JPH02120471A - 中低層建築物の振動抑御装置 - 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
大きな力がががり、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
固有周期と同一の周期で、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ｃ１
）！〜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期が短いため、建物の
固有周期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、コストなどに関し多くの問題が
生ずる。

特に、住宅などの中低層建築物については、建物の機能
上、設置スペースが限られ、意匠的にも振動抑制装置が
なるべく目立たないよう配慮する必要がある。

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〕

本発明の中低層建築物の振動抑制装置は、建物の柱、外
壁、内装壁の内部に多数個の液体の入った容器（ダンパ
ー容器）を設置することにより、該建物の振動を抑制す
るものである。

容器の寸法および液体の量は、容器内の液体の固有振動
数が建物の固有振動数とほぼ等しくなるよう調整する。

容器の材料としては、プラスチ・ツク、金属などが適す
るが、水密性およびある程度の強度があればよく、特に
限定されない。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を、凍結
防止のための不凍液など利用することも考えられる。

柱の場合、中空の鋼管４主の内部が利用でき、容器を順
次挿入して積み上げるか、複数段一体化したものを挿入
する。間隙にはゴムその他の緩衝材を入れることにより
、ガタつきをなくすことが望ましい。外壁材の場合、外
壁材に空洞部を設け、その中に設置することができる。

また、外壁材や内壁材の場合、多数個の角柱型の容器を
、縦横版状に連続させ、両面に壁材を貼りつけるなどし
て外壁材、内壁材の中に一体的に組み込むことも可能で
ある。

〔作　用〕

本発明の振動抑制装置では装置を構成する容器が建物の
柱、外壁、内装壁などに内蔵され、表に顕れないため１
、意匠上、計画上、特に配慮を必要としない。

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〜第５図は角型鋼管柱１の内部にダンパー容器２
を設置した場合の実施例を示したものである。

本実施例では、第４図および第５図に示されるような平
面形が円形あるいは８角形などのダンパー容器２を角型
鋼管柱１の内部に挿入し、振動（印刷装置として機能さ
せている。個々の容器２はアクリルや金属等の材料で中
空に形成され、内部には水などの液体３が封入されてい
る。封入される液体３の量は容器２内の液体の固有周期
が、この割振装置を取付ける建物の固有周期とほぼ等し
くなるように調整されている。また、封入された液体３
の総質量は建物の有効質量の０．５〜３％程度になるよ
うに容器２の設置個数が決められる。第３図に示すよう
に、容器３の周囲はゴムや発泡スチロールなどの緩衝材
４で覆われ、中心部には円筒状の孔５が貫通しており（
第２図参照）、この貫通孔５に長締めポルピロを挿通し
て締め付けることにより、上下の容器２間にガタが生じ
ないよう密着させて一体化し、振動による騒音の発生を
防いでいる。

第６図〜第８図は外壁材１）の内部にダンパー容器１２
を設置した場合の実施例を示したものである。

本実施例では、第６図に示すようにＡＬＣ版やＰＣ版な
どの外壁材１）に円筒形や角柱形の空洞部１４を設け、
この空洞部１４に空洞部１４の内径とほぼ等しい外径を
持ったダンパー容器１２を挿入し、振動抑制装置として
機能させている。容器１２の［］囲は第７図に示すよう
に、ゴムあるいは発泡スチロールなどの緩衝材工５で覆
うか、またはこれらを空隙部に充填することにより、振
動に伴う容器１２と外壁材１）、あるいは容器１２と容
器１２の接触による騒音の発生が防止される。

個々の液体１３の量および振動抑制装置全体における液
体の総質量など、スロッシングダンパーとしての基本的
な原理は上記実施例の場合と同様である。第８図は空洞
部の水平断面における形状例として、円形の空洞部１４
の外、矩形、６角形、８角形の空洞部１４ａ、１４ｂ、
１４　Ｃをまとめて示したものである。

第９図〜第１）図は壁材とダンパー容器２２を一体化し
た場合の実施例を示したものである。

本実施例では第９図に示すように角柱型のダンパー容器
２２を縦横に連続して並べるか、もしくは一体的に成形
して版状とする。その後、その両面を壁材で仕上げるこ
とにより、壁材と一体の振動抑制装置が形成される。複
数個の容器２２が一体的に成形されたものにあっては、
仕切り部分によって区画される１つの区画を１つの容器
２２と考える。容器２２はアクリル、金属、紙などの材
料で中空に成形され、内部に水などの液体２３が封入さ
れる。スロッシングダンパーとしての基本的な原理は上
記２実施例の場合と同様である。

本装置を外壁材２４に適用する場合には第１０図に示す
ように、−面はＡＬＣ版２５などの材料で仕上げ、もう
−面はコンパネや石膏ボードなどの内装下地材２６で仕
）げる。また、内壁材２７に適用する場合には第１）図
に示すように、両面をコンパネや石膏ボードなどの内装
下地材２８で仕上げる。ダンパー容器２２と壁材の取付
けは、十分な一体性が確保できるように接着剤などで行
う。

なお、円筒状容器を用い、中低層建築物として４階建て
の比較的低層の建物（固有振動数２．９ｔ（ｚ）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２５ｍ＋ｎ　（水量約１４
０ｃｃ）で、６０００個の容器を用い、水量は全体で約
８４０ｋｇとなる。

また、多数個の容器を設置する必要があることから、上
記個々の実施例ではスペースが足りないことが考えられ
、その場合上記３つの設置方法を組み合わせたり、一部
は他の設置方法で設置することになる。

〔発明の効果〕

■　振動抑制装置を構成する液体を封入した容器が建物
の柱、外壁、内装壁などに内蔵されるため、意匠」二、
計画上、特に配慮する必要がない。

■　中低層建物を対象としていることから、容器個々の
寸法は小さく、柱、外壁、内装壁などへの内蔵に適して
いる。

■　液体を封入した容器を適切に設計し、多数個配置す
ることにより、対象とする中低層建物の地震による振動
を効果的に減衰させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は角型鋼管柱の内部にダンパー容器を設
置した場合の実施例を示したもので、第１図は鉛直断面
図、第２図はダンパー容器の外形を示す斜視図、第３図
は１つの容器の鉛直断面図、第４図および第５図はダン
パー容器の平面形における変形例を示す水平断面図、第
６図〜第８図は外壁材の内部にダンパー容器を設置した
場合の実施例を示したもので、第６図はその概要を示す
斜視図、第７図は鉛直断面図、第８図は外壁材の空洞の
複数の形状例をまとめて示した水平断面図、第９図〜第
１）図は壁材とダンパー容器を一体化した場合の実施例
を示じたもので、第９図は版状に積み重ねたダンパー容
器の構成を示す斜視図、第１０図は外壁材として使用し
た場合の斜視図、第１）図は内壁材として使用した場合
の斜視図である。

Claims (3)

【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、鋼管柱の内
   部に多数個挿入したことを特徴とする中低層建築物の振
   動抑制装置。
2. （２）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、外壁材に設
   けた空洞部内に多数個挿入したことを特徴とする中低層
   建築物の振動抑制装置。
3. （３）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多数個の角柱型の容
   器を、縦横版状に連続させ、両面を壁材で仕上げたこと
   を特徴とする中低層建築物の振動抑制装置。