JPH0410958B2 - - Google Patents

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JPH0410958B2
JPH0410958B2 JP62003072A JP307287A JPH0410958B2 JP H0410958 B2 JPH0410958 B2 JP H0410958B2 JP 62003072 A JP62003072 A JP 62003072A JP 307287 A JP307287 A JP 307287A JP H0410958 B2 JPH0410958 B2 JP H0410958B2
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liquid tank
vibration damping
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vibration
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は、風及び地震等における構造物の振動
を抑えることの出来る制震装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application The present invention relates to a vibration control device capable of suppressing vibrations of structures caused by wind, earthquakes, etc.

(b) 従来の技術 最近、展望タワー、超高層住宅、超高層事務所
ビル等の、柔構造の1次固有振動周期が比較的長
い構造物においては、当該建造物の頂部付近に当
該構造物の振動エネルギを吸収するための制震装
置を設置し、風や地震時において生じる構造物の
揺れを低減させる試みが行われている。
(b) Prior art Recently, in structures such as observation towers, high-rise residential buildings, and high-rise office buildings, where the primary natural vibration period of flexible structures is relatively long, the structure is located near the top of the structure. Attempts are being made to reduce the shaking of structures caused by wind and earthquakes by installing vibration damping devices to absorb vibration energy.

(c) 発明が解決しようとする問題点 こうした制震装置としては、バランスウエイト
を揺動させる大掛かりな機械装置から構成される
ものが殆どであり、装置の経時的信頼性や保守点
検等の点で多くの問題点を有している。
(c) Problems to be solved by the invention Most of these vibration damping devices are composed of large-scale mechanical devices that swing balance weights, and there are problems such as reliability over time and maintenance and inspection of the devices. It has many problems.

また、従来から、構造物の上部に液体を封入し
たタンクを配置して、構造物に生じる振動を吸収
せんとする提案がなされており、例えば、特公昭
38−4536には、構造物の上部に液体槽を設け、内
部に液体を封入し、減衰部材として多孔質の充填
物を充填した減衰装置が開示されている。このよ
うに、減衰部材として液体槽内に充填物を充填し
た場合、液体に対する減衰能力は確保される反
面、液体槽内が充填物により占有され、制震動作
に十分な液体の量の確保するためには液体槽を大
型化する必要が生じる不都合が有る。
Additionally, proposals have been made to absorb vibrations generated in the structure by placing a tank filled with liquid on top of the structure.
No. 38-4536 discloses a damping device in which a liquid tank is provided in the upper part of a structure, a liquid is sealed inside, and a porous filler is filled as a damping member. In this way, when a liquid tank is filled with a filling material as a damping member, the damping ability for the liquid is ensured, but on the other hand, the inside of the liquid tank is occupied by the filling material, making it difficult to ensure a sufficient amount of liquid for vibration damping operation. This has the disadvantage that it is necessary to increase the size of the liquid tank.

本発明は、前述の欠点を解消すべく、複雑な機
械装置を使用することなく、経時的信頼性を有
し、しかも保守点検を容易に行うことの出来る制
震装置を提供することを目的とするものである。
In order to eliminate the above-mentioned drawbacks, the present invention aims to provide a vibration damping device that has reliability over time and can be easily maintained and inspected without using complicated mechanical devices. It is something to do.

また、本発明は、液体槽を大型化することな
く、制震動作に十分な量の液体を確保しつつ、か
つ液体に対する減衰性能を効果的に発揮すること
の出来る制震装置を提供することを別の目的とす
るものである。
Another object of the present invention is to provide a vibration damping device that can secure a sufficient amount of liquid for damping operation without increasing the size of the liquid tank, and can effectively exhibit damping performance against the liquid. It has a different purpose.

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、構造物の上部に設置されて当
該構造物の振動を吸収する構造物の制震装置にお
いて、平面形状が長方形に形成された液体槽を有
し、該液体槽に液体を該液体槽内部に開放液面を
形成する形で注入し、液体槽の長手方向の少なく
とも中央部に板状のメツシユを垂直方向に液体槽
の底部から前記開放液面上にまで達する形で1枚
以上設置すると共に、液体槽の長手方向両側に板
状のメツシユを上下方向に積層する形で複数枚そ
れぞれ設置して構成される。
(d) Means for Solving the Problems That is, the present invention provides a vibration damping device for a structure that is installed on the top of a structure to absorb the vibrations of the structure. A liquid is injected into the liquid tank in such a manner that an open liquid surface is formed inside the liquid tank, and a plate-shaped mesh is installed vertically from the bottom of the liquid tank at least in the center of the liquid tank in the longitudinal direction. One or more meshes are installed so as to reach above the open liquid level, and a plurality of plate-shaped meshes are installed on both sides of the liquid tank in a vertically stacked manner.

なお、括弧内の番号等は、図面における対応す
る要素を示す、便宜的なものであり、従つて、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではな
い。以下の「(e).作用」の欄についても同様であ
る。
Note that the numbers in parentheses are for convenience and indicate corresponding elements in the drawings, and therefore, this description is not limited to the descriptions on the drawings. The same applies to the column "(e). Effect" below.

(e) 作用 上記した構成により、本発明は、構造物の風や
地震による振動は、液体槽5a内の液体5bが揺
動してその振動エネルギを吸収する形で吸収する
ように作用する。
(e) Effect With the above-described configuration, the present invention acts so that vibrations of the structure due to wind or earthquakes are absorbed by the liquid 5b in the liquid tank 5a oscillating and absorbing the vibration energy.

また、本発明は、メツシユが揺動する液体に対
して減衰動作を発揮するように作用する。
Further, the present invention operates so that the mesh exerts a damping action on the oscillating liquid.

(f) 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
(f) Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は本発明による制震装置の一実施例が用
いられた構造物の一例を示す図、 第2図は制震装置の一配置例を示す斜視図、 第3図は制震装置の一実施例を示す平面図、 第4図は第3図の制震装置の正断面図、 第5図は制震装置の別の配置例を示す斜視図、 第6図は第5図の平面図、 第7図は制震装置が用いられる構造物の別の例
を示す正面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a structure in which an embodiment of the vibration damping device according to the present invention is used, FIG. 2 is a perspective view showing an example of the arrangement of the vibration damping device, and FIG. 3 is a diagram of the vibration damping device. FIG. 4 is a front sectional view of the vibration damping device shown in FIG. 3; FIG. 5 is a perspective view showing another arrangement of the vibration damping device; FIG. 6 is a plan view of the vibration damping device shown in FIG. 5. Figure 7 is a front view showing another example of a structure in which a vibration control device is used.

構造物である超高層建物1は、第1図に示すよ
うに、地上2に立設された構造体3を有してお
り、構造体3の頂部3aには本発明による制震装
置5が設置されている。制震装置5は、第2図に
示すように、互いに直角に交わる形で2個設置さ
れており、各制震装置5は、第3図及び第4図に
示すように、平面形状が長方形の液体槽5aを有
している。各液体槽5aには、水又は水と同程度
かそれよりも大なる粘性を有する液体5bが内部
に開放液面を形成する形で注入されており、更に
液体槽5aの、図中左右両側にはステンレス、ビ
ニロン、高性能繊維等からなる減衰部材としての
板状に形成されたメツシユ5cが、図中上下2段
に亙り積層設置されている。また、液体槽5aの
中央部にも、板状に形成されたメツシユ5cが液
体槽5aの底部から液体5bの開放液面上に突出
する形で垂直方向に設けられている。
As shown in FIG. 1, a super high-rise building 1, which is a structure, has a structure 3 erected on the ground 2, and a vibration control device 5 according to the present invention is installed on the top 3a of the structure 3. is set up. As shown in FIG. 2, two vibration damping devices 5 are installed at right angles to each other, and each vibration damping device 5 has a rectangular planar shape as shown in FIGS. 3 and 4. It has a liquid tank 5a. Water or a liquid 5b having a viscosity equal to or greater than water is injected into each liquid tank 5a to form an open liquid level inside, and further on both left and right sides of the liquid tank 5a in the figure. A plate-shaped mesh 5c as a damping member made of stainless steel, vinylon, high-performance fiber, etc. is laminated in two layers, upper and lower in the figure. Further, a mesh 5c formed in a plate shape is vertically provided in the center of the liquid tank 5a so as to protrude from the bottom of the liquid tank 5a onto the open surface of the liquid 5b.

超高層建物1は、以上のような構成を有するの
で、地震や強風等により構造体3が揺れ動くと、
頂部3に設置された制震装置5も揺れ動く。する
と、該制震装置5内の液体5bが、第3図及び第
4図に示すように、構造体3の振動に同期する形
で揺動する。即ち、液体5bの揺動周期(液体5
bの揺動周期は、第3図及び第4図に示すよう
に、液体槽5aの長辺方向長さL1、短辺方向長
さL2及び液体5bの静止状態における液高L3
によつて決定される)を超高層建物1の1次固有
振動周期と一致させることにより、液体5bは超
高層建物1の振動によつて容易に揺動を開始し、
その波動により超高層建物1の振動エネルギを吸
収する。液体5bが揺動すると、該揺動により、
液体5bは、矢印ARに示すように、液体槽5a
の波動方向両側では上下方向に、中央部では図中
左右方向、即ち揺動方向に流動する。メツシユ5
cは、既に述べたように、液体槽5aの長手方向
である液体の揺動方向における図中左右方向両側
においては、上下方向に複数枚が水平に積層され
た形で平行に設けられているので、液体5bの流
動方向である上下方向に対して直角な形に配置さ
れることとなり、メツシユ5cの減衰作用を液体
に対して効果的に発揮することが出来る。また、
液体槽5aの中央部に設置されたメツシユ5cは
液体槽の底部から垂直に設置されているので、同
様に、当該部分を流動する液体に対して直角に配
置されることとなり、ここでもメツシユ5cの減
衰作用を液体に対して効果的に発揮することが出
来る。なお、メツシユ5cは図からも明らかなよ
うに、薄い板状であることから、液体槽内での空
間の僅かな領域しか占有することはなく、液体槽
内の大部分の領域を液体を注入及び揺動する空間
として確保することが出来る。
Since the super high-rise building 1 has the above configuration, when the structure 3 shakes due to an earthquake or strong wind,
The damping device 5 installed on the top 3 also shakes. Then, the liquid 5b in the damping device 5 oscillates in synchronization with the vibration of the structure 3, as shown in FIGS. 3 and 4. That is, the oscillation period of the liquid 5b (liquid 5b
As shown in FIGS. 3 and 4, the swing period of b is determined by the length L1 in the long side direction of the liquid tank 5a, the length L2 in the short side direction, and the liquid height L3 in the stationary state of the liquid 5b.
By making the period (determined by
The vibration energy of the skyscraper 1 is absorbed by the waves. When the liquid 5b swings, due to the swing,
The liquid 5b is transferred to the liquid tank 5a as shown by arrow AR.
It flows in the vertical direction on both sides of the wave direction, and in the horizontal direction in the figure, that is, in the swing direction in the center. mesh 5
As already mentioned, a plurality of sheets c are horizontally stacked and provided in parallel in the vertical direction on both sides in the horizontal direction in the figure in the swinging direction of the liquid, which is the longitudinal direction of the liquid tank 5a. Therefore, the mesh 5c is arranged perpendicular to the vertical direction, which is the flow direction of the liquid 5b, and the damping action of the mesh 5c can be effectively exerted on the liquid. Also,
Since the mesh 5c installed in the center of the liquid tank 5a is installed perpendicularly from the bottom of the liquid tank, it is similarly placed at right angles to the liquid flowing in that part. The damping effect of can be effectively exerted on the liquid. As is clear from the figure, the mesh 5c is in the form of a thin plate, so it occupies only a small area of the space in the liquid tank, and the mesh 5c occupies most of the area in the liquid tank when injecting the liquid. It can also be secured as a swinging space.

こうして、液体が液体槽内でメツシユを介して
流動すると、その際に液体5bとメツシユ5cと
の間に作用する粘性抵抗は、該液体5bの移動を
制限する方向に作用する。これにより、液体5b
はその揺動が減衰されて、振動エネルギの吸収能
力が向上する。
In this way, when the liquid flows through the mesh in the liquid tank, the viscous resistance that acts between the liquid 5b and the mesh 5c acts in a direction that restricts the movement of the liquid 5b. As a result, liquid 5b
The vibration is attenuated, and the ability to absorb vibration energy is improved.

なお、液体槽中央部に垂直方向に配置されるメ
ツシユは、必要に応じて1枚以上何枚配置しても
良いことは勿論である。
Note that it goes without saying that one or more meshes may be arranged in the vertical direction in the center of the liquid tank as required.

また、制震装置5の配置態様も、配置場所、求
められる制震性能に応じて適宜選択することが出
来ることは勿論であり、例えば、第5図及び第6
図に示すように、互いに直交する水平2方向に、
複数の制震装置5を配置することも当然、可能で
ある。
Furthermore, it goes without saying that the manner in which the vibration damping device 5 is arranged can be appropriately selected depending on the placement location and the required vibration damping performance.
As shown in the figure, in two horizontal directions perpendicular to each other,
Naturally, it is also possible to arrange a plurality of damping devices 5.

また、本発明による制震装置5が適用される構
造物としては、柔構造の比較的振動周期の長い構
造物が適しており、第1図に示すような超高層建
物1の他に、例えば第7図に示すような鉄骨等か
らなるタワー6等にも適用することが出来ること
は勿論である。
Furthermore, as structures to which the vibration control device 5 according to the present invention is applied, flexible structures with relatively long vibration periods are suitable, and in addition to the super high-rise building 1 shown in FIG. Of course, the present invention can also be applied to a tower 6 made of a steel frame or the like as shown in FIG. 7.

なお、液体槽5a内の液体5bの量としては、
揺動に寄与する自由水重量が構造物の重量の1〜
3%(自由水重量が大きいほど制震効果は高い)、
減衰部材による減衰定数が2〜10%程度で、制震
効果を発揮させることが出来る。
Note that the amount of liquid 5b in liquid tank 5a is as follows:
The weight of free water that contributes to rocking is 1 to 1 of the weight of the structure.
3% (the larger the free water weight, the higher the damping effect),
If the damping constant of the damping member is about 2 to 10%, the damping effect can be achieved.

(g) 発明の効果 以上、説明したように、構造物の上部に設置さ
れて当該構造物の振動を吸収する構造物の制震装
置において、平面形状が長方形に形成された液体
槽5aを有し、該液体槽に液体5bを該液体槽内
部に開放液面を形成する形で注入し、前記液体槽
の長手方向の少なくとも中央部に板状のメツシユ
を垂直方向に液体槽の底部から前記開放液面上に
まで達する形で1枚以上設置すると共に、前記液
体槽の長手方向両側に板状のメツシユを上下方向
に積層する形で複数枚それぞれ設置して構成した
ので、超高層建物1、タワー6等の構造物の風や
地震による振動を液体5bが揺動することにより
効果的に吸収することが可能となる。また、液体
槽5aと液体5bによる機械的な可動部分を有さ
ない構成なので、機械的な制震装機構に比して、
経時的信頼性を有し、しかも保守点検を容易に行
うことが出来る。
(g) Effects of the Invention As explained above, a vibration damping device for a structure installed on the top of the structure to absorb vibrations of the structure has a liquid tank 5a having a rectangular planar shape. Then, the liquid 5b is injected into the liquid tank so as to form an open liquid surface inside the liquid tank, and a plate-shaped mesh is vertically inserted into the liquid tank from the bottom of the liquid tank at least in the central part in the longitudinal direction of the liquid tank. At least one sheet of mesh is installed so as to reach above the surface of the open liquid, and a plurality of plate-shaped meshes are installed on both sides of the liquid tank in a vertically stacked manner. , it becomes possible to effectively absorb vibrations of structures such as the tower 6 due to wind or earthquakes by swinging the liquid 5b. In addition, since the liquid tank 5a and the liquid 5b have no mechanically movable parts, compared to a mechanical vibration damping mechanism,
It has reliability over time and can be easily maintained and inspected.

また、液体槽の長手方向の少なくとも中央部に
板状のメツシユを垂直方向に液体槽の底部から前
記開放液面上にまで達する形で1枚以上設置する
と共に、液体槽の長手方向両側に板状のメツシユ
を上下方向に積層する形で複数枚それぞれ設置し
たので、メツシユは、液体槽の液体の揺動方向に
おける長手方向両側においては、液体の流動方向
である上下方向に対して直角な形に配置すること
が出来、メツシユの減衰作用を液体に対して効果
的に発揮することが出来る。また、液体槽の中央
部に設置されたメツシユは液体槽の底部から垂直
に設置されているので、同様に、当該部分を流動
する液体に対して直角に配置されることとなり、
ここでもメツシユの減衰作用を液体に対して効果
的に発揮することが出来る。なお、メツシユは、
板状であることから、液体槽内での空間の僅かな
領域しか占有することはなく、液体槽内の大部分
の領域を液体を注入及び揺動する空間として確保
することが出来、液体槽を大型化することなく、
液体に対する十分な減衰能力と、制震動作に十分
な量の液体を確保することが出来る。
In addition, one or more plate-shaped meshes are installed vertically at least in the center of the liquid tank in the longitudinal direction, reaching from the bottom of the liquid tank to above the open liquid surface, and plates are installed on both sides of the liquid tank in the longitudinal direction. Since a plurality of shaped meshes were installed in a stacked manner in the vertical direction, the meshes had a shape perpendicular to the vertical direction, which is the flow direction of the liquid, on both longitudinal sides of the liquid tank in the direction of liquid swing. The damping effect of the mesh can be effectively exerted on the liquid. In addition, since the mesh installed in the center of the liquid tank is installed perpendicularly from the bottom of the liquid tank, it is also placed at right angles to the liquid flowing through that part.
Here too, the damping effect of the mesh can be effectively exerted on the liquid. In addition, Metsuyu is
Because it is plate-shaped, it occupies only a small area of space in the liquid tank, and most of the area in the liquid tank can be secured as a space for injecting and shaking the liquid. without increasing the size of
Sufficient damping capacity for liquid and a sufficient amount of liquid for damping operation can be secured.

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

第1図は本発明による制震装置の一実施例が用
いられた構造物の一例を示す図、第2図は制震装
置の一配置例を示す斜視図、第3図は制震装置の
一実施例を示す平面図、第4図は第3図の制震装
置の正断面図、第5図は制震装置の配置例を示す
斜視図、第6図は第5図の平面図、第7図は制震
装置が用いられる構造物の別の例を示す正面図で
ある。 1……構造物(超高層建物)、5……制震装置、
5a……液体槽、5b……液体、5c……メツシ
ユ、6……構造物(タワー)。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a structure in which an embodiment of the vibration damping device according to the present invention is used, FIG. 2 is a perspective view showing an example of the arrangement of the vibration damping device, and FIG. A plan view showing one embodiment, FIG. 4 is a front sectional view of the vibration damping device shown in FIG. 3, FIG. 5 is a perspective view showing an example of the arrangement of the vibration damping device, and FIG. 6 is a plan view of FIG. FIG. 7 is a front view showing another example of a structure in which a vibration control device is used. 1...Structure (high-rise building), 5...Seismic control device,
5a...Liquid tank, 5b...Liquid, 5c...Mesh, 6...Structure (tower).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 構造物の上部に設置されて当該構造物の振動
を吸収する構造物の制震装置において、 平面形状が長方形に形成された液体槽を有し、 該液体槽に液体を該液体槽内部に開放液面を形
成する形で注入し、 前記液体槽の長手方向の少なくとも中央部に板
状のメツシユを垂直方向に液体槽の底部から前記
開放液面上にまで達する形で1枚以上設置すると
共に、 前記液体槽の長手方向両側に板状のメツシユを
上下方向に積層する形で複数枚それぞれ設置して
構成した構造物の制震装置。
[Scope of Claims] 1. A vibration damping device for a structure that is installed on the top of a structure and absorbs vibrations of the structure, comprising a liquid tank having a rectangular planar shape, and a liquid in the liquid tank. is injected into the liquid tank to form an open liquid surface, and a plate-shaped mesh is placed at least in the longitudinal center of the liquid tank in a vertical direction extending from the bottom of the liquid tank to above the open liquid surface. A vibration damping device for a structure comprising: one or more plate-shaped meshes installed on both sides of the liquid tank in the longitudinal direction; and a plurality of plate-shaped meshes stacked vertically on both sides of the liquid tank.
JP307287A 1987-01-09 1987-01-09 Earthquakeproof device for structure Granted JPS63171964A (en)

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JP307287A JPS63171964A (en) 1987-01-09 1987-01-09 Earthquakeproof device for structure

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JP2526256B2 (en) * 1987-11-17 1996-08-21 清水建設株式会社 Vibration suppression device for structures
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