JPH0416680A - 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、風圧力や地震力のような外力を受けて揺れる
建築物のような制振対象物の揺れを緩和するための制振
装置に関する。

（従来の技術） 従来、共振現象を利用して建築物の揺れを緩和する振子
式制振装置が知られている。この制振装置は、建築物に
揺動可能に吊り下げられる剛体から成る重りと、前記重
りの揺動運動を減衰するための減衰手段とを含む（特開
昭６３−２５４２４７号）。

（発明が解決しようとする課２！ｌり 前記従来の制振装置では、重りが建築物と共振可能であ
るように、重りの振動周期が建築物に固有の振動周期に
合致され、また、重りの重量は、建築物の重量の約１％
が望ましいとされている。

建築物の固有振動周期は、例えば鉄骨造の建築物の場合
、建築物の階数に０．１を乗じた値にほぼ等しいとされ
ている。これによれば、例えば５０階建ての超高層建築
物の固有振動周期は約５秒であり、また、重りの振動周
期を約５秒に設定するために必要な重りの吊り部材の長
さ、すなわち吊り長さは約１ｉ、２＋ｎである。これは
建築物の一層階の高さ寸法を越える長さであり、したが
って、高層の建築物における一層階への振子式制振装置
の設置は実質的に不可能である。

したがって、本発明の目的は、振子式制振装置における
重りの吊り長さを低減することにある。

（Ｂ題を解決するための手段） 本発明に係る振子式制振装置は、制振対象物に揺動可能
に吊り下げられた同調液体ダンパな含む。

本発明は、さらに、前記同調液体ダンパの吊り長さを調
整するための調整手段または前記同調液体ダンパの揺動
運動を減衰するための減衰手段を含む。

（発明の作用および効果） 本発明によれば、揺動可能の同調液体ダンパを構成する
液体と、前記液体を収容する容器とが建築物に対する重
りすなわち振動体をそれぞれ構成する。二つの振動体す
なわち二質点系の振動体から成る振子式制振装置の振動
周期は、装置全体の変位が前記液体の容器に対する変位
と、前記液体の前記建築物に対する変位とを足し合わせ
たものとなるため、前記従来の一質点系の振動体から成
る振子式制振装置の振動周期に比べて長い。このことか
ら、本発明の装置では、同じ振動周期を得るのに、前記
従来の装置におけるより短い吊り長さとすることがてき
る。

建築物の固有振動周期はその設計時とその完成時とては
異なることか多く、これに応して、制振装置の当初の設
定振動周期もまた変更する必要があった。本発明によれ
ば、前記同調液体ダンパの吊り長さをその調整手段によ
って調整することにより、振動周期の変更または微調整
を容易に行なうことができる。

ところで、本発明の装置の一部をなす同調液体ダンパは
、従来、建築物の制振のためにこれが単独で建築物に載
置されていたが、建築物の高さが高いほどすなわち建築
物の固有振動周期が大きいほど、前記同調液体ダンパ、
例えばスロッシング・ダンパでは外径の大きい容器を必
要とし、また、例えば液柱管ダンパでは長さの大きいＵ
字管を必要とした。容器の大型化は、建築物に大きい揺
れが生じたときに液体が容器の頂部に当たり、このため
にその波形が乱れその挙動が非線形的になることを防止
するためにも要請された。さらに、完成時の建築物の前
記固有振動周期の変更に伴なう制振装置の振動周期の変
更は液体量の増減によるため、効果的な制振作用を得る
ために必要な制振装置の重量が変動するおそれがあった
。

本発明の制振装置は、前記従来の同調液体ダンパのみか
ら成る制振装置の固有振動周期より長い固有振動周期を
有する。このことから、前記同調液体ダンパの液体の収
容容器の大きさ、したがって、また、同調液体ダンパの
重量を変えることなしに、高い建築物に適用することが
できる。また、前記吊り長さの変更により、同調液体ダ
ンパの液体の容量を変えることなしに、しかも容易に、
制振装置の振動周期を変更することができる。

前記同調液体ダンパの揺動運動はこれを減衰するための
減衰手段を設けることによってさらに減衰効果を高める
ことができる。

（実施例） 第１図および第２図を参照すると、全体を符号１０で示
す本発明に係る振子式の制振装置が、フレーム１２を介
して、制振対象物の一例である建築物１４に設置されて
いる。制振装置１０は、フレーム１２を介在させること
なしに、建築物１４の構成部材である梁や床スラブに設
置することかできる。制振装置１０は、地震力や風力を
受けて揺わる建築物１４の最も揺れの大きい場所である
屋上や、最上階層内に設置することが望ましい。

制振装置１０は、スロッシング・ダンパ（図示せず）、
図示の液柱管ダンパ等から成る同調液体ダンパ１６を含
む。前記同調液体ダンパの一つである前記液柱管ダンパ
１６は台１８上に配置、固定されており、台１８は、四
つの吊持手段１９を介して、−の仮想立面に沿って矢印
Ｘ方向へ揺動可ＯＬにフレーム１２に水平に吊り下げら
れている。同調液体ダンパ１６は、台１８を介すること
なしに直接に任意の吊持手段で揺動可能にフレーム１２
に吊り下げることができる。

図示の液柱管ダンパ１６は、多数の山形鋼２０ａと多数
の鋼板２０ｂとで形成され、第１図でみてＵ字形状を有
する容器２０を含み、容器２０内に水のような液体２２
が収容されている。液柱管ダンパ１６が台１８とともに
揺動するとき、容器２０の両柱状部における液面の高さ
位置が変動する。すなわち、液体２２が振動する。

液体２２の振動振幅は、液体２２の容器２０に対する移
動抵抗のために減衰される。より大きい減衰効果を得る
ために、容器２０の前記両柱状部間にオリフィス（図示
せず）を設けることができる。

図示の台１８は複数のＨ形鋼を縦横に組んでなり、また
、各吊持手段１９は一端部がフレーム１２および台１８
にそれぞれ枢着された上下一対の鋼棒１９ａと、両鋼棒
１９ａの他端部を相互に連結すべくこれらに螺合された
ターンバックル１９ｂとから成る。

各鋼棒１９ａの一端部の枢着のため、図示の例では、各
鋼棒１９ａの一端部に板部材２４ａが固定され、かつ、
フレーム１２および台１８のそれぞれに板部材２４’ａ
の一部を受は入れる互いに間隔をおかれた一対のブラケ
ット２４ｂが固定され、両ブラケットと板部材２４ａと
がピン（第１図）２４Ｃで互いに連結されている。言う
まで′もなく、板部材２４ａとブラケット２４ｂとは前
記仮想立面と平行である。

ターンバックル１９ｂは、台１８したがって液柱管ダン
パ１６の高さ位置または吊り長さを調整するためにあり
、前記吊り長さの調整量は両鋼棒１９ａに対するターン
バックル１９ｂの回転操作量によって定まる。

長さ調整手段である前記ターンバックルは必ずしも必要
ではない。しかし、前記調整手段を設けることにより、
前記吊り長さの調整したがって台１８の振動周期の調整
を容易に行なうことができる。

制振装置１０の重量すなわち液柱管ダンパ１６、台１８
および吊持手段１９の総重量は、好ましくは、建築物１
４の重量の約１％に設定される。建築物１４の重量が比
較的大きい場合には、台１８上に複数の液柱管ダンパ１
６を重ねて配置、固定し、あるいは、複数の制振装置１
０を互いに平行に設置することにより、前記１％の重量
を確保することができる′。

本発明の制振装置１０の液柱管ダンパ１６内の液体２２
と、台１８および容器２０とが、それぞわ、振動体を構
成する。したがって、制振装置１０は、液体２２が容器
２０および建築物１４のそれぞれに対して変位（振幅）
し得る二質点系の振動体である。このため、制振装置ｌ
Ｏによれば、建築物１４に載置される液柱管ダンパ１６
のみから成るまたは建築物１４に吊持される台１８のみ
から成る一質点系の振動体を有する制振装置に比べて長
い振動周期が得られる。このことから、本発明の装置１
０では、−質点系の制振装置と比べて、同じ振動周期を
得るのに、より短い吊り長さとし、あるいは、より小さ
い容器とすることができる。−例として、装置１０を約
６秒の固有振動周期を有する建築物に適用する場合、前
記吊り長さを一層階の高さ寸法（約３〜４ｍ）以下とす
ることができる。

前記二質点系の振動体の一次振動周期が、建築物１４の
固有振動周期と合致するように設定される。その結果、
地震力や風圧を受けて建築物１４か前記Ｘ方向に揺れる
とき、液柱管ダンパ１６と台１８とが共振する。この共
振エネルキすなわち建築物１４の振動エネルギはその一
部が液柱管タンパ１６によって吸収され、これにより、
建築物１４の揺れか緩和される。必要に応じて、台１８
の揺動または振動エネルギを吸収するための油圧ダンパ
２５を設置することがてきる。油圧ダンパ２５は、台１
Ｂの両側または片側に水平に配置し、台１８とフレーム
１２とに連結することがてきる。

建築物１４の完成時の重量は、内装材、仕切り壁等に関
する設計変更のため、設計当初の重量とは異なることか
多い。この重量の変更に伴なう建築物１４の固有振動数
の変化に対応した装置１０の振動周期の変更は、吊持手
段１９の長さを調整するための調整手段１９ｂの操作に
より、液柱管ダンパ１６の重量の変更すなわち液体２２
の増減なしに行なうことができる。

なお、前記一対の鋼棒に代えて一対のワイヤローブ、一
対のチェーン等で構成するすることができる。この場合
、前記調整手段として、前記ターンバックルに代えて、
例えば、チェーンブロックとすることができる。さらに
、各吊持手段は前記調整手段を介在することなしに−の
鋼棒、のワイヤローブ、−のチェーン等で構成すること
ができる。さらに、前記吊持手段の数量を三または五以
上に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明に係る制振装置の正面図
および右側面図である。 １０：制振装置、　　　１２：フレーム、１４：建築物
、　　　　１６：液柱管ダンパ、１８：台、　　　　　
　１９：吊持手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）制振対象物に揺動可能に吊り下げられた同調液体
   ダンパを含む、制振装置。
2. （２）さらに、前記同調液体ダンパの吊り長さを調整す
   るための調整手段を含む、請求項（１）に記載の制振装
   置。
3. （３）さらに、前記同調液体ダンパの揺動運動を減衰す
   るための減衰手段を含む、請求項（１）に記載の制振装
   置。