JPH0280771A - 構造物の風振動抵減装置 - 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、風圧力を利用した構造物の風振動低減装置に
関するものである。

〈従来の技術〉 建物等の構造物の風振動を低減する装置の従来例として
は例えば第５図に示すようなものがある。

これは、構造物１の屋上部分にプールの様な水槽２を形
成し、この水槽２の中に付加質量として水３を充填した
ものである。このような水槽２を構造物１に設けること
により、もし風等により構造物１が振動した場合、この
振動よりも一定周期遅れて水３が移動する。したがって
水槽２内の水の運動が構造物１の振動に対しては抵抗の
作用を及ぼし、この振動を減衰させるのである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような付加質量を利用する従来の構
造物の風振動低減装置にあっては、付加質量や付帯設備
のためにこの構造物全体の１％程度又はそれ以上の主構
造物以外の重量が必要となり、構造物本体に負担がかか
るという問題があった。

本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので
、その目的は、軽量で、しかも効率よく構造物の風振動
を低減させる装置を提供することである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は前記目的を達成するため、構造物に風を受ける
羽根部材を回転可能に取付け、またこの構造物に風速及
び風向と構造物の振動を検出する手段と、この検出手段
からの検出データを基に前記羽根部材の回転動作を制御
する手段とを備えた風振動低減装置を要旨とする。

く作用〉 本発明は前記のような構成により、風によって構造物が
振動すると風速検出手段及び風向検出手段によって風の
状態が検出される一方、振動検出手段によって構造物の
振動の振幅、周期および方向が検出される。これらの各
種データは制御手段に送られ、制御手段は風の強さ、構
造物の振動等から、この振動を打消す起振力を発生させ
るべく羽根部材を駆動制御する。これによって構造物の
振動は構造物の振動方向および風向のいかんにかかわら
ず低減される。

〈実施例〉 第１図乃至第４図は本発明による構造物の風振動低減装
置の一実施例を示す図である。この実施例に係る風振動
低減装置は、構造物１の屋上部分に設けられた羽根部材
５と、構造物１に設置された風速検出手段としての風速
センサ６と、風向検出手段としての風向センサ７と、構
造物１の振動検出手段である振動センサ８と、羽根部材
５を回転駆動する動力部９と、前記風速センサ６、風向
センサ７、振動センサ８からの検出データを基に制御信
号を作成し動力部９に出力する制御手段としての制御部
１０とから成る。

羽根部材５は構造物１の屋上に４基設けられ、それぞれ
が互いに関係しながら、或は独立して回転運動されるよ
うになっている。振動センサ８は構造物１の振動を検出
し易い場所に配設される。

動力部９は油圧駆動機構又は電気的な駆動機構から構成
される。また制御部１０はコンピュータによって構成さ
れる。そしてこれら風速センサ６、風向センサ７、振動
センサ８、動力部９及び制御部１０は羽根部材５の動作
を規制するコントローラを構成している。

このような構成において、先ず構造物１の揺れについて
検討すると、構造物１は、第３図中下から上へ向かって
流れる風１１を受けると、風速変動により同図（ロ）に
示すように風１１と同じ方向へ揺れる場合があるのみで
なく、構造物１の裏側に生じる渦等のために同図（イ）
に示すように風１１の向きとは直角の向きに揺れる場合
とがある。したがって、構造物１について風振動を低減
するためには前記いずれの向きの揺れに対しても振動低
減を行なう必要がある。

この実施例において、風１１の方向と直角の向きに構造
物１が揺れるときは、この風１１の状態を風速センサ６
及び風向センサ７が検出する一方、構造物１の揺れ状態
を振動センサ８が検出し、全ての検出データは制御部１
０へ送られる。制御部１０はこれらの検出データを基に
制御信号を作成し、これを動力部９へ出力する。動力部
９が前記制御信号に基づいて、一定の時間間隔（周期）
で羽根部材５を第３図（イ）に示すように風向に対して
時計回り方向に所定角度（例えば３０度）の＝４− 向きに設定したり、或は時計回り方向に一定角度の向き
に設定したりする。この操作によって構造物１には、風
１１の向きに対して直角の方向に、羽根部材５の風受は
作用によって起振力が生じる。

したがって制御部１ｏのコントロールによって、第４図
（イ）に示す風１１による構造物１の振動（風速信号：
これを風振動とする）に対して同図（ロ）に示す風振動
速度に対して位相が１８０度ずれた逆位相の起振動（こ
れを生成起振力とする）を発生させれば、構造物１には
減衰力が働いて、振動は低減される。

また、構造物１が風１１の向きと同じ方向に揺れる場合
は第３図（ロ）に示すように隣り合う羽根部材５がへの
字形、又は逆への字形、即ち上下方向一方から他方へ拡
開するように設定する。風の向きに対する羽根部材５の
見付面積の変化により風の向きの起振力を発生させるべ
く羽根部材５の設定を制御部１０のコントロールによっ
て行ない、第４図（イ）に示す風１１による構造物１の
風振動速度に対して同図（ロ）に示す位相が１８０度ず
れた生成起振力を発生させれば、構造物１には減衰力が
働いて振動は低減される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば構造物に風を受け
る羽根部材を設け、この羽根部材をコントローラの制御
の下で一定のタイミングで風の向きに対して成る角度に
設定し構造物に風振動を減衰させる起振力を発生させる
ようにしたため、軽量で簡単な構造による振動低減装置
が実現出来る。

また、複数の羽根部材の角度設定のやり方によって風の
方向と同一方向、直角方向さらに、あらゆる方向の起振
力をも発生させることが出来るので減衰効率を高めるこ
とが出来る。また、構造物の振動が発生する場合、大き
な平均風速が期待できるので微小な振動を制御できる等
種々の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による構造物の風振動低減装置の一実施
例を示す斜視図、第２図は前記実施例において用いられ
るコントローラの構成を示すブロック図、第３図（イ）
は風の向きと直角方向の構造物の風振動を低減する羽根
部材の作動状況を示す平面図、第３図（ロ）は風の向き
と同一方向の構造物の風振動を低減する羽根部材の作動
状況を示す平面図、第４図は風による構造物の振動速度
と前記実施例による生成起振力との関係を示し、（イ）
は風振動、（ロ）は生成起振力を示す図、第５図は従来
の風振動の低減装置の一例を示す斜視図である。 １・・構造物、５・・羽根部材、６・・風速センサ、７
・・風向センサ、８・・振動センサ、９・・動力部、１
０・・制御部、１１・・風。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 構造物に回転自在に取付けられた複数の羽根部材と、構
   造物に取付けられ、風速を検出する手段と、 構造物に取付けられ、風向を検出する手段と、風による
   構造物の振動を検出する手段と、前記各検出手段からの
   検出データが入力され、これらの検出データを基に前記
   羽根部材を風に対して所定の角度に設定し振動検出手段
   の検出信号と同方向逆位相の振動を生起させるべく回転
   動作を制御する手段と、 から成る構造物の風振動低減装置。