JP3825193B2 - 構造物のダンパー構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、煙突などの構造物の振動を減衰するダンパー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８および図９は煙突の構成例を示したもので、地上に立設された筒身１を鉄塔２及び水平材３で支持した構成で、筒身１と水平材３との間には筒身１の振動を抑制するための複数の鋼材ダンパー５が挿設されている。
図１０はその要部詳細（Ｃ部）を示し、筒身１に設けた一対のストッパ６−６の間に、基端を水平支持部材４に固定された鋼材ダンパー５の下端が挿入された構成で、筒身１の振動をこの鋼材ダンパー５の変形によって吸収し減衰させるようになっている。
すなわち、この鋼材ダンパーは地震や風などの外力により、筒身１と鋼材ダンパー５が固定されている水平支持部材４との間に、相対変位が発生する構造物に適用することが出来る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した従来の鋼材ダンパー５は一般に断面がＨ型、Ｉ型または矩形を成す型鋼が使用されており、従って例えば図１１に示すように矩形断面の場合、ｘ−ｘ方向（筒身中心方向ｙ−ｙの直角方向）の振動ｓに対してのみ容量１００パーセントの効果を発揮するが、それ以外の方向の振動ｓ′またはｓ″に対しては効果がない、あるいは効果が大きく減少する。
このため、従来は図９に示すように筒身１周りに多数の（図では４組の）鋼材ダンパー５を配置する必要があり、設置工事に多くの費用と時間を要するという課題があった。
本発明は上記問題に鑑み、構造物の振動の減衰に方向性がなく低コストで有効な減衰をおこなうことのできるダンパー構造を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、被減衰体である構造物の振動を減衰するためのダンパー構造であって、断面円形の丸棒材でダンパー部材を形成し、ダンパー部材の長手方向の一方の端部を、構造物から横方向に突設された固定用取り付け材に固定し、ダンパー部材の長手方向の前記一方の端部とは離間した部分を構造物とは別個に構築された基台から横方向に突設された負荷部材に、長手方向への移動は許容し、長手方向に直角な、どの方向への移動も拘束するように係合させて、ダンパー部材の長手方向軸線が構造物の長手方向軸線に平行になるようにダンパー部材を配設したことを特徴とする構造物のダンパー構造が提供される。
【０００５】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、ダンパー部材を鋼製としたダンパー構造が提供される。
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、負荷部材に係合せしめられる部分がダンパー部材の長手方向の他方の端部とされたダンパー構造が提供される。
【０００６】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明において、ダンパー部材が、長手方向に幅を有する取り付けリングを介して、固定用側方部材に固定されたダンパー構造が提供される。
請求項５の発明によれば、請求項４の発明において、取り付けリングのダンパー部材に接する内面の負荷部材に近い側の端部に外側に開く曲面を形成したダンパー構造が提供される。
【０００７】
請求項６の発明によれば、請求項１の発明において、ダンパー部材の負荷部材に係合される部分とは離間した部分が、構造物から横方向に突設された支持用側方部材に横方向移動不能、長手方向移動自在に係合されるようにしたダンパー構造が提供される。
請求項７の発明によれば、請求項６の発明において、ダンパー部材の支持用側方部材に支持される部分が固定用取り付け材に固定される端部とは反対の端部であって、ダンパー部材はこれら両端部の中間の部分で負荷部材に係合されるようにしたダンパー構造が提供される。
請求項８の発明によれば、請求項６の発明において、支持用側方部材のダンパー部材との係合部分が曲面に形成され、支持用側方部材はダンパー部材を周囲する外接線でダンパー部材を支持するようにしたダンパー構造が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダンパー構造の各実施の形態を図面を用いて説明する。
図１〜図２は第１の実施の形態のダンパー構造を前記図８に示す煙突に適用した際の設置例を示す。本ダンパー構造は、地震や風などの外力により相対変位が発生する筒身１と水平支持部材４の間に設置される。
【０００９】
図示するように、筒身１の外周に取り付けた補強リング１２に取り付けたリブ１３を介して固定用側方部材７を水平方向に突設し、この固定用側方部材７に形成した取り付け穴７ａ、７ｂに断面円形の棒鋼で作られた棒鋼ダンパー１０の上端部分を嵌合して固定すると共に、棒鋼ダンパー１０の下端部分は、鉄塔２の水平支持部材４から横方向に突設された負荷部材１１に形成された穴１１ａに嵌合させて、軸方向の移動は許容し、水平方向への移動は拘束するように係合する。ここで、棒鋼ダンパー１０の長手方向軸線Ｚ２が筒身１の長手方向の軸線Ｚ１に平行になるように固定用側方部材７、負荷部材１１の寸法が選択されている。なお、この第１の実施の形態では、棒鋼ダンパー１０は図３に示すように筒身１に対して２組を配置しているが、１組あるいは３組でもよい。
【００１０】
筒身１に振動ｓが発生すると、この振動ｓはリブ１３から固定用側方部材７に伝達され、これによって負荷部材１１による支持中心Ｏ１を作用点として棒鋼
ダンパー１０を強制的に変形させ、この変形エネルギーによって筒身１の振動エネルギーが吸収されて筒身１の振動は減衰する。
【００１１】
図４は、この際の棒鋼ダンパー１０の特性を示し、本ダンパー１０は断面が円形状を成しているので、筒身中心方向ｙ−ｙの直角方向ｘ−ｘの振動ｓはもとより、ｙ−ｙ方向を含む任意方向の振動ｓ′，ｓ″に対しても同じ能力のの減衰効果を発揮することができる。
このように減衰効果に方向性がないので従来のように筒身１周りに多数のダンパーを配置する必要はなく、必要最小限のダンパー構造の配置で所定の減衰効果を得ることができるようになり、設備費が大幅に削減される。
【００１２】
次に、本発明の第２の実施の形態のダンパー構造について図５を参照して説明する。
この第２の実施の形態では棒鋼ダンパー１０の周りに取り付けリング９を配設し、棒鋼ダンパー１０をこの取り付けリング９を介して固定用側方部材７の穴７ａ’，７ｂ’に嵌合している点が第１の実施の形態と異なるが、その他の部分は同じである。そして、取り付けリング９の棒鋼ダンパー１０に接する内面の下端部は外側に拡がる曲面９ａとされている。
【００１３】
この第２の実施の形態でも第１の実施の形態と同様な作用により筒身１の振動を減衰することができるが、棒鋼ダンパー１０が下端部が外側に拡がる曲面とされた取り付けリング９を介して固定用側方部材７の穴に嵌合されているので、振動が発生した時に第１の実施の形態の場合のように固定用側方部材７の下端部に接する部分が急に曲げられて応力集中が発生することがなく耐久性が向上する。
【００１４】
次に、本発明の第３の実施の形態のダンパー構造について図６を参照して説明する。
この第３の実施の形態では、固定用側方部材７および、固定用側方部材７に対する棒鋼ダンパー１０の取り付け方法は第１の実施の形態と同様である。
しかしながら、固定用側方部材７の他にさらに支持用側方部材８が補強リング１２に取付けたリブ１３を介して突設されている。
【００１５】
そして、この側方部材８には支持リング１４が取り付けられていて、棒鋼ダンパー１０の下端部分がこの支持リング１４に嵌合され、棒鋼ダンパー１０はこの支持リング１４を介して側方部材８により長手方向移動自在、横方向移動不能に支持されている。ここで、支持用側方部材８に設けた支持リング１４は、支持面が曲面状に形成されていて、棒鋼ダンパー１０を周囲するように外接する線で棒鋼ダンパー１０を支持するようになっている。
【００１６】
一方、棒鋼ダンパー１０の長手方向の中間部分は第１、第２の実施の形態と同様に、鉄塔２の水平支持部材４から横方向に突設された負荷部材１１に形成された穴１１ａに嵌合され、軸方向の移動は許容し、水平方向への移動は拘束するように係合されている。
【００１７】
第１、第２の実施の形態では棒鋼ダンパー１０は固定用側方部材７で片持ち支持されているので振動発生時に大きな曲げ応力がかかるが、この第３の実施の形態は上記のように上端部と下端部の２か所で横方向不動に支持されており振動発生時に大きな曲げ応力がかかることはない。したがって、第１、第２の実施の形態に比べると、固定用側方部材７、および、棒鋼ダンパー１０に要求される強度が低くなり、その結果、全体を小型、軽量に形成することができる。
【００１８】
図７に示すのは第４の実施の形態の構造であって、この第４の実施の形態は第３の実施の形態に第２の実施の形態を組み合わせたものである。すなわち、第３の実施の形態に対して、棒鋼ダンパー１０を取り付けリング９を介して固定用側方部材７に嵌合して取り付けている点が異なる。
このように構成することによりこの第４の実施の形態は第３の実施の形態に比較してさらに応力集中が抑制され耐久性が向上する。
【００１９】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、ダンパー部材は断面円形の丸棒で作られており、ダンパー部材の長手方向軸線が構造物の長手方向軸線に平行になるようにダンパー部材が配設され、ダンパー部材が負荷部材に、長手方向への移動は許容され、長手方向に直角な、どの方向への移動も拘束されるように係合させられているので、構造物の長手方向に直角などのような方向の振動も減衰することができる。請求項４、５のようにすれば、ダンパー部材が、長手方向に幅を有する取り付けリングを介して固定用側方部材に取り付けられダンパー部材の急激な曲げが防止されダンパー部材の耐久性が向上する。特に、請求項５のようにすれば、取り付けリングのダンパー部材に接する内面の負荷部材に近い側の端部に外側に開く曲面が形成されているので、一層、急激な曲げが防止されダンパー部材の耐久性がさらに向上する。請求項６の発明によれば、ダンパー部材が２ヶ所で支持されるので固定用側方部材、および、ダンパー部材に要求される強度が低くなり、その結果、全体を小型、軽量に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】第１の実施の形態における棒鋼ダンパーの配置を示す図である。
【図４】棒鋼ダンパーの特性を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】煙突の構成例を横から見た図である。
【図９】図８の煙突のある中間部分の断面図である。
【図１０】図９のＣ部の詳細を示す図である。
【図１１】鋼材ダンパー５に作用する力を説明する図である。
【符号の説明】
１…筒身
２…鉄塔
３…水平材
４…水平支持材
７…固定用側方部材
７ａ，７ｂ，７ａ’，７ｂ’…穴
８…支持用側方部材
９…取り付けリング
１０…棒鋼ダンパー
１１…負荷部材
１２…補強リング
１３…リブ
１４…支持リング

Claims (8)

1. 被減衰体である構造物（１）の振動を減衰するためのダンパー構造であって、断面円形の丸棒材でダンパー部材（１０）を形成し、ダンパー部材（１０）の長手方向の一方の端部を、構造物（１）から横方向に突設された固定用側方部材（７）に固定し、ダンパー部材（１０）の長手方向の前記一方の端部とは離間した部分を構造物（１）とは別個に構築された基台（４）から横方向に突設された負荷部材（１１）に、長手方向への移動は許容し、長手方向に直角な、どの方向への移動も拘束するように係合させて、ダンパー部材（１０）の長手方向軸線が構造物の長手方向軸線に平行になるようにダンパー部材（１０）を配設したことを特徴とする構造物のダンパー構造。
2. ダンパー部材（１０）が鋼製であることを特徴とする請求項１に記載のダンパー構造。
3. 負荷部材（１１）に係合せしめられる部分がダンパー部材（１０）の長手方向の他方の端部であることを特徴とする請求項１に記載のダンパー構造。
4. ダンパー部材（１０）が、長手方向に幅を有する取り付けリング（９）を介して、固定用側方部材（７）に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のダンパー構造。
5. 取り付けリング（９）のダンパー部材（１０）に接する内面の負荷部材に近い側の端部に外側に開く曲面（９ａ）を形成したことを特徴とする請求項４に記載のダンパー構造。
6. ダンパー部材（１０）の負荷部材（１１）に係合される部分とは離間した部分が、構造物（１）から横方向に突設された支持用側方部材（８）に横方向移動不能、長手方向移動自在に係合されていることを特徴とする請求項１に記載のダンパー構造。
7. ダンパー部材（１０）の支持用側方部材（８）に支持される部分が固定用側方部材（７）に固定される端部とは反対の端部であって、ダンパー部材（１０）はこれら両端部の中間の部分で負荷部材（１１）に係合されることを特徴とする請求項６に記載のダンパー構造。
8. 支持用側方部材（８）のダンパー部材（１０）との係合部分が曲面に形成され、支持用側方部材（８）はダンパー部材（１０）を周囲する外接線でダンパー部材（１０）を支持することを特徴とする請求項６に記載のダンパー構造。

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