JPH0463186B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は土木、建築の分野において、地震や
風等、構造物に作用する振動外力の影響を低減さ
せるための振り子式動吸振器に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第２図ａは一般的な動吸振器のモデルを示した
もので、マス（質量ｍ）をバネ（バネ定数ｋ）と
ダンパー（減衰定数ｃ）で構造物（質量Ｍ、バネ
定数Ｋ）につなぎ、マスの方に振動を吸収させる
ことにより構造物の振動を低減させることができ
る。

これに対し、出願人は特願昭62−087520号にお
いて、バネ式に比べ振動周期の調整が簡単な振り
子式動吸振器を提案している。第２図ｂはこのよ
うな振り子式動吸振器（以下、従来型の振り子式
動吸振器と呼ぶ）をモデル的に示したものであ
る。

第２図ａの形式の動吸振器では、マスの振動周
期は、 Ｔ＝2π√ であり、建物の固有周期（または固有振動数）と
動吸振器のマスの振動周期（または振動数）を調
整して共振するようにする場合、バネ定数ｋまた
はマスの質量ｍによつて調整することになる。こ
れに対して、振り子式動吸振器の振動周期は、 Ｔ＝2π√ ｌは振り子の長さ ｇは重力加速度 であり、長さｌの調整、すなわち吊り材の長さの
調整により振動周期（または振動数）を調整し、
建物と共振させることができる。

例えば、雇用周期が1.0秒前後の建物では上の
式より、ｌ＝25cm前後とすれば良いことになる。

動吸振器の設計は 装置の周期設計（構造物の周期に合せる） 装置の減衰設計 とからなり、振り子式動吸振器の場合、の周期
設計は上述のように振り子の吊り長さの決定によ
り行われ、の減衰設計については種々の減衰機
構（粘性流体の抵抗の利用、水のスロツシングの
利用等）を付与することにより行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

振り子式動吸振器の場合、設計周期と吊り長さ
は１対１に対応しており、吊り長さは設計周期の
２乗に比例して長くなる。従つて、高層ビル等の
ように設計周期が長くなる場合には、振り子の必
要吊り長さが非常に長くなり、装置が巨大化し、
実現が不可能となる。

この発明は上述のような従来型の振り子式動吸
振器の欠点を解決することを目的として開発され
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

以下、この発明の概要を説明する。

この発明の動吸振器は後述するように振り子の
吊り方を多段式することにより、長周期のもので
も比較的コパクトに収まるよう工夫したものであ
る。すなわち、第１吊り材３を介して振り子マス
１を吊支持する第１フレーム２を、第２フレーム
４の内側に設け、第２吊り材５を介して第２フレ
ーム４に吊支持させる構造とすることにより、振
り子マス１の振動周期を長くすることができる。
簡単のため、いま第１フレーム２の重量が振り子
マス１の重量に比べ十分小さい場合、これを無視
して考えると、振り子マス１の振動周期は上記第
１吊り材３と第２吊り材５の合計の長さを有する
吊り材で吊り支持された振り子と同一の振動周期
となる。従つて、この発明では第１フレーム２の
第１吊り材３取付け位置と第２吊り材５に取付け
位置との間に高さ方向の段差を設け、これにより
長周期の振り子をコンパクトな形に収めている。

このような多段吊り形式は上述の２段に限られ
ず、同様に複数段の吊り形式を採用することによ
り、より長周期の振り子をコンパクトに収めるこ
とができる。

振り子マス１の振動は装置に設けられた、減衰
手段により減衰される。減衰手段としては粘性体
を使用したものやその他種々の形式のダンパーを
用いることができる。

振り子マス１は構造物本体と共振することによ
り、構造物の振動を吸収し、この振り子マス１の
振動を減衰手段により減衰させて、地震、風等に
よる建物の被害を防止することができる。

振り子マス１の質量については、従来の動吸振
器と同様に考えることができ、例えば建物重量の
１／５０あるいは1/100程度の質量を有する重りを利
用することができる。

吊り材についても特に限定する必要はなく、ワ
イヤー、鎖あるいは棒材等が利用でき、端部の連
結部分はピンあるいはユニバーサルジヨイント等
が望ましい。また、吊り材は振り子マス１の回転
を生じさせないために、複数本用いた平行吊りが
望ましい。

〔実施例〕

第１図はこの発明の多段振り子式動吸振器の一
実施例を示したもので、円盤状の外形を有し、複
数重ねて使用することも可能である。

振り子マス１は取付板６上に固定され、第１吊
り材３により内側の第１フレーム２に支持されて
いる。また、第１フレーム２は第２吊り材５によ
り外側の第２フレーム４に支持された二段吊り形
式となつている。第１図の実施例は簡単のため、
二段吊り形式としているが、同じ原理で容易に三
段以上の多段吊り形式とすることもできる。

いま、第１吊り材３の長さをl₁、第２吊り材５
の長さをl₂とする。第１フレーム２の重量を振り
子マス１の重量に比べて十分小さく設計すれば、
この装置の固有周期は次式で表される。

ｇは重力加速度 これは、l₁＋l₂の吊り長さを有する従来型振り
子式動吸振器の周期と同じ値となる。

いま、l₁＝l₂となるようにすれば、従来型振り
子式動吸振器に比べて、高さ方向の寸法を約1/2
（ｎ段吊りの場合は約１／ｎ）に圧縮することが
でき、構造物内の配置計画に大きな自由度を生み
出すことができる。

振り子マス１の下部には抵抗板７が突出してお
り、粘性流体９中に没している。抵抗板７と粘性
流体９との間に生じる粘性抵抗を利用して、装置
に減衰を付与することができる。減衰を付与する
方法としては、他に振り子マス１の位置に水槽を
取付けたり、振り子マス１と外側のフレーム４と
の間を粘弾性体で接続したりする方法等が考えら
れる。

〔発明の効果〕 重りを振り子式に振動させる構造としたた
め、建物と共振させるための周期の調整が従来
のバネ式に比べ、はるかに簡単であり、効果的
な振動吸収が期待できる。

多段式の振り子とすることにより、動吸振器
全体の高さを増すことなく、長周期とすること
ができ、長い固有周期を有する構造物の振動減
衰にコンパクトの装置で対処し、大きな効果を
期待することができる。

動吸振器の高さを低く抑えることができるの
で、積み重ねて使用する等、設置スペースの有
効利用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面斜視
図、第２図ａ，ｂは従来の動吸振器と振り子式動
吸振器をモデルとして示した図である。 １……振り子マス、２……第１フレーム、３…
…第１吊り材、４……第２フレーム、５……第２
吊り材、６……取付板、７……抵抗板、８……粘
性流体槽、９……粘性流体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 上部より第１吊り材を介して振り子マスを吊
   支持する第１フレームと、該第１フレームの外側
   に設けられ第２吊り材を介して前記第１フレーム
   の下部を吊支持する第２フレームと、前記振り子
   マスの振動を減衰させる減衰手段とからなる多段
   振り子式動吸振器。 ２ 第２フレームの外側には１または２以上のフ
   レームが設けられ、それぞれ吊り材を介して内側
   のフレームの下部を吊支持している請求項１記載
   の多段振り子式動吸振器。 ３ 減衰手段は粘性流体を充填してなる粘性流体
   槽と振り子マスの下方に取り付けられ、前記粘性
   流体中に水平に保持される低抗板とからなる請求
   項１または２記載の多段振り子式動吸振器。