JPS62101764A - 建造物の振動抑制装置 - Google Patents
建造物の振動抑制装置Info
- Publication number
- JPS62101764A JPS62101764A JP24104585A JP24104585A JPS62101764A JP S62101764 A JPS62101764 A JP S62101764A JP 24104585 A JP24104585 A JP 24104585A JP 24104585 A JP24104585 A JP 24104585A JP S62101764 A JPS62101764 A JP S62101764A
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- Japan
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- vibration
- building
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- Pending
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
７産業上の利用分野」
本発明は、風によって建造物に引き起こされる振動を抑
制するようにした振動抑制装置に関する乙のである。
制するようにした振動抑制装置に関する乙のである。
「従来の技術およびその問題点」
近年、建造物のための高強度材料の開発、工作施工技術
の進歩、電算機による構造解析技術の発展などにより構
造物の大形化、形式の多様化、軽量化が進むとと乙に、
フレキシビリテイに富んだ構造のものとなる傾向がある
。
の進歩、電算機による構造解析技術の発展などにより構
造物の大形化、形式の多様化、軽量化が進むとと乙に、
フレキシビリテイに富んだ構造のものとなる傾向がある
。
このように軽量で柔軟な構造物においては、同行振動数
が低く、振動減衰性ら小さく４＾る傾向があり、このた
め、風による空力的外力の影４ｊｐにより予期し得ない
種々の振動が発生する可能性力彎うる。
が低く、振動減衰性ら小さく４＾る傾向があり、このた
め、風による空力的外力の影４ｊｐにより予期し得ない
種々の振動が発生する可能性力彎うる。
そこで、振動源を断つというひ味から、建造物の外形に
空力的対策を施すことが考えられろ乃・、建造物の外形
には、機能」ムあるいはデザイン的な而から種々の制約
があり、この空力的対策ノコ（すに頼ることは困難であ
る。
空力的対策を施すことが考えられろ乃・、建造物の外形
には、機能」ムあるいはデザイン的な而から種々の制約
があり、この空力的対策ノコ（すに頼ることは困難であ
る。
本発明は上記事情に鑑みて提案されたムので、風によっ
て引き起こされろ建造物の振動を抑制することを目的と
する乙のである。
て引き起こされろ建造物の振動を抑制することを目的と
する乙のである。
「問題点を解決するための手段」
上記目的を達成するため、本発明は、建造物の所定の位
置に、該建造物の質ｊｎより小さな質量の水を貯留する
振動抑制タンクを設け、該割振タンクに、前記建造物の
回合振動周期と同一の振動周期となる状態で液体を貯留
さＵ−るようにした乙のである。
置に、該建造物の質ｊｎより小さな質量の水を貯留する
振動抑制タンクを設け、該割振タンクに、前記建造物の
回合振動周期と同一の振動周期となる状態で液体を貯留
さＵ−るようにした乙のである。
「作用」
上記振動抑制タンクに貯留された液体は、前記建造物の
振動周期と同一周期で、かつ４分の１周期だけ位相がす
れたタイミングで振動（スロッシング）を生じて建造物
の振動を抑制する。
振動周期と同一周期で、かつ４分の１周期だけ位相がす
れたタイミングで振動（スロッシング）を生じて建造物
の振動を抑制する。
「実施例」
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図ないし第３図は本考案の第１実施例に係る振動抑
制装置を備えた建造物を示すもので、この一実施例の建
造物Ｉ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その屋上に、ゴム等の弾性体と銅板
との積層構造からなる支持台２を設け、この支持台２の
上に、振動抑制作用を行うタンク３を設けるようにした
構成となっている。
制装置を備えた建造物を示すもので、この一実施例の建
造物Ｉ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その屋上に、ゴム等の弾性体と銅板
との積層構造からなる支持台２を設け、この支持台２の
上に、振動抑制作用を行うタンク３を設けるようにした
構成となっている。
前記タンク３は、前記建造物ｌの飲料水、ある゛いは防
火用水を貯留するためのタンクであって、上部が開放さ
れた構造となっており、第２図および第３図に示す如き
外形寸法に形成されるとともに、前記建造物ｌの振動周
期と同一の振動周期となる如き条件で液体Ｗを貯留する
ことにより、風によって引き起こされる建造物の振動を
抑制する。
火用水を貯留するためのタンクであって、上部が開放さ
れた構造となっており、第２図および第３図に示す如き
外形寸法に形成されるとともに、前記建造物ｌの振動周
期と同一の振動周期となる如き条件で液体Ｗを貯留する
ことにより、風によって引き起こされる建造物の振動を
抑制する。
すなわち、前記建造物１とタンク３とは、第４図に示す
振動モデルに近似した振動特性を呈する乙のあって、こ
の振動モデルは、ばね定数Ｋ。のばね４Ａに質量Ｍ。の
物体５Ａを支持させるとともに、減衰率り。のダッシュ
ボット６Ａを付加するようにした振動系Ａ（建造物の振
動モデル）と、ばね定数に、のばね４Ｂに質ｆｆ１Ｍ、
の物体５Ｂを支持させるとともに、減衰率り、のダッシ
ュポット６Ｂを付加するようにした振動系Ｂとを直列に
接続するようにした振動系Ｂ （タンク内の液体の振動
モデル）とから構成されている。
振動モデルに近似した振動特性を呈する乙のあって、こ
の振動モデルは、ばね定数Ｋ。のばね４Ａに質量Ｍ。の
物体５Ａを支持させるとともに、減衰率り。のダッシュ
ボット６Ａを付加するようにした振動系Ａ（建造物の振
動モデル）と、ばね定数に、のばね４Ｂに質ｆｆ１Ｍ、
の物体５Ｂを支持させるとともに、減衰率り、のダッシ
ュポット６Ｂを付加するようにした振動系Ｂとを直列に
接続するようにした振動系Ｂ （タンク内の液体の振動
モデル）とから構成されている。
そして、このような振動モデルにおいて物体４Ａ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−Ｈの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。
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−Ｈの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。
そして、振動系の振動周期は、
て与えられ、また、建造物ｌの振動周期Ｔ０は、構造設
計上の見地から定められた質ｆｆ１Ｍ。およびばね定数
Ｋ。により一義的に定まるから、タンク３に貯留された
液体Ｗの振動周期Ｔ１を前記Ｔ。
計上の見地から定められた質ｆｆ１Ｍ。およびばね定数
Ｋ。により一義的に定まるから、タンク３に貯留された
液体Ｗの振動周期Ｔ１を前記Ｔ。
と一致させるべく、タンク３の寸法および容量を設定し
て両者を一致させろようにしている。
て両者を一致させろようにしている。
すなわち、タンク内の貯留液の挙動に付いて成立するハ
ウスナー（Ｉ（ｏｕｓｎｅｒ）理論によれば、図示例の
如く、タンク３内で移動可能な自由水の有効質量（振動
体として作用する質’１１ ） Ｍ ＋は、下記（２）
式により与えられる。
ウスナー（Ｉ（ｏｕｓｎｅｒ）理論によれば、図示例の
如く、タンク３内で移動可能な自由水の有効質量（振動
体として作用する質’１１ ） Ｍ ＋は、下記（２）
式により与えられる。
ただし、
ｈ・・・・・・タンク３の底部から水面までの距離Ｒ・
・・・・タンク３の半疼 Ｍ・・・・・タンク３内に実際に貯留されている液体の
質量 また、上記貯留液Ｗの固有振動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。
・・・・タンク３の半疼 Ｍ・・・・・タンク３内に実際に貯留されている液体の
質量 また、上記貯留液Ｗの固有振動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、上記固有振動数ωより、下記の（４）式に示す
如く振動周期Ｔが求められろ。
如く振動周期Ｔが求められろ。
２π
Ｔ−□・・・・・・（４）式
なお、上記各パラメータに、例えば、
Ｒ＝Ｉ５ｍ
ｈ ＝２ｍ
Ｍ、＝１４１４ｔ （２式よりＭ ＋ −８１２０を代
入すると、Ｔ ＝ １１．７ｓｅｃとなる。
入すると、Ｔ ＝ １１．７ｓｅｃとなる。
そして、上式にて得られるタンク内の液体の振動周期Ｔ
１と建造物の振動周期Ｔ。との間に、Ｔ、＝Ｔ、
・・・・・・・・・・・・（５）式が成立する如く、
タンク３の各寸法および貯留債を１投定する。
１と建造物の振動周期Ｔ。との間に、Ｔ、＝Ｔ、
・・・・・・・・・・・・（５）式が成立する如く、
タンク３の各寸法および貯留債を１投定する。
なお、前記建造物１の振動のノミュレーンヨン結果を第
５図に、タンク３内の液体の振動のノミュレーンヨン結
果を第６図にそれぞれ示す。これら第５図および第６図
によれば、建造物Ｉおよび貯留液Ｗは、Ｔ／４の位相差
を乙って同一周期で振動し、このような振動においては
、貯留液Ｗの振動により生じた荷重が建造物１に作用し
、第４図 −における振動系Ｂと同様に機能してその振
動を抑制する。
５図に、タンク３内の液体の振動のノミュレーンヨン結
果を第６図にそれぞれ示す。これら第５図および第６図
によれば、建造物Ｉおよび貯留液Ｗは、Ｔ／４の位相差
を乙って同一周期で振動し、このような振動においては
、貯留液Ｗの振動により生じた荷重が建造物１に作用し
、第４図 −における振動系Ｂと同様に機能してその振
動を抑制する。
また、振動数の変化に対する振動抑制効果の変化のノミ
ュレーションの結果、第７図に示す如き特性が得られた
。すなわち、図中破線で示す如く、固有振動数に近い振
動数で大きな振幅を有する建造物にタンクを槽３を設け
ることにより、図中実線で示す如く振動を抑制すること
ができる。
ュレーションの結果、第７図に示す如き特性が得られた
。すなわち、図中破線で示す如く、固有振動数に近い振
動数で大きな振幅を有する建造物にタンクを槽３を設け
ることにより、図中実線で示す如く振動を抑制すること
ができる。
なお、 ソミュレーションの結果、貯留液Ｗの有効質量
Ｍ１と建造物１の質ｆｉＭ。との比率をＭ、／Ｍｏ＝１
．１５０〜ｌ／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。
Ｍ１と建造物１の質ｆｉＭ。との比率をＭ、／Ｍｏ＝１
．１５０〜ｌ／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。
ずなわし、ａ効質虫が１．／１．００以下では十分な制
振効果か得られず、１１５０以上では、貯留液の重量が
建造物の構造設計上の影響が大きくなって、再度建造物
の構造設計を行う必要があるため、ＭｏとＭ）との比率
を」二記（６）式の如く設定する必要が生ずるのである
。
振効果か得られず、１１５０以上では、貯留液の重量が
建造物の構造設計上の影響が大きくなって、再度建造物
の構造設計を行う必要があるため、ＭｏとＭ）との比率
を」二記（６）式の如く設定する必要が生ずるのである
。
さらに、種々の要因から、前記タンク内の液体を固定状
態（密閉タンクに稠密に充填された状態）とすることが
必要な場合には、前記（２）式に代えて、 を採用し、この（２゛）式で得られた結果からタンクの
容積曲、各種数値を決定すればよい。
態（密閉タンクに稠密に充填された状態）とすることが
必要な場合には、前記（２）式に代えて、 を採用し、この（２゛）式で得られた結果からタンクの
容積曲、各種数値を決定すればよい。
次いで、第８図は本発明の第２実施例を示す乙ので、こ
の第２実施例は、タンク３Ａの内部を仕切り板７によっ
て上下複数段に仕切るようにしたちのである。そして、
液体を何段貯留するかの調整により、タンク３Ａの振動
周期（その半径Ｉ７および液の深さｈにより定まる）を
変動させることなく有効質■を変化させて、振動抑制能
力を調整することができる。
の第２実施例は、タンク３Ａの内部を仕切り板７によっ
て上下複数段に仕切るようにしたちのである。そして、
液体を何段貯留するかの調整により、タンク３Ａの振動
周期（その半径Ｉ７および液の深さｈにより定まる）を
変動させることなく有効質■を変化させて、振動抑制能
力を調整することができる。
さらに、第９図は本発明の第３実施例を示すもので、建
造物１の上部に複数個のタンク３Ｂ〜３Ｅを設け、これ
らに、建造物１固有の振動周期と一致する如く液体を貯
留するようにしたちのである。この第３実施例において
は、前記タンク３Ｂ〜３Ｅの内、何個所に液を貯留する
かにより有効質量を加減して、振動抑制能力を調整する
ことがてさろ。
造物１の上部に複数個のタンク３Ｂ〜３Ｅを設け、これ
らに、建造物１固有の振動周期と一致する如く液体を貯
留するようにしたちのである。この第３実施例において
は、前記タンク３Ｂ〜３Ｅの内、何個所に液を貯留する
かにより有効質量を加減して、振動抑制能力を調整する
ことがてさろ。
一発明の変形実施例二・
（ａ） タンクの形状は上記６実施例の円筒状に限定
されるものではなく、４角形、球形等、設置条件に応し
て種々の形状に変更して乙良い。この場合、ハウスナー
の理論をそれぞれ応用し、その形状に応した式に基づい
て振動周期および有効質量を設定をすればよい。
されるものではなく、４角形、球形等、設置条件に応し
て種々の形状に変更して乙良い。この場合、ハウスナー
の理論をそれぞれ応用し、その形状に応した式に基づい
て振動周期および有効質量を設定をすればよい。
（ｂ） ｍ記タンクには、必ずしし常時所定ｍの液体
を貯留して置く必要はなく、気象情報等に対応して、必
要に応じて、所定の汀効質ｍとずろ如く液量を増加させ
ろようにしてらよい。
を貯留して置く必要はなく、気象情報等に対応して、必
要に応じて、所定の汀効質ｍとずろ如く液量を増加させ
ろようにしてらよい。
（ｃ） タンクに貯留する液体には、一般に水１ノ＼
使用されるが、粘性係数が水と異なる液体を使用するこ
とにより、また、タンク内に仕切り仮等を適切に配置す
ることによって消波ずろことにより、粘性抵抗に起因す
る振動減衰率を調整ずろことしでさる。
使用されるが、粘性係数が水と異なる液体を使用するこ
とにより、また、タンク内に仕切り仮等を適切に配置す
ることによって消波ずろことにより、粘性抵抗に起因す
る振動減衰率を調整ずろことしでさる。
「発明の効果」
以上の説明で明らかなように、本発明；よ、建造物の所
定の位置に、該建造物の質量より小Ｊな質ｍの水を貯留
する制振タンクを設け、該制振タンクに、前記建造物の
固在振動周期と同一の振動周期となる状態で水を貯留さ
せるようにした乙のであるから、建造物の振動に対して
１／４周期の位を１差を有する同周期の振動が前記制振
タンク内の液体に生して建造物の振動を抑制することか
でき、したがって、主として地震に対する強度を高める
へく固有振動数を等を定めてＩＩが造、役１けされてい
る建造物に、Ｉ′ｊいて、地震の振動数と異なる振動を
引き起こす風に対する振動抑制効果を得ることができる
。また、前記振動抑制タンクは、振動抑制のために特別
に設置されるものではなく、高層ビル等の所定位置に必
ず設置される給水タンク、防火用水タンク等を所定の基
準のちとに設計することにより容易に振動抑制機能を発
揮することができるという効果を奏する。
定の位置に、該建造物の質量より小Ｊな質ｍの水を貯留
する制振タンクを設け、該制振タンクに、前記建造物の
固在振動周期と同一の振動周期となる状態で水を貯留さ
せるようにした乙のであるから、建造物の振動に対して
１／４周期の位を１差を有する同周期の振動が前記制振
タンク内の液体に生して建造物の振動を抑制することか
でき、したがって、主として地震に対する強度を高める
へく固有振動数を等を定めてＩＩが造、役１けされてい
る建造物に、Ｉ′ｊいて、地震の振動数と異なる振動を
引き起こす風に対する振動抑制効果を得ることができる
。また、前記振動抑制タンクは、振動抑制のために特別
に設置されるものではなく、高層ビル等の所定位置に必
ず設置される給水タンク、防火用水タンク等を所定の基
準のちとに設計することにより容易に振動抑制機能を発
揮することができるという効果を奏する。
第１図ないし第７図は本発明の第１実施例を示すもので
、第１図は振動抑制装置を備えた建造物の正面図、第２
図はタンクの平面図、第３図はタンクの縦断面図、第４
図は建造物の振動モデルの正面図、第５図は建造物の振
動減衰情況を示す図表、第６図はタンク内の貯留水の振
動減衰情況を示す図表、第７図は振動抑制装置を設置し
た場合と設置していない場合とにおける建造物の振動特
性を示す図表、第８図は本発明の第２実施例に係るタン
クの縦断面図、第９図は本発明の第３実施例に係るタン
クの平面図である。 １・・・・・・建造物、３・３Ａ〜３Ｅ・・・・・・タ
ンク、４Ａ・４Ｂ・・・・・ばね、５Ａ・５Ｂ・・・・
・・物体、７・・・・・仕切り板。
、第１図は振動抑制装置を備えた建造物の正面図、第２
図はタンクの平面図、第３図はタンクの縦断面図、第４
図は建造物の振動モデルの正面図、第５図は建造物の振
動減衰情況を示す図表、第６図はタンク内の貯留水の振
動減衰情況を示す図表、第７図は振動抑制装置を設置し
た場合と設置していない場合とにおける建造物の振動特
性を示す図表、第８図は本発明の第２実施例に係るタン
クの縦断面図、第９図は本発明の第３実施例に係るタン
クの平面図である。 １・・・・・・建造物、３・３Ａ〜３Ｅ・・・・・・タ
ンク、４Ａ・４Ｂ・・・・・ばね、５Ａ・５Ｂ・・・・
・・物体、７・・・・・仕切り板。
Claims (1)
- 建造物の所定の位置に該建造物固有の振動周期と同一の
振動周期で液体を貯留するタンクを設けたことを特徴と
する建造物の振動抑制装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24104585A JPS62101764A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 建造物の振動抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24104585A JPS62101764A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 建造物の振動抑制装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6057897A Division JP2994948B2 (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | リール台制動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62101764A true JPS62101764A (ja) | 1987-05-12 |
Family
ID=17068488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24104585A Pending JPS62101764A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 建造物の振動抑制装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62101764A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296514A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Meidensha Corp | 電気機器のブッシング制振装置 |
| JPH09142756A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | エレベーター用ロープの横揺れ抑制装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026781A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-09 | 三菱重工業株式会社 | 構造物の固有振動数調整装置 |
-
1985
- 1985-10-28 JP JP24104585A patent/JPS62101764A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6026781A (ja) * | 1983-07-25 | 1985-02-09 | 三菱重工業株式会社 | 構造物の固有振動数調整装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01296514A (ja) * | 1988-05-24 | 1989-11-29 | Meidensha Corp | 電気機器のブッシング制振装置 |
| JPH09142756A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-03 | Mitsubishi Electric Corp | エレベーター用ロープの横揺れ抑制装置 |
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