JPH02120470A - 中低層建築物の振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は容器に入った液体のスロッシング現象を利用し
て建物の振動を抑制する振動抑制装置に関するもので、
住宅その他、比較的低層の建築物を対象としている。

〔従来の技術〕

動詞振器（ダイナミックダンパー）の一種として、いわ
ゆるスロッシングダンパーがある。スロッシングとはタ
ンク内の液体が地震などにより振動したときに見られる
現象で、内部の液体が共振状態となると、容器の側壁に
大きな力がかかり、構造設計上の問題となっている。ス
ロッシングダンパーはこの現象を逆に有効利用するもの
で、前述の動詞振器として液体容器を用いたものである
。

特開昭６２−１０１７６４号公報にはスロッシングダン
パーの基本原理とともに、構造物の所定位置に構造物の
固有Ｔ？ｉ１ｕ、ｕと同一のＶｆｉ期で、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
の振動によって構造物の振動を抑制する振動抑制装置が
開示されている。

この改良装置としては特開昭６３−４００６４号公報に
貯留タンクの内面に液体の振動減衰を調整する複数の調
整部材を突出させたものが開示され、特開昭６３−１８
１８６６号公報には構造物の壁内に複数の貯留室を設け
、並列する貯留室間に連通路を形成した制振壁構造が開
示されている。また、特開昭６３−１８１８６６号公報
には上記貯留タンクとして、垂直方向および水平方向に
連設可能な複数個の箱状タンクを用いた振動抑制装置が
開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の振動抑制装置は主として高層ビルあるい
は塔状構造物など固有周期の長い建物に対する風あるい
は地震による建物の揺れを対象としたもので、振動を早
期に減衰させる効果が大きい。そして、通常、数十ｃｍ
〜数ｍの貯留タンクが１個または複数個設置される。

しかし、中低層の建物では固有周１υ１が短いため、建
物の固有周回と容器内の液体の固有周期を合わせるため
には、容器の寸法を小さくせざるを得ない。一方、制振
効果を挙げるためには通常、建物の有効質量に対する液
体の有効質量が０．５〜３％程度必要であることから、
非常に多くの容器を設置することになる。そのため、建
物への固定方法、維持管理、量産化、コストなどに関し
多くの問題が生ずる。

特に維持管理に関しては、液体の蒸発などにより液体の
固有周期の変化が生じ、振動抑制装置としての性能が損
なわれる恐れがある。そのため、常に点検し、液体の補
給を行なわなければならないという問題がある。

本発明は上述のような問題点の解決を図ったものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では振動抑制装置を構成する容器を缶詰状の容器
とし、内部の液体を完全に密封することにより、液体の
蒸発あるいはごみその他不純物の混入による固有周期の
変動をなくしたもので、維持管理の必要性がほとんどな
い。缶詰状容器の寸法および内部に密封する液体の世を
調整することにより、液体の固有振動数が建物の固有振
動数とほぼ等しくなるようにし、建物の所定位置に設置
される。液体の密封は通常の缶詰の製造と同様に行うこ
とができ、大量生産が可能である。このような缶詰状の
容器を建物の所定位置に多数個設置することにより、建
物の振動を抑制することができる。容器は個々に取扱う
ことも可能であるが、箱あるいはフレームなどで複数個
まとめて、扱うようにすれば、運搬や設置が容易となり
、また安定した設置が可能となる。

缶詰状容器１つの寸法は数ｃｈｉ〜１０数ｃｍ程度数円
ｍ程度ｃｍ程度の深さとなり、水平ＵＴ面は円形に限ら
れず、楕円や、矩形、６角形などの多角形でもよい。容
器の材質は金属だけでなく、プラスチック、ガラスなど
も考えられる。内部に貯留する液体としては水が一般的
であるが、粘性の高い液体や比重の異なる液体、凍結防
止のための不凍液などを利用することも考えられる。ま
た、装置の中低層建物への設置位置としては、屋根ある
いは屋上といった建物頂部が適し、−次モードにおける
振４すｊを効果的に抑えることができる。

〔作　用〕

缶詰状の容器を用いることにより、液体の密封が完全と
なり、蒸発したり、溢れたりすることがなく、維持管理
の必要性がほとんどなくなる。

個々の容器は比較的小さい寸法であるため、貯留した液
体も中低層建築の短い固有周期とほぼ一致する短い固有
周期で振動し、建物の振動を吸収することができる。こ
のとき、スロッシングダンパーとしての液体の有効質量
は、個々の容器の液体の有効質量の総和として与えられ
る。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、平断面が円
形で、内部に水などの液体３を封入した缶詰状の容器２
を複数個（図の例は５０個）箱状のフレーム１に嵌め込
んだ様子を示したものである。第２図および第３図に示
す個々の容器２の寸法および液体３の深さを調整するこ
とにより、容器２内の液体３の振動の固有周期が建物の
固有周回とほぼ一致するようにする。中低層建築物の場
合、この値は前述のように数ｃｍ〜１０数ｃｍ程度の内
径と数ｃｍ程度の深ざとなる。液体３を封入した個々の
容器２が建物の振動を抑制するが、十分機能させるため
には、前述のように液体３の有効質量の総和が建物の有
効質量の０．５〜３％程度となるようにする必要がある
。

液体３の有効質量を建物の有効質量の１％前後にするた
めには、容器２を数百あるいは数千個以」二設ける必要
がある。したがって、第１図のように１つのフレームに
５０の容器を収納するとすれば、これを数十あるいは数
百並列させたり、積み重ねるなどして設置することにな
る。ただし、容器２は必ずしもフレーム１などに収納す
る必要はなく、また箱に多数個重ねて詰め込んでおき、
これを多数設置したりすることもできる。なお、缶詰状
容器を用い、４階建ての比較的低層の建物（固有振動数
２．９１−１２　）を想定した場合の個々の容器の寸法
および個数などの一例を挙げると、内径８５ｍｍ、水深
２５ｎｕｗ　（水量約１４０ｃｃ）で、６０００個の容
器を用い、水量は全体で約８４０ｋｇとなる。

缶詰状容器２の平断面形状は円形に限らず、第４図およ
び第５図に示すようにＸ、Ｙ２方向の直径が異なる楕円
、あるいは第６図に示すような矩形、第７図に示すよう
な６角形でもよい。Ｘ、　Ｙ２方向の径Ｄｘ、Ｄｙ変え
、それぞれ建物のＸ。

Ｙ方向の固有周期に合わせることにより、より制振効率
を高めることができる。

〔発明の効果］ ■　缶詰状の容器に液体を密封するため、液体が蒸発し
たり、溢れたりすることがなく、維持管理の必要性がほ
とんどなくなる。

■　中低層建物を考えた場合、寸法的にも一最の缶詰と
大差なく、通常の缶詰の生産と同様に製造できるので、
量産化が可能である。

■　缶詰状であるため、内部の液体が溢れる心配がなく
、取扱いが容易である。

■　液体の入った缶詰状の容器を建物の所定位置に多数
個設置することにより、地震などによる中低層建物の振
動を効果的に抑制することができる。

■　缶詰状容器のＸ、Ｙ２方向の径を変え、それぞれ建
物のＸ、Ｙ方向の固有周期に合わせることにより、より
制振効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における装置の設置方法の一例
を示す平面図、第２図は１つの缶詰状容器の外形を示す
平面図、第３図はその鉛直断面図、第４図は容器の外形
を楕円状とした場合の平面図、第５図はその鉛直断面図
、第６図は容器の外形を矩形とした場合の斜視図、第７
図は容器の外形を６角形とした場合の斜視図である。 １・・・フレーム、２・・・容器、３・・・液体、特許
出願人　　　　旭化成工業株式会社第１図 第　２　図 第　４１Ａ ム 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に貯留した液体の固有振動数が建物の固有振
   動数とほぼ等しくなるよう調整した容器を建物の所定の
   位置に設け、該建物の振動を抑制する装置において、前
   記容器を前記液体を密封する多数個の缶詰状容器とした
   ことを特徴とする缶詰状容器を用いた中低層建築物の振
   動抑制装置。
2. （２）前記缶詰状容器は平面形状において直交するＸ、
   Ｙ２方向で内径が異なる請求項１記載の缶詰状容器を用
   いた中低層建築物の振動抑制装置。