JPH0285478A - Suppression for vibration - Google Patents

Suppression for vibration

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JPH0285478A
JPH0285478A JP23367888A JP23367888A JPH0285478A JP H0285478 A JPH0285478 A JP H0285478A JP 23367888 A JP23367888 A JP 23367888A JP 23367888 A JP23367888 A JP 23367888A JP H0285478 A JPH0285478 A JP H0285478A
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JP
Japan
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vibration
actuator
damping
damping force
floor
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Application number
JP23367888A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Suzuki
哲夫 鈴木
Matsutaro Seki
関 松太郎
Mitsuru Kageyama
満 蔭山
Arihide Nobata
野畑 有秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the vibration suppressing effect by detecting the response speed of a structure on the basis of the action of the earthquake input and the vibration suppressing force supplied from an actuator and feedback- controlling the vibration suppressing force of the actuator according to the response speed. CONSTITUTION:The first sensor 10 for detecting the earth movement (earth moving speed of a ground) in earthquake is installed on a ground 6 side, and the second sensor 11 for detecting the response speed of a structure 3 on the basis of the action of the earthquake input and the vibration suppressing force supplied from an actuator 9 is installed in a structure 3. The vibration suppressing force of the actuator 9 is feedback-controlled by the detection signals detected by the first sensor 10 and the second sensor 11. Therefore, the damping effect of a vibration system including the structure can be improved, and the superior vibration suppressing effect can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、長周期化された構造物若しくは被支承床をア
クチュエータから加えられる制振力で制振するに際して
、構造物等に入力される地震入力並びにアクチュエータ
からの制振力の作用に基づく構造物等の応答速度を検出
して、この応答速度によりアクチュエータの制振力を制
御するようにしだ制振方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention provides a method for damping a long-period structure or a supported floor using a damping force applied from an actuator. The present invention relates to a vibration damping method in which the response speed of a structure, etc. based on an earthquake input and the action of damping force from an actuator is detected, and the damping force of the actuator is controlled based on this response speed.

(従来の技術) 地震動等に対して構造物の揺れを規制するための制振手
法としては、様々なものが案出されている。ここに、ア
クチュエータなどの動力源が有する制振力によって構造
物の揺れを抑制する方法が知られており、この方法の一
般的な適用例は第7図に示すように、構造物固有の振動
モードの腹となる構造物すの頂部または中間階にアクチ
ュエータaが設備されて当該位置でセンサCからの検出
信号に基づいて制振制御を施すように構成されている。
(Prior Art) Various vibration damping methods have been devised for regulating the shaking of structures due to earthquake motions and the like. There is a known method of suppressing the vibration of a structure by using the damping force of a power source such as an actuator, and a general application example of this method is shown in Figure 7, which suppresses the vibration inherent in a structure. An actuator a is installed at the top of the structure or an intermediate floor, which is the antinode of the mode, and is configured to perform vibration damping control based on the detection signal from the sensor C at that position.

このアクチュエータaは、構造物すに固定された固定ブ
ロックdと付加振動体eとの間に設けられ、構造物すの
揺れにより慣性で振れる付加振動体eに反力をとって構
造物すに制振力を加えるようになっている。このような
構成は、構造物すへ入力すべき制振力が比較的小さくて
済むので好ましいが、反面構造物すが高層である等構造
物す自体が長周期性を備えている必要があると共に、振
動抑制効果としても充分なものが得られないという欠点
がある。また構造物す内に制振機構が設備されるため、
その延べ床面積を減少させることともなる。
This actuator a is installed between a fixed block d fixed to the structure and an additional vibrating body e, and acts as a reaction force on the additional vibrating body e, which swings due to inertia due to the shaking of the structure. It is designed to add damping force. Such a configuration is preferable because the damping force that should be input to the structure is relatively small, but on the other hand, it is necessary that the structure itself has a long periodicity, such as because the structure is a high-rise structure. In addition, there is a drawback that a sufficient vibration suppression effect cannot be obtained. In addition, since a vibration damping mechanism is installed inside the structure,
It also reduces the total floor area.

このような実情を考慮してアクチュエータを構造物の頂
部や中間階以外の場所にも設置することを可能とし且つ
また通常長周期性を有しない5に20階程度の中・低層
構造物をも制振制御の対象構造物とすることができるよ
うに、地盤上に積層ゴム等でなるアイソレータやローラ
等で構成した滑り支承材などの長周期化手段を介して構
造物を免振支持するようにした免振構造物が開発されて
いる。この免振構造物では、構造物の直下に介装される
長周期化手段により構造物固有の振動モードの腹を構造
物の下層部分に得ることができ、従って中・低層構造物
をも長周期化することができると共に、この下層位置に
おいて構造物とその外部の地盤との間にアクチュエータ
を設けることができる(日本建築学会論文報告集、第1
03号(昭和39年10月) p、118等がある)。
Taking these circumstances into consideration, we have made it possible to install actuators at locations other than the tops of structures and intermediate floors, and we have also made it possible to install actuators in locations other than the tops of structures and intermediate floors, and also to install medium- to low-rise structures of about 5 to 20 floors, which usually do not have long periodicity. In order to make the structure subject to vibration damping control, the structure is supported with vibration isolation through long-period means such as an isolator made of laminated rubber on the ground or a sliding support material made of rollers, etc. Seismic isolation structures have been developed. In this vibration-isolated structure, the antinode of the vibration mode unique to the structure can be obtained in the lower part of the structure by means of lengthening the period which is inserted directly under the structure, and therefore the middle and low-rise structures can also be lengthened. It is possible to periodize the structure and provide an actuator between the structure and the external ground at this lower level position (Proceedings of the Architectural Institute of Japan, Vol. 1).
No. 03 (October 1960) p, 118, etc.).

(発明が解決しようとする課題) ところで、上述したような免振構造物に対して好ましい
制振効果を発揮させるにあたっては、アクチュエータの
発生する制振力の適切な制御が重要であり、このアクチ
ュエータの最適な制御方法の案出が望まれている。また
上述の免振構造を構造物内の特定の床構造に適用して制
振することも考えられ、その場合のアクチュエータの制
御も重要である。
(Problem to be Solved by the Invention) By the way, in order to exert a preferable vibration damping effect on the above-mentioned vibration isolation structure, it is important to appropriately control the vibration damping force generated by the actuator. It is desired to devise an optimal control method for It is also conceivable to apply the above-described vibration isolation structure to a specific floor structure within a structure to damp vibration, and control of actuators in this case is also important.

本発明の目的は、長周期性を有する免振構造物をアクチ
ュエータから加えられる制振力で制振するに際し、好適
な制振制御方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a suitable vibration damping control method when damping a vibration isolation structure having a long periodicity using a damping force applied from an actuator.

(課題を解決するための手段と作用) 本発明は、地盤上に長周期化手段を介して免振支持され
た構造物を、アクチュエータが発生する制振力で制振す
るに際して、地震入力並びにアクチュエータからの制振
力の作用に基づく構造物の応答速度を検出し、応答速度
によりアクチュエータの制振力をフィードバック制御す
るようになっている。
(Means and Effects for Solving the Problems) The present invention provides a method for damping a structure that is seismically isolated and supported on the ground via a long period lengthening means using a damping force generated by an actuator. The response speed of the structure based on the action of damping force from the actuator is detected, and the damping force of the actuator is feedback-controlled based on the response speed.

また本発明は、構造物の床部分を構成し構造物と共に振
動する構造床上に長周期化手段を介して免振支持された
被支承床を、アクチュエータが発生する制振力で制振す
るに際して、地震入力並びにアクチュエータからの制振
力の作用に基づく被支承床の応答速度を検出し、応答速
度によりアクチュエータの割振力をフィードバック制御
するようになっている。
The present invention also provides a method for damping a supported floor that is vibration-isolated and supported via a long-period means on a structural floor that constitutes a floor portion of a structure and that vibrates together with the structure, using a damping force generated by an actuator. The response speed of the supported floor based on the action of earthquake input and damping force from the actuator is detected, and the distributed force of the actuator is feedback-controlled based on the response speed.

そして、上述のようにアクチュエータの制振力を制御す
ることにより、構造物若しくは被支承床の制振制御を行
なうようになっている。
By controlling the damping force of the actuator as described above, damping control of the structure or the supported floor is performed.

(実施例) 以下に、本発明の好適実施例を添付図面に従って詳述す
る。
(Example) Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

本発明は、地震動などの外乱または構造物自体の振動を
検出するセンサを有し、その信号を制振のための制御信
号として用い、外部より制振力を与えることによって免
振支持により長周期化された構造物の地震などによる揺
れを積極的に低減する制振方法を提供する。第1図には
、本発明の制振方法の実施に採用される装置の概念が示
されており、本装置は主に地動並びに構造物3の揺れの
状態を検出する計測システム(センサ)1と、計測シス
テム1で計測された計測値をデータとしてこれらを処理
する制御システム(制御手段)2と、制御システム2か
らの制御信号に従って構造物3に制振力を加える動力駆
動システム(アクチュエータ)4とから構成される。
The present invention has a sensor that detects disturbances such as earthquake motion or vibrations of the structure itself, uses the signal as a control signal for vibration damping, and applies vibration damping force from the outside to provide long-term vibration isolation support. The present invention provides a vibration damping method that actively reduces the shaking caused by earthquakes, etc., of built-in structures. FIG. 1 shows the concept of a device adopted to implement the vibration damping method of the present invention, and this device mainly consists of a measurement system (sensor) 1 that detects ground motion and the state of shaking of a structure 3. , a control system (control means) 2 that processes the measurement values measured by the measurement system 1 as data, and a power drive system (actuator) that applies a damping force to the structure 3 according to a control signal from the control system 2. It consists of 4.

構造物3を制振する場合の具体的構成例を説明すると第
2図に示すように、四部5が区画形成された地盤6上に
は、その凹部5内に長周期化手段7を介して構造物3が
建設され、この構造物3は長周期化手段7によって長周
期化されて構成される。本実施例にあっては長周期化手
段7として、適当な高さを有し且つ凹部5内に間隔を隔
てて配設された複数の積層ゴムが例示されている。なお
、長周期化手段7としては、積層ゴムに限らず、滑り支
承祠、ベアリング、ソフトストリー、磁気浮上手段など
を採用してもよい。また本実施例にあっては、構造物3
と地盤6との間に長周期化手段7と並列にダンパ8が配
設されており、このダンパ8によって相当の振動減衰効
果が得られるようになっている。
To explain a specific example of the structure when damping the structure 3, as shown in FIG. A structure 3 is constructed, and the period of this structure 3 is lengthened by the lengthening means 7. In this embodiment, as the period lengthening means 7, a plurality of laminated rubbers having an appropriate height and arranged at intervals within the recess 5 are illustrated. Note that the period lengthening means 7 is not limited to laminated rubber, but may also be a sliding bearing, a bearing, a soft story, a magnetic levitation means, or the like. In addition, in this embodiment, the structure 3
A damper 8 is disposed in parallel with the period lengthening means 7 between the ground 6 and the ground 6, and this damper 8 can provide a considerable vibration damping effect.

このように構成された構造物3と地盤6との間には、地
震時における地動方向に伸縮駆動されて構造物3に制振
力を入力する動力駆動システム4としての油圧シリンダ
などのアクチュエータ9が設けられる。具体的にはアク
チュエータ9は、凹部5の垂直壁5aとこれに相対向す
る構造物3の下層部分との間に、地震の横揺れ方向に沿
ってほぼ水平に設けられる。またこのアクチュエータ9
は、構造物3の周囲に間隔を隔てて複数配設され、様々
な方向性の地震に対応できるようになっている。
Between the structure 3 configured in this way and the ground 6, there is an actuator 9 such as a hydraulic cylinder as a power drive system 4 that is driven to expand and contract in the direction of ground motion during an earthquake and inputs a damping force to the structure 3. is provided. Specifically, the actuator 9 is provided substantially horizontally along the lateral shaking direction of the earthquake between the vertical wall 5a of the recess 5 and the lower part of the structure 3 facing the vertical wall 5a. Also, this actuator 9
are arranged around the structure 3 at intervals so as to be able to cope with earthquakes of various directions.

他方計測システム1としては、地盤6側に地震時の地動
(地盤の地動速度)を検出する第1のセンサ10が設置
されると共に、構造物3内に地震入力並びにアクチュエ
ータ9からの制振力の作用に基づく構造物3の応答速度
を検出する第2のセンサ11が設置される。これら第1
のセンサ10及び第2のセンサ11で検出される検出信
号は、後述するフィードバック制御に利用される。そし
てこれらセンサ10,11には、検出信号を増幅するた
めの増幅器12を介して制御システムまたるコンピュー
タなどの制御手段13が接続される。
On the other hand, as the measurement system 1, a first sensor 10 is installed on the ground 6 side to detect the ground motion (ground motion speed of the ground) during an earthquake, and the sensor 10 detects earthquake input and damping force from the actuator 9 in the structure 3. A second sensor 11 is installed to detect the response speed of the structure 3 based on the action of. These first
Detection signals detected by the sensor 10 and the second sensor 11 are used for feedback control to be described later. A control system or control means 13 such as a computer is connected to these sensors 10 and 11 via an amplifier 12 for amplifying detection signals.

この制御手段13はアクチュエータ9に接続され、各セ
ンサ10,11からの検出信号に応じてアクチュエータ
9の制振力を制御する機能を有する。
This control means 13 is connected to the actuator 9 and has a function of controlling the damping force of the actuator 9 according to detection signals from the respective sensors 10 and 11.

第4図には本発明の制振方法に対応させたフィードバッ
ク制御方式の回路構成が示されており、地震入力及びこ
れに対して制振力が加えられた結果の構造物3の応答速
度を第2のセンサ11で検出しく後述するように、第1
のセンサ10で地動速=  7 − 度をも併せて検出する場合もある)、その検出値を制御
手段13に戻して次のアクチュエータ9の作動に利用す
るようになっており、構造物3の振動特性を制御回路に
事前に正確に組込む必要がなく、構造物3の非線形性に
対しても追従させることができるものである。また、風
など構造物3の上方に加振力が加わるような場合にも有
効に機能する。なお、増幅器12並びに制御手段13の
設置位置は、図示のように構造物3内であっても、地盤
6側であっても良い。
FIG. 4 shows a circuit configuration of a feedback control system that corresponds to the vibration damping method of the present invention, and the response speed of the structure 3 as a result of earthquake input and vibration damping force applied thereto is The second sensor 11 detects the first
The sensor 10 of the structure 3 may also detect the ground motion speed = 7 - degrees), and the detected value is returned to the control means 13 and used for the next operation of the actuator 9. There is no need to accurately incorporate the vibration characteristics into the control circuit in advance, and nonlinearity of the structure 3 can also be followed. It also functions effectively when an excitation force is applied above the structure 3, such as in the wind. In addition, the installation position of the amplifier 12 and the control means 13 may be inside the structure 3 as shown in the figure, or may be on the ground 6 side.

次に、上述の免振構造を構造物3内の特定の床構造に適
用して制振する場合の具体的構成例を説明する。第3図
に示すように、構造物3の各階を区画する床部分を構成
し地震時などに構造物3と共に振動する構造床14上に
は、長周期化手段7を介して被支承床15をが載置され
、この被支承床15は長周期化手段7によって長周期化
されて構成される。本実施例にあっては長周期化手段7
として、適当な高さを有し且つ構造床14上に間隔を隔
てて配設された複数の積層ゴムが例示されている。この
被支承床15上には、振動の影響を嫌う電算機などの精
密機器16が搭載される。
Next, a specific example of a configuration in which vibration is damped by applying the above-described vibration isolation structure to a specific floor structure within the structure 3 will be described. As shown in FIG. 3, on the structural floor 14, which constitutes the floor portion that partitions each floor of the structure 3 and which vibrates together with the structure 3 during an earthquake, a supported floor 15 This supported bed 15 is configured to have a long period by the period lengthening means 7. In this embodiment, the period lengthening means 7
, a plurality of laminated rubbers having an appropriate height and disposed at intervals on the structural floor 14 are illustrated. Precision equipment 16, such as a computer, is mounted on this supported floor 15, which is not affected by vibrations.

このように構成される被支承床15と構造物3との間に
は、地震時における地動方向に伸縮駆動されて被支承床
15に制振力を入力する動力駆動システム4としてアク
チュエータ9が設けられる。
An actuator 9 is provided between the supported floor 15 and the structure 3 configured in this manner as a power drive system 4 that is driven to expand and contract in the direction of ground motion during an earthquake and inputs a damping force to the supported floor 15. It will be done.

具体的にはアクチュエータ9は、構造物3の垂直壁3a
とこれに相対向する被支承床15の端面15aとの間に
、地震の横揺れ方向に沿ってほぼ水平に設けられる。ま
たこのアクチュエータ9は、被支承床15の周囲に間隔
を隔てて複数配設され、様々な方向性の地震に対応でき
るようになっている。
Specifically, the actuator 9 acts on the vertical wall 3a of the structure 3.
and the end face 15a of the supported floor 15 facing oppositely thereto, provided substantially horizontally along the lateral shaking direction of the earthquake. Further, a plurality of actuators 9 are arranged at intervals around the supported floor 15 so as to be able to respond to earthquakes of various directions.

他方計測システム1としては、被支承床15が設置され
ている構造床14上に地震時の振動(構造床14の応答
速度)を検出する第1のセンサ10が設置されると共に
、構造物3内の被支承床15上に地震入力並びにアクチ
ュエータ9からの制振力の作用に基づく被支承床15の
応答速度を検出する第2のセンサ1]が設置される。こ
れらセンサ10.11は、上述の構造物3全体の制振の
場合と同様にフィードバック制御に利用される。
On the other hand, the measurement system 1 includes a first sensor 10 that detects earthquake vibration (response speed of the structural floor 14) on the structural floor 14 on which the supported floor 15 is installed. A second sensor 1 for detecting the response speed of the supported floor 15 based on the earthquake input and the action of the damping force from the actuator 9 is installed on the supported floor 15 in the second sensor 1. These sensors 10, 11 are used for feedback control as in the case of vibration damping of the entire structure 3 described above.

そしてこれらセンサ1.0.11には、検出信号を増幅
するための増幅器]2を介して制御システムまたるコン
ピュータなどの制御手段13が接続され、またこの制御
手段13にはアクチュエータ9が接続されて、各センサ
10.11からの検出信号に応じてアクチュエータ9の
制振力を制御するようになっている。なお、増幅器12
並びに制御手段13の設置位置は上述と同様、構造物3
内であっても、地盤6側であっても良い。
A control means 13 such as a control system or a computer is connected to these sensors 1.0.11 via an amplifier 2 for amplifying the detection signal, and an actuator 9 is connected to the control means 13. Thus, the damping force of the actuator 9 is controlled according to detection signals from each sensor 10.11. Note that the amplifier 12
In addition, the installation position of the control means 13 is the same as above, in the structure 3.
It may be inside or on the ground 6 side.

次に制振制御の手法について、構造物3全体の制振の場
合を例に説明する。これは、被支承床15の場合も同様
である。
Next, a vibration damping control method will be described using an example of damping the entire structure 3. This also applies to the supported floor 15.

長周期化手段7によって支持された構造物3にアクチュ
エータ9の制振力を作用させることによって、地震時の
地動による構造物3の揺れを抑制する場合の基本的な振
動方程式は、次のように表現される。
The basic vibration equation for suppressing the shaking of the structure 3 due to ground motion during an earthquake by applying the damping force of the actuator 9 to the structure 3 supported by the long period lengthening means 7 is as follows. is expressed in

m :X+ c x + k x −−m ’j 十P
     −(1)m、構造物3を含む振動系固有の質
量 C:構造物3を含む振動系固有の減衰係数に:構造物3
を含む振動系固有の剛性 に:構造物3の地盤6に対する相対加速度父:構造物3
の地盤6に対する相対速度X・構造物3の地盤6に対す
る相対変位y:地動加速度 P;アクチュエータ9の制振力 この(1)式は、地盤6に対する構造物3の振動状態を
表記したものである。そしてこのように表現された(1
)式は、左辺が上述の構造物3の相対系(地盤6と構造
物3との相対関係)での振動特性を、右辺が地盤6の振
動(地動加速度ジ)並びにアクチュエータ9の制振力P
を含む外力の内容となっている。ここに上式から地震入
力並びにアクチュエータ9からの制振力の作用に基づく
構造物3の応答量としてはその変位X、速度交。
m :X+ c x + k x --m'j 10P
- (1) m, mass C specific to the vibration system including structure 3: damping coefficient specific to the vibration system including structure 3: structure 3
The inherent stiffness of the vibration system including: Relative acceleration of structure 3 with respect to the ground 6 Father: structure 3
Relative speed of the structure 3 with respect to the ground 6, be. And it was expressed like this (1
) formula, the left side represents the vibration characteristics in the relative system of the structure 3 mentioned above (the relative relationship between the ground 6 and the structure 3), and the right side represents the vibration of the ground 6 (ground acceleration) and the damping force of the actuator 9. P
The contents of external forces include Here, from the above equation, the response amount of the structure 3 based on the earthquake input and the action of the damping force from the actuator 9 is its displacement X and velocity cross.

加速度父がある。また上記振動系を考慮した場合、構造
物3の振動特性を変更できる諸量としては構遺物3を含
む振動系固有の質量m、構造物3を含む振動系固有の減
衰係数C1構造物3を含む振動系固有の剛性kがある。
There is an acceleration father. In addition, when considering the above vibration system, the various quantities that can change the vibration characteristics of the structure 3 are the mass m inherent to the vibration system including the structure 3, the damping coefficient C1 inherent to the vibration system including the structure 3, the structure 3, There is a stiffness k inherent to the vibration system.

そして本発明にあっては構造物3の応答を検出してこれ
ら検出量を制御系で処理するにあたり、構造物3を含む
振動系固有の減衰係数Cを制御系において適当に変更す
ることにより構造物3の振動特性を変化させて制振させ
るようになっている。このように振動系固有の減衰係数
を変更して減衰力を付加させることにより、構造物3の
応答を適度に低減する効果と、長周期化手段7の過大な
変形を抑制する効果とを得て、高い安全性を確保しつつ
適当な制振効果を得ることができる。すなわち第5図に
示すように地盤6か変位を生じても、構造物3には大き
なダンピング効果が働いて地盤6に対する相対変位を小
さくできる制振効果が得られることになる(図中、α〉
β)。換言すれば、第6図に示した伝達率と振動数との
関係を示すグラフにおいて、無制振の振動状態(図中、
A)と異なり、共振振幅を低減した制振効果を得るもの
である(図中、B)。
In the present invention, when the response of the structure 3 is detected and these detected amounts are processed by the control system, the damping coefficient C unique to the vibration system including the structure 3 is appropriately changed in the control system. The vibration characteristics of the object 3 are changed to damp it. By changing the damping coefficient specific to the vibration system and adding a damping force in this way, it is possible to obtain the effect of appropriately reducing the response of the structure 3 and the effect of suppressing excessive deformation of the period lengthening means 7. Therefore, it is possible to obtain an appropriate vibration damping effect while ensuring high safety. In other words, as shown in Fig. 5, even if the ground 6 is displaced, a large damping effect is exerted on the structure 3, resulting in a damping effect that can reduce the relative displacement with respect to the ground 6 (in the figure, α 〉
β). In other words, in the graph showing the relationship between the transmissibility and the frequency shown in Fig. 6, in the undamped vibration state (in the figure,
Unlike A), this provides a damping effect by reducing the resonance amplitude (B in the figure).

ここに制御手段13において次のような制御関数を設定
する。これは、検出される構造物3の絶対応答速度に基
づいてアクチュエータ9の制振力Pを与えるものである
。なお、構造物3の絶対応答速度は地動速度9と構造物
3の地盤6に対する相対速度Xとを重ね合せることで与
えられる。
Here, the following control function is set in the control means 13. This provides the damping force P of the actuator 9 based on the detected absolute response speed of the structure 3. Note that the absolute response speed of the structure 3 is given by superimposing the ground motion speed 9 and the relative speed X of the structure 3 with respect to the ground 6.

P=−c a (x+y)    +・+ (2)ca
、制御手段13で与えられる減衰係数そこで上記(2)
式のように表現された振動系の減衰力を変更させるため
のアクチュエータ9の制振力Pの項を、上記(1)式に
代入すると、振動方程式は次のように表現され、構造物
3の振動特性が変更された効果が与えられる。
P=-ca (x+y) +・+ (2) ca
, the damping coefficient given by the control means 13. Therefore, the above (2)
By substituting the damping force P of the actuator 9 for changing the damping force of the vibration system expressed as in the equation (1) above, the vibration equation is expressed as follows, and the structure 3 The effect is that the vibration characteristics of are changed.

m5j+cM+ca (M+y)+kx=−mp・・・
(3) この制御式(3)によれば構造物3の応答量の一つ(絶
対応答速度、x+y)により、構造物3の地盤6に対す
る相対変位及び地震入力を適度に抑制することができる
制振制御が実行されることになる。このような制振制御
方式によれば、構造物3の地盤6に対する相対応答変位
を小さくし、構造物3の損傷を低減することができる。
m5j+cM+ca (M+y)+kx=-mp...
(3) According to this control formula (3), one of the response quantities of the structure 3 (absolute response speed, x+y) can appropriately suppress the relative displacement of the structure 3 with respect to the ground 6 and the earthquake input. Vibration damping control will be executed. According to such a damping control method, the relative response displacement of the structure 3 with respect to the ground 6 can be reduced, and damage to the structure 3 can be reduced.

特に上記(3)式の制御関数によれば、構造物3を含む
振動系の固有振動数近傍で振動の増幅を押えることがで
きるのみならず、その他の振動数に対しても無制振の状
態より伝達率が常に下回って収斂してゆく効果がある。
In particular, according to the control function of equation (3) above, it is possible not only to suppress the amplification of vibration near the natural frequency of the vibration system including the structure 3, but also to suppress vibrations at other frequencies. There is an effect that the transmissibility is always lower than the state and converges.

以上の説明は構造物3の制振に関するものであるが、被
支承床15の場合には、上記(3)式中の各制御値を次
のようにして取扱えば良い。
The above explanation relates to vibration damping of the structure 3, but in the case of the supported floor 15, each control value in the above equation (3) may be handled as follows.

m:被支承床15を含む振動系固有の質ユC:被支承床
15を含む振動系固有の減衰係数に=被支承床15を含
む振動系固有の剛性父:被支承床15の構造床14に対
する相対加速度 交:被支承床15の構造床14に対する相対速度X:被
支承床15の構造床14に対する相対変位X+9.被支
承床15の静止系に対する絶対応答速度 ところで、上記(2)式では、構造物3の静止系に対す
る応答速度交+9を採用して制御関数を決定したか、地
盤6との相対応答速度交で制御関数を与えるようにして
も良い。これは、検出される構造物3の相対応答速度交
に基づいてアクチュエータ9の制振力Pを与えるもので
ある。この場合には、アクチュエータ9の制御式は、次
のように表現される。
m: Quality inherent to the vibration system including the supported floor 15 C: Damping coefficient specific to the vibration system including the supported floor 15 = Rigidity inherent to the vibration system including the supported floor 15 Father: Structural floor of the supported floor 15 14: Relative velocity X of the supported floor 15 with respect to the structural floor 14: Relative displacement of the supported floor 15 with respect to the structural floor 14 X+9. Absolute response speed of the supported floor 15 with respect to the stationary system By the way, in the above equation (2), the control function was determined by adopting the response speed intersection of the structure 3 with respect to the stationary system +9, or the relative response speed intersection with the ground 6. It is also possible to give a control function by This applies the damping force P of the actuator 9 based on the detected relative response velocity of the structure 3. In this case, the control equation for the actuator 9 is expressed as follows.

P=−ca交     ・・・(5) 上記(5)式のように表現された振動系の減衰力を変更
させるためのアクチュエータ9の制振力Pの項を、上記
(1)式に代入すると、振動方程式は次のように表現さ
れ、構造物3の振動特性が変更された効果が与えられる
P=-ca intersection (5) Substitute the term of the damping force P of the actuator 9 to change the damping force of the vibration system expressed as in the above equation (5) into the above equation (1). Then, the vibration equation is expressed as follows, and the effect of changing the vibration characteristics of the structure 3 is given.

m * + (c +c a ) x十k x = −
m y−(6)このように相対応答速度交で表現された
制御式(6)であっても、上述の絶対応答速度x+yで
表現された制御の場合と同様、構造物3の応答量の一つ
(相対応答速度、交)により、構造物3の地盤6に対す
る相対変位及び地震入力を適度に抑制することができる
制振効果を得ることができる。
m * + (c + c a ) x 0k x = −
m y - (6) Even if the control equation (6) is expressed by the relative response speed cross, as in the case of the control expressed by the absolute response speed x + y, the response amount of the structure 3 With one (relative response speed, intersection), it is possible to obtain a damping effect that can moderately suppress the relative displacement of the structure 3 with respect to the ground 6 and the earthquake input.

以上説明したように、長周期性を有する免振構造物3若
しくは構造物3内の特定の床構造(被支承床15)をア
クチュエータ9から加えられる制振力Pで制振するに際
し、構造物3を含む振動系固有の減衰係数Cを変更して
減衰力を付加させる新たに導出された上記(3)、(5
)式を制御関数としてアクチュエータ9の制振力Pの制
御を行なうことにより、構造物3の地盤6に対する相対
変位及び地震入力を適度に抑制する制振制御が実行され
て構造物3の応答を適度に低減する効果と、長周期化手
段7の過大な変形を抑制する効果を得て、高い安全性を
確保しつつ適当な制振効果を得ることができる。
As explained above, when damping the vibration of the vibration-isolating structure 3 having a long periodicity or a specific floor structure (supported floor 15) within the structure 3 with the damping force P applied from the actuator 9, the structure The above newly derived (3) and (5) add damping force by changing the damping coefficient C inherent to the vibration system including
By controlling the damping force P of the actuator 9 using the equation ) as a control function, damping control that moderately suppresses the relative displacement of the structure 3 with respect to the ground 6 and earthquake input is executed, and the response of the structure 3 is It is possible to obtain the effect of reducing the vibration appropriately and the effect of suppressing excessive deformation of the period lengthening means 7, and to obtain an appropriate damping effect while ensuring high safety.

(発明の効果) −16= 以上要するに本発明に係る制振方法によれば、地盤上に
長周期化手段を介して免振支持された構造物を、または
構造物の体部分を構成し構造物と共に振動する構造床上
に長周期化手段を介して免振支持された被支承床を、ア
クチュエータが発生する制振力で制振するに際して、新
たに導出された制御関数でアクチュエータの制振力の制
御を行なうことにより、構造物を含む振動系のダンピン
グ効果を高めることができ、このような割振制御方式に
よれば、構造物の地盤に対する相対応答変位を小さくし
、構造物の損傷を低減することができるという優れた割
振効果を得ることができる。
(Effect of the invention) −16= In short, according to the vibration damping method according to the present invention, a structure that is vibration-isolated supported on the ground via a long period lengthening means, or a structure that constitutes a body part of a structure, When using the damping force generated by an actuator to damp a supported floor that is vibration-isolated and supported via a long-period means on a structural floor that vibrates with an object, the damping force of the actuator is controlled using a newly derived control function. By controlling the above, it is possible to increase the damping effect of the vibration system including the structure. According to this type of allocation control method, the relative response displacement of the structure to the ground can be reduced, reducing damage to the structure. An excellent allocation effect can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の制振方法の実施に採用される装置の概
略構成図、第2図は構造物を制振する場合の具体的構成
図、第3図は免振構造を構造物内の特定の床構造に適用
して制振する場合の具体的構成図、第4図は本発明の制
振方法に対応させたフィードバック制御方式の回路構成
図、第5図は地震に対する構造物の制振効果を説明する
模式図、第6図は本発明の制振方法を採用した場合のグ
ラフ、第7図は従来の制振機構を示す構成図である。 3・・・構造物      6・・・地 盤7・・・長
周期化手段   9・・・アクチュエータ14・・・構
造床     15・・・被支承法特許出願人    
  株式会社  大 林 組代  理  人     
    弁理士  −色  健  軸向       
     弁理士  松  本  雅  利第3図 第6図 第7図
Figure 1 is a schematic configuration diagram of a device adopted to carry out the vibration damping method of the present invention, Figure 2 is a specific configuration diagram when damping a structure, and Figure 3 is a diagram of the vibration isolation structure installed inside the structure. 4 is a circuit diagram of a feedback control method corresponding to the vibration damping method of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the structure of a structure against earthquakes. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the damping effect, FIG. 6 is a graph when the damping method of the present invention is adopted, and FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional damping mechanism. 3... Structure 6... Ground 7... Long cycle lengthening means 9... Actuator 14... Structural floor 15... Supported method patent applicant
Osamu Obayashi Co., Ltd.
Patent Attorney - Ken Iro Axis
Patent Attorney Masatoshi Matsumoto Figure 3 Figure 6 Figure 7

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)地盤上に長周期化手段を介して免振支持された構
造物を、アクチュエータが発生する制振力で制振するに
際して、地震入力並びに上記アクチュエータからの制振
力の作用に基づく上記構造物の応答速度を検出し、該応
答速度により上記アクチュエータの制振力をフィードバ
ック制御するようにしたことを特徴とする制振方法。
(1) When damping a structure that is vibration-isolated and supported on the ground via a long period lengthening means with a damping force generated by an actuator, the above-mentioned method is based on the earthquake input and the action of the damping force from the actuator. A vibration damping method, characterized in that a response speed of a structure is detected, and the vibration damping force of the actuator is feedback-controlled based on the response speed.
(2)構造物の床部分を構成し該構造物と共に振動する
構造床上に長周期化手段を介して免振支持された被支承
床を、アクチュエータが発生する制振力で制振するに際
して、地震入力並びに上記アクチュエータからの制振力
の作用に基づく上記被支承床の応答速度を検出し、該応
答速度により上記アクチュエータの制振力をフィードバ
ック制御するようにしたことを特徴とする制振方法。
(2) When damping a supported floor that is vibration-isolated and supported via a long-period means on a structural floor that constitutes the floor portion of a structure and vibrates together with the structure, using damping force generated by an actuator, A vibration damping method characterized in that a response speed of the supported floor based on an earthquake input and the action of a damping force from the actuator is detected, and the damping force of the actuator is feedback-controlled based on the response speed. .
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