JPH047473A

JPH047473A - 制振装置

Info

Publication number: JPH047473A
Application number: JP10752990A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Kato; 武彦加藤; Shumei Ueda; 上田　周明; Yuji Haga; 芳賀　勇治; Hisayoshi Ishibashi; 久義石橋; Koichi Kawano; 浩一川野; Norimitsu Hayashida; 林田　則光
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1992-01-10

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
振動可能に吊り下げられる重りと、前記重りの振動運動
を減衰するだめの減衰手段とを含む（特開昭６３−２５
４２４７号）。

（発明が解決しようとする課題）前記制振装置では、前記重りが前記建築物と共振可能で
あるように、前記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、前記重りの重量は、前記建築物
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秒てあり、また、前記重りの振
動周期を約５秒に設定するために必要な前記重りの吊り
部材の長さ、すなわち吊り長さは約６，２ｍである。こ
れは建築物の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前記−層階への前記制振
装置の設置は実質的に不可能である。

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。

（課題を解決するための手段）本発明に係る制振装置は、制振対象物に複数のばね部材
を介して連結され、前記ばね部材のばね力に抗して平面
上を振動可能である第１の重りと、前記第１の重りのた
めの減衰手段と、前記第１の重りに吊り下げられ、前記
平面に垂直な立面内を振動可能である第２の重りと、前
記第２の重りのための減衰手段とを含む。

好ましくは、前記第２の重りの吊り長さを調整するため
の調整手段が設けられる。

また、前記第１の重りは、前記制振対象物に支持されか
つ互いに間隔をおいて平行に配置された複数のローラに
載置することができる。

（発明の作用および効果）本発明によれば、平面上を振動可能な重り（第１の重り
）に、立面内を振子として振動可能の重り（第２の重り
）を吊り下げた結果、本発明の振子式制振装置は二質点
系から成り、この系の振動周期は、−質点系から成る前
記従来の振子式制振装置に比べて長い。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できる。

ところで、従来、平面内を振動可能の前記第１の重りお
よびばね部材と同様の構成を含む一質点系のみから成る
制振装置が用いられていたが、空間を振れ動く前記第２
の重りと異なり、前記第１の重りはこれを支持する支持
手段との間に働く摩擦力に抗して運動しなければならな
いことから、前記制振対象物の揺れが比較的小さいとき
は振動しにくくまた振幅も小さく、制振効果は小さい。

本発明によれば、前記制振対象物の揺れに伴なう前記第
１の重りの振動方向に前記第２の重りの振動に伴なう外
力が付加されることから、前記第１の重りと同様の重り
を有する一質点系の制振装置に比べて、前記第１の重り
はより大きい振幅をもって振動し、したがってより高い
制振効果をもたらす。

また、建築物の固有周期は、その設計時とその完成時と
では異なることが多く、このために当初の設定固有振動
周期の変更の必要が生じる。前記第１の重りと同様の重
りおよびばね部材を含む前記従来の一質点系の制振装置
では、前記設定固有振動周期の変更に伴なう前記装置の
振動周期の変更のために重りの重量とばね部材の強さと
の変更を必要とするが、この変更には実際には煩瑣な作
業を伴なう。しかし、本発明によれば、前記第２の重り
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
、前記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。

（実施例）第１図〜第３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に取り付けられて
いる。制振装置１ｏ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支
持させることができる。また、制振装置１ｏは、地震方
や風力を受けて揺れる建築物１４の最も揺れの大きい場
所である屋−トや、最上階層内に設置することが望まし
い。

図示のフレーム１２は、建築物１４に固定された底部を
有する四つの縦部材１２ａと、矩形状に配置され、縦部
材１２ａをこれらの上部で相互に連結する四つの横部材
１２ｂ、１２ｃとがら成る。

制振装置１０は、平面上を振動可能に配置された第１の
重り１６を含む。矩形の平面形状を有する偏平なブロッ
クから成る図示の第１の重り１６は、互いに平行に配置
され、前記平面を規定する複数のローラ１８に載置され
ている。ローラ１８は、フレームの相対する一対の横部
材１２ｂ間に互いに平行に配置され、他の相対する一対
の横部材１２ｃに固定された支承板２０に回転可能に支
承されている。

第１の重り１６の相対する両側方のそれぞれに複数のば
ね部材、図示の例ではコイルばね２２が互いに平行に配
置されている。各コイルばね２２の両端部は、第１の重
り１６の各側部と、前記フレームの各横部材１２ｃ上に
配置されかつ固定されたこれと平行な支持板２４とに固
定されている。したかりて、重り１６は複数のばね部材
２２を介して建築物１４に連結されでいる。このことか
ら、建築物１４がコイルばね２２の伸長する方角へ揺れ
るとき、第１の重り１６は、コイルばね２２のばね力に
抗して、ローラ１８の回転を伴なって運動することずな
わち振動することができる。コイルばね２２の間には、
これらと平行にダンパ例えば油圧ダンパ２６が配置され
、各油圧ダンパ２６の両端部が第１の重り１６の各側部
と各支持板２４とに連結されている。したがって、油圧
ダンパ２６は第１の重り１６の振動を減衰する減衰手段
の機能を担う。

前記ローラに代えて、静圧軸受、磁気浮上装置等を用い
ることができ、これによれば、第１の重り１６の運動抵
抗をより小さいものとすることができる。

第１の重り１６には、第２の重り２８が、図示のワイヤ
またはロープ、チェーン、棒状部材等から成る複数の吊
り部材３０を介して吊り下げられている。図示の第２の
重り２８は、第１の重り１６と同様に矩形の平面形状を
有するブロックから成るが、第１の重りより大きい厚さ
寸法を有する。

第２の重り２８は、図示の例に代えて、三木以下または
三木以下の吊り部材３０で吊持することができる。互い
に等しい間隔て上下方向に伸びる吊り部材３０の上端部
は、第１の重り１６に設けられた孔（図示せず）を貫通
して伸び、係止部材３２を介して第１の重り１６の頂面
に係止されている。また、各吊り部材３０の下端部は第
２の重り２８にその頂面で枢着されている。これにより
、第２の重り２８は前記平面に垂直な立面内を振動する
ことができる。好ましくは、第１の重り２８がコイルば
ね２２の伸長する前記方角へのみ振動可能であるように
、例えば横部材１２ｂに平行な一対の案内板（図示せず
）を設ける。

第２の重り２８の振動減衰手段として、第２の重り２８
と、前記フレームの各対の縦部材１２ａに固定された支
持板３４との間に一対の油圧ダンパ３６が配置されかつ
これらに連結され”Ｃいる。

油圧ダンパ３６は、二対を配置する図示の例に代えて一
対のみとすることができる。

第１および第２の重り１６．２８の総重量は、建築物１
４の重量の約１％とし、また、二質点系制振装置の一次
有効質量比は０．８以上に設定することが望ましい。建
築物１４の重量が比較的大きく、これに応じた第１およ
び第２の重り１６゜２８の総重量が必要であるときは、
複数台の本装置１０を同じ方角に向けて配置すればよい
。

互いに接続された第１および第２の重り１６゜２８を含
む二質点系の振動周期が建築物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が前記方角に揺れると、両重り１６．２
８が共振する。通常、摩擦抵抗が小さい第２の重り２８
が振動し、次いで第１の重り１６が振動を開始する。両
重りの振動エネルギすなわち建築物１４の振動エネルギ
はその一部を油圧ダンパ２６，３６にょフて吸収さね、
これにより、建築物１４の揺れが緩和される。

また、第１の重り１６は第２の重り２８の振動外力を受
けることから、第１の重りが単独で配置される場合に比
べて、建築物１４に揺れが生じたときの第１の重り１６
の反応すなわち振動するまでの時間は短く、したがって
、より短時間のうちに静止効果が現われる。なお、第１
および第２の重り１６．２８を、例えば図上において右
方に移動させておき、これらの重りを建築物１４が図上
を右方に揺れるときに解き放せば、制振効果をさらに高
めることができる。

本発明によれば、例えば、前記振動周期を約５秒に設定
する場合の吊り部材３０の長さく吊り長さ）は約１．５
ｍとすることができる。この長さは前記従来の振ｆ式制
振装置における吊り長さより小さい。

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が
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、吊り部
材３０の長さを調整するだめの調整手段３日の操作によ
り容易に行なうことがてきる。調整手段３８は、例えば
、レバーブロック、チェーンブロック等から成る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は、本発明に係る制振装置
の正面図、右側面図および平面図である。１０：制振装置、１２：フレーム、１４：建築物、１６．２８：第１および第２の重り、１８二ローラ、２２：コイルばね（ばね部材）、２６．３６：油圧ダンパ（′ｆ！ｉ哀手段）、３０、吊
り部材、３８：調整手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）制振対象物に複数のばね部材を介して連結され、
前記ばね部材のばね力に抗して平面上を振動可能である
第１の重りと、前記第１の重りのための減衰手段と、前
記第１の重りに吊り下げられ、前記平面に垂直な立面内
を振動可能である第２の重りと、前記第２の重りのため
の減衰手段とを含む、制振装置。
（２）前記第１の重りは、前記制振対象物に支持されか
つ互いに間隔をおいて平行に配置された複数のローラに
載置されている、請求項（１）に記載の制振装置。
（３）さらに、前記第２の重り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。