単である
上、一部の貯留タンク内の液体が構造物の固有振動数と
同一の振動数で振動する一方、他の複数の貯留タンク内
のそれぞれの液体が構造物の固有振動数に対して少しず
つ異なる振動数で振動するので、同調が完全でなくても
優れた制振効果を得ることができるとともに、高次振動
の発生も、貯留タンク相互で打ち消すことができ、さら
に微小振幅時においても広い範囲の外力に対して優れた
制振効果を発揮することができる。また、この場合、同
一形状の貯留タンクの水深を調整することにより、各タ
ンク内の液体の固有振動数を少しずつ異なる振動数に容
易に設定することができる。
あっては、振動系を貯留タンクに液体を貯留した簡単な
構成にしたので、振動系の製作、設置等が簡単である
上、一部の貯留タンク内の液体が構造物の固有振動数と
同一の振動数で振動する一方、他の複数の貯留タンク内
のそれぞれの液体が構造物の固有振動数に対して少しず
つ異なる振動数で振動するので、同調が完全でなくても
優れた制振効果を得ることができるとともに、高次振動
の発生も、貯留タンク相互で打ち消すことができ、さら
に微小振幅時においても広い範囲の外力に対して優れた
制振効果を発揮することができる。また、この場合、同
一形状の貯留タンクの水深を調整することにより、各タ
ンク内の液体の固有振動数を少しずつ異なる振動数に容
易に設定することができる。
【００１０】また、請求項２の構造物の振動抑制装置に
あっては、同一形状の貯留タンクを積層して配置したた
めに、少ないスペースに多数の貯留タンクを配置するこ
とができる。また、上方の貯留タンクほど液体の質量が
少ないため、貯留タンクを積層させた際の安定性がよ
い。請求項３に係る構造物の振動抑制装置においては、
上下の複数のタンクの液体の固有振動数を、構造物の固
有振動数を中心とした所定領域内に分布させることがで
きる。
あっては、同一形状の貯留タンクを積層して配置したた
めに、少ないスペースに多数の貯留タンクを配置するこ
とができる。また、上方の貯留タンクほど液体の質量が
少ないため、貯留タンクを積層させた際の安定性がよ
い。請求項３に係る構造物の振動抑制装置においては、
上下の複数のタンクの液体の固有振動数を、構造物の固
有振動数を中心とした所定領域内に分布させることがで
きる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の構造物の振
動抑制装置の一実施例を説明する。図１は振動抑制装置
１を示す正面図であり、この振動抑制装置１は、建築あ
るいは土木構造物中の所定の位置に設置されるものであ
る。該振動抑制装置１は、上下方向に積層された複数
（図においては５個）の貯留タンク２…と、これら貯留
タンク２を積層状態で支持する４本の支柱３…と、これ
ら支柱３…を支持する支持板４と、上記貯留タンク２に
貯留された液体Ｌとから概略構成されている。
動抑制装置の一実施例を説明する。図１は振動抑制装置
１を示す正面図であり、この振動抑制装置１は、建築あ
るいは土木構造物中の所定の位置に設置されるものであ
る。該振動抑制装置１は、上下方向に積層された複数
（図においては５個）の貯留タンク２…と、これら貯留
タンク２を積層状態で支持する４本の支柱３…と、これ
ら支柱３…を支持する支持板４と、上記貯留タンク２に
貯留された液体Ｌとから概略構成されている。
【００１２】上記貯留タンク２は、有底円筒状のタンク
本体４とこのタンク本体４の開口部を閉塞する蓋体５と
により構成されている。貯留タンク２の外周部には軸方
向に延びる４条の凹部６…が周方向に等間隔で形成され
ており、これら凹部６に上記支柱３を係合させることに
よって貯留タンク２…が積層状態で支持されている。上
記タンク本体４は例えば透明な樹脂等で形成されたもの
であり、その外周面には液体Ｌの水深を測定できるよう
に、目盛り７が付されている。各タンク本体４には液体
Ｌが貯留されているが、この液体Ｌはその量すなわち各
タンク本体４における水深が上方のタンク本体４ほど浅
くなるようにして貯留されている。
本体４とこのタンク本体４の開口部を閉塞する蓋体５と
により構成されている。貯留タンク２の外周部には軸方
向に延びる４条の凹部６…が周方向に等間隔で形成され
ており、これら凹部６に上記支柱３を係合させることに
よって貯留タンク２…が積層状態で支持されている。上
記タンク本体４は例えば透明な樹脂等で形成されたもの
であり、その外周面には液体Ｌの水深を測定できるよう
に、目盛り７が付されている。各タンク本体４には液体
Ｌが貯留されているが、この液体Ｌはその量すなわち各
タンク本体４における水深が上方のタンク本体４ほど浅
くなるようにして貯留されている。
【００１３】また、上記貯留タンク２…のうち上から３
番目すなわち中央の貯留タンク２においては、構造物の
固有振動数と同一の振動数で液体Ｌが振動するように、
該液体Ｌの水深が決定され、他の貯留タンク２…には構
造物の固有振動数に対して少しずつ異なる振動数で振動
するように液体Ｌの水深を少しずつ変えて該液体Ｌが貯
留されている。
番目すなわち中央の貯留タンク２においては、構造物の
固有振動数と同一の振動数で液体Ｌが振動するように、
該液体Ｌの水深が決定され、他の貯留タンク２…には構
造物の固有振動数に対して少しずつ異なる振動数で振動
するように液体Ｌの水深を少しずつ変えて該液体Ｌが貯
留されている。
【００１４】上述した振動抑制装置１は、本発明の一実
施例、すなわち複数の貯留タンク２…を積層状態にした
例であり、他の実施例として、単に複数のタンク２…を
並列に設置してもよい。この場合においても、複数の貯
留タンク２…のうち一部の貯留タンク２に、構造物の固
有振動数と同一の振動数で振動するように液体Ｌの水深
を決定して該液体Ｌを貯留し、他の貯留タンク２…に
は、構造物の固有振動数に対して少しずつ異なる振動数
で振動するように液体Ｌの水深を少しずつ変えて該液体
Ｌを貯留する。
施例、すなわち複数の貯留タンク２…を積層状態にした
例であり、他の実施例として、単に複数のタンク２…を
並列に設置してもよい。この場合においても、複数の貯
留タンク２…のうち一部の貯留タンク２に、構造物の固
有振動数と同一の振動数で振動するように液体Ｌの水深
を決定して該液体Ｌを貯留し、他の貯留タンク２…に
は、構造物の固有振動数に対して少しずつ異なる振動数
で振動するように液体Ｌの水深を少しずつ変えて該液体
Ｌを貯留する。
【００１５】ここで、貯留タンクを例えば２７０個設置
する場合について説明すると、スロッシングの固有振動
数を、ｆD1、ｆD2、ｆD3……ｆD30として、 ｆD1=０.９ｆS（ｆSは建物の固有振動数）、……、ｆ
D30=１.１ｆSとなるように、３０にグループ分けした貯
留タンクの水深を設定する。水深の分布は一定分布とす
れば、 ｆDi=０.９ｆS＋０.２／２９（ｉ−１）ｆS （ｉ=
１、２……３０） で求めることができる。これを一般化すれば、下限振動
数ｆDL、上限振動数ｆDU、グループ分別数Ｎとして、各
貯留タンクのスロッシングの固有振動数ｆDiは、 ｆDi=ｆDL＋（ｆDU−ｆDL）（ｉ−１）ｆS／Ｎ−１ として求められ、この振動数を得られるように各貯留タ
ンクの水深を決定する。
する場合について説明すると、スロッシングの固有振動
数を、ｆD1、ｆD2、ｆD3……ｆD30として、 ｆD1=０.９ｆS（ｆSは建物の固有振動数）、……、ｆ
D30=１.１ｆSとなるように、３０にグループ分けした貯
留タンクの水深を設定する。水深の分布は一定分布とす
れば、 ｆDi=０.９ｆS＋０.２／２９（ｉ−１）ｆS （ｉ=
１、２……３０） で求めることができる。これを一般化すれば、下限振動
数ｆDL、上限振動数ｆDU、グループ分別数Ｎとして、各
貯留タンクのスロッシングの固有振動数ｆDiは、 ｆDi=ｆDL＋（ｆDU−ｆDL）（ｉ−１）ｆS／Ｎ−１ として求められ、この振動数を得られるように各貯留タ
ンクの水深を決定する。
【００１６】このようにして各貯留タンクに水深が決定
された振動抑制装置の振動抑制の効果を図２および図３
に示す。また、各貯留タンクの水深が全て同一の従来の
振動抑制装置の振動抑制の効果を図４および図５に示
す。なお、これらの図において符号、、および
で示す曲線は減衰定数がそれぞれ１５％、１０％、５％
および２％の場合をそれぞれ示し、一点鎖線は振動抑制
装置を設置していない場合を示す。また、図２および図
４はチューニング（同調）がほぼ完全な場合を示し、図
３および図５は−１０％のミスチューニングの場合を示
している。図２ないし図５から明らかなように、本願発
明の振動抑制装置では減衰が小さい場合（減衰定数が５
または２％の場合）でも安定した制振効果を得ることが
できる。また、−１０％のミスチューニングの場合に
も、従来の振動抑制装置では制振効果の低下が大きいの
に対して、殆ど性能の低下がないことが解かる。
された振動抑制装置の振動抑制の効果を図２および図３
に示す。また、各貯留タンクの水深が全て同一の従来の
振動抑制装置の振動抑制の効果を図４および図５に示
す。なお、これらの図において符号、、および
で示す曲線は減衰定数がそれぞれ１５％、１０％、５％
および２％の場合をそれぞれ示し、一点鎖線は振動抑制
装置を設置していない場合を示す。また、図２および図
４はチューニング（同調）がほぼ完全な場合を示し、図
３および図５は−１０％のミスチューニングの場合を示
している。図２ないし図５から明らかなように、本願発
明の振動抑制装置では減衰が小さい場合（減衰定数が５
または２％の場合）でも安定した制振効果を得ることが
できる。また、−１０％のミスチューニングの場合に
も、従来の振動抑制装置では制振効果の低下が大きいの
に対して、殆ど性能の低下がないことが解かる。
【００１７】しかして、上記構成の振動抑制装置によれ
ば次のような効果を得ることができる。複数の貯留タ
ンク２…のうち一部の貯留タンク２に、構造物の固有振
動数と同一の振動数で振動するように液体Ｌの水深を決
定して該液体Ｌを貯留し、他の貯留タンク２…には、構
造物の固有振動数に対して少しずつ異なる振動数で振動
するように液体Ｌの水深を少しずつ変えて該液体Ｌを貯
留したので、同調が完全でなくても、比較的優れた制振
効果を得ることができる。液体振動の非線形性による
高次振動の発生も、各貯留タンク２の水深がそれぞれ異
なっているので、貯留タンク相互で打ち消すことがで
き、建物側に与える悪影響を小さくすることができる。
微小振幅時においても広い範囲の外力に対して優れた
制振効果を発揮することができる。同一形状の貯留タ
ンク２…を用いるとともに、各タンク２内の水深を調整
することにより、各タンク２内の液体Ｌの固有振動数を
少しずつ異なる振動数で所定域内に分布するように設定
することができる。これにより、液体Ｌの振動数を容易
に所望の振動数に設定することができる。 同一形状の
貯留タンク２…を上下に積層させたために、少ないスペ
ースでこれら貯留タンク２を設置することができ、設置
性がよい。また、上方の貯留タンク２ほど液体Ｌの水深
が浅くなるようにしたために、上方の貯留タンク２ほど
液体Ｌの質量が少なくなり、積層させた貯留タンク２…
の安定性を確保することができる。これにより、構造物
に対して良好に設置することが可能となる。上下方向
の中央に、液体Ｌが構造物の固有振動数と同一の振動数
で振動するように水深を定めた貯留タンク２を配置した
ので、その上下に位置する貯留タンク２…における液体
Ｌの固有振動数を、構造物の固有振動数を中心とした所
定領域内に分布させることができ、各タンク２における
液体Ｌの固有振動数を所望の値に容易に定めることがで
きる。
ば次のような効果を得ることができる。複数の貯留タ
ンク２…のうち一部の貯留タンク２に、構造物の固有振
動数と同一の振動数で振動するように液体Ｌの水深を決
定して該液体Ｌを貯留し、他の貯留タンク２…には、構
造物の固有振動数に対して少しずつ異なる振動数で振動
するように液体Ｌの水深を少しずつ変えて該液体Ｌを貯
留したので、同調が完全でなくても、比較的優れた制振
効果を得ることができる。液体振動の非線形性による
高次振動の発生も、各貯留タンク２の水深がそれぞれ異
なっているので、貯留タンク相互で打ち消すことがで
き、建物側に与える悪影響を小さくすることができる。
微小振幅時においても広い範囲の外力に対して優れた
制振効果を発揮することができる。同一形状の貯留タ
ンク２…を用いるとともに、各タンク２内の水深を調整
することにより、各タンク２内の液体Ｌの固有振動数を
少しずつ異なる振動数で所定域内に分布するように設定
することができる。これにより、液体Ｌの振動数を容易
に所望の振動数に設定することができる。 同一形状の
貯留タンク２…を上下に積層させたために、少ないスペ
ースでこれら貯留タンク２を設置することができ、設置
性がよい。また、上方の貯留タンク２ほど液体Ｌの水深
が浅くなるようにしたために、上方の貯留タンク２ほど
液体Ｌの質量が少なくなり、積層させた貯留タンク２…
の安定性を確保することができる。これにより、構造物
に対して良好に設置することが可能となる。上下方向
の中央に、液体Ｌが構造物の固有振動数と同一の振動数
で振動するように水深を定めた貯留タンク２を配置した
ので、その上下に位置する貯留タンク２…における液体
Ｌの固有振動数を、構造物の固有振動数を中心とした所
定領域内に分布させることができ、各タンク２における
液体Ｌの固有振動数を所望の値に容易に定めることがで
きる。
【００１８】なお、上記実施例では、各貯留タンク２に
貯留された液体の振動数を変えるのに、同形・同大の複
数の貯留タンク２…を用い、各貯留タンク２の液体の水
深を調節することによって行ったが、本発明はこれに限
ることなく、貯留タンクの形状、大きさ等を変えるこ
と、あるいはこのことと、上述した水深を変化させるこ
ととの組み合わせによって行ってもよい。
貯留された液体の振動数を変えるのに、同形・同大の複
数の貯留タンク２…を用い、各貯留タンク２の液体の水
深を調節することによって行ったが、本発明はこれに限
ることなく、貯留タンクの形状、大きさ等を変えるこ
と、あるいはこのことと、上述した水深を変化させるこ
ととの組み合わせによって行ってもよい。
【００１９】また、上記実施例では、質量効果利用方式
の振動抑制装置の一つである貯留タンク２…を利用した
ものについて説明したが、この他の質量効果利用方式の
振動抑制装置、例えば、振動系として振り子を用いた場
合についても同様な効果を得ることができる。この場
合、多数の振り子のうち一部の振り子を、上記構造物の
固有振動数と同一の振動数で振動するように構成し、他
の複数の振り子を上記構造物の固有振動数に対して少し
ずつ異なる振動数で振動するように構成すればよい。具
体的には振り子の支点から重心までの長さを少しずつ変
更すればよい。
の振動抑制装置の一つである貯留タンク２…を利用した
ものについて説明したが、この他の質量効果利用方式の
振動抑制装置、例えば、振動系として振り子を用いた場
合についても同様な効果を得ることができる。この場
合、多数の振り子のうち一部の振り子を、上記構造物の
固有振動数と同一の振動数で振動するように構成し、他
の複数の振り子を上記構造物の固有振動数に対して少し
ずつ異なる振動数で振動するように構成すればよい。具
体的には振り子の支点から重心までの長さを少しずつ変
更すればよい。
【００２０】さらに、構造物の動きを構造物内に設置し
たセンサーで検出し、構造物に取り付けられた質量を構
造物の動きと逆位相になるように自動制御して、構造物
の揺れを抑さえる自動制御機構においても、力学的原理
は上述した質量効果機構と同じであるので、この場合に
おいても質量を複数設け、該質量が構造物の固有振動数
に対して少しずつ異なる振動数で振動するように構成す
ればよい。
たセンサーで検出し、構造物に取り付けられた質量を構
造物の動きと逆位相になるように自動制御して、構造物
の揺れを抑さえる自動制御機構においても、力学的原理
は上述した質量効果機構と同じであるので、この場合に
おいても質量を複数設け、該質量が構造物の固有振動数
に対して少しずつ異なる振動数で振動するように構成す
ればよい。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
１の構造物の振動抑制装置によれば、次のような効果を
得ることができる。振動系を貯留タンクに液体を貯留
した簡単な構成にしたので、振動系の製作、設置等を簡
単に行うことができる。一部の貯留タンク内の液体が
構造物の固有振動数と同一の振動数で振動する一方、他
の複数の貯留タンク内のそれぞれの液体が構造物の固有
振動数に対して少しずつ異なる振動数で振動するので、
同調が完全でなくても、比較的優れた制振効果を得るこ
とができる。液体振動の非線形性による高次振動の発
生も、貯留タンク相互で打ち消すことができ、建物側に
与える悪影響を小さくすることができる。微小振幅時
においても広い範囲の外力に対して優れた制振効果を発
揮することができる。 同一形状の貯留タンクを用いる
とともに、各タンク内の水深を調整することにより、各
タンク内の液体の固有振動数を少しずつ異なる振動数で
所定域内に分布するように設定することができる。これ
により、液体の振動数を容易に所望の振動数に設定する
ことができる。
１の構造物の振動抑制装置によれば、次のような効果を
得ることができる。振動系を貯留タンクに液体を貯留
した簡単な構成にしたので、振動系の製作、設置等を簡
単に行うことができる。一部の貯留タンク内の液体が
構造物の固有振動数と同一の振動数で振動する一方、他
の複数の貯留タンク内のそれぞれの液体が構造物の固有
振動数に対して少しずつ異なる振動数で振動するので、
同調が完全でなくても、比較的優れた制振効果を得るこ
とができる。液体振動の非線形性による高次振動の発
生も、貯留タンク相互で打ち消すことができ、建物側に
与える悪影響を小さくすることができる。微小振幅時
においても広い範囲の外力に対して優れた制振効果を発
揮することができる。 同一形状の貯留タンクを用いる
とともに、各タンク内の水深を調整することにより、各
タンク内の液体の固有振動数を少しずつ異なる振動数で
所定域内に分布するように設定することができる。これ
により、液体の振動数を容易に所望の振動数に設定する
ことができる。
【００２２】請求項２に係る構造物の振動抑制装置によ
れば、同一形状の貯留タンクを上下に積層させたため
に、少ないスペースでこれら貯留タンクを設置すること
ができ、設置性がよい。また、上方の貯留タンクほど液
体の水深が浅くなるようにしたために、上方の貯留タン
クほど液体の質量が少なくなり、積層させた貯留タンク
の安定性を確保することができる。これにより、構造物
に対して良好に設置することが可能となる。請求項３に
係る構造物の振動抑制装置によれば、上下方向の中央
に、液体が構造物の固有振動数と同一の振動数で振動す
るように水深を定めた貯留タンクを配置したので、その
上下に位置する貯留タンクにおける液体の固有振動数
を、構造物の固有振動数を中心とした所定領域内に分布
させることができ、各タンクにおける液体の固有振動数
を所望の値に容易に定めることができる。
れば、同一形状の貯留タンクを上下に積層させたため
に、少ないスペースでこれら貯留タンクを設置すること
ができ、設置性がよい。また、上方の貯留タンクほど液
体の水深が浅くなるようにしたために、上方の貯留タン
クほど液体の質量が少なくなり、積層させた貯留タンク
の安定性を確保することができる。これにより、構造物
に対して良好に設置することが可能となる。請求項３に
係る構造物の振動抑制装置によれば、上下方向の中央
に、液体が構造物の固有振動数と同一の振動数で振動す
るように水深を定めた貯留タンクを配置したので、その
上下に位置する貯留タンクにおける液体の固有振動数
を、構造物の固有振動数を中心とした所定領域内に分布
させることができ、各タンクにおける液体の固有振動数
を所望の値に容易に定めることができる。
【図１】本発明の振動抑制装置の一実施例を示す正面図
である。
である。
【図２】本発明の振動抑制装置において、ほぼ完全なチ
ューニングが行われたときの制振効果を示すグラフであ
る。
ューニングが行われたときの制振効果を示すグラフであ
る。
【図３】本発明の振動抑制装置において、−１０％のミ
スチューニングが行われたときの制振効果を示すグラフ
である。
スチューニングが行われたときの制振効果を示すグラフ
である。
【図４】従来の振動抑制装置において、ほぼ完全なチュ
ーニングが行われたときの制振効果を示すグラフであ
る。
ーニングが行われたときの制振効果を示すグラフであ
る。
【図５】従来の振動抑制装置において、−１０％のミス
チューニングが行われたときの制振効果を示すグラフで
ある。
チューニングが行われたときの制振効果を示すグラフで
ある。
１ 振動抑制装置 ２ 貯留タンク ４ タンク本体 Ｌ 液体
Claims (3)
- 【請求項１】 構造物の所定の位置に設置されて地震や
風あるいは交通振動等の外力により上記構造物に励起さ
れる振動を抑制する構造物の振動抑制装置であって、複
数の振動系を、複数個の貯留タンクにそれぞれ液体を貯
留することによって構成し、これら複数個の貯留タンク
のうち一部の貯留タンクには、上記構造物の固有振動数
と同一の振動数で振動するように液体を貯留し、他の複
数の貯留タンクのそれぞれには、上記構造物の固有振動
数に対して少しずつ異なる振動数で振動するように液体
をそれぞれ貯留し、 前記複数個の貯留タンクを同一形状に形成するととも
に、これら貯留タンク内に、前記液体を、その水深が互
いに異なるように貯留したことを特徴とする構造物の振
動抑制装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の構造物の振動抑制装置に
おいて、 前記貯留タンクを、上下方向に複数積層して配置し、各
貯留タンクの前記液体の水深を、上方の前記貯留タンク
ほど浅くなるように設定したことを特徴とする構造物の
振動抑制装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の構造物の振動抑制装置で
あって、 上下方向中央に位置する前記貯留タンクの液体の水深
が、該液体が前記構造物の固有振動数の同一の振動数で
振動するように設定されていることを特徴とする構造物
の振動抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03315033A JP3116142B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 構造物の振動抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03315033A JP3116142B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 構造物の振動抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05149026A JPH05149026A (ja) | 1993-06-15 |
| JP3116142B2 true JP3116142B2 (ja) | 2000-12-11 |
Family
ID=18060618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03315033A Expired - Fee Related JP3116142B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | 構造物の振動抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3116142B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3324353B2 (ja) * | 1995-08-18 | 2002-09-17 | 京都大学長 | 振り子構造物 |
| JP3696724B2 (ja) * | 1997-09-26 | 2005-09-21 | 学校法人東海大学 | 転動型制振装置を用いた制振構造 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP03315033A patent/JP3116142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05149026A (ja) | 1993-06-15 |
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