JP3467642B2 - Seismic isolation system - Google Patents
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- JP3467642B2 JP3467642B2 JP18340399A JP18340399A JP3467642B2 JP 3467642 B2 JP3467642 B2 JP 3467642B2 JP 18340399 A JP18340399 A JP 18340399A JP 18340399 A JP18340399 A JP 18340399A JP 3467642 B2 JP3467642 B2 JP 3467642B2
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、免震システム、特
に、減衰力可変の減衰装置を最適に制御するセミアクテ
ィブ免震システムに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic isolation system, and more particularly to a semi-active seismic isolation system for optimally controlling a damping device with variable damping force.
【０００２】[0002]
【従来の技術】構築物の振動制御システムには、制振シ
ステムと免震システムがあり、さらにそれぞれパッシブ
システムとアクティブシステムがある。パッシブ制振シ
ステムは、構築物の各部に動吸振器等の制振装置を設置
して建造物の揺れに応じて自然に稼動させるシステムで
あり、また、アクティブ制振システムは、構築物の各部
に設置したセンサからの信号をコンピュータで処理し
て、この信号に基づいてアクティブ動吸振器などの機械
装置を稼動するシステムである。また、パッシブ免震シ
ステムは、地盤と構築物との間に水平方向に柔軟な免震
装置と減衰装置を設置して、地盤から構造物へ伝わる振
動エネルギーを減少させ、また地盤と構築物との相対的
な変位を抑制するシステムであり、アクティブ免震シス
テムは、免震装置と減衰装置等のアクチュエータを設置
して、地盤や構築物に設置したセンサからの信号をコン
ピュータで処理して、この信号に基づいてアクチュエー
タを作動させるシステムである。2. Description of the Related Art Construction vibration control systems include a vibration control system and a seismic isolation system, and a passive system and an active system, respectively. The passive vibration control system is a system that installs a vibration control device such as a dynamic vibration absorber in each part of the building to operate naturally according to the shaking of the building.The active vibration control system is installed in each part of the building. In this system, a signal from the sensor is processed by a computer and a mechanical device such as an active dynamic vibration absorber is operated based on this signal. In addition, the passive seismic isolation system installs a flexible seismic isolation device and damping device in the horizontal direction between the ground and the structure to reduce vibration energy transmitted from the ground to the structure, and The active seismic isolation system installs actuators such as seismic isolation devices and damping devices, processes signals from sensors installed on the ground and structures with a computer, and outputs these signals. It is a system that operates an actuator based on the above.
【０００３】特許第２７９４４１８号公報には、アクテ
ィブ制御可能な免震方法として、基盤と構造物との間
に、振動方向へのスムーズな移動が可能に支承部と、基
盤と構造物の振動を検知するセンサーと、構造物の振動
を減衰させる減衰力可変ダンパーを設置すると共に、セ
ンサーで検知した振動の卓越周期、最大加速度、最大速
度、最大変位などに最適な減衰応答出力信号をリアルタ
イムに演算処理し出力する制御装置を設置して、制御装
置の最適な減衰応答出力により減衰力可変ダンパーを制
御して、ダンパー応答特性をリアルタイムに無段階、連
続的に最適に変化させて構造物をアクティブに免震する
ことが記載されている。また、特開昭６２‐８８８３６
号公報には、第２の基盤に対して第１の基盤を免震する
免震装置において、許容振動の限界値を設定するリミッ
ト設定器と、第１、第２基盤の振動を検知する振動検知
器と、リミット設定器と振動検知器の出力を比較する比
較器と、第１の基盤と第２の基盤との間に挿入された流
体ダンパと、この流体ダンパの減衰力を調節可能なダン
パバルブと、比較器から出力される比較信号によってダ
ンパバルブの開度を調整するバルブ制御器とを備えるこ
とが記載されている。さらに、特開平１‐２４７６６５
号公報には、被支持体を支持体に対して水平方向に移動
可能に支持する免震装置において、常時被支持体を支持
体に対して釈放可能に固定する固定装置と、地震を検知
する地震検知装置を有しこの地震検知装置が地震を検知
した場合、固定装置の固定を釈放させて被支持体を支持
体に対して移動可能にする制御装置を包含することが記
載されている。Japanese Patent No. 2794418 discloses a seismic isolation method capable of active control, in which vibration between a base and a structure can be smoothly moved in a vibration direction between the base and the structure, and a vibration of the base and the structure can be detected. A detection sensor and a variable damping force damper that damps the vibration of the structure are installed, and the optimum damping response output signal for the predominant cycle of vibration detected by the sensor, maximum acceleration, maximum speed, maximum displacement, etc. is calculated in real time. A control device that processes and outputs is installed, the damping force variable damper is controlled by the optimum damping response output of the control device, and the response characteristics of the damper are continuously and optimally changed in real time to activate the structure. It is stated that seismic isolation will be done. Also, JP-A-62-88836
In the Japanese Patent Publication, in a seismic isolation device that isolates the first substrate from the second substrate, a limit setter that sets a limit value of allowable vibration and a vibration that detects the vibrations of the first and second substrates are disclosed. A detector, a comparator for comparing the outputs of the limit setter and the vibration detector, a fluid damper inserted between the first board and the second board, and the damping force of this fluid damper can be adjusted. It is described that a damper valve and a valve controller that adjusts the opening of the damper valve according to a comparison signal output from the comparator are described. Furthermore, JP-A-1-247665
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. JP-A-2003-242242, in a seismic isolation device that supports a supported body so that it can move in a horizontal direction relative to the support body, a fixing device that constantly fixes the supported body to the support body in a releasable manner, and detects an earthquake. It is described to include a control device which has an earthquake detection device and releases the fixing of the fixing device to move the supported body with respect to the support when the earthquake detection device detects an earthquake.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のパッシブ制振シ
ステムは、如何なる固有周期の構築物でも、その振動エ
ネルギーを減衰させることができるが、力を発生する機
構に強い制約を受けるため、コストは安いが性能に大き
な限界を有する制振システムであることは否めない。ま
た、従来のアクティブ制振システムは、パッシブ制振シ
ステムのような制約がないので、センシングと力発生機
構を共に自由に選定して、優れた制振構造とすることが
できるが、コストが高いという欠点がある。一方、従来
のパッシブ免震システムは、地盤と構築物との間の振動
エネルギーを遮断するという点では優れているが、構築
物の固有周期が免振装置を付加した構築物の免振周期に
近くなると効果がなくなるので、柔構造の高層構築物や
軟弱地盤上の構築物には適用することはできないという
問題がある。また、従来のアクティブ免震システムは、
アクティブ制振システムと同じように優れた免震効果を
発揮するが、やはりコストが高いという欠点を有してい
る。The conventional passive vibration damping system can damp the vibration energy of the structure of any natural period, but the cost is low because the mechanism for generating the force is strongly restricted. It cannot be denied that is a vibration control system with a large limit in performance. In addition, the conventional active vibration control system does not have the same restrictions as the passive vibration control system, so it is possible to freely select both the sensing and force generation mechanisms to achieve an excellent vibration control structure, but the cost is high. There is a drawback that. On the other hand, the conventional passive seismic isolation system is excellent in that it blocks the vibration energy between the ground and the structure, but it is effective when the natural period of the structure approaches the vibration isolation period of the structure with the vibration isolation device added. Therefore, there is a problem that it cannot be applied to a high-rise structure having a flexible structure or a structure on soft ground. In addition, the conventional active seismic isolation system
It has the same excellent seismic isolation effect as the active vibration control system, but it also has the disadvantage of high cost.
【０００５】また、特許第２７９４４１８号に記載され
た免震方法では、減衰力可変ダンパーのダンパー応答特
性を、振動センサーで検知した振動の卓越周期、最大加
速度、最大速度、最大変位等に最適な減衰応答出力信号
を演算処理し出力する制御装置によりアクティブ制御し
て、最適な減衰力を発揮するようにしているが、制御装
置で処理する信号として、検知可能な全ての信号を処理
する必要があるため、制御装置が高価となり、システム
全体のコストが高くなるという欠点がある。特開昭６２
‐８８８３６号公報に記載された免震装置では、免震装
置の加速度と相対変位の振動応答を設定値と比較し、そ
の結果をもとに流体ダンパの減衰力を調整しているが、
比較信号がリミット設定器で設定した振動限界のみで制
限されるため、制御精度が粗くなり、流体ダンパの減衰
力を連続的に滑らかに制御することはできない。特開平
１‐２４７６６５号公報に記載された免震装置では、油
圧動作装置から構成された固定装置を、地震検知装置が
地震を検知した場合は固定を解除し、それ以外は固定す
るようにして、風により建築物が動くことを防止するよ
うにしたものであり、油圧動作装置の減衰力を調整する
機能を備えていない。Further, in the seismic isolation method described in Japanese Patent No. 2794418, the damper response characteristics of the variable damping force damper are optimal for the superior period of vibration detected by the vibration sensor, maximum acceleration, maximum speed, maximum displacement, etc. The control device that calculates and outputs the damping response output signal performs active control to achieve the optimum damping force, but it is necessary to process all detectable signals as the signal to be processed by the control device. Therefore, there is a drawback that the control device becomes expensive and the cost of the entire system becomes high. JP 62
In the seismic isolation device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 88836-88, the vibration response of acceleration and relative displacement of the seismic isolation device is compared with a set value, and the damping force of the fluid damper is adjusted based on the result.
Since the comparison signal is limited only by the vibration limit set by the limit setter, the control accuracy becomes rough, and the damping force of the fluid damper cannot be continuously and smoothly controlled. In the seismic isolation device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-247665, a fixing device composed of a hydraulic operating device is fixed when the earthquake detection device detects an earthquake, and fixed otherwise. It is designed to prevent the building from moving due to wind, and does not have a function of adjusting the damping force of the hydraulic operating device.
【０００６】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、従来の制震・免震システムが有する欠点や課題を
解決して、パッシブシステムよりも効果的に振動を低減
し、アクティブシステムよりもコストを低く抑え、か
つ、安全性の高い免震システムを構築することを目的と
するものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and solves the drawbacks and problems of the conventional seismic isolation / isolation system, reduces vibrations more effectively than a passive system, and provides an active system. The purpose is to construct a seismic isolation system that keeps costs down and is highly safe.
【０００７】本発明は、また、地盤と構築物に設置した
センサから得られる構築物の振動（揺れ）に応じて、減
衰装置の減衰力をリアルタイムに切り替えて構築物の振
動（揺れ）を最適に抑制することができる免震システム
を構築することを目的とするものである。The present invention also optimally suppresses the vibration (sway) of the structure by switching the damping force of the damping device in real time according to the vibration (sway) of the structure obtained from the ground and the sensor installed in the structure. The purpose is to build a seismic isolation system.
【０００８】本発明は、さらに、地震だけではなく、強
風などによる構築物の揺れに対しても、構築物の揺れを
最適に抑制することができる免震システムを構築するこ
とを目的とするものである。A further object of the present invention is to construct a seismic isolation system capable of optimally suppressing the sway of the structure not only for an earthquake but also for a sway of the structure due to a strong wind or the like. .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、構築物と地盤との間を水
平方向のみ弾性支持する支承と、減衰力を任意に可変の
減衰装置を、構築物と地盤との間に設置して、地盤と構
築物の加速度を検知するセンサと、地盤と構築物の相対
変位を検知するセンサからの信号に応じて前記減衰装置
の減衰力を切り替える制御装置を備えた免震システムに
おいて、構築物と減衰装置の特性を表現する下記式
（３）を下記式（１）及び下記式（２）より導いて、そ
の評価関数を下記式（５）のように設定し、この評価関
数が最小となる場合の制御力を求め、該制御力を前記減
衰装置の最適な可変減衰力値として選定することを特徴
とする。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a support for elastically supporting the structure and the ground only in the horizontal direction, and a damping force with a variable damping force. A device is installed between the building and the ground, and a control that switches the damping force of the damping device according to signals from a sensor that detects the acceleration of the ground and the building and a sensor that detects the relative displacement of the ground and the building. In the seismic isolation system equipped with a device, the following formula expressing the characteristics of the structure and the damping device
Deriving (3) from the following formula (1) and formula (2),
The evaluation function of is set as shown in the following equation (5).
The control force is calculated when the number is the minimum , and the control force is selected as the optimum variable damping force value of the damping device.
【数式２】 このように構成することにより、地震や強風などによる
構築物の振動(揺れ)をセンサが検知すると、制御装置
は、構築物と減衰装置の特性を表現する方程式を導い
て、その評価関数を設定し、この評価関数が最小となる
場合の最適な制御力、即ち、最適な粘性減衰係数を求め
て、この粘性減衰係数をアクチュエータである減衰装置
に適用して減衰装置の減衰力(減衰特性)をリアルタイム
に最適に変化させ、構築物の振動(揺れ)を適確に抑制す
る。 [Formula 2] With this configuration, when the sensor detects vibration (sway) of the structure due to an earthquake or strong wind, the control device derives an equation expressing the characteristics of the structure and the damping device.
Set that evaluation function, and this evaluation function becomes the minimum
In this case, the optimum control force in the case , that is, the optimum viscous damping coefficient is obtained, and this viscous damping coefficient is applied to the damping device that is an actuator to optimally change the damping force (damping characteristic) of the damping device in real time. Properly suppress the vibration (shaking) of.
【００１０】また、上記目的を達成するために、請求項
２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、制
御力は、次式から求めることを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the control force is obtained from the following equation.
【数式３】
ただし式中のｐ（ｔ），ｑ（ｔ）それぞれ次式の解であ
る。[Formula 3] However, p (t) and q (t) in the equation are solutions of the following equations, respectively.
【数式４】
このように構成することにより、減衰装置に最適な減衰
力を理論的に導くことができる。[Formula 4] With this configuration, the optimum damping force can be theoretically derived for the damping device.
【００１１】[0011]
【００１２】さらに、上記目的を達成するために、請求
項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の
発明において、相対変位を検知するセンサからの信号
を、構築物の１次固有振動数以下の周波数成分のみを通
過させるフィルタに通過させ、この信号が一定値以上で
あり、かつ、地盤の加速度が一定値以下である場合、減
衰装置の減衰力を最大値に設定することを特徴とする。
このように構成することにより、構築物の振動（揺れ）
の原因が風であると判定して、減衰装置を実質的に固定
して構築物の振動（揺れ）を最適に抑制して、構築物の
居住性を改善することができる。 Further , in order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the signal from the sensor for detecting the relative displacement is transmitted to the primary of the structure. Pass the signal through a filter that passes only the frequency components below the natural frequency, and if this signal is above a certain value and the ground acceleration is below a certain value, set the damping force of the damping device to the maximum value. Is characterized by.
By constructing in this way, the vibration (sway) of the structure
It can be determined that the cause is the wind, and the damping device can be substantially fixed to optimally suppress the vibration (sway) of the structure to improve the habitability of the structure.
【００１３】さらにまた、上記目的を達成するために、
請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記
載の発明において、地盤の加速度が一定値以上の場合、
地盤と構築物の加速度を検知するセンサと、地盤と構築
物の相対変位を検知するセンサからの信号に応じて、構
築物の振動を最小にするように減衰装置の減衰力を設定
することを特徴とする。このように構成することによ
り、構築物の振動(揺れ)の原因を地震であると判定し
て、減衰装置の減衰力を最適に設定し、構築物の振動
(揺れ)を最小にするように抑制して、構築物の居住性を
改善することができる。Further, in order to achieve the above object,
According to the invention described in claim 4 , in the invention described in claim 1 or 2, when the ground acceleration is a certain value or more,
It is characterized in that the damping force of the damping device is set so as to minimize the vibration of the structure according to the signals from the sensor that detects the acceleration of the ground and the structure and the sensor that detects the relative displacement of the ground and the structure. . With this configuration, it is determined that the cause of the building vibration (sway) is an earthquake, the damping force of the damping device is set optimally, and the structure vibration
The (sway) can be controlled to be minimized to improve the habitability of the structure.
【００１４】このように、本発明の免震システムは、地
震や強風などによる構築物の振動（揺れ）をセンサが検
知すると、制御装置は、構築物と減衰装置の特性を表現
する方程式を導いて、その評価関数を設定し、この評価
関数が最小となる場合の最適な制御力を求めて、この制
御力に基づいて最適な粘性減衰係数を設定し、この最適
な粘性減衰係数を減衰装置に入力して減衰装置の減衰力
(減衰特性)をリアルタイムに最適に変化させて、構築物
の振動(揺れ)を適確に抑制することができるものであ
る。As described above, in the seismic isolation system of the present invention, when the sensor detects the vibration (sway) of the structure due to an earthquake or a strong wind, the control device derives an equation expressing the characteristics of the structure and the damping device , Set its evaluation function and evaluate this
Obtain the optimal control force when the function is the minimum , set the optimal viscous damping coefficient based on this control force, and input this optimal viscous damping coefficient to the damping device to reduce the damping force of the damping device.
(Attenuation characteristic) can be optimally changed in real time to appropriately suppress the vibration (sway) of the structure.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
した図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るセ
ミアクティブ免震システムを適用する構築物(１)の概要
を示す図であり、構築物(１)は、水平方向のみ弾性支持
する支承、即ち、免震装置(３)を介して地盤(２)からの
振動を回避するように地盤(２)に支持されている。構築
物(１)の最下層と地盤(２)との間にはアクチュエータで
あるセミアクティブダンパ(８)が設置されており、セミ
アクティブダンパ(８)の一端は、構築物(１)に支持され
た支持部（１１）にヒンジ部(９)を介して、また、セミ
アクティブダンパ(８)の他端は、地盤(２)に設置された
支持部(１２)にヒンジ部(１０)を介してそれぞれ連結さ
れている。ここで、免震装置(３)としては、積層ゴム、
高減衰積層ゴム、鉛プラグ入り積層ゴム、すべり支承な
どが使用でき、また、セミアクティブダンパ(８)として
は、調圧弁や電磁弁を備えた減衰力可変オイルダンパが
適当である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a structure (1) to which the semi-active seismic isolation system according to the present invention is applied. The structure (1) is a support that elastically supports only in the horizontal direction, that is, a seismic isolation device (3). It is supported by the ground (2) so as to avoid vibration from the ground (2) via the. A semi-active damper (8) which is an actuator is installed between the bottom layer of the structure (1) and the ground (2), and one end of the semi-active damper (8) is supported by the structure (1). Via the hinge part (9) to the support part (11) and the other end of the semi-active damper (8) to the support part (12) installed on the ground (2) via the hinge part (10). Each is connected. Here, as the seismic isolation device (3), laminated rubber,
A high damping laminated rubber, a laminated rubber containing a lead plug, a sliding bearing, etc. can be used, and as the semi-active damper (8), a variable damping oil damper equipped with a pressure regulating valve or a solenoid valve is suitable.
【００１６】構築物(１)には、構築物(１)の振動（加速
度）を検知するセンサ（4）、構築物(１)と地盤(２)と
の相対変位を検知するセンサ(５)が、また、地盤(２)に
は、地盤の振動(加速度)を検知するセンサ(６)がそれぞ
れ適所に設置されている。構築物(１)には、さらに、セ
ミアクティブダンパ(８)の減衰力を設定（制御）する制
御装置(７)が設置されており、制御装置(７)は、構築物
(１)および地盤(２)の状態を常時検知しているセンサ
(４)(５)(６)からの検知信号を処理して、構築物(１)お
よび地盤(２)の振動（揺れ）を効果的に抑制するよう
に、セミアクティブダンパ(８)の減衰力（減衰特性）を
リアルタイムで最適に変化させるような制御信号を出力
する。なお、セミアクティブダンパ(８)の作動状態を示
す信号は、制御装置(７)に常時入力されている。The structure (1) further includes a sensor (4) for detecting vibration (acceleration) of the structure (1) and a sensor (5) for detecting relative displacement between the structure (1) and the ground (2). In the ground (2), sensors (6) for detecting ground vibration (acceleration) are installed in appropriate places. The structure (1) is further provided with a control device (7) for setting (controlling) the damping force of the semi-active damper (8), and the control device (7) is the structure.
Sensor that constantly detects the condition of (1) and ground (2)
(4) The damping force of the semi-active damper (8) is processed so that the detection signals from (5) and (6) are processed to effectively suppress the vibration (sway) of the structure (1) and the ground (2). A control signal that optimally changes (attenuation characteristic) in real time is output. The signal indicating the operating state of the semi-active damper (8) is always input to the control device (7).
【００１７】次に、本発明に係るセミアクティブ免震シ
ステムの制御フローを図２により説明する。
ステップＳ1の待機状態においては、構築物(１)に
設置されたセンサ(４)(５)および地盤(２)に設置された
センサ(６)は作動状態にあり、構築物(１)と地盤(２)の
振動（加速度）および構築物(１)と地盤(２)との相対変
位を常時検知しており、各センサ(４)(５)(６)の検知信
号がリアルタイムで制御装置(７)へ送信され、制御装置
(７)は、最適なアクチュエータ制御信号をセミアクティ
ブダンパ(８)に送信して、セミアクティブダンパ(８)の
減衰力を最適に変化させて構築物(１)の振動（揺れ）を
適確に抑制している。この場合、セミアクティブダンパ
(８)の状態は最小粘性減衰係数（ＣＬ）である。Next, the control flow of the semi-active seismic isolation system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the standby state of step S 1 , the sensors (4) and (5) installed on the building (1) and the sensor (6) installed on the ground (2) are in an operating state, and the building (1) and the ground ( The vibration (acceleration) of 2) and the relative displacement of the structure (1) and the ground (2) are constantly detected, and the detection signals of the respective sensors (4), (5) and (6) are controlled in real time by the control device (7). Sent to the control device
(7) sends an optimum actuator control signal to the semi-active damper (8) to optimally change the damping force of the semi-active damper (8) to accurately vibrate (sway) the structure (1). It's suppressed. In this case, the semi-active damper
The state (8) is the minimum viscous damping coefficient (CL).
【００１８】 次に、ステップＳ1の待機状態におい
て、地震や強風により構築物(１)に振動（揺れ）が発生
すると、ステップＳ2において、各センサ(４)(５)(６)
が検知した構築物(１)と地盤(２)との相対変位値および
構築物(１)と地盤(２)の加速度値が制御装置(７)に入力
され、制御装置(７)はそれらの入力信号を双線形最適制
御理論に基づいて最適に処理して、地震と風を区別する
既定の判定条件に基づいてセミアクティブダンパ(８)の
減衰力を最適に変化させる制御信号を出力する。ここ
で、既定の判定条件は、以下のとおりである。
(1)判定条件ｉ；センサ(５)から得られる地盤(２)と構
築物(１)の相対変位の信号を、構築物(１)の１次固有振
動数以下の周波数成分のみを通すフィルターを通して得
られる信号が一定レベル以上になった場合で、かつ、セ
ンサ(６)から得られる地盤(２)の加速度が一定レベル以
下の場合に、風と判断する。
(2)判定条件ii；センサ(６)から得られる地盤(２)の加
速度が一定レベル以上場合、地震と判断する。Next, in the standby state of step S 1 , when the structure (1) vibrates (sways) due to an earthquake or strong wind, in step S 2 , the sensors (4) (5) (6)
The relative displacement value between the structure (1) and the ground (2) detected by the sensor and the acceleration value of the structure (1) and the ground (2) are input to the control device (7), and the control device (7) inputs those input signals. Is optimally processed based on the bilinear optimal control theory, and a control signal for optimally changing the damping force of the semi-active damper (8) is output based on a predetermined judgment condition for distinguishing between earthquake and wind. Here, the predetermined determination conditions are as follows. (1) Judgment condition i; The signal of the relative displacement of the ground (2) and the structure (1) obtained from the sensor (5) is obtained through a filter that passes only the frequency component below the first natural frequency of the structure (1). The wind is judged to be wind when the signal obtained exceeds a certain level and when the acceleration of the ground (2) obtained from the sensor (6) is below a certain level. (2) Judgment condition ii; If the acceleration of the ground (2) obtained from the sensor (6) is above a certain level, it is judged as an earthquake.
【００１９】 ステップＳ2で判定条件ｉと判定する
と、ステップＳ10に進み、地盤(２)と構築物(１)の相対
変位および構築物(１)の振動（揺れ）の原因は風である
と判断して、ステップＳ11の強風対策システムが作動す
る。このステップＳ11では、風による構築物(１)の振動
（揺れ）を抑制するために、構築物(１)を地盤(２)に対
して実質的に固定した状態に保持するように、制御装置
(７)はセミアクティブダンパ(８)のバルブが全閉状態と
なるように、即ち、減衰力が最大になるように制御信号
を送信する。その後、風による構築物(１)の振動（揺
れ）が収まると、ステップＳ13において、制御装置(７)
は各センサ(４)(５)(６)からの入力信号により風が弱く
なったことを検知して、初期の待機状態（ステップ
Ｓ1）に戻る。また、ステップＳ11の強風対策システム
作動時に、各センサ(４)(５)(６)が地震を検知すると
（ステップＳ12）、ステップＳ4の振動制御システムを
作動させるステップに移り、制御装置(７)は、セミアク
ティブダンパ(８)の減衰力を最適に変化させて構築物
(１)の振動（揺れ）を抑制するように作動する。When it is determined that the determination condition is i in step S 2 , the process proceeds to step S 10 and it is determined that the relative displacement between the ground (2) and the structure (1) and the vibration (sway) of the structure (1) are caused by wind. Then, the strong wind countermeasure system in step S 11 is activated. In this step S 11 , in order to suppress the vibration (sway) of the structure (1) due to the wind, the control device is held so as to keep the structure (1) substantially fixed to the ground (2).
(7) sends a control signal so that the valve of the semi-active damper (8) is fully closed, that is, the damping force is maximized. After that, when the vibration (shaking) of the structure (1) due to the wind is stopped, in step S 13 , the control device (7)
Detects that the wind is weakened by the input signals from the sensors (4), (5) and (6), and returns to the initial standby state (step S 1 ). Further, when the strong wind protection system actuation step S 11, the sensor (4) (5) (6) detects the earthquake (step S 12), moves to the step of actuating the vibration control system in step S 4, the control device (7) is a structure in which the damping force of the semi-active damper (8) is optimally changed.
It operates to suppress the vibration (vibration) of (1).
【００２０】 次に、ステップＳ2で判定条件iiと判
定すると、ステップＳ3に進み、地盤(２)の振動の原因
は地震であると判断して、ステップＳ4の振動制御シス
テムを作動させる。この場合、制御装置(７)は、各セン
サ(４)(５)(６)が検知した、構築物(１)の振動（揺れ）
および構築物(１)と地盤(２)との相対変位の大きさ、つ
まり、大地震（ステップＳ6）か中小地震（ステップ
Ｓ5）かに応じて、リアルタイムにセミアクティブダン
パ(８)の減衰力を最小粘性減衰係数（ＣＬ）から最大粘
性減衰係数（ＣＨ）の範囲で最適に変化させて、構築物
(１)の振動（揺れ）を抑制する。Next, when the judgment condition ii is judged in step S 2 , the process proceeds to step S 3 , it is judged that the cause of the vibration of the ground (2) is an earthquake, and the vibration control system of step S 4 is activated. . In this case, the control device (7) detects the vibration (sway) of the structure (1) detected by the sensors (4), (5) and (6).
And constructs (1) and ground (2) and the relative displacement of magnitude of, that is, the attenuation of large earthquakes (Step S 6) or small earthquakes according to (Step S 5) or, semiactive damper in real time (8) The force is optimally changed in the range from the minimum viscous damping coefficient (CL) to the maximum viscous damping coefficient (CH),
Suppress the vibration (vibration) of (1).
【００２１】ここで、大地震（ステップＳ6）の場合
は、免震装置(３)が許容限界範囲以上に変形しないよう
に、制御装置(７)は、最大粘性減衰係数（ＣＨ）に近い
最適制御力信号を送信してセミアクティブダンパ(８)の
減衰力を最適に制御して、構築物(１)の安全性を確保す
る（ステップＳ8）。また、中小地震（ステップＳ5）の
場合は、構築物(１)の振動（揺れ）を抑制するように、
制御装置(７)は、最小粘性減衰係数（ＣＬ）から最大粘
性減衰係数（ＣＨ）の間の最適制御力信号を送信してセ
ミアクティブダンパ(８)の減衰力を最適に制御して、構
築物(１)の振動（揺れ）を抑制する（ステップＳ7）。
その後、地震が収まると、ステップＳ9において、制御
装置(７)は各センサ(４)(５)(６)からの入力信号により
地震が収まったことを検知して、初期の待機状態（ステ
ップＳ1）に戻る。このようにして、制御装置(７)は、
地震や風による振動や揺れに拘らず、各センサ(４)(５)
(６)からの検知信号をリアルタイムに処理して、セミア
クティブダンパ（6）へ双線形最適制御理論に基づく制
御力信号を送信して、構築物(１)の振動（揺れ）を適確
に抑制することが可能となる。Here, in the case of a large earthquake (step S 6 ), the control device (7) is close to the maximum viscous damping coefficient (CH) so that the seismic isolation device (3) does not deform beyond the allowable limit range. It transmits the optimal control force signal to optimally control the damping force of the semi-active damper (8), to ensure the safety of construction (1) (step S 8). In the case of a small-to-medium earthquake (step S 5 ), the vibration (shake) of the structure (1) should be suppressed.
The control device (7) optimally controls the damping force of the semi-active damper (8) by transmitting an optimum control force signal between the minimum viscous damping coefficient (CL) and the maximum viscous damping coefficient (CH) to construct the structure. The vibration (vibration) of (1) is suppressed (step S 7 ).
After that, when the earthquake has subsided, in step S 9 , the control device (7) detects that the earthquake has subsided by the input signals from the sensors (4), (5) and (6), and the initial standby state (step Return to S 1 ). In this way, the control device (7)
Each sensor (4) (5), regardless of vibration or shaking due to earthquake or wind
The detection signal from (6) is processed in real time, and the control force signal based on the bilinear optimal control theory is transmitted to the semi-active damper (6) to appropriately suppress the vibration (sway) of the structure (1). It becomes possible to do.
【００２２】[0022]
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。図３は、本発明に係るセミアクティブ免震システ
ムを適用する10自由度構築物モデル（以下、制御対象モ
デルという）の概要を示す図であり、制御対象モデル
は、水平方向のみ弾性支持する支承、即ち、リニア積層
ゴムを用いた免震装置を介して地盤に支持されていると
共に、制御対象モデルの最下層(m1)と地盤との間にはセ
ミアクティブダンパが設置されている。セミアクティブ
ダンパは、オイルダンパの動特性を考慮して、ダッシュ
ポットとバネを直列に連結したマクスウェル(Maxwell)
モデルを用いている。また、制御対象モデルと地盤の適
所には、それぞれの振動(加速度)を検知するセンサが設
置されており、制御対象モデルの各層の適所には、地盤
と制御対象モデルとの相対変位を検知するセンサがそれ
ぞれ設置されている。なお、図３において、ｘ（ｘ0…
ｘ10）は変位、ｍ（ｍ1…ｍ10）は質量、ｃ（ｃ0…
ｃ10）は粘性減衰係数、ｋ（ｋ0…ｋ10）はばね定数、
ｚは外乱（地震動、風など）を表している。制御対象モ
デルの仕様を表１に示す。EXAMPLES Next, specific examples of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing an outline of a 10-degree-of-freedom building model (hereinafter referred to as a controlled object model) to which the semi-active seismic isolation system according to the present invention is applied. The controlled object model is a support that elastically supports only in the horizontal direction, That is, it is supported on the ground through a seismic isolation device using linear laminated rubber, and a semi-active damper is installed between the bottom layer (m 1 ) of the controlled object model and the ground. The semi-active damper is a Maxwell that has a dashpot and a spring connected in series in consideration of the dynamic characteristics of the oil damper.
The model is used. In addition, sensors are installed at the appropriate places on the controlled object model and the ground to detect the respective vibrations (acceleration), and at the appropriate places on each layer of the controlled object model, the relative displacement between the soil and the controlled object model is detected. Each sensor is installed. In FIG. 3, x (x 0 ...
x 10 ) is displacement, m (m 1 ... m 10 ) is mass, c (c 0 ...
c 10 ) is a viscous damping coefficient, k (k 0 ... k 10 ) is a spring constant,
z represents disturbance (earthquake motion, wind, etc.). Table 1 shows the specifications of the controlled object model.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】この制御対象モデルの状態方程式は、非線
形システムの一種である次式（１）の双線形システムで
表される。The state equation of this controlled object model is represented by a bilinear system of the following equation (1) which is a kind of non-linear system.
【００２５】[0025]
【数式５】 [Formula 5]
【００２６】ここで、ＸS（ｔ）は状態ベクトル、Ｃ
C（ｔ）はダンパの粘性減衰係数、Ｚ（ｔ）は外乱ベク
トルである。また、実際の構築物の振動特性を考慮した
場合、主な共振ピークは１０Ｈｚ未満の周波数帯域で現
れるのが一般的であるので、外乱の動特性を導入した拡
大系システムを構築することによりフィードフォワード
併合制御を行うと、状態方程式は次式（２）のようにな
る。Where X S (t) is the state vector, C
C (t) is the viscous damping coefficient of the damper, and Z (t) is the disturbance vector. In addition, when considering the vibration characteristics of the actual structure, the main resonance peaks generally appear in the frequency band below 10 Hz, so by constructing an expanded system that introduces the dynamic characteristics of the disturbance, feedforward When the merge control is performed, the state equation becomes as shown in the following equation (2).
【００２７】[0027]
【数式６】 [Formula 6]
【００２８】したがって、式（１）と式（２）を結合し
た拡大系双線形システムは次式（３）のように決定でき
る。Therefore, the extended bilinear system in which the equations (1) and (2) are combined can be determined as in the following equation (3).
【００２９】[0029]
【数式７】 [Formula 7]
【００３０】次に、式（３）の拡大系双線形システムに
適用する双線形最適制御理論について説明する。まず、
非線形システムの一種である次式（４）の双線形システ
ムに対して最適制御理論を適用する。Next, the bilinear optimal control theory applied to the extended bilinear system of the equation (3) will be described. First,
Optimal control theory is applied to a bilinear system of the following equation (4), which is a type of nonlinear system.
【００３１】[0031]
【数式８】 [Formula 8]
【００３２】ただし、入力が不規則である場合には、状
態変数が確率変数になるので、評価関数は期待値で表さ
れた次式（５）を用いる。However, when the input is irregular, the state variable becomes a random variable, and therefore the evaluation function uses the following equation (5) represented by the expected value.
【００３３】[0033]
【数式９】 [Formula 9]
【００３４】そして、式（４）で記述されたシステムに
対して、制御区間［ｔ0，Ｔ］において、次式（６）と
なるように最適制御入力ｕ0（ｔ）を求める。Then, for the system described by the equation (4), the optimum control input u 0 (t) is obtained so that the following equation (6) is obtained in the control section [t 0 , T].
【００３５】[0035]
【数式１０】 [Formula 10]
【００３６】ここで、スカラ関数Ｙ（Ｘ，ｔ）を導入し
て、最適制御入力ｕ0（ｔ）を次式（７）のように決定
する。Here, a scalar function Y (X, t) is introduced to determine the optimum control input u 0 (t) as in the following equation (7).
【００３７】[0037]
【数式１１】 [Formula 11]
【００３８】ただし、式（７）式中のｐ（ｔ）,ｑ
（ｔ）は、それぞれ次式（８）（９）の解である。However, p (t), q in the equation (7)
(T) is the solution of the following equations (8) and (9), respectively.
【００３９】[0039]
【数式１２】 [Equation 12]
【００４０】次に、制御対象モデルのセミアクティブ制
御について説明する。本実施例のセミアクティブ制御で
は、粘性減衰係数が可変であるオイルダンパ、つまり、
セミアクティブダンパを用いてセミアクティブ免震制御
を行う。セミアクティブダンパの粘性減衰係数Cc(t)
は、双線形最適制御理論により求まる最適制御入力u
0(t)に最大値（CH）と最小値（CL）を定めた次式（１０
（１１）により決定する。Next, the semi-active control of the controlled object model will be described. In the semi-active control of this embodiment, the oil damper whose viscous damping coefficient is variable, that is,
Semi-active seismic isolation control is performed using a semi-active damper. Viscous damping coefficient Cc (t) of semi-active damper
Is the optimal control input u obtained by bilinear optimal control theory
The following formula (10) that defines the maximum value (CH) and the minimum value (CL) at 0 (t)
Determined by (11).
【００４１】[0041]
【数式１３】 [Formula 13]
【００４２】また、制御性能を比較するために、２種類
のパッシブ制御について数値計算を行った。パッシブ１
は、鉛プラグ入り積層ゴムによるパッシブ制御を、パッ
シブ２は、リニア型積層ゴムとオイルダンパを併用した
パッシブ制御とした。パッシブダンパ及びセミアクティ
ブダンパの粘性減衰係数[t・s/cm]は、それぞれ以下の表
２に示すとおりである。Further, in order to compare the control performances, numerical calculation was performed for two types of passive control. Passive 1
Is the passive control using the laminated rubber containing the lead plug, and Passive 2 is the passive control using the linear type laminated rubber and the oil damper together. The viscous damping coefficients [t · s / cm] of passive dampers and semi-active dampers are shown in Table 2 below.
【００４３】[0043]
【表２】 [Table 2]
【００４４】また、目的関数は、第10層（ｍ10）の絶対
加速度ｘ10+ｚを採用し、オブザーバとしてカルマンフ
ィルタを用いた。観測量は、第10層（ｍ10）の絶対加速
度、第１層（ｍ1）の相対変位及び地盤の絶対加速度と
した。外乱は、白色雑音に７Hz付近で落ち込むローパス
フィルタをかけたものと仮定した。As the objective function, the absolute acceleration x 10 + z of the 10th layer (m 10 ) was adopted, and a Kalman filter was used as an observer. The observed amount was the absolute acceleration of the 10th layer (m 10 ), the relative displacement of the 1st layer (m 1 ), and the absolute acceleration of the ground. The disturbance was assumed to be white noise filtered by a low-pass filter that drops around 7 Hz.
【００４５】セミアクティブ制御の対象となる制御対象
モデルのセミアクティブダンパに、双線形最適制御理論
に基づく最適制御入力ｕ0（ｔ）を入力して検討した数
値計算結果について説明する。本実施例に係るセミアク
ティブ制御及び比較対象制御であるパッシブ制御の制御
特性を、時間領域及び周波数領域において数値計算によ
り検討した。ただし、周波数領域での評価のために白色
雑音を外乱として与え、また、時間領域での評価のため
に実地震波である神戸波を外乱として与えた。図４に、
白色雑音を外乱として与えたときの、最上階(第10層)の
絶対加速度の振動伝達率特性を示す。本実施例に係るセ
ミアクティブ制御は、パッシブ制御(パッシブ２)に対し
て、ほぼ全周波数帯域において振動伝達率が低下してい
ることが確認できた。Numerical calculation results studied by inputting the optimum control input u 0 (t) based on the bilinear optimum control theory to the semi-active damper of the controlled object model which is the object of the semi-active control will be described. The control characteristics of the semi-active control according to the present embodiment and the passive control, which is the control to be compared, were examined by numerical calculation in the time domain and the frequency domain. However, white noise was given as a disturbance for evaluation in the frequency domain, and Kobe wave, which is an actual seismic wave, was given as a disturbance for evaluation in the time domain. In Figure 4,
The vibration transmissibility characteristic of the absolute acceleration of the top floor (10th layer) when white noise is given as a disturbance is shown. It has been confirmed that the semi-active control according to the present embodiment has a lower vibration transmissibility in almost the entire frequency band than the passive control (passive 2).
【００４６】次に、実地震波として神戸波を入力した場
合の最上階(第10層)の絶対加速度、セミアクティブダン
パによる制御力及び粘性減衰係数の時刻歴を図５ないし
図８に示す。ただし、図６は、神戸波の加速度振幅を1/
10にして入力した場合である。図５及び図６から、本実
施例に係るセミアクティブ制御は、パッシブ１及びパッ
シブ２に係るパッシブ制御よりも十分な制振性能を保持
していることが確認できた。また、図５ないし図８か
ら、セミアクティブ制御は、大地震だけでなく、小地震
に対しても高い制振効果が得られることが確認できた。Next, FIGS. 5 to 8 show the absolute acceleration of the uppermost floor (10th layer), the control force by the semi-active damper, and the time history of the viscous damping coefficient when the Kobe wave is input as the actual seismic wave. However, in Fig. 6, the acceleration amplitude of the Kobe wave is 1 /
This is the case when 10 is entered. From FIG. 5 and FIG. 6, it was confirmed that the semi-active control according to the present embodiment retains more sufficient damping performance than the passive control according to Passive 1 and Passive 2. Also, from FIGS. 5 to 8, it was confirmed that the semi-active control can obtain a high damping effect not only for large earthquakes but also for small earthquakes.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、地震や強風などの振動(揺れ)を、構築物
及び地盤に設置したセンサが検知すると、制御装置は、
構築物と減衰装置の特性を表現する方程式を導いて、そ
の評価関数を設定し、この評価関数が最小となる場合の
最適な制御力、即ち、最適な粘性減衰係数を求めて、減
衰装置に入力することにより、地震の大小や風の強さに
応じて減衰装置の減衰力を最適に制御して、構築物の振
動（揺れ）を適確に抑制することができる。As described in detail above, according to the invention described in claim 1, when the sensor installed on the structure and the ground detects vibration (sway) such as an earthquake or a strong wind, the control device
Derive the equations that describe the characteristics of the structure and the damping device and
By setting the evaluation function of , the optimum control force when this evaluation function is the minimum , that is, the optimum viscous damping coefficient is obtained and input to the damping device, the magnitude of the earthquake and the wind The damping force of the damping device can be optimally controlled according to the strength, and vibration (sway) of the structure can be appropriately suppressed.
【００４８】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明が奏する効果に加えて、減衰装置に最適な
減衰力を、双線形最適制御理論から導くことができるの
で、設計者の能力に左右されていた構築物の免震性能
を、一般的な制御力として減衰装置に適用することがで
きるので、制御装置の設計が容易となる。According to the invention of claim 2, claim 1
In addition to the effect of the invention described in (1), since the optimum damping force for the damping device can be derived from the bilinear optimal control theory, the seismic isolation performance of the structure that was affected by the ability of the designer Since it can be applied to the damping device as a simple control force, the control device can be easily designed.
【００４９】[0049]
【００５０】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の発明が奏する効果に加えて、構
築物の振動(揺れ)の原因が風であると判断して、実質的
に減衰装置を固定して構築物の振動(揺れ)を適確に抑制
して、構築物の居住性を改善することができる。[0050] According to the invention described in claim 3, claim 1
Alternatively, in addition to the effect achieved by the invention of claim 2, it is determined that the cause of the vibration (vibration) of the structure is wind, and the damping device is substantially fixed to appropriately determine the vibration (vibration) of the structure. Can be suppressed to improve the habitability of the structure.
【００５１】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の発明が奏する効果に加えて、構
築物の振動（揺れ）の原因は地震であると判断して、地
震の大きさに応じて減衰装置に適用する減衰力を最適に
制御して、構築物の振動(揺れ)を適確に抑制して、構築
物の居住性を改善することができる。According to the invention of claim 4 , claim 1
Alternatively, in addition to the effect of the invention of claim 2, it is determined that the cause of the structure vibration (sway) is an earthquake, and the damping force applied to the damping device is optimally controlled according to the magnitude of the earthquake. Thus, the vibration (vibration) of the structure can be appropriately suppressed, and the habitability of the structure can be improved.
【図１】図１は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムを適用する免震構築物の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a seismic isolation structure to which a semi-active seismic isolation system according to the present invention is applied.
【図２】図２は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御フローを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a control flow of the semi-active seismic isolation system according to the present invention.
【図３】図３は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御対象モデルの概要図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a controlled object model of the semi-active seismic isolation system according to the present invention.
【図４】図４は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御対象モデルの最上階(第10層)における絶対加
速度の振動伝達率特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing vibration transmissibility characteristics of absolute acceleration on the top floor (10th layer) of the controlled object model of the semi-active seismic isolation system according to the present invention.
【図５】図５は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御対象モデルの最上階(第10層)における絶対加
速度の時刻歴を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a time history of absolute acceleration on the top floor (10th layer) of the controlled object model of the semi-active seismic isolation system according to the present invention.
【図６】図６は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御対象モデルの最上階(第10層)における絶対加
速度の加速度振幅を1／10にした場合の時刻歴を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a time history when the acceleration amplitude of the absolute acceleration on the top floor (10th layer) of the controlled object model of the semi-active seismic isolation system according to the present invention is set to 1/10. .
【図７】図７は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御対象であるセミアクティブダンパによる制御
力の時刻歴を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a time history of control force by a semi-active damper which is a control target of the semi-active seismic isolation system according to the present invention.
【図８】図８は、本発明に係るセミアクティブ免震シス
テムの制御対象であるセミアクティブダンパによる粘性
減衰係数の時刻歴を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a time history of a viscous damping coefficient by a semi-active damper which is a control target of the semi-active seismic isolation system according to the present invention.
１ 構築物 ２ 地盤 ３ 免震装置 ４〜６ センサ ７ 制御装置(双線形最適制御理論に基づく制御装置) ８ セミアクティブダンパ(減衰装置) 1 construction 2 ground 3 seismic isolation device 4-6 sensors 7 Controller (Controller based on Bilinear Optimal Control Theory) 8 Semi-active damper (attenuator)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 和夫 神奈川県横浜市港北区日吉３丁目14番１ 号慶応義塾大学理工学部システムデザイ ン工学科内 (56)参考文献 特開 平10−246279（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−93456（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−159570（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−113040（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−76001（ＪＰ，Ｕ) 特許2794418（ＪＰ，Ｂ２) 特許2766395（ＪＰ，Ｂ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Kazuo Yoshida 3-14-1 Hiyoshi, Kohoku Ward, Yokohama City, Kanagawa Prefecture Keio University Faculty of Science and Engineering System Design Engineering department (56) References Japanese Patent Laid-Open No. 10-246279 (JP, A) JP-A-11-93456 (JP, A) JP-A-11-159570 (JP, A) Actual Kaihei 2-113040 (JP, U) Actual Development Sho 61-76001 (JP, U) Patent 2794418 (JP, B2) Patent 2766395 (JP, B2)
Claims (4)
持する支承と、減衰力を任意に可変の減衰装置を、構築
物と地盤との間に設置して、地盤と構築物の加速度を検
知するセンサと、地盤と構築物の相対変位を検知するセ
ンサからの信号に応じて前記減衰装置の減衰力を切り替
える制御装置を備えた免震システムにおいて、 前記構築物と前記減衰装置の特性を表現する下記式
（３）を下記式（１）及び下記式（２）より導いて、そ
の評価関数を下記式（５）のように設定し、この評価関
数が最小となる場合の制御力を求め、該制御力を前記減
衰装置の最適な可変減衰力値として選定することを特徴
とする免震システム。 【数式１】 1. A support for elastically supporting the structure and the ground only in the horizontal direction, and a damping device for arbitrarily varying the damping force are installed between the structure and the ground to detect the acceleration of the ground and the structure. In a seismic isolation system including a control device that switches the damping force of the damping device according to a signal from a sensor that detects the relative displacement of the ground and the building, a characteristic expressing the characteristics of the building and the damping device described below. The formula (3) is derived from the formula (1) and the formula (2) below, and its evaluation function is set as shown in the following formula (5), and the control force when this evaluation function becomes the minimum is calculated. A seismic isolation system characterized in that a control force is selected as an optimum variable damping force value of the damping device. [Formula 1]
とする請求項１に記載の免震システム。 【数式２】 ただし式中のｐ（ｔ），ｑ（ｔ）はそれぞれ次式の解で
ある。 【数式３】 2. The seismic isolation system according to claim 1, wherein the control force is obtained from the following equation. [Formula 2] However, p (t) and q (t) in the equations are solutions of the following equations, respectively. [Formula 3]
を、前記構築物の１次固有振動数以下の周波数成分のみ
を通過させるフィルタに通過させ、この信号が一定値以
上であり、かつ、前記地盤の加速度が一定値以下である
場合、前記減衰装置の減衰力を最大値に設定することを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の免震システ
ム。3. A signal from the sensor for detecting the relative displacement is passed through a filter which passes only a frequency component having a primary natural frequency of the structure or lower, and the signal is a certain value or more, and The seismic isolation system according to claim 1 or 2, wherein the damping force of the damping device is set to a maximum value when the acceleration of the ground is equal to or less than a certain value.
記地盤と構築物の加速度を検知するセンサと、前記地盤
と構築物の相対変位を検知するセンサからの信号に応じ
て、前記構築物の振動を最小にするように前記減衰装置
の減衰力を設定することを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の免震システム。4. When the acceleration of the ground is equal to or higher than a certain value, vibration of the structure is generated in response to signals from a sensor that detects acceleration of the ground and the structure and a sensor that detects relative displacement of the ground and the structure. 3. The seismic isolation system according to claim 1, wherein the damping force of the damping device is set so as to minimize.
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