JPH086497B2 - 構造物の制振構造 - Google Patents
構造物の制振構造Info
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- JPH086497B2 JPH086497B2 JP30537987A JP30537987A JPH086497B2 JP H086497 B2 JPH086497 B2 JP H086497B2 JP 30537987 A JP30537987 A JP 30537987A JP 30537987 A JP30537987 A JP 30537987A JP H086497 B2 JPH086497 B2 JP H086497B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （ａ）．産業上の利用分野 本発明は、風及び地震等に起因する構造物の振動を抑
えることの出来る制振構造に関する。
えることの出来る制振構造に関する。
（ｂ）．従来の技術 最近、展望タワー、超高層住宅、超高層事務所ビル等
の、柔構造の１次固有振動周期が比較的長い構造物にお
いては、当該建造物の頂部付近に当該構造物の振動エネ
ルギを吸収するための制振装置を設置し、風や地震時に
おいて生じる構造物の揺れを低減させる試みが行われて
いる。
の、柔構造の１次固有振動周期が比較的長い構造物にお
いては、当該建造物の頂部付近に当該構造物の振動エネ
ルギを吸収するための制振装置を設置し、風や地震時に
おいて生じる構造物の揺れを低減させる試みが行われて
いる。
（ｃ）．発明が解決しようとする問題点 こうした制振装置としては、バランスウエイトを揺動
させる大掛かりな機械装置から構成されるものが殆どで
あり、装置の経時的信頼性や保守点検等の点で多くの問
題点を有している。
させる大掛かりな機械装置から構成されるものが殆どで
あり、装置の経時的信頼性や保守点検等の点で多くの問
題点を有している。
本発明は、前述の欠点を解消すべく、複雑な機械装置
を使用することなく、経時的信頼性を有し、しかも保守
点検を容易に行うことの出来る構造物の制振構造を提供
することを目的とするものである。
を使用することなく、経時的信頼性を有し、しかも保守
点検を容易に行うことの出来る構造物の制振構造を提供
することを目的とするものである。
（ｄ）．問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、制振装置（５）は、制振すべき方向
に長手方向（WD）を有する形で形成された扁平な波動水
面（5f）を有する、液体（5b）の注入された液体槽（5
a）を有し、該液体槽（5a）に前記液体の揺動を減衰す
る減衰部材（5c、5d、5e）を設け、前記制振装置（５）
を複数個、各制振装置（５）の液体槽（5a）の前記長手
方向（WD）を少なくとも構造物（１）の水平２方向に向
けて設置して構成される。
に長手方向（WD）を有する形で形成された扁平な波動水
面（5f）を有する、液体（5b）の注入された液体槽（5
a）を有し、該液体槽（5a）に前記液体の揺動を減衰す
る減衰部材（5c、5d、5e）を設け、前記制振装置（５）
を複数個、各制振装置（５）の液体槽（5a）の前記長手
方向（WD）を少なくとも構造物（１）の水平２方向に向
けて設置して構成される。
なお、括弧内の番号等は、図面における対応なる要素
を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上
の記載に限定拘束されるものではない。以下の「（ｅ）
・作用」の欄についても同様である。
を示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上
の記載に限定拘束されるものではない。以下の「（ｅ）
・作用」の欄についても同様である。
（ｅ）．作用 上記した構成により、本発明は、構造物（１）の風や
地震による振動は、各制振装置（５）の液体槽（5a）内
の液体（5b）が揺動してその振動エネルギを吸収する形
で吸収するように作用する。
地震による振動は、各制振装置（５）の液体槽（5a）内
の液体（5b）が揺動してその振動エネルギを吸収する形
で吸収するように作用する。
（ｆ） 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第１図は本発明による制振構造の一実施例が用いられ
た構造物の一例を示す図、 第２図は制振装置の一配置例を示す斜視図、 第３図は制振装置の一実施例を示す平面図、 第４図は第３図の制振装置の正断面図、 第５図は制振装置の別の実施例を示す平面図、 第６図は第５図の制振装置の正断面図、 第７図は制振装置の更に別の実施例を示す平面図、 第８図は第７図の制振装置の正断面図、 第９図は制振装置の別の配置例を示す斜視図、 第10図は第９図の平面図、 第11図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第12図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第13図は制振装置が用いられる構造物の別の例を示す
正面図、 第14図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第15図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図であ
る。
た構造物の一例を示す図、 第２図は制振装置の一配置例を示す斜視図、 第３図は制振装置の一実施例を示す平面図、 第４図は第３図の制振装置の正断面図、 第５図は制振装置の別の実施例を示す平面図、 第６図は第５図の制振装置の正断面図、 第７図は制振装置の更に別の実施例を示す平面図、 第８図は第７図の制振装置の正断面図、 第９図は制振装置の別の配置例を示す斜視図、 第10図は第９図の平面図、 第11図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第12図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第13図は制振装置が用いられる構造物の別の例を示す
正面図、 第14図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第15図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図であ
る。
構造物である超高層建物１は、第１図に示すように、
地上２に立設された構造体３を有しており、構造体３の
頂部３の頂部3aには制振装置５が設置されている。制振
装置５は、第２図に示すように、互いに直角に交わる形
で２個設置されており、各制振装置５は、第３図及び第
４図に示すように、平面形状が長方形の液体槽5aを有し
ている。各液体槽5aには、水又は水と同程度かそれより
も大なる粘性を有する液体5bが注入されており、それ等
注入された液体5bにより液体槽5aには、第２図に示すよ
うに、当該液体5bが揺動する波動水面5fが扁平形状とし
ての長方形状に、制振すべき方向である矢印WD方向にそ
の長手方向を有する形で形成される。更に液体槽5aの、
第３図左右両側にはステンレス、ビニロン、高性能繊維
等からなる減衰部材としてのメッシュ5cが、第４図上下
２段に亙り設置されている。
地上２に立設された構造体３を有しており、構造体３の
頂部３の頂部3aには制振装置５が設置されている。制振
装置５は、第２図に示すように、互いに直角に交わる形
で２個設置されており、各制振装置５は、第３図及び第
４図に示すように、平面形状が長方形の液体槽5aを有し
ている。各液体槽5aには、水又は水と同程度かそれより
も大なる粘性を有する液体5bが注入されており、それ等
注入された液体5bにより液体槽5aには、第２図に示すよ
うに、当該液体5bが揺動する波動水面5fが扁平形状とし
ての長方形状に、制振すべき方向である矢印WD方向にそ
の長手方向を有する形で形成される。更に液体槽5aの、
第３図左右両側にはステンレス、ビニロン、高性能繊維
等からなる減衰部材としてのメッシュ5cが、第４図上下
２段に亙り設置されている。
超高層建物１は、以上のような構成を有するので、地
震や強風等により構造３が揺れ動くと、頂部3aに設置さ
れた制振装置５も揺れ動く。すると、該制振装置５内の
液体5bが、第３図及び第４図に示すように、構造体３の
振動に同期する形で、波動水面5fの長手方向WDに揺動す
る。即ち、液体5bの揺動周期（液体5bの揺動周期は、第
３図及び第４図に示すように、液体槽5aの長辺方向長さ
L1及び液体5bの静止状態における液高L3によって決定さ
れる）を超高層建物１の１次固有振動周期と一致させる
ことにより、液体5bは超高層建物１の振動によって容易
に揺動を開始し、その波動により超高層建物１の振動エ
ネルギを吸収する。液体5bが揺動すると、該揺動によ
り、液体5bは、矢印ARに示すように、液体槽5a内に設置
されたメッシュ5cを、第４図上下方向に通過する形とな
り、その際に液体5bとメッシュ5cとの間に作用する粘性
抵抗は、該液体5bの移動を制限する方向に作用する。こ
れにより、液体5bはその揺動が減衰されて、振動エネル
ギの吸収能力が向上する。
震や強風等により構造３が揺れ動くと、頂部3aに設置さ
れた制振装置５も揺れ動く。すると、該制振装置５内の
液体5bが、第３図及び第４図に示すように、構造体３の
振動に同期する形で、波動水面5fの長手方向WDに揺動す
る。即ち、液体5bの揺動周期（液体5bの揺動周期は、第
３図及び第４図に示すように、液体槽5aの長辺方向長さ
L1及び液体5bの静止状態における液高L3によって決定さ
れる）を超高層建物１の１次固有振動周期と一致させる
ことにより、液体5bは超高層建物１の振動によって容易
に揺動を開始し、その波動により超高層建物１の振動エ
ネルギを吸収する。液体5bが揺動すると、該揺動によ
り、液体5bは、矢印ARに示すように、液体槽5a内に設置
されたメッシュ5cを、第４図上下方向に通過する形とな
り、その際に液体5bとメッシュ5cとの間に作用する粘性
抵抗は、該液体5bの移動を制限する方向に作用する。こ
れにより、液体5bはその揺動が減衰されて、振動エネル
ギの吸収能力が向上する。
なお、上述の実施例は、液体槽5a内に設ける減衰部材
としてメッシュ5cを用いた場合について述べたが、減衰
部材としては、液体槽5a内の液体5bの揺動を減衰させる
ことが出来る限り、どのような形態、形状のもの、又、
どのような設置態様でもよく、例えば、メッシュ5cを、
第５図及び第６図に示すように、液体槽5aを第６図縦方
向に区切る形で複数個設置してもよい。また、メッシュ
5cに限らず、例えば、第７図及び第８図に示すように、
液体槽5aに、液体5bの波動方向、即ち図中左右方向に区
切った形で隔壁5dを設け（波動水面5fは複数に分割され
る）、該隔壁5dに突起5eを多数、液体5bの揺動形態に適
合した形に（即ち、例えば、第８図に示すように、中央
部が凹んだ形に）植設し、該突起5eと液体5b間に生じる
粘性抵抗により液体5bの振動を減衰させるようにするこ
とも当然可能である。更に、鋼の切粉状のものや、プラ
スチック成型品等を液体槽5a内に減衰部材として設置す
ることも出来る。
としてメッシュ5cを用いた場合について述べたが、減衰
部材としては、液体槽5a内の液体5bの揺動を減衰させる
ことが出来る限り、どのような形態、形状のもの、又、
どのような設置態様でもよく、例えば、メッシュ5cを、
第５図及び第６図に示すように、液体槽5aを第６図縦方
向に区切る形で複数個設置してもよい。また、メッシュ
5cに限らず、例えば、第７図及び第８図に示すように、
液体槽5aに、液体5bの波動方向、即ち図中左右方向に区
切った形で隔壁5dを設け（波動水面5fは複数に分割され
る）、該隔壁5dに突起5eを多数、液体5bの揺動形態に適
合した形に（即ち、例えば、第８図に示すように、中央
部が凹んだ形に）植設し、該突起5eと液体5b間に生じる
粘性抵抗により液体5bの振動を減衰させるようにするこ
とも当然可能である。更に、鋼の切粉状のものや、プラ
スチック成型品等を液体槽5a内に減衰部材として設置す
ることも出来る。
また、制振装置５の配置態様も、配置場所、求められ
る制振性能に応じて適宜選択することが出来る。即ち、
液体5bの波動は各制振装置５の長手方向に生じるので、
各制振装置５の波動水面5fの長手方向WDを振動を吸収す
べき建物１の少なくとも２方向に向けて設置することに
より、揺れが少なくとも２方向に分解された形で各制振
装置５に作用し、大きな制振効果を発揮させることが出
来る。例えば、第９図及び第10図に示すように、複数の
制振装置５を、その波動水面5fの波動形成方向である長
手方向WDが互いに直交する水平２方向に向くように配置
することも可能である。こうすることにより、建物１に
生じる直角２方向の揺れを効果的に吸収することが可能
となる。更に制振装置５の設置態様としては、第11図及
び第14図に示すように、多数の制振装置５を、建物１の
外壁1aに沿った形で配置することも可能であり（第14図
の場合には、建物１の中央部にも配置している。）、こ
うした場合には、建物１の頂部3aにエレベータの機械室
等の既存設備が有った場合にも、そうした既存設備を回
避した形で制振装置５を設置することが可能となり、更
に建物空間の有効な利用も図ることが可能となる。また
平面形状が円形の建物１の場合には、第12図に示すよう
に、円形の外壁1aに沿って制振装置５を多数配置するよ
うにしてもよい。更に第15図に示すように、放射状に制
振装置５を配置することも当然可能である。また、振幅
の大きくなる建物１の外壁1aに沿って制振装置５を配置
すると、制振効果を大幅に高めることが可能となる。
る制振性能に応じて適宜選択することが出来る。即ち、
液体5bの波動は各制振装置５の長手方向に生じるので、
各制振装置５の波動水面5fの長手方向WDを振動を吸収す
べき建物１の少なくとも２方向に向けて設置することに
より、揺れが少なくとも２方向に分解された形で各制振
装置５に作用し、大きな制振効果を発揮させることが出
来る。例えば、第９図及び第10図に示すように、複数の
制振装置５を、その波動水面5fの波動形成方向である長
手方向WDが互いに直交する水平２方向に向くように配置
することも可能である。こうすることにより、建物１に
生じる直角２方向の揺れを効果的に吸収することが可能
となる。更に制振装置５の設置態様としては、第11図及
び第14図に示すように、多数の制振装置５を、建物１の
外壁1aに沿った形で配置することも可能であり（第14図
の場合には、建物１の中央部にも配置している。）、こ
うした場合には、建物１の頂部3aにエレベータの機械室
等の既存設備が有った場合にも、そうした既存設備を回
避した形で制振装置５を設置することが可能となり、更
に建物空間の有効な利用も図ることが可能となる。また
平面形状が円形の建物１の場合には、第12図に示すよう
に、円形の外壁1aに沿って制振装置５を多数配置するよ
うにしてもよい。更に第15図に示すように、放射状に制
振装置５を配置することも当然可能である。また、振幅
の大きくなる建物１の外壁1aに沿って制振装置５を配置
すると、制振効果を大幅に高めることが可能となる。
また、本発明による制振装置５が適用される構造物と
しては、柔構造の比較的振動周期の長い構造物が適して
おり、第１図に示すような超高層建物１の他に、例えば
第13図に示すような鉄骨等からなるタワー６等にも適用
することが出来ることは勿論である。
しては、柔構造の比較的振動周期の長い構造物が適して
おり、第１図に示すような超高層建物１の他に、例えば
第13図に示すような鉄骨等からなるタワー６等にも適用
することが出来ることは勿論である。
なお、液体槽5a内の液体5bの量としては、揺動に寄与
する自由水重量が構造物の重量の１〜３％（自由水重量
が大きいほど制振効果は高い）、減衰部材による減衰定
数が２〜10％程度で、制振効果を発揮させることが出来
る。
する自由水重量が構造物の重量の１〜３％（自由水重量
が大きいほど制振効果は高い）、減衰部材による減衰定
数が２〜10％程度で、制振効果を発揮させることが出来
る。
なお、本発明に用いられる制振装置は、構造物の新
築、既設を問わず設置することが可能であることは勿論
である。
築、既設を問わず設置することが可能であることは勿論
である。
（ｇ）．発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、制振装置５
は、制振すべき方向に長手方向WDを有する形で形成され
た扁平な波動水面5fを有する、液体の注入された液体槽
5aを有し、該液体槽5aに前記液体の揺動を減衰するメッ
シュ5c、隔壁5d、突起5e等の減衰部材を設け、前記制振
装置５を複数個、各制振装置５の液体槽5aの前記長手方
向WDを少なくとも前記構造物の水平２方向に向けて設置
して構成したので、超高層建物１、タワー６等の構造物
の風や地震による振動を各制振装置５内の液体5bが揺動
することにより効果的に吸収することが可能となる。ま
た、液体槽5aと液体5b等による機械的な可動部分を有さ
ない構成なので、機械的な制振機構に比して、経時的信
頼性を有し、しかも保守点検を容易に行うことが出来
る。
は、制振すべき方向に長手方向WDを有する形で形成され
た扁平な波動水面5fを有する、液体の注入された液体槽
5aを有し、該液体槽5aに前記液体の揺動を減衰するメッ
シュ5c、隔壁5d、突起5e等の減衰部材を設け、前記制振
装置５を複数個、各制振装置５の液体槽5aの前記長手方
向WDを少なくとも前記構造物の水平２方向に向けて設置
して構成したので、超高層建物１、タワー６等の構造物
の風や地震による振動を各制振装置５内の液体5bが揺動
することにより効果的に吸収することが可能となる。ま
た、液体槽5aと液体5b等による機械的な可動部分を有さ
ない構成なので、機械的な制振機構に比して、経時的信
頼性を有し、しかも保守点検を容易に行うことが出来
る。
第１図は本発明による制振構造の一実施例が用いられた
構造物の一例を示す図、 第２図は制振装置の一配置例を示す斜視図、 第３図は制振装置の一実施例を示す平面図、 第４図は第３図の制振装置の正断面図、 第５図は制振装置の別の実施例を示す平面図、 第６図は第５図の制振装置の正断面図、 第７図は制振装置の更に別の実施例を示す平面図、 第８図は第７図の制振装置の正断面図、 第９図は制振装置の別の配置例を示す斜視図、 第10図は第９図の平面図、 第11図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第12図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第13図は制振装置が用いられる構造物の別の例を示す正
面図、 第14図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第15図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図であ
る。 １……構造物（超高層建物） ５……制振装置 5a……液体槽 5b……液体 5c……減衰部材（メッシュ） 5d……減衰部材（隔壁） 5e……減衰部材（突起） 5f……波動水面 ６……構造物（タワー） WD……長手方向
構造物の一例を示す図、 第２図は制振装置の一配置例を示す斜視図、 第３図は制振装置の一実施例を示す平面図、 第４図は第３図の制振装置の正断面図、 第５図は制振装置の別の実施例を示す平面図、 第６図は第５図の制振装置の正断面図、 第７図は制振装置の更に別の実施例を示す平面図、 第８図は第７図の制振装置の正断面図、 第９図は制振装置の別の配置例を示す斜視図、 第10図は第９図の平面図、 第11図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第12図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第13図は制振装置が用いられる構造物の別の例を示す正
面図、 第14図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図、 第15図は制振装置の更に別の配置例を示す平面図であ
る。 １……構造物（超高層建物） ５……制振装置 5a……液体槽 5b……液体 5c……減衰部材（メッシュ） 5d……減衰部材（隔壁） 5e……減衰部材（突起） 5f……波動水面 ６……構造物（タワー） WD……長手方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立見 栄司 東京都千代田区岩本町３丁目10番１号 三 井建設株式会社内 審査官 渡戸 正義
Claims (1)
- 【請求項１】構造物の上部に設置されて当該構造物の振
動を吸収する制振装置において、 制振装置は、制振すべき方向に長手方向を有する形で形
成された扁平な波動水面を有する、液体の注入された液
体槽を有し、 該液体槽に前記液体の揺動を減衰する減衰部材を設け、 前記制振装置を複数個、各制御装置の液体槽の長手方向
を少なくとも前記構造物の水平２方向に向けて設置して
構成した構造物の制振構造。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30537987A JPH086497B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 構造物の制振構造 |
| US07/216,496 US4953330A (en) | 1987-12-01 | 1988-07-08 | Damping device in a structure and damping construction and damping method using those devices |
| US07/360,872 US4951441A (en) | 1987-12-01 | 1989-06-02 | Damping device in a structure and damping construction and damping method using those devices |
| US07/361,858 US4972636A (en) | 1987-12-01 | 1989-06-05 | Damping device in a structure |
| US07/439,938 US4987710A (en) | 1987-12-01 | 1989-11-21 | Damping device in a structure and damping construction and damping method using those devices |
| US07/493,153 US5074086A (en) | 1987-12-01 | 1990-03-14 | Damping device in a structure and damping construction and damping method using those devices |
| US07/493,154 US4987711A (en) | 1987-12-01 | 1990-03-14 | Damping device in a structure and damping construction and damping method using those devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30537987A JPH086497B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 構造物の制振構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01146083A JPH01146083A (ja) | 1989-06-08 |
| JPH086497B2 true JPH086497B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17944410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30537987A Expired - Lifetime JPH086497B2 (ja) | 1987-12-01 | 1987-12-01 | 構造物の制振構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086497B2 (ja) |
-
1987
- 1987-12-01 JP JP30537987A patent/JPH086497B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01146083A (ja) | 1989-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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