JPH07139222A - 高層建築物 - Google Patents

高層建築物

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JPH07139222A
JPH07139222A JP29105393A JP29105393A JPH07139222A JP H07139222 A JPH07139222 A JP H07139222A JP 29105393 A JP29105393 A JP 29105393A JP 29105393 A JP29105393 A JP 29105393A JP H07139222 A JPH07139222 A JP H07139222A
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JP
Japan
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vertical
corner
corner cut
cut surface
building
Prior art date
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Pending
Application number
JP29105393A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Tamura
哲郎 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 横風に起因して生じる振動を有効に抑制する
ことができ、高層建築物、特に超高層や超々高層建築物
に適用して好適な構造を提供する。 【構成】 隅角部に平坦かつ鉛直な隅切り面12を形成
し、その隅切り面に、横風の向きを上下方向に変化させ
ることによって縦渦を生ぜしめる縦渦発生器13を上下
方向に所定間隔をおいて複数設置する。縦渦発生器とし
ては、隅切り面より直立しかつ水平面に対して互いに逆
方向に同角度傾斜した状態で上下方向に間隔をおいて対
向配置された一対の平板状の羽根板14,14を採用す
る。また、他の縦渦発生器として、底面が前記隅切り面
に接する状態で取り付けられ、その二側面が隅切り面よ
り直立しかつ水平面に対して互いに逆方向に同角度傾斜
した状態で上下方向に対向している一対の傾斜面となる
三角錐の形態のものを採用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、横風に起因して生じる
振動を抑制し得る構造の高層建築物に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、高層建築物においては横
風に起因して振動が生じることがある。図9は横風によ
り建築物に振動が生じるメカニズムを模式的に示すもの
であって、この図9に示すように、平面形状が単純な四
角形の建築物1に横風Wが吹き付けられると、建築物1
の隅角部で気流の剥離が生じて後流域を形成し、これに
より大きな風力が生み出されるとともに、剥離剪断層の
不安定性から周期性の強い横渦(水平面内における渦)
Sが発生し、それが主要因となって建築物1を横方向に
振動させるような力Fが作用して建築物1に横揺れを生
じさせるのである。
【0003】そのような横揺れが生じると快適な居住性
が損われるばかりか、横渦Sの発生周期が建築物1の固
有振動数にほぼ等しくなって建築物が共振を生じる懸念
があり、そのようなときには建築物1の破壊につながる
ような極めて大きな力が作用するため、従来よりたとえ
ば図9に鎖線で示す如く建築物1の隅角部に隅切りを施
して隅切り面2を形成し、それによって横渦Sの発生を
抑制するといった対策が検討されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、超々
高層と称される数百メートルにも及ぶ高さの建築物の開
発が進められているが、そのような超々高層建築物にお
いては、従来までに実現している一般的な高層建築物に
比して横風の影響も格段に大きなものとなる。すなわ
ち、超々高層建築物においては、高空域の強風を常に受
けること、建築物の形態が自ずと細長いものとなるので
固有振動数が下がり、その結果として横渦Sの発生周期
と共振し易いものとなる懸念がある。このため、たとえ
ば上述したように隅角部に隅切り面2を形成するといっ
た従来一般の高層建築物に適用している手法をそのまま
踏襲することのみでは、横風に起因して生じる振動を有
効に抑制できるものではなく、したがって超々高層建築
物を実現するためには横風に起因して生じる振動を確実
に抑制し得るより有効な手段の開発が急務とされてい
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記事情に鑑み
てなされたもので、隅角部に平坦かつ鉛直な隅切り面を
形成するとともに、この隅切り面に沿って流れる横風の
向きを上下方向に変化させることによって縦渦を生ぜし
める縦渦発生器を前記隅切り面に上下方向に所定間隔を
おいて複数設置してなる高層建築物であって、特に請求
項1に記載の発明においては、縦渦発生器として、前記
隅切り面より直立しかつ水平面に対して互いに逆方向に
同角度傾斜した状態で上下方向に間隔をおいて対向配置
された一対の平板状の羽根板を採用し、また、請求項2
に記載の発明においては、縦渦発生器として、底面が前
記隅切り面に接する状態で取り付けられ、その二側面が
隅切り面より直立しかつ水平面に対して互いに逆方向に
同角度傾斜した状態で上下方向に対向している一対の傾
斜面となる三角錐の形態のものを採用している。
【0006】
【作用】本発明においては、隅角部に形成した隅切り面
に沿って横風が流れるとその下流側において横渦(水平
面内における渦)が生じる。また、隅切り面に沿って流
れる横風の一部は縦渦発生器により上下方向に向きが変
えられてその下流側で縦渦(鉛直面内における渦)が生
じる。そして、それら横渦と縦渦とが干渉し合ってそれ
らは相互に打消されてしまい、結局のところ周期性の強
い渦の発生が有効に防止されて建築物の振動が抑制され
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、図1ないし図3を参照して第1実施例を説
明する。本第1実施例の建築物11は全体として細長い
形状の超高層ないし超々高層建築物であって、その平面
形状は正方形の角部を隅切りした八角形状とされ、この
建築物の隅角部には平坦かつ鉛直な隅切り面12が形成
されている。そして、それらの隅切り面12には縦渦発
生器13が上下方向に所定間隔をおいて複数取り付けら
れている。
【0008】それら縦渦発生器13は、この建築物11
に吹き付けられて隅切り面12の表面に沿って流れる横
風Wの向きを上下方向に変化させ、それによって縦渦V
Sすなわち鉛直面内における渦を生ぜしめるためのもの
である。そして、本第1実施例の建築物11において
は、縦渦発生器13として一対の羽根板14,14が採
用されている。各羽根板14は矩形平板状のもので、い
ずれも隅切り面12より直立し、かつ、水平面に対して
互いに逆方向に同角度(たとえば15度程度)傾斜した
状態で、上下方向に若干の間隔をおいて対向配置されて
いる。なお、各羽根板14の先端部分は、図2に示すよ
うに気流の乱れを防止するために楔形状に加工しておく
ことが好ましい。
【0009】上記のような縦渦発生器13を隅切り面1
2に設置したことにより、本第1実施例の建築物11で
は横風Wに起因する振動を有効に抑制できるものであ
る。すなわち、この建築物11では隅角部に隅切り面1
2を形成しているので既に述べたように横渦Sの発生を
抑制できるが、横渦Sの発生を完全に無くすことはでき
るものではなく図3に示すような横渦Sが発生すること
が避けられず、したがって隅切り面12を形成したこと
のみでは横風Wに起因する振動を無くすことができるも
のではない。
【0010】しかし、この建築物11では隅切り面12
を形成することに加えてそこに縦渦発生器13を設置し
たことにより、隅切り面12に沿って流れる横風Wの一
部は図2に示すように縦渦発生器13の一対の羽根板1
4,14により上下方向に向きを変えられてしまい、そ
の下流側において縦渦VSを発生することになる。する
と、そのようにして発生した縦渦VSと上記の横渦Sと
が干渉して相互に打消し合ってしまい、これにより周期
性の強い渦の発生が防止され、その結果、特に横渦Sが
周期的に生じることに起因していた振動が確実に防止さ
れるのである。
【0011】なお、このような効果は、高空域における
強風を受けたときのみならず低風速時においても同様に
生じるものであり、したがって超々高層建築物のみなら
ず超高層建築物ないし高層建築物とした場合でも同様の
効果が得られる。
【0012】そして、上記の縦渦発生器13は、隅切り
面12に単なる2枚の羽根板14,14を取り付けるの
みのものであり、またその縦渦発生器13は後述する実
験結果からも明らかなように建築物11全体の寸法に比
較すればごく小さなもので十分であり、したがって、こ
のような縦渦発生器13を設置することで建設コストが
著しく増大してしまうことがないことはもとより、特に
目立つようなものでもないので意匠上の制約を受けるよ
うな懸念も少ない。
【0013】次に、図4ないし図7を参照して本発明の
第2実施例を説明する。本第2実施例の建築物21も上
記第1実施例の場合と同様に隅角部に隅切り面22が形
成されているものであるが、本第2実施例においては隅
切り面22に設置されている縦渦発生器23として図7
に示すような楔形状のものが採用されている。
【0014】すなわち、本第2実施例における縦渦発生
器23は、底面23aが二等辺三角形とされているとと
もに頂点23bが底面23aの頂角の直上に位置してい
る斜三角錐の形態のものとされ、頂点23bを風上側に
向けてその底面23aを隅切り面22に接するようにし
て取り付けられることにより、二側面23c,23cが
それぞれ隅切り面22より直立しかつ水平面に対して互
いに逆方向に同角度傾斜する状態で上下方向に対向する
一対の傾斜面となっている。
【0015】このような縦渦発生器23においても、一
対の羽根板14,14を用いた第1実施例における縦渦
発生器13と全く同様に、隅切り面22に沿って流れる
横風Wをその二側面23c,23cにより上下方向に変
化させ、それによってその下流側に縦渦VSを生ぜしめ
て横渦Sを打消し、以て振動を有効に抑制できるもので
あり、第1実施例の場合と同様の効果が得られる。
【0016】以上で本発明の実施例を説明したが、以下
に本発明の有効性を実証するために行った実験について
図8を参照して説明する。 (1)実験条件 風洞気流:一様流、1/6.2勾配流、1/4勾配流 変動風力のデータ処理: 時間刻み 5msec サンプリング 2048×10波 評価時間 約10sec×10 レイノルズ数 5.3×104
【0017】(2)実験モデル(A〜Dの4タイプ) モデルA:断面が正方形状の三次元角柱(図8(a)参
照、B=100mm、高さ=700mm) モデルB:Aに隅切りを形成したもの(図8(b)参照、r
/B=1/6) モデルC:Bに第1実施例の縦渦発生器13を設置した
もの(図8(c)参照、d=2cm、D=8cm、α=15度) モデルD:Bに第2実施例の縦渦発生器23を設置した
もの(図8(d)参照、D=8cm、α=15度)
【0018】(3)実験結果 各実験モデルA〜Dに対し上記の条件にて風洞実験を行
い、6分力計により転倒モーメントを測定し、以下の結
果を得た。 1.縦渦発生器の付加による効果 モデルD(三角錐状の縦渦発生器23を設置したもの)
が空力低減に最も効果的であった。 2.風洞気流の影響 一様流、1/6.2勾配流、1/4勾配流のうち、1/6.2勾配流
の場合が最も効果的であった。 3.縦渦発生器の迎角による影響 モデルC、モデルDのいずれにおいても、縦渦発生器1
3,23の迎角αを変化させても大きな差がなく、効果
が悪化することもない。 4.モデルCにおける縦渦発生器の設置形態による影響 羽根板の相互間隔(d寸法)、縦渦発生器の相互間隔(D
寸法)のいずれを変化させても影響が少ない。 5.モデルCにおける縦渦発生器の形状による影響 羽根板の高さ寸法hを変えた場合、h=2mm(h/B=1/50)以
上であれば効果がある(つまり、縦渦発生器の隅切り面
からの突出寸法hを建築物の幅寸法Bの1/50以上とすれば
有効である)。羽根板の長さ寸法cを変化させても影響
は少ない。
【0019】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
高層建築物は、隅角部に隅切り面を形成するとともに、
その隅切り面に縦渦を生ぜしめるための一対の羽根板か
らなる縦渦発生器、もしくは一対の傾斜面を有する三角
錐状の縦渦発生器を設置した構成であるから、隅切り面
に沿って流れることにより形成される横渦と、縦渦発生
器により形成される縦渦とが相互に干渉しあって打消さ
れてしまい、その結果、横風に起因して生じる振動を確
実かつ十分に抑制することができるという効果を奏し、
しかも、縦渦発生器は極めて簡単な構造かつ小形のもの
で十分であるので縦渦発生器を設置することによるコス
ト増はわずかであるし、隅切り面に設置する上での意匠
的な支障も少なく、超高層ないし超々高層建築物に適用
して特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である高層建築物の外観を
示す部分斜視図である。
【図2】同、部分立面図である。
【図3】同、部分平面図である。
【図4】本発明の第2実施例である高層建築物の外観を
示す部分斜視図である。
【図5】同、部分立面図である。
【図6】同、部分平面図である。
【図7】同建築物において採用している縦渦発生器の外
観を示す斜視図である。
【図8】本発明の有効性を実証するための風洞実験に用
いたモデルを示す図である。
【図9】従来一般の建築物における横渦の発生状況を概
念的に示す平面図である。
【符号の説明】
W 横風 S 横渦 VS 縦渦 11 高層建築物 12 隅切り面 13 縦渦発生器 14 羽根板 21 高層建築物 22 隅切り面 23 縦渦発生器 23a 底面 23c 側面。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 横風による風圧を受けることによって生
    じる振動を抑制し得る構造の高層建築物であって、隅角
    部に平坦かつ鉛直な隅切り面を形成するとともに、この
    隅切り面に沿って流れる横風の向きを上下方向に変化さ
    せることによって縦渦を生ぜしめる縦渦発生器を前記隅
    切り面に上下方向に所定間隔をおいて複数設置してな
    り、該縦渦発生器は、前記隅切り面より直立しかつ水平
    面に対して互いに逆方向に同角度傾斜した状態で上下方
    向に間隔をおいて対向配置された一対の平板状の羽根板
    からなることを特徴とする高層建築物。
  2. 【請求項2】 横風による風圧を受けることによって生
    じる振動を抑制し得る構造の高層建築物であって、隅角
    部に平坦かつ鉛直な隅切り面を形成するとともに、この
    隅切り面に沿って流れる横風の向きを上下方向に変化さ
    せることによって縦渦を生ぜしめる縦渦発生器を前記隅
    切り面に上下方向に所定間隔をおいて複数設置してな
    り、該縦渦発生器は、底面が前記隅切り面に接する状態
    で取り付けられ、その二側面が隅切り面より直立しかつ
    水平面に対して互いに逆方向に同角度傾斜した状態で上
    下方向に対向している一対の傾斜面となる三角錐の形態
    に形成されていることを特徴とする高層建築物。
JP29105393A 1993-11-19 1993-11-19 高層建築物 Pending JPH07139222A (ja)

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JP29105393A JPH07139222A (ja) 1993-11-19 1993-11-19 高層建築物

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015137526A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 株式会社Ihi 長尺構造物
JP2020007844A (ja) * 2018-07-11 2020-01-16 清水建設株式会社 建物
EP3565967B1 (en) 2017-02-15 2021-03-17 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Building structure comprising a vortex generator to reduce induced vibrations

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011120