JPH0828093A - 制振構造物 - Google Patents

制振構造物

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JPH0828093A
JPH0828093A JP16158494A JP16158494A JPH0828093A JP H0828093 A JPH0828093 A JP H0828093A JP 16158494 A JP16158494 A JP 16158494A JP 16158494 A JP16158494 A JP 16158494A JP H0828093 A JPH0828093 A JP H0828093A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来に増して高い制振効果を発揮する制振構
造物を提供する。 【構成】 主架構1とその内部に設けられた副架構5と
を有し、主架構1の内周に上方に向けて凹型の座11a
を周設し、座11aに、副架構5の最上部の床版6の周
縁部をローラー12を介して支持するようにして構成さ
れることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、地震、風等による振動
に対して高い制振効果を有する制振構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】制振構造物は、地震や風等により生じる
構造物の振動を減衰する手段を備える構造物であり、近
年、様々の提案が行なわれている。その提案の内の一つ
に、特にメガ架構形式の高層構造物に適用される制振構
造物がある。
【0003】高層構造物は、特に超々高層の場合に、通
常用いられる骨組に比してスパン、階高、断面寸法が際
立って大きい主架構(メガストラクチャー)を用いたメ
ガ架構形式を取ることが多い。その設計は、風荷重が支
配的となる場合が多いため、主架構の変形をほぼ弾性範
囲内に納める設計となる。従って、構造物の内部減衰は
非常に小さいものとならざるを得ず、地震および風に対
しては過大な応答を示してしまうこととなる。そこで、
その問題解決の一案として、構造物の層間変位を利用し
た制振装置を高層構造物に付加することが容易に想起さ
れる。しかし、高層構造物では、柱の軸伸縮による曲げ
変形が支配的となるため層間変形が発生しにくいので、
そうした制振装置を付加しても高い制振効果が期待でき
ない。
【0004】そこで、その有効な解決案として近年提案
されることとなったのが、特開平1−247667号公
報、特開平2−194279号公報に開示されているよ
うな制振構造物である。この制振構造物では、図7に示
すように、主架構101から、副架構102を構成する
床103や梁を吊り下げるとともに、この床103や梁
と主架構101との間にダンパーを介装して、副架構1
02と主架構101間の水平方向の相対振動を減衰する
ようにしている。よって、主架構101の層間変形が無
くとも、高い制振効果を発揮することが出来る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そのよ
うな制振構造物においても次のような解決すべき課題を
有している。即ち、最近、副架構の固有周期を従来より
長くした方が更に高い制振効果を発揮出来ることが分っ
ている。しかし、上述のような制振構造物では、副架構
が主架構から吊支されていることから、副架構の固有周
期Tは吊り長さlで決定されてしまう。これは、数1か
ら明らかである。尚、gは、重力加速度、πは、円周率
である。
【数1】 例えば、6秒を越えるような長い周期を実現するには、
約10メートル以上の長大な吊り長さを必要とするが、
主架構から副架構を吊支しているという構造上の制約か
ら、そのように吊り長さを伸ばすことは実質的に困難で
ある。よって、従来の制振構造物は、更なる制振効果の
向上の要望に応えることが出来ない。
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、従来に増して
高い制振効果を発揮する制振構造物を提供することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の制振構造
物は、主架構と該主架構内部に設けられた副架構とを有
し、前記主架構の内部には、上方に向けて凹型の球面状
又は傾斜面状の座が設けられ、前記座には、副架構が、
球状又はローラー状の支承部材を介して支持され、前記
副架構には、該副架構の振動を制振する制振手段が設け
られていることを特徴とする。
【0008】請求項2記載の制振構造物は、請求項1記
載の制振構造物において、前記副架構が、該副架構の周
縁部で複数の前記座及び前記支承部材によって支持され
ていることを特徴とする。
【0009】請求項3記載の制振構造物は、請求項1又
は2記載の制振構造物において、前記副架構には、前記
座に対応する位置に下方に向けて凹型の球面状又は傾斜
面状の受けが設けられ、前記副架構は、前記受けにより
前記座に前記支承部材を介して支持されていることを特
徴とする。
【0010】請求項4記載の制振構造物は、主架構と該
主架構の内部に設けられた副架構とを有し、前記副架構
は、上下に並んだ複数の床部材を備え、前記各床部材
は、その上方の床部材からそれぞれ吊支され、最上部の
前記床部材は、前記主架構に弾性部材を介して水平方向
に相対振動自在に支持され、前記副架構には、該副架構
の振動を制振する制振手段が設けられていることを特徴
とする。
【0011】請求項5記載の制振構造物は、請求項4記
載の制振構造物において、前記副架構が、該副架構の周
縁部で複数の前記弾性部材によって支持されていること
を特徴とする。
【0012】
【作用】請求項1記載の制振構造物によれば、上方に向
けて凹型の球面状又は傾斜面状の座に、副架構が、球状
又はローラー状の支承部材を介して支持されているの
で、主架構に対して副架構が水平方向に振動すると、副
架構は、座にガイドされて、水平方向に移動すると共に
上方又は下方に移動する。従って、副架構は、見掛け
上、振り子運動をすることが出来、その振り子運動の見
掛け上の吊り長さは、座の曲率又は傾斜角度を適宜に設
定することにより限りなく長くすることが出来る。よっ
て、副架構の固有周期を長くとることが出来るように作
用する。
【0013】請求項2記載の制振構造物によれば、上記
作用に加えて、副架構の支持を好適に行なうことが出来
るように作用する。
【0014】請求項3記載の制振構造物によれば、上記
作用に加えて、座に対応する位置に設けられた下方に向
けて凹型の球面状又は傾斜面状の受けにより、副架構の
振り子運動をよりスムースにするように作用する。
【0015】請求項4記載の制振構造物によれば、従来
は副架構の振り子運動の支点であった最上部の床部材
が、主架構に弾性部材を介して水平方向に相対振動自在
に支持されることにより、水平方向に振動するので、見
掛け上、その振り子運動の支点を最上部の床部材より上
方に位置させることが出来る。よって、振り子運動の見
掛け上の吊り長さを、従来より長くすることが出来るの
で、副架構の固有周期を長くとることが出来るように作
用する。
【0016】請求項5記載の制振構造物によれば、請求
項4記載の制振構造物に示す作用に加えて、副架構の支
持を好適に行なうことが出来るように作用する。
【0017】
【実施例】図1は、本発明の制振構造物の一実施例を示
す図であり、制振構造物100は、柱2及び梁3等によ
り構成された主架構1と主架構1内部に設けられた副架
構5とを有している。主架構1上部の内周には、複数の
台座部材11、11が周設されており、各台座部材1
1、11は、主架構1の内方に向けて突設されている。
また、各台座部材11、11の上面には、主架構1の上
方に中心CPを有する仮想球Bの球面の切片を形作る座
11aが形成されている。尚、上面11aは、主架構1
の内方に傾斜した傾斜面であってもよい。
【0018】また、副架構5は、上下に並んだ複数の床
版6、7、8を有しており、各床版7、8は、その上方
の床版6、7からサスペンション材9により吊支されて
いる。そして、最上部の床版6は、その周縁部の下面に
より、ローラー12を介して、台座部材11、11の座
11a、11a上に、その座11a、11aに沿って振
動自在に支持されている。尚、ローラー12に替えて、
球状の支承部材を設けてもよい。
【0019】また、各床版6、7、8と主架構1との間
には、それぞれ、ダンパー13が設けられている。尚、
ダンパー13を用いず、床版6、7、8に、付加振動体
を床版6、7、8の振動を減衰させるように振動させる
ことにより制振効果を発揮する制振装置やアクアダンパ
ー等の制振手段を設けてもよい。
【0020】制振構造物100は、以上のような構成を
有するので、副架構5の最上部の床版6の周縁部が、ロ
ーラー12又は球状の支承手段を介して、主架構1の台
座部材11、11の座11a、11aに支持されている
ことから、通常は、副架構5を、主架構1内の所定の位
置に好適に支持することが出来る。
【0021】次に、地震や風等の外力により主架構1が
振動した場合には、副架構5の最上部の床版6は、台座
部材11、11の座11a、11aに沿って、主架構1
に対して相対的に振動することが出来るので、各ダンパ
ー13の弾性及び減衰性を適宜に調整しておくことによ
り、床版6は、制振構造物100の外部から見て振動し
ないようにすることが出来る。
【0022】また、台座部材11、11の座11a、1
1aが、主架構1の上方に中心CPを有する仮想球Bの
球面の切片を形作っているか、又は、主架構1の内方に
傾斜した傾斜面であるので、最上部の床版6は、台座部
材11、11の座11a、11aにガイドされて、水平
方向に移動すると共に上方又は下方に移動する。従っ
て、床版6は、見掛け上、仮想球Bの主架構1の上方に
位置する中心CPを支点とした振り子運動(又はそれに
類似した運動)をすることが出来、その振り子運動の見
掛け上の吊り長さは、台座部材11の座11aの曲率又
は傾斜角度を適宜に設定することにより限りなく長くす
ることが出来る。よって、最上部の床版6の固有周期を
従来に比して長くとることが出来る。
【0023】また、最上部の床版6の下に吊支された床
版7、8は床版6を支点として振り子運動をする。そし
て、その支点である最上部の床版6は、上述のように振
り子運動をするのであるから、各ダンパー13の弾性及
び減衰性を適宜に調整しておくことにより、床版7、8
は、最上部の床版6と同一の点、即ち、仮想球Bの中心
CPを支点として、振り子運動をすることが出来る。よ
って、床版7、8を含めた副架構5全体の固有周期を従
来に比して長くとることが出来る。従って、従来に増し
て高い制振効果を発揮することが出来る。
【0024】更に、最上部の床版6は、その周縁部によ
り、主架構1の台座部材11、11の座11a、11a
に支持されているので、その支持が安定している。これ
により、高い制振効果の発現を可能とすることが出来
る。
【0025】また、ダンパー13は、主架構1の振動を
減衰することが出来、また、主架構1の振動が収束した
後には、副架構5の床版6、7、8に残った振動を迅速
に減衰することが出来る。
【0026】尚、上記実施例では、最上部の床版6をの
み、台座部材11の座11aにより振り子運動をするよ
うに支持したが、図2に示す制振構造物100Aのよう
に、床版7、8も、ローラー12又は球状の支承部材を
介して最上部の床版6同様に座11aの形成された台座
部材11により支持してもよいことは勿論である。これ
により、床版7、8が確実に所定の点を支点とした振り
子運動を行なうようにすることが出来る。
【0027】また、図1及び図2の制振構造物100、
100Aにおいては、床版6、7、8の周縁部の下面を
水平面としたが、その周縁部を座11aに沿う球状の凸
面又は傾斜面としてもよい。これにより、副架構5の振
り子運動をよりスムースにすることが出来るので、振動
に対する副架構5の応答を軽敏にすることが出来る。よ
って、制振効果の一層の向上を図ることが出来る。
【0028】図3、図4は、本発明の制振構造物の別の
実施例を示す図であり、制振構造物100Bは、上述の
制振構造物100、100Aにおいて、台座部材11の
上面に上述のような座11aを設けず、その上面に、上
面が球面状又は中央に傾斜した傾斜面状の凹面となるよ
うに成形された円盤状の座15を設置し、床版6、7、
8の周縁部の下面において座15に対応する位置に、下
面が球面状又は中央に傾斜した傾斜面状の凹面となるよ
うに成形された円盤状の受け16を設置し、その座15
と受け16とを鋼球17を介して水平方向に振動自在に
設けることにより、床版6、7、8を主架構1に対して
相対振動自在に設けて構成されている。
【0029】よって、地震や風等の外力により主架構1
が振動した場合には、床版6、7、8は、鋼球17を介
して台座部材11、11の座15、15及び床版6、
7、8の受け16にガイドされて、水平方向に移動する
と共に上方又は下方に移動する。従って、床版6、7、
8は、見掛け上、振り子運動(又はそれに類似した運
動)をすることが出来、その振り子運動の見掛け上の吊
り長さは、台座部材11の座15の凹面及び床版6、
7、8の受け16の凹面の曲率又は傾斜角度を適宜に設
定することにより限りなく長くすることが出来る。よっ
て、床版6、7、8の固有周期を従来に比して長くとる
ことが出来るので、従来に増して高い制振効果を発揮す
ることが出来る。
【0030】また、台座部材11に凹面を有する座15
を設けるだけでなく、床版6、7、8には、凹面を有す
る受け16を設けたので、副架構5(即ち、床版6、
7、8)の振り子運動をよりスムースにすることが出来
る。よって、振動に対する副架構5の応答を軽敏にする
ことが出来るので、制振効果の一層の向上を図ることが
出来る。
【0031】図5は、本発明の制振構造物の更に別の実
施例を示す図であり、制振構造物100Cは、図1に示
す制振構造物100において、台座部材11の上面に上
述のような座11aを設けず、その上面に、図5に示す
ように、積層ゴム18を設置し、その積層ゴム18上
に、床版6の周縁部を設置して、最上部の床版6を主架
構1に対して水平方向に相対振動自在に設けて構成され
ている。また、図5においては床版6の下方には、床版
7、8、19の三枚の床版が吊支されている。
【0032】よって、地震や風等の外力により主架構1
が振動した場合には、従来は副架構の振り子運動の支点
であった最上部の床版6が、主架構1に対して積層ゴム
18を介して水平方向に相対振動自在に支持されている
ので、その床版6は、水平方向に振動することが出来
る。よって、見掛け上、その振り子運動の支点を最上部
の床版6より上方に位置させることが出来るので、振り
子運動の見掛け上の吊り長さを、従来より長くすること
が出来る。従って、副架構5の固有周期を従来に比して
長くとることが出来るので、従来に増して高い制振効果
を発揮することが出来る。
【0033】また、図6は、積層ゴム18に支持された
最上部の床版6と、その床版6に吊支された床版7、
8、19とを示す振動系モデル図であり、このモデルの
固有周期Tは、数2のように示すことが出来る。尚、k
は、積層ゴム18のバネ定数、mは、床版7、8、19
の総質量、lは、最上部の床版6から床版7、8、19
の重心までの長さ、即ち、吊り長さである。
【数2】 従って、固有周期Tは、積層ゴム18のバネ定数kと吊
り長さlとの双方で調整が可能であるので、バネ定数k
を調整することにより、従来に比して周期を長くするこ
とが出来る。
【0034】また、本実施例の制振構造物100Cにお
いては、最上部の床版6は、その周縁部により、主架構
1の台座部材11、11に設置された積層ゴム18、1
8に支持されているので、前述の制振構造物100、1
00A、100B同様に、その支持が安定している。こ
れにより、高い制振効果の発現を可能とすることが出来
る。
【0035】また、本実施例の制振構造物100Cにお
いては、最上部の床版6と主架構1との相対振動は、積
層ゴム18、18の減衰性により減衰される。即ち、積
層ゴム18は、制振手段としての働きを有する。
【0036】
【発明の効果】請求項1記載の制振構造物によれば、副
架構の振り子運動の見掛け上の吊り長さを、座の曲率又
は傾斜角度を適宜に設定することにより限りなく長くす
ることが出来るので、副架構の固有周期を従来より長く
とることが出来る。よって、従来の制振構造物に増して
高い制振効果を発揮することが出来る。
【0037】請求項2記載の制振構造物によれば、上記
作用に加えて、副架構の支持を好適に行なうことが出来
るので、制振効果の一層の向上を図ることが出来る。
【0038】請求項3記載の制振構造物によれば、上記
効果に加えて、受けにより、副架構の振り子運動をより
スムースにすることが出来るので、振動に対する副架構
の応答を軽敏にすることが出来る。よって、制振効果の
一層の向上を図ることが出来る。
【0039】請求項4記載の制振構造物によれば、従来
は振り子運動の支点であった最上部の床部材を水平方向
に振動自在にしたことにより、副架構の振り子運動の見
掛け上の吊り長さを長くとることが出来るので、従来に
増して高い制振効果を発揮することが出来る。
【0040】請求項5記載の制振構造物によれば、請求
項4記載の制振構造物に示す効果に加えて、副架構の支
持を好適に行なうことが出来るので、制振効果の一層の
向上を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の制振構造物の一実施例を示す図であ
る。
【図2】 図1の制振構造物の台座部材を全ての床版に
設けた場合を示す図である。
【図3】 本発明の制振構造物の別の実施例を示す図で
ある。
【図4】 図3の座及び鋼球を上方から見た図である。
【図5】 本発明の制振構造物の更に別な実施例を示す
図である。
【図6】 図5の制振構造物の振動系モデルを示す図で
ある。
【図7】 従来の制振構造物を示す図である。
【符号の説明】
1…主架構 5…副架構 6…床版(床部材) 7…床版(床部材) 8…床版(床部材) 11a…座 12…ローラー(支承部材) 13…ダンパー(制振手段) 15…座 16…受け 17…鋼球(支承部材) 18…積層ゴム(弾性手段、制振手段) 19…床版(床部材) 100…制振構造物 100A…制振構造物 100B…制振構造物 100C…制振構造物

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主架構と該主架構内部に設けられた副架
    構とを有し、 前記主架構の内部には、上方に向けて凹型の球面状又は
    傾斜面状の座が設けられ、 前記座には、副架構が、球状又はローラー状の支承部材
    を介して支持され、 前記副架構には、該副架構の振動を制振する制振手段が
    設けられていることを特徴とする制振構造物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の制振構造物において、 前記副架構が、該副架構の周縁部で複数の前記座及び前
    記支承部材によって支持されていることを特徴とする制
    振構造物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の制振構造物におい
    て、 前記副架構には、前記座に対応する位置に下方に向けて
    凹型の球面状又は傾斜面状の受けが設けられ、 前記副架構は、前記受けにより前記座に前記支承部材を
    介して支持されていることを特徴とする制振構造物。
  4. 【請求項4】 主架構と該主架構の内部に設けられた副
    架構とを有し、 前記副架構は、上下に並んだ複数の床部材を備え、 前記各床部材は、その上方の床部材からそれぞれ吊支さ
    れ、 最上部の前記床部材は、前記主架構に弾性部材を介して
    水平方向に相対振動自在に支持され、 前記副架構には、該副架構の振動を制振する制振手段が
    設けられていることを特徴とする制振構造物。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の制振構造物において、 前記副架構が、該副架構の周縁部で複数の前記弾性部材
    によって支持されていることを特徴とする制振構造物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014012972A (ja) * 2012-07-05 2014-01-23 Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd 構造物の免震構造
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