Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH0756190B2 - 構造物の振動抑制装置 - Google Patents

構造物の振動抑制装置

Info

Publication number
JPH0756190B2
JPH0756190B2 JP29023587A JP29023587A JPH0756190B2 JP H0756190 B2 JPH0756190 B2 JP H0756190B2 JP 29023587 A JP29023587 A JP 29023587A JP 29023587 A JP29023587 A JP 29023587A JP H0756190 B2 JPH0756190 B2 JP H0756190B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
liquid
tank
building
natural
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP29023587A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01131767A (ja
Inventor
孝典 佐藤
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 Corp
Original Assignee
Shimizu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Corp filed Critical Shimizu Corp
Priority to JP29023587A priority Critical patent/JPH0756190B2/ja
Priority to GB8810386A priority patent/GB2212531B/en
Priority to US07/191,278 priority patent/US4922671A/en
Priority to CA000566269A priority patent/CA1296746C/en
Priority to CN88102899A priority patent/CN1014623B/zh
Priority to FR888806291A priority patent/FR2623224B1/fr
Publication of JPH01131767A publication Critical patent/JPH01131767A/ja
Publication of JPH0756190B2 publication Critical patent/JPH0756190B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、地震、風等によって構造物に引き起こされ
る振動を抑制する構造物の振動抑制装置に関するもので
ある。
「従来技術およびその問題点」 高強度材料の開発、工作技術の進歩、並びに電算機によ
る構造解析技術の発展等の要因によって、近年の建築物
は、大形化、形式の多様化、軽量化が進むとともに、フ
レキシビリティに富んだ構造となってきている。そし
て、このように軽量で柔軟な建築物においては、固有振
動数が低く、振動減衰も小さく傾向があり、このため、
特に風による空力的外力の影響により予期し得ない種々
の振動が発生する可能性がある。
このため、この種の振動源を断つという目的から、構造
物の外形に空力的対策を施すことが考えられるが、構造
物の外形には、機能上、あるいはデザイン的な面から制
約があり、この空力的対策だけに頼ることは困難であ
る。
そこで、本願発明者は、特願昭60−241045号(特開昭62
−101764号)において、構造物の所要の位置に、構造物
の固有の振動周期と同一の周期で、しかも位相差を伴っ
て振動する液体を貯留するタンクを設け、この液体の振
動によって構造物の横揺れを抑制する振動抑制装置を提
案し、上述の問題を解決している。
ところで、この振動抑制装置は、タンク内の液体が構造
物と同一の振動することにより構造物の振動を抑制する
ものであるから、振動抑制装置の作用により構造物の振
動が抑制された結果、この振動抑制装置が逆に加振器と
して作用する場合もあり得る。通常、タンク内の液体
は、タンクの壁面との衝突あるいは液体自身の粘性等に
よりその振動が減衰されるような構成となるが、構造物
の構造や振動抑制装置の規模等に応じて適切な液体の振
動減衰を図り得る手段の実現が検討課題となっていた。
この発明は、上記問題点に鑑み、先に本願発明者が提案
した振動抑制装置を発展させてなされたもので、タンク
内の液体の振動を簡易に減衰させることが可能な振動抑
制装置を提供することを目的としている。
「問題点を解決するための手段」 本発明は、構造物に設けられたタンクの内部に、上記構
造物の固有の振動周期と同一の固有振動周期で振動する
液体が貯留されると共に、上記タンクは、静止状態にお
ける上記液体の液面より上方に液体の振動を許容する空
間を有し、上記タンクの内部に上記液体の振動減衰を調
整する複数の浮きが上記液体に浮かんだ状態で設けられ
ているものである。
「作用」 この発明の構造物の振動抑制装置においては、構造物の
所定の位置にタンクを設け、このタンクの内部に、上記
構造物の固有の振動周期と同一の固有振動周期で、かつ
構造物固有の振動と位相差を伴って振動する液体を貯留
したことによって、地震、風等により構造物が振動した
場合、タンクに貯留された液体が構造物の振動周期と同
一周期で、かつ位相ずれした状態で振動し、構造物の横
揺れを中心とする振動を抑制すると共に、上記タンクの
内部に上記液体の振動減衰を調整する複数の浮きを上記
液体に浮かべた状態で設けたことによって、上記液体が
振動する際にこれら浮きどうしの衝突により波のエネル
ギーが減衰し、これにより液体の振動が減衰される。そ
して、上記液体の振動が減衰することによって、構造物
の振動が減衰されると同時に振動抑制装置自身の振動も
抑制されるので、振動抑制装置が構造物に対する加振器
の如き作用をすることがない。
「実施例」 以下、この発明の第1実施例を第1図ないし第3図を参
照して説明する。
この実施例の構造物の振動抑制装置1は、風によって引
き起こされる振動に対して最も効果があるとされる高層
建築物2(構造物)の屋上に設置されたものであって、
ゴム等の弾性体と鋼板との積層構造からなる支持台3
と、この支持台3上に載置されたタンク4と、このタン
ク4内に貯留された液体5とから概略構成されたもので
ある。
上記タンク4は、建築物2の飲料水、防火用水または冷
暖房設備用水等を貯留するための筒状のタンクであっ
て、その上部が開放されているとともに、静止状態にお
ける液体5の液面より上方にその液体5の振動を許容す
る空間を有する構造となっている。上記液体5は、その
比重に応じて液面高さ(第3図中に示すH)等が適宜調
節されることで、建築物2の固有振動周期と同一の固有
振動周期となるような条件でこのタンク4内に貯留され
ている。
そして、この液体5の液面には複数の浮き6が浮かべら
れている。この浮き6は、上記液体5より比重の小さい
プラスチックなどから構成されたものであって、上記液
体5の液面に浮いた状態で上記タンク4の底部に取り付
けられたアンカー7によって係留されて、その移動範囲
が制限されている。なお、この浮き6の形状は、球状、
板状などでも良いが、その他のどのような形状でも良
い。また、この浮き6をタンク4の底部以外に取り付け
られたアンカー7によって係留するようにしても良く、
アンカー7に係留しない状態で浮遊させておいても差し
支えない。しかし、各浮き6の浮遊位置が著しく偏って
しまった場合、液体5の振動を十分に減衰することがで
きなくなるので、アンカー7等によって浮きの移動を制
限した方が望ましい。
ところで、タンク4に貯留する液体5は、建築物の周期
と同一周期で位相ずれした振動を起こす必要がある。し
たがって、タンク4内の液体5に浮き6を浮かべない場
合は、液体5自体の振動に対する減衰率が小さいため
に、水よりも粘性の高い液体を用いないと逆に加震する
効果をもたらすことがある。ところが、本願発明の構造
においては、どのような建築物に適用する場合でも、浮
き6の材質形状と大きさ、および数を調整することによ
ってタンク4に貯留する液体自体の減衰率を調整するこ
とができることになり、そのために、構造物全体の減衰
率も調整することができる。
次に、このような振動抑制装置1の作用を説明する。
前記建築物2と振動抑制装置1とを含む振動系は、第4
図に示すような振動モデルに近似した振動特性を呈す
る。
第4図に示す振動モデルは、ばね定数K0のばね8Aに質量
M0の物体9Aを支持させると共に、減衰率h0のダッシュポ
ット10Aを付加するようにした振動系A(建築物2の振
動モデル)と、ばね定数K1のばね8Bに有効質量M1の物体
9Bを支持させると共に、減衰率h1のダッシュポット10B
を付加するようにした振動系B(タンク4内の振動モデ
ル)とから構成されている。
そしてこのような振動系において、物体8Aに加わる外力
によって振動系Aが振動を開始すると、振動系Bは1/4
周期の位相差をもって振動を開始するから、振動系A・
Bの固有振動周期を一致させることにより、振動系Aの
振動を抑制することができる。
ここで、振動系の固有振動周期は、 の式で与えられ、また、建築物2の固有振動周期T0は、
構造設計上の見地から定められた質量M0、および、ばね
定数K0により一義的に定まるから、タンク4に貯留され
た液体5の固有振動周期T1を前記T0と一致させるべく、
タンク4の寸法および容量を設定して両者を一致させる
ようになっている。即ち、タンク内の貯留液の挙動につ
いて成立するハウスナー(Housner)理論によれば、図
示例の如くタンク4内で移動可能な自由水有効質量(振
動体として作用する質量)M1は、下記(2)式により与
えられる。
ただし、 H……タンク4の底部から水面までの距離 R……タンク4の半径 M……タンク4内に実際に貯留されている液体5の質量 また、前記液体5の固有振動数ω(いわゆるスロッシン
グの固有振動数)は、下記の(3)式により与えられ
る。
さらに、前記固有振動数ωより、下記の(4)式に示す
如く振動周期Tが求められる。
なお、前記各パラメータに、例えば、 R=15m H=2m M=1414t(2式よりM=812t) を代入すると、T=11.7秒となる。
そして、前記式にて得られるタンク4内の液体5の固有
振動周期T1と建築物2の固有振動周期T0との間に、 T0=T1………………(5)式 が成立する如く、タンク4の各寸法および貯留量を設定
する。
なお、振動台による加振した変位応答倍率の実験結果に
より、第5図と第6図に示す如き特性が得られた。第5
図はタンクに液体(水)を貯留した状態で行った実験結
果を示し、第6図はタンクを空の状態にした状態で行っ
た実験結果を示す。
即ち、第6図に示す如く固有振動数に近い振動数で大き
な振幅を有する建築物にタンクを設け、液体を貯留する
ことにより、第6図に示す如く振動を抑制することがで
きる。
更に、実験の結果、液体5の有効質量M1と建築物2の質
量Mとの比率を M1/M=1/50〜1/100…………(6)式 に設定した場合に有効に振動抑制効果を発揮することが
できた。ここで、有効質量が1/100以下では、十分な制
振効果が得られず、1/50以上では、液体が加振効果を逆
に引き起こすことがありうるので、再度建築物2の構造
設計を行う必要があるために、MとM1との比率を前記
(6)式の如く設定するほうが良い。
第7図、第8図は、この発明の第2実施例を示す図であ
る。
この実施例の振動抑制装置1aでは、そのタンク4内の底
面に液体5の振動を減衰するメッシュ部材11が上方に向
かって複数個突設されており、このメッシュ部材11の上
部が上記液体5に浮かんでいる浮き6に接触しないよう
にその高さが設定されている。このメッシュ部材11は、
金属等の枠体に各種繊維、金属ワイヤ等のファイバを織
りあげてなるメッシュが張設されて構成されたものであ
って、複数個が上記タンク4内に格子状に配されてい
る。そして、このメッシュ部材11の個数および規模はタ
ンク4内部に貯留される液体5の貯留量や液体5の物性
値等により適宜決定されれば良い。なお、この振動抑制
装置1aにおいては、複数のメッシュ部材11を必ずしも格
子状に配する必要はなく、同心円状に配しても良く、星
形に配しても良い。
また、タンク4の底面には、メッシュ部材11固定用のス
トッパ12が多数設けられており、メッシュ部材11はこの
ストッパ12によりタンク4内での位置決めが為されてい
る。なお、このストッパ12は、予想されるメッシュ部材
11の設置数よりも多い個数だけ予め設けておくことが好
ましく、これにより前述のメッシュ部材11の個数及び規
模の調整が容易とされる。
この振動抑制装置1aによれば、タンク4の内部にメッシ
ュ部材11を設けたことによって、建築物2の振動により
タンク4内で液体が振動するとこのメッシュ部材11の間
隙を液体5が通過する際にその移動エネルギーが消失さ
れ、これにより液体5の振動をさらに効果的に減衰する
ことができる。
なお、この発明の振動抑制装置においては、そのタンク
の形状を必ずしも円筒状にする必要はなく、平面4角
形、球形、平面楕円状等、設置条件に応じて種々の形状
に変更しても良い。この場合、上記ハウスナー理論をそ
れぞれ応用し、その形状に応じた式に基いて振動周期と
質量を設定すれば良い。
「発明の効果」 この発明の構造物の振動抑制装置によれば、構造物の所
定の位置にタンクを設け、このタンクの内部に、上記構
造物の固有の振動周期と同一の振動周期で、かつ構造物
固有の振動と位相差を伴って振動する液体を貯留したの
で、地震、風等により構造物が振動した場合、タンクに
貯留された液体を構造物の振動周期と同一周期で、かつ
位相ずれした状態で振動させて、構造物の横揺れを中心
とする振動を抑制することができると共に、上記タンク
の内部に上記液体の振動減衰を調整する浮きを上記液体
に浮かべた状態で設けたので、上記液体が振動する際に
これら浮きどうしの衝突により波のエネルギーが減衰
し、これにより液体の振動が減衰される。そして、上記
液体の振動が減衰されることによって、構造物の振動が
減衰されると同時に振動抑制装置自身の振動も抑制され
るので、振動抑制装置が構造物に対して加振器の如き作
用をすることがなくなり、構造物の振動を確実に抑制す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、この発明の第1実施例を示す図
であって、第1図は振動抑制装置を備えた建築物の概略
構成図、第2図は振動抑制装置の平面図、第3図は同縦
断面図である。第4図は建築物の振動モデル図、第5図
は本発明のタンクの変位応答倍率図、第6図は空のタン
クの変位応答倍率図、第7図、第8図は、この発明の第
2実施例を示す図であって、第7図は振動抑制装置の縦
断面図、第8図は同平面図である。 1……振動抑制装置、2……構造物(建築物)、4……
タンク、5……液体、6……浮き。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】構造物に設けられたタンクの内部に、上記
    構造物の固有の振動周期と同一の固有振動周期で振動す
    る液体が貯留されると共に、上記タンクは、静止状態に
    おける上記液体の液面より上方に液体の振動を許容する
    空間を有し、上記タンクの内部に上記液体の振動減衰を
    調整する複数の浮きが上記液体に浮かんだ状態で設けら
    れていることを特徴とする構造物の振動抑制装置。
JP29023587A 1987-11-17 1987-11-17 構造物の振動抑制装置 Expired - Lifetime JPH0756190B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29023587A JPH0756190B2 (ja) 1987-11-17 1987-11-17 構造物の振動抑制装置
GB8810386A GB2212531B (en) 1987-11-17 1988-05-03 Method for effectively restraining response of a structure to outside disturbances and apparatus therefor
US07/191,278 US4922671A (en) 1987-11-17 1988-05-06 Method for effectively restraining response of a structure to outside disturbances and apparatus therefor
CA000566269A CA1296746C (en) 1987-11-17 1988-05-09 Method for effectively restraining response of a structure to outside disturbances and apparatus therefor
CN88102899A CN1014623B (zh) 1987-11-17 1988-05-10 有效抑制建筑物对外界扰动响应的方法及其设备
FR888806291A FR2623224B1 (ja) 1987-11-17 1988-05-10

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29023587A JPH0756190B2 (ja) 1987-11-17 1987-11-17 構造物の振動抑制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01131767A JPH01131767A (ja) 1989-05-24
JPH0756190B2 true JPH0756190B2 (ja) 1995-06-14

Family

ID=17753504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29023587A Expired - Lifetime JPH0756190B2 (ja) 1987-11-17 1987-11-17 構造物の振動抑制装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0756190B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006022259A1 (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Sharp Kabushiki Kaisha アクティブマトリクス基板およびそれを備えた表示装置
US8866144B2 (en) 2002-05-17 2014-10-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film semiconductor device having silicon nitride film
US8927994B2 (en) 2002-05-13 2015-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008031666A (ja) * 2006-07-27 2008-02-14 Union Corp 錠装置付引手
US20080145688A1 (en) 2006-12-13 2008-06-19 H.C. Starck Inc. Method of joining tantalum clade steel structures
US8197894B2 (en) 2007-05-04 2012-06-12 H.C. Starck Gmbh Methods of forming sputtering targets
US8246903B2 (en) 2008-09-09 2012-08-21 H.C. Starck Inc. Dynamic dehydriding of refractory metal powders
US8734896B2 (en) 2011-09-29 2014-05-27 H.C. Starck Inc. Methods of manufacturing high-strength large-area sputtering targets

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8927994B2 (en) 2002-05-13 2015-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US8866144B2 (en) 2002-05-17 2014-10-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film semiconductor device having silicon nitride film
WO2006022259A1 (ja) 2004-08-24 2006-03-02 Sharp Kabushiki Kaisha アクティブマトリクス基板およびそれを備えた表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01131767A (ja) 1989-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH01131768A (ja) 構造物の振動抑制装置
JP2526256B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPH0756190B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPH086490B2 (ja) 建物の制振装置
JP2009143575A (ja) スロッシング抑制装置
JPS63297837A (ja) 2重動吸振器
JP2510478B2 (ja) 建造物およびその振動抑制装置
JPH05340132A (ja) 構造物の振動制御装置
JP2662573B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPS59217028A (ja) 構造物の防振装置
JP2729233B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPS6340064A (ja) 建築物の振動抑制装置
JP2810892B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPH0756191B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPS63181868A (ja) 構造物の振動抑制装置
JP2729231B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPH05149026A (ja) 構造物の振動抑制装置
JPH03684A (ja) 貯液槽のスロッシング制御構造
JPS60123388A (ja) 液体貯蔵容器
JPH0756189B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPH02275141A (ja) 制振装置
JPH0756186B2 (ja) 構造物の振動抑制装置
JPS62101764A (ja) 建造物の振動抑制装置
JPH083289B2 (ja) 連結式2重振り子水槽ダンパー
JPH02272179A (ja) 制振壁装置