JPH0415353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、大スパンの梁を有して構成される大
スパン架構における制振機構、特に大スパン架構
の上下振動を抑制するのに用いられて好適な大ス
パン架構における上下動制振機構に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

近年、土地の有効利用が問題となつており、こ
の問題の解決策の一つとして、道路や線路あるい
は既存建屋の上部に大スパン構造の人工地盤を構
築する案が提案されている。本出願人等は既に、
トラス梁の下弦材等にプレストレスを導入するこ
となどによりトラス梁の長大スパン化を可能と
し、この梁によつて架構を構築することにより長
大スパンとされた構造物を実現し、提供してい
る。これらの大スパン架構における振動を抑制す
る手段としては、従来、その架構を構成する部材
の寸法や組付けを変えることにより架構全体の剛
性を調整するものであつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の架構全体の剛性調整によ
る振動抑制機構においては、設計段階における架
構全体の剛性の定量的な算定が難しいばかりでな
く、架構の一部に、形状や組付けを変えた特別な
部材を用いる必要があり、設計・構築両面におい
てコスト高となるなどといつた問題があつた。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、
簡単な構造でもつて確実に大スパン架構の上下振
動を緩和・抑制することのできる大スパン架構に
おける上下動制振機構を提供することを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１の発明は、複数の大スパンの梁を有して構
成される大スパン架構における上下動制振機構
を、前記複数の梁のうち少なくとも一組の隣り合
う梁間に、これら梁とほぼ直交する２本の鉄骨梁
を互いに平行に架設し、これら両鉄骨梁の間にこ
れら鉄骨梁に上下それぞれを支持される質量体を
設けたもので、また第２の発明に係る第スパン架
構の上下動制振機構は、上記第１の発明に係る大
スパン架構における上下動制振機構の、２本の鉄
骨梁（内鉄骨梁）の外側に、さらにこれら鉄骨梁
と平行となる鉄骨梁（外鉄骨梁）を架設し、これ
ら内鉄骨梁と外鉄骨梁との間および内鉄骨梁どう
し間の少なくとも一方に、エネルギー吸収装置を
上下方向に設けたものである。

〔作用〕

第１の発明によれば、架構に外力による上下振
動が入力されると、質量体を支持する鉄骨梁が弾
性変形する。質量体の質量と鉄骨梁の剛性を調整
することにより架構に入力されるエネルギーを減
少させることができ、これにより上下振動は抑制
される。また、第２の発明によれば、内鉄骨梁が
弾性変形する際に、エネルギー吸収装置に対して
仕事をする。すなわち、第１の発明に加えて、架
構に入力されるエネルギーの一部がエネルギー吸
収装置に吸収され、架構の上下振動はさらに効果
的に抑制される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。

第１図は第１の発明の一実施例で、本発明を、
人工地盤を構成する大スパン架構に適用した例を
示すものである。この図において全体として符号
１で示すものが大スパン架構である。この大スパ
ン架構１は、柱２と、該柱２に支持されるトラス
構造体３とから構成されている。このトラス構造
体３が、その上面に人工地盤を構成するものであ
る。トラス構造体３はさらに、長大スパンを有す
る複数の梁４，４，…と、梁４の直交方向に延び
てこれら梁４をそれらの両端部でつなぐ桁梁５，
５と、該桁梁５と平行となり、桁梁５と同じく梁
４，４，…をつないで桁行方向に延びるつなぎ梁
６，６，…とにより構成されている。この場合前
記梁４は、平行弦トラスより構成されたものとし
ている。

第２図ａは、上記トラス構造体３を構成する梁
４のうち、ある隣り合う梁４，４を側面から見た
ものである。これら梁４，４を構成する上弦材４
ａ，４ａ端部と下弦材４ｂ，４ｂ端部との間には
梁４，４をつないで前記桁梁５，５がそれぞれ架
設されている。さらに、両桁梁５，５の間には、
梁４，４と直交する、すなわち桁梁５，５と平行
となる鉄骨梁８，８が、互いに間隔をおいて梁
４，４間にわたり架設されている。鉄骨梁８，８
は桁梁５や梁４の端材４ｃよりも断面が小さく、
比較的曲げ剛性の低いものとなつている。そし
て、鉄骨梁８，８の間には、質量体９がその上下
をつか材１０，１０を介して鉄骨梁８，８に支持
されて設けられている。本実施例において質量体
９は、第２図ａおよび同図ｂに示すように鉄骨ト
ラスよりなる枠体１２と、この枠体１２にラスモ
ルタルを付着させて構成されたものとなつてい
る。またこの質量体９は、第２図ａに示されるよ
うにその幅を梁４，４間の寸法よりも小さく形成
されることにより、これら梁４，４による拘束を
受けないように構成されている。ただし、該質量
体９が挙動を生じた際に、この質量体９が桁梁５
の外側には飛び出ることのないように、端材４ｃ
には振れ止め１３が設けられている。そして、前
記鉄骨梁８とこの質量体９とにより構成される振
動系の上下方向の固有振動周期は、それがトラス
構造体３の上下方向固有振動周期と一致するよう
に、それぞれ鉄骨８の剛性および質量体９の質量
を設定されたものとなつている。

次に、上記の如く構成された上下動制振機構の
作用について説明する。

いま、大スパン架構１のトラス構造体３に、外
力による上下振動が入力されたとする。前記質量
体９はその上下を鉄骨梁８のみに支持されたもの
であるから、この鉄骨梁８が曲げ方向に弾性変形
するとと共に質量体９が上下方向の挙動を生ず
る。その挙動は、トラス構造体３の固有振動周期
と同一であり、かつある一定の位相差を伴つたも
のとなるから、これによりトラス構造体３の上下
振動は抑制されるわけである。

このように、上記構成になる制振機構によれ
ば、外力による発生した大スパン架構の上下振動
を、極めて簡単な構成でもつて緩和・抑制するこ
とができる。しかも、この制振機構は、大スパン
架構１を構成する梁４間に構成されるものである
から、その設置場所および設置数量は全く任意に
決定することができる。このことは、本機構を、
前記トラス構造体３の先端部あるいは中央部とい
つた最も振動する部分へ自由に配置することがで
きることであり、極めて効果的である。また、質
量体９としては、無論、上記構成のものに限定さ
れるものではないが、これを上記の如く構成する
ことにより薄形化が可能で、たとえば本機構を壁
体の内部に組み込んで、壁との一体化を図ること
ができる。

第３図ａ，ｂは第２の発明の一実施例を示すも
のである。ここで、説明の簡単のため、上記第１
の発明に係る一実施例として示した制振機構と同
じ構成要素には同符号を付してその説明を省略す
る。

第２の発明に係る大スパン架構における上下動
制振機構は、第４図に示すように、上記第１の発
明に係る大スパン架構における上下動制振機構の
鉄骨梁８，８と桁梁５，５との間に、オイルダン
パ（エネルギー吸収装置）１５，１５が、一端を
鉄骨梁８に固定されかつ他端を桁梁５に固定され
て上下方向に設けられている。ここにおいて、前
記鉄骨梁８が本発明における内鉄骨梁であり、か
つ前記桁梁５が外鉄骨梁である。その他の構成は
上記第１の発明と同じである。

次に、第２の発明の一実施例による上下動制振
機構の作用について説明する。

いま、大スパン架構１のトラス構造体３に、外
力による上下振動が入力されたとする。前記質量
体９はその上下を鉄骨梁８のみに支持されたもの
であるから、この鉄骨梁８が弾性変形して質量体
９が上下方向の挙動を生ずる。この際、この鉄骨
梁８（質量体９）の上下運動エネルギーが前記オ
イルダンパ１５により吸収される。すなわち、ト
ラス構造体３の振動エネルギーの一部がオイルダ
ンパ１５により吸収されるものであるから、トラ
ス構造体３の上下振動は上記第１の発明のものに
比してさらに抑制される。

ところで、大スパン架構１の上下方向の固有振
動周期、とりわけトランス構造体３のそれは、構
造設計上の見地から定められた質量および弾性係
数等により一義的に定まるものである。したがつ
て、上記鉄骨梁８および質量体９、オイルダンパ
１５とにより構成される振動系の上下振動周期
を、鉄骨梁８の曲げ剛性およびオイルダンパ１６
の減衰率を変化させることにより、トラス構造体
３の固有振動周期と同一周期かつトラス構造体３
の固有振動周期と所要の位相差を伴つて振動する
ように設定すれば、上述した振動抑制作用は極め
て効果的なものとなる。

このように、第２の発明に係る制振機構によれ
ば、外力により発明した大スパン架構の上下振動
を、簡単な構成でもつて極めて効果的に抑制する
ことができる。しかも、この制振機構は、第１の
発明のものと同様、大スパン架構１を構成する梁
４間に構成されるものであるから、その設置場所
および設置数量は全く任意に決定することがで
き、また、壁の中に組み込むことにより壁との一
体化を図ることも可能である。

なお、この第２の発明に係る一実施例において
は、鉄骨梁８（内鉄骨梁）に対する外鉄骨梁とし
て桁梁５を利用した構造としたが、外鉄骨梁とし
ては、これを前記つなぎ梁６に代用させてもよい
し、あるいは、必ずしもこれら既存部材を利用せ
ずに、隣り合う梁４，４の上弦材４ａどうし間お
よび下弦材４ｂどうし間に、別設することにより
梁４の任意の位置に設けてもよい。また、上記実
施例ではオイルダンパ１５を、内鉄骨８と外鉄骨
梁（桁梁５）との間に、しかも上下２箇所に取り
付けたものとしているが、これらをどちらか一方
のみに設けたものとしてもよいし、あるいは内鉄
骨梁８，８どうし間に設けてもよく、これらの場
合でも内鉄骨梁８の剛性およびオイルダンパ１５
の減衰率の設定により本実施例と同様の効果を得
ることができる。また、第１の発明、第２の発明
共に、実施例として、本発明を人工地盤を構成す
る大スパン架構に適用した例を示したが、本発明
（第１、第２共）に係る大スパン架構が人工地盤
に限定されるものではないこと、さらに梁４がト
ラス構造のものに限定されるものでないことは言
うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、第１の発明によれば、鉄
骨梁と質量体といつた単純な部材により振動糸が
構成され、これにより大スパン架構に入力された
上下振動を抑制することができる。しかも、この
振動抑制機構は、大スパン架構を構成する梁間に
構成されるものであるから、その設置場所および
設置数量は全く任意に決定することができる上
に、質量体はその形状を自由に決定することがで
きるから薄形化が可能で、本機構を壁体の内部に
組み込んで壁との一体化を図ることもできる。

また、第２の発明によれば、上記第１の発明に
よる効果をくまなく得ることができるのに加え、
エネルギー吸収装置の作用により第１の発明より
さらに効果的な振動抑制作用を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、第１の発明の一実施例
を示すもので、第１図は本実施例に係る振動抑制
機構が設けられる大スパン架構の一部を示す斜視
図、第２図ａは第１の発明の一実施例に係る振動
抑制機構を示す正面図、第２図ｂは同図ａの側面
図。第３図は第２の発明の一実施例を示すもの
で、第３図ａは第２の発明の一実施例に係る振動
抑制機構を示す正面図、第３図ｂは同図ａの側面
図である。 １……大スパン架構、３……トラス構造体、４
……梁、５……桁梁（外鉄骨梁）、８……鉄骨梁
（内鉄骨梁）、９……質量体、１５……オイルダン
パ（エネルギー吸収装置）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の大スパンの梁を有して構成される大ス
   パン架構における上下動制振機構であつて、前記
   複数の梁のうち少なくとも一組の隣り合う梁間
   に、これら梁とほぼ直交する２本の鉄骨梁が互い
   に平行に架設され、これら両鉄骨梁間にこれら鉄
   骨梁に上下それぞれ支持される質量体が設けられ
   てなる大スパン架構における上下動制振機構。 ２ 複数の大スパン梁を有して構成される大スパ
   ン架構における上下動制振機構であつて、前記複
   数の梁のうち少なくとも一組の隣り合う梁間に、
   これら梁とほぼ直交する外鉄骨梁が互いに平行に
   架設され、さらにこの外鉄骨梁間に、該外鉄骨梁
   と平行となる２本の内鉄骨梁が間隔を隔てて架設
   され、これら２本の内鉄骨梁の間にこれら内鉄骨
   梁に上下それぞれを支持される質量体が設けられ
   ると共に、前記外鉄骨梁と前記内鉄骨梁との間、
   および前記内鉄骨梁どうし間の少なくとも一方に
   は、内鉄骨梁の変形エネルギーを吸収するための
   エネルギー吸収装置が設けられてなる大スパン架
   構における上下動制振機構。