JPH04118476A - 構造物の制振装置 - 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） 本発明は構造物の制振装置に係るものである。

（従来の技術） 従来この種の制振装置としては、第２図に示すように、
構造初回の屋上階にワイヤ（ａ）を介して重錘ら）を懸
吊し、基礎に設置した地震計（Ｃ）による地震検知信号
を制御装置（ｄ）に入力し、構造物の応答を予知しなが
ら構造物の応答変位と逆方向に油圧ポンプ付アクチュエ
ータ（ｅｌによって、前記重錘（ｂ）を動かして、構造
初回に加わる力を低減する制振装置、第３図に示すよう
に、構造物（２）の屋上階に鋼棒（ｆ）を介して重錘（
匂を懸吊し、基礎に設置した地震針（５）による地震検
知信号を制御装置（ｉ）に入力し、構造初回の応答を予
知しながら構造初回の応答変位と逆方向に油圧ポンプ付
アクチュエータ（ｊ）によって前記重錘（６）を動かし
て、構造初回に加わる力を低減する制振装置、第４図に
示すように、構造初回の最上階に設置したサーボモータ
（ロ）によって駆動回転される螺装（ｅｌに重錘−を螺
装し、基礎に設置した地震計（ｎ）による地震検知信号
を制御装置（Ｑ）に入力し、構造物（２）の応答を予知
しながら応答変位と逆方向にサーボモータ（財）によっ
て重錘に）を動かして、構造物（２）に加わる力を低減
する制振装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 前記第２図に示す制振装置においては、振り子の動きが
円運動の一部であるため、大変形となると幾何学的非線
形になり、アクチュエータ（ｅ）と重錘［有］）との接
続点の構成が困難になるとともに、水平力が弱まる。

また第３図に示す制振装置においては、振り子ｇ：重力
の加速度）で最適なｌにするにはある程度の長さが必要
であり、このため最上階に大きなスペースを要する。

更に第４図に示す制振装置においては、螺装ぜ）と重錘
（ホ）の雄ねじ及び雌ねじの間にゆるみがあるため、高
振動数成分は制御が難かしい。

更に前記アクチュエータの駆動には大きな力を要し、大
きな動力を必要とするために経済的に問題がある。

本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑みて提案され
たもので、その目的とする処は、制御が簡明で確実な構
造物の制振効果が発揮される経済性の優れた制振装置を
提供する点にある。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明に係る制振装置は、
構造物の屋上階に設置された凹型すべり台座に流体浮上
方式によるすべり支承を介して支持され、且つ構造物と
の間に水平ばねが介装されてなる、同構造物の１次固有
周期とほぼ等しい固有周期を有するハイブリッドマス、
同ハイブリッドマス移動用液圧ポンプ付アクチュエータ
、前記すべり台座に流体配管を介して接続されたアキュ
ムレータ、及び制御装置よりなり、同制御装置は地震検
知信号を受けて前記アキュムレータより配管を介して前
記すべり台座に流体を供給し、前記アクチュエータは前
記ハイブリッドマスを構造物の振動と反対方向に滑動せ
しめるように構成されている。

（作用） 本発明は前記したように構成されているので、地震計が
ある程度以上の上下方向の加速度を検知した段階で、こ
の検知信号が入力された制御装置によりアキュムレータ
が＠御され配管を介してすべり台座に流体が供給され同
台座にすベリ支承を介して支持されたハイブリッドマス
が浮上し、水平方向の摩擦力は流体の滑りによるものの
みとなる。

而して同ハイブリッドマスは構造物との間に水平ばねが
介装され、同構造物の一次固有周期とほぼ等しい固有周
期を有するので、同構造物が１次周期で振動すると、前
記ハイブリッドマスが構造物の振動方向と逆方向に振動
し、パッシブな制振効果をもたらす。

更に地震計がある程度以上の水平方向の加速度を検知し
たとき、この検知信号が入力された制御装置によって、
前記液圧ポンプ付アクチュエータで前記ハイブリッドマ
スを地震によって構造物に生じる変形と逆方向に滑動せ
しめ、同ハイブリッドマスをアクティブマスに制御し、
地震力によって生じる構造物の変位と応力を軽減し、地
震時の安全性を高めるものである。

（実施例） 以下本発明を図示の実施例について説明する。

囚は構造物で、最上階に設置された凹型のすべり台座（
］）にハイプリントマス（２）のすべり支承（３）が支
持されている。（４）は流体シールである。

前記ハイブリッドマス（２）と構造初回との間にはコイ
ルばね、板ばね、棒ばね等の水平ばね（５）を介装する
。

ハイブリッドマス（２）の質量をｍ、水平ばね（５）の
剛性をｋとすると、ハイブリッドマス（２）の固有周る
。

（６）はセンサー（７）による地震の検知信号を入力し
、前記ハイブリ・ンドマス（２）、作動用の油圧ポンプ
付アクチュエータ（８）及びアキュムレータ（９）を制
御するコンピュータより構成された制御装置である。

同アキュムレータ（９）は流体配管（１０）を介してす
べ＃′１も応ｍ箇閣麓！！士亭姑セ柄プ２１１地震が生
起して構造初回に入力する際、Ｓ波に比べてＰ波の方が
先にくる。而してＰ波は主に上下動となるので構造物の
被害にはあまり影響がないとされている。Ｓ波は水平方
向の揺れを構造物＾に生起せしめ、被害を発生させる。

而して地震時、前記センサー（７）がある程度以上の上
下方向の加速度を検知すると、同検知信号が制御装置（
６）に入力され、同制御装置（６）からアキュムレータ
（９）に制御信号が発せられ、同アキュムレータ（９）
から流体配管（１０）を介してすべり台座（１）の凹部
に流体が放出され、ハイブリッドマス（２）は浮上して
水平方向の摩擦力は流体の滑りによるもののみとなる。

而して前記ハイブリッドマス（２）は構造初回の１次固
有周期とほぼ等しい固有周期を有するので、同構造動因
が１次周期で振動すると、前記ハイブリッドマス（２）
が構造物（２）の振動方向と逆方向に振動し、パッシブ
な制振効果をもたらす。

次に前記センサー（７）がある程度以上の水平方向の加
速度を感知すると、この検知信号は制御装置（６）に入
力され、同制御装置（６）に予め記憶させておいた構造
初回の振動特性のデータとによって構造初回に生じる力
と変位とを演算して、前記アクチュエータ（９）を制御
して前記ハイブリッドマス（２）を構造初回の変位と逆
方向に滑らせ、同ハイブリッドマス（２）をアクティブ
に制御し、同構造動因に反力を生起せしめ、地震力によ
って生起する構造物の変位と応力とを小さくして、地震
時の安全性を確保する。

（発明の効果） 本発明によれば前記したように、構造物の屋上階ｌこ配
設され、同構造物との間に水平ばねが介装され、同構造
物の１次固有周期とほぼ等しい固有周期を有するハイブ
リッドマスを、同マスのすべり支承を介して屋上階に設
置された凹型すべり台座に支承するとともに、制御装置
及び同制御装置によって制御されるハイブリッドマス移
動用液圧ポンプ付アクチュエータ及びアキュムレータを
配設し、地震時に制御装置によって前記アキエムレータ
より流体配管を介して前記すべり台座に流体を供給し、
ハイブリッドマスを流体によって浮上させるように構成
したことによってハイブリッドマスダンパーによりパッ
シブの制振効果が得られるとともに、アクチュエータに
よるアクティブの制振効果が得られる。

また本発明によれば許容変位が大きくなっても、振り子
のように幾何学的非線形が生起することがなく、構造物
制振装置の制御が簡明になる。

また前記したように、ハイブリッドマスが流体によって
浮上しているので、螺装にアクティブマスが螺装された
従来の制振装置に比して摩擦係数が非常に小さく、制御
が簡明になり、アクティブ制御時におけるアクチュエー
タを動かす電力量も少なく、経済的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る構造物の制振装置の一実施例を示
す縦断面図、第２図及び第３国益に第４図は夫々従来の
構造物の制御装置の各側を示す縦断面図である。 ＾・・・構造物、　　　　　　（１）・・・すべり台座
、（２）・・・ハイブリッドマス、　（３）・・・すペ
リ支承、（４）・・・流体シール、　　　　（５）−・
・水平ばね、（６）・・・制御装置、　　　　　（７）
・・・センサー（８）・・・油圧ポンプ付アクチュエー
タ、（９）・・・アキュムレータ、　　（１０）・・・
流体配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物の屋上階に設置された凹型すべり台座に流体浮上
   方式によるすべり支承を介して支持され、且つ構造物と
   の間に水平ばねが介装されてなる、同構造物の１次固有
   周期とほぼ等しい固有周期を有するハイブリッドマス、
   同ハイブリッドマス移動用液圧ポンプ付アクチュエータ
   、前記すべり台座に流体配管を介して接続されたアキュ
   ムレータ、及び制御装置よりなり、同制御装置は地震検
   知信号を受けて前記アキュムレータより配管を介して前
   記すべり台座に流体を供給し、前記アクチュエータは前
   記ハイブリッドマスを構造物の振動と反対方向に滑動せ
   しめるように構成されたことを特徴とする構造物の制振
   装置。