JPH03113143A - Vibration suppressing device for structure - Google Patents
Vibration suppressing device for structureInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、建造物等の制振装置の改良に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to improvements in vibration damping devices for buildings, etc.
(従来の技術)
建造物等の振動を抑制する制振装置として、第3図に示
すように可動マス1をアーム3を介して構造物2から振
子状に吊り下げるとともに、この可動マス1の揺動を抑
制するアクチュエータまたはダンパ10を構造物2と可
動マス1との間に介装した制振装置が知られている。(Prior Art) As a vibration damping device for suppressing vibrations of a building, etc., as shown in FIG. A vibration damping device in which an actuator or damper 10 for suppressing rocking is interposed between a structure 2 and a movable mass 1 is known.
(発明の課題)
このような制振装置により良好な制振効果を得るには、
制振対象となる構造物の固有振動の周期の近くに、可動
マス1の固有振動の周期を設定することが必要である。(Problem to be solved by the invention) In order to obtain a good vibration damping effect with such a vibration damping device,
It is necessary to set the period of the natural vibration of the movable mass 1 close to the period of the natural vibration of the structure to be damped.
可動マス1の振子の周期Tは、
T=2πfてC7i
ただし、g:重力加速度
で表される。制振対象となる構造物の固有周期が長い場
合には、可動マス1の周期Tも長く設定する必要がある
が、この式から明らかなように、それには可動マス1の
吊り下げ長さlを長くしなければならず、結果として制
振装置が大型化するという問題があった。The period T of the pendulum of the movable mass 1 is: T=2πf C7i where g: gravitational acceleration. If the natural period of the structure to be damped is long, it is necessary to set the period T of the movable mass 1 to be long, but as is clear from this equation, this requires the suspension length l of the movable mass 1 had to be made longer, resulting in the problem of an increase in the size of the vibration damping device.
本発明は、以上の問題点を解決すべく、可動マスの吊り
下げ長さを変えずに振子の固有周期を調整可能にした制
振装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a vibration damping device in which the natural period of a pendulum can be adjusted without changing the hanging length of a movable mass.
(課題を達成するための手段)
このために本発明は、構造物から吊り下げた可動マスの
揺動を抑制するアクチュエータまたはダンパを可動マス
と構造物の間に介装した構造物の制振装置において、下
端を構造物に回転自由に結合したアームを前記可動マス
に設けた軸受部に回転及び摺動自由に貫通させるととも
に、このアームの上端に所定の質量を持ったマスを結合
している。(Means for Achieving the Object) To this end, the present invention provides vibration damping for a structure in which an actuator or a damper for suppressing the swinging of a movable mass suspended from the structure is interposed between the movable mass and the structure. In the device, an arm whose lower end is rotatably connected to a structure is allowed to freely rotate and slide through a bearing provided on the movable mass, and a mass having a predetermined mass is connected to the upper end of the arm. There is.
(作用)
可動マスが揺動すると、アームは相対回転しつつ摺動し
、アーム上端に結合したマスがアーム下端を支点に倒立
振子として揺動する。このように、可動マスによる吊り
下げ式の振子に倒立式の振子を組み会わせることにより
、振子の固有周期は可動マスの吊り下げ長さのみならず
、倒立振子のマスの質量やアームの長さなど倒立振子側
の要素によっても変化する。したがって、これらの要素
を適切に設定することにより、可動マスの吊り下げ長さ
を長くせずに好ましい固有周期を得ることができる。(Function) When the movable mass swings, the arm slides while rotating relatively, and the mass connected to the upper end of the arm swings as an inverted pendulum with the lower end of the arm as a fulcrum. In this way, by combining an inverted pendulum with a pendulum suspended from a movable mass, the natural period of the pendulum is determined not only by the hanging length of the movable mass, but also by the mass of the mass of the inverted pendulum and the length of the arm. It also changes depending on factors on the inverted pendulum side, such as the height. Therefore, by appropriately setting these elements, a preferable natural period can be obtained without increasing the hanging length of the movable mass.
(実施例) 第1図及び第2図に本発明の実施例を示す。(Example) Embodiments of the present invention are shown in FIGS. 1 and 2.
第1図において、1は質量M1の可動マスであり、構造
物2から平行な2本のアーム3を介して揺動自由に吊り
下げられている。In FIG. 1, 1 is a movable mass having a mass M1, which is suspended from a structure 2 via two parallel arms 3 so as to be freely swingable.
可動マス1と構造物2との間にはこれらの水平方向の相
対変位を抑制するための図示されないアクチュエータま
たはダンパが水平方向に介装される。An actuator or damper (not shown) is horizontally interposed between the movable mass 1 and the structure 2 in order to suppress relative displacement in the horizontal direction.
また、可動マス1の中心には貫通孔4が上下方向に形成
され、貫通孔4の上端に保持されたユニバーサルジヨイ
ント5の内側をアーム6がベアリングを介して軸方向に
摺動自由に貫通する。アーム6の下端は構造物2に回転
自由に結合し、アーム6の上端には質量M2を備えたマ
ス7が結きする。In addition, a through hole 4 is formed vertically in the center of the movable mass 1, and an arm 6 freely slides in the axial direction through a bearing inside a universal joint 5 held at the upper end of the through hole 4. do. The lower end of the arm 6 is rotatably connected to the structure 2, and the upper end of the arm 6 is connected to a mass 7 having a mass M2.
次に作用を説明する。Next, the action will be explained.
可動マス1が第2図に示すように揺動すると、アーム6
がユニバーサルジヨイント5を介して可動マス1と相対
回転しつつ軸方向に摺動し、可動マス1による吊り下げ
振子に対して、マス7は倒立振子としてこれと同位相で
揺動する。When the movable mass 1 swings as shown in FIG.
The mass 7 slides in the axial direction while rotating relative to the movable mass 1 via the universal joint 5, and the mass 7 swings in the same phase as the pendulum suspended by the movable mass 1 as an inverted pendulum.
この時に可動マス1に重力が及ぼすχ方向の力をFlと
すると、
P H= M l’ g−Lallθ≠−M、・g・
θ
術−Ml・g・(χ/p、) ・・・(1)た
だし、θ、(1とする。At this time, if the force in the χ direction exerted by gravity on the movable mass 1 is Fl, then P H = M l' g-Lallθ≠-M, ・g・
θ Technique - Ml・g・(χ/p,)...(1) However, θ, (1).
また、マス7が可動マス1に及ぼすχ方向の力をF2と
すると、
F 2= (1:l/ Nz) ・ M z
・ El ・ tanθ 2磐(ls/lz)・M2
・2・θ2
″−1(fi/N2) ・ M2 ・ 2・ くχ/
!2)= (j!3#22)・M2・2・χ
= (*/ lx’) ・ M 2 ・ 2 ・
χ ・ ・ ・ く2)ただし
、θ2 < 1 、k−13/ 12とする。Furthermore, if the force in the χ direction that mass 7 exerts on movable mass 1 is F2, then F 2 = (1:l/Nz) ・ M z
・El ・tanθ 2 Iwa (ls/lz)・M2
・2・θ2″−1(fi/N2) ・M2 ・2・kuχ/
! 2) = (j!3#22)・M2・2・χ = (*/ lx') ・M 2 ・2 ・
χ ・ ・ ・ 2) However, θ2 < 1, k-13/12.
これらの合力Fは、(1)+(2)によりF = −(
(M 1 ・ 9/e1)−くk ・ M 2 ・ g
/12)) ・ χ・ (3)
(3)式から、等価ばね常数Kが得られる。すなわち、
K−(M、・y/ 1−)<k−M 2・y/N2)
・・・(4)一方、M2の等価質量M2′は、
M 2 = (ly”/12’>・M2=に2・M2
であり、全体としての等価質量Mは、
M=Ml+M2 =VB+k”・M2となる。These resultant force F is given by (1)+(2) as F = −(
(M 1 ・ 9/e1) - k ・ M 2 ・ g
/12)) ・χ・ (3) From equation (3), the equivalent spring constant K can be obtained. That is, K-(M,・y/ 1-)<k-M 2・y/N2)
...(4) On the other hand, the equivalent mass M2' of M2 is M2 = (ly"/12'>・M2=2・M2
The equivalent mass M as a whole is M=Ml+M2=VB+k''·M2.
したがって、この系の振動の固有周期Tは、■・2πF
丁7て
・2π 1+に2・L)/f(M+−g/l+>Ak
−M2・g/ 12))・(5)
となる。Therefore, the natural period T of vibration of this system is ■・2πF
D7te・2π 1+ 2・L)/f(M+−g/l+>Ak
-M2・g/ 12))・(5)
ここで、仮に吊り下げ大振子に関する値M、とeが固定
されているとすると、(5)式はT=2π 、÷
・M2C21!、N22)・M2・g)・(5)′
ただし、CI+C2は定数
と書き替えられる。この(5)′式より、13とM2を
大きく、12を小さく設定すれば、固有周期Tが大きく
なることが明らかである。Here, assuming that the values M and e regarding the hanging pendulum are fixed, equation (5) becomes T=2π, ÷
・M2C21! , N22)・M2・g)・(5)′ However, CI+C2 can be rewritten as a constant. From this equation (5)', it is clear that if 13 and M2 are set large and 12 is set small, the natural period T becomes large.
したがって、アーム6の長さやマス7の質量の設定によ
り、可動マス1のアーム3の長さ11を変えずに、固定
周期Tを構造物2の固定周期に合わせて任意に設定する
ことができ、固定周期Tの長い制振装置をコンパクトに
構成することができる。Therefore, by setting the length of the arm 6 and the mass of the mass 7, the fixed period T can be arbitrarily set according to the fixed period of the structure 2 without changing the length 11 of the arm 3 of the movable mass 1. , a damping device with a long fixed period T can be configured compactly.
(発明の効果)
以上のように、本発明は可動マスよる吊り下げ振子に倒
立振子を組み会わせたので、可動マスを吊り下げるアー
ムの長さを変えずに、倒立振子側の設定により制振装置
の固有周期を長く設定することができる。このため、長
い固有周期を必要とする制振装置をもコンパクトに構成
することができ、制振装置を小型化する上で大きな効果
がある。(Effects of the Invention) As described above, since the present invention combines an inverted pendulum with a pendulum suspended by a movable mass, control can be controlled by the settings on the inverted pendulum side without changing the length of the arm suspending the movable mass. The natural period of the vibration device can be set to be long. Therefore, even a vibration damping device that requires a long natural period can be configured compactly, which is highly effective in reducing the size of the vibration damping device.
第1図は本発明の実施例を示す制振装置の概略縦断面図
、第2図は制振装置の変位状態を説明する模式図である
。
また、第3図は従来例を示す制振装置の概略側面図であ
る。
1・・・可動マス、2・・・構造物、3,6・・・アー
ム、5・・・ユニバーサルジヨイント、7・・・マス。FIG. 1 is a schematic vertical sectional view of a vibration damping device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a displacement state of the vibration damping device. Moreover, FIG. 3 is a schematic side view of a vibration damping device showing a conventional example. 1... Movable mass, 2... Structure, 3, 6... Arm, 5... Universal joint, 7... Mass.
Claims (1)
ュエータまたはダンパを可動マスと構造物の間に介装し
た構造物の制振装置において、下端を構造物に回転自由
に結合したアームを前記可動マスに設けた軸受部に回転
及び摺動自由に貫通させるとともに、このアームの上端
に所定の質量を持ったマスを結合したことを特徴とする
構造物の制振装置。In a vibration damping device for a structure in which an actuator or a damper for suppressing the swing of a movable mass suspended from the structure is interposed between the movable mass and the structure, an arm whose lower end is rotatably connected to the structure is connected to the structure. A vibration damping device for a structure, characterized in that a bearing part provided on a movable mass is freely rotated and slidably passed through the arm, and a mass having a predetermined mass is coupled to the upper end of the arm.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24966089A JP2824291B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Structure damping device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP24966089A JP2824291B2 (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | Structure damping device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH03113143A true JPH03113143A (en) | 1991-05-14 |
JP2824291B2 JP2824291B2 (en) | 1998-11-11 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0441873A (en) * | 1990-06-06 | 1992-02-12 | Kumagai Gumi Co Ltd | Damping device |
WO2004003306A1 (en) * | 2002-06-26 | 2004-01-08 | Motioneering Inc. | Simple pendulum with variable restoring force |
JP2011027136A (en) * | 2009-07-22 | 2011-02-10 | Takenaka Komuten Co Ltd | Damping device |
EP2522850A3 (en) * | 2011-05-12 | 2014-08-20 | Wölfel Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG | Tower vibration absorber and tower with same |
JP2016020702A (en) * | 2014-07-11 | 2016-02-04 | 株式会社竹中工務店 | Vibration control device |
JP2016038049A (en) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 株式会社大林組 | Vibration control system |
EP3922879A1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-15 | Wölfel Engineering GmbH + Co. KG | Pendulum damper assembly |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24966089A patent/JP2824291B2/en not_active Expired - Fee Related
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EP3922879A1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-15 | Wölfel Engineering GmbH + Co. KG | Pendulum damper assembly |
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