JPH03213742A - 多自由度動吸振器 - Google Patents
多自由度動吸振器Info
- Publication number
- JPH03213742A JPH03213742A JP689490A JP689490A JPH03213742A JP H03213742 A JPH03213742 A JP H03213742A JP 689490 A JP689490 A JP 689490A JP 689490 A JP689490 A JP 689490A JP H03213742 A JPH03213742 A JP H03213742A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dynamic vibration
- weights
- vibration absorber
- freedom
- springs
- Prior art date
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は地震、風などの外力により生ずる構造物の応答
を低減するための動吸振器に関するものである。
を低減するための動吸振器に関するものである。
従来、機械の分野で主として機械振動の対策に用いられ
ていた動吸振器が、風や地震などによる建物の振動を抑
制する目的で建築の分野にも適用され、吸振器系を構成
する付加質量としての重り、ハネおよびダンパーからな
る基本的な動吸振器の他、スロッシングダンパー（特開
昭６２−１０１７６４号公報参照）、振り子式動吸振器
（特開昭６３−２５４２４７号公報参照）など種々の形
式の動吸振器が開発されている。
ていた動吸振器が、風や地震などによる建物の振動を抑
制する目的で建築の分野にも適用され、吸振器系を構成
する付加質量としての重り、ハネおよびダンパーからな
る基本的な動吸振器の他、スロッシングダンパー（特開
昭６２−１０１７６４号公報参照）、振り子式動吸振器
（特開昭６３−２５４２４７号公報参照）など種々の形
式の動吸振器が開発されている。
〔発明が解決しようとする課題］
ところで、従来の構造物用の動吸振器は単一動吸振器で
あり、第２図（ｂ）のモデル図に表現されるように、建
物の頂部に１質点のハネ−マスを設けて、建物の応答の
１次側期成分を低減させるものである。これは第３図（
ａ）、 （ｂ）に示す伝達関数の比較において、第３図
（ｂ）の左のピーク（１次周期）がかなり小さくなって
いることに対応する。
あり、第２図（ｂ）のモデル図に表現されるように、建
物の頂部に１質点のハネ−マスを設けて、建物の応答の
１次側期成分を低減させるものである。これは第３図（
ａ）、 （ｂ）に示す伝達関数の比較において、第３図
（ｂ）の左のピーク（１次周期）がかなり小さくなって
いることに対応する。
しかし、図から明らかなように右のピーク（２次周期）
については低減効果はみられない。
については低減効果はみられない。
本発明では自由度が１の単一動吸振器に対し、自由度が
２以上の多自由度の動吸振器を構成することにより、地
震などの外乱に対する建物の応答をより低減し、効率の
よい制置を行うことを目的としたものである。
２以上の多自由度の動吸振器を構成することにより、地
震などの外乱に対する建物の応答をより低減し、効率の
よい制置を行うことを目的としたものである。
［課題を解決するための手段］
本発明の多自由度動吸振器は構造物に設置した複数個の
重りと、各重りを支える複数のばねとからなり、各重り
に対するばねをそれぞれ構造物の１次から数次の固有振
動数に応じて調整したものである。
重りと、各重りを支える複数のばねとからなり、各重り
に対するばねをそれぞれ構造物の１次から数次の固有振
動数に応じて調整したものである。
建物の振動特性にもよるが、最も簡単な構造としては２
自由度とし、２個の重りを２つのばねで構造物に対し直
列に接続した構造となる。
自由度とし、２個の重りを２つのばねで構造物に対し直
列に接続した構造となる。
重りおよびばねの材質、形状、大きさなどは特に限定さ
れず、従来の単一動吸振器と同様に考えることができる
、設置スペースや、制置効率、経済性などを考慮して設
計すればよい。
れず、従来の単一動吸振器と同様に考えることができる
、設置スペースや、制置効率、経済性などを考慮して設
計すればよい。
〔実施例〕
第２図（ａ）は構造物を２質点（Ｍ。、） 、 （Ｍ
Ｏ２）と２つのばね（Ｋｏｌ、 ｈｏｅ） 、（Ｋｏ
２． ｈｏ２）として表現した解析モデル（基本モデ
ル）である。
Ｏ２）と２つのばね（Ｋｏｌ、 ｈｏｅ） 、（Ｋｏ
２． ｈｏ２）として表現した解析モデル（基本モデ
ル）である。
これに対し、第２図（ｂ）が従来の単一動吸振器の解析
モデルであり、上述した第２図（ａ）の２質点系の構造
物のモデルに対し、重りとしての１つの付加質量（ｍ２
．）と重りと構造物を結ぶばね（ｋｚｌ。
モデルであり、上述した第２図（ａ）の２質点系の構造
物のモデルに対し、重りとしての１つの付加質量（ｍ２
．）と重りと構造物を結ぶばね（ｋｚｌ。
ｈｚ＋）を設けたものである。また、第２図（Ｃ）が本
発明の多自由度動吸振器の解析モデルであり、重りとし
ての２つの付加質量（ｍ、、）、（ｍ、２）と、これら
２つの重りと構造物を直列に結ぶ２つのばね（ｋｚ、ｈ
ｚ）、（ｋ＋ｚ、ｈｔｚ）を設けたものである。
発明の多自由度動吸振器の解析モデルであり、重りとし
ての２つの付加質量（ｍ、、）、（ｍ、２）と、これら
２つの重りと構造物を直列に結ぶ２つのばね（ｋｚ、ｈ
ｚ）、（ｋ＋ｚ、ｈｔｚ）を設けたものである。
上述の解析モデルにおいて、構造物の２質点の重量をＭ
ｏ＋＝Ｍｏｇ＝ ３９２ｔ、ばね剛性Ｋｏ＋＝２０ｔ／
Ｃｍ、Ｋｏｚ＝３０ｔ／ｃｍ、減衰率ｈ ｏ１＝ ｈ
ｏｚ＝ １％、単一動吸振器の重りの重量ｍｚ＋＝７．
８４ｔ、ばね剛性ｋ ２Ｉ＝０．２０ｔ／ｃｍ、減衰率
１１ｇ＋＝１０％、多自由度動吸振器の第１および第２
の重りの重量ｍ １１ ＝ ｍ １□＝３．９２ ｔ
、ばね剛性に１＋＝ｏ、２０ｔ／ｃｍ、 ｋ＋ｚ＝ｏ、
３０ｔ／ｃｍ、減衰率ｈ ＋ｔ＝ ｈ ｒｚ＝１０％と
して計算した場合の解析結果を第３図（ａ）〜（Ｃ）お
よび第４図〜第７図に示す。なお、この場合の第２図（
ａ）の基本モデルにおける１次の固有周期Ｔ、は１．２
６秒、２次の固有周期Ｔ２は０．５１秒である。
ｏ＋＝Ｍｏｇ＝ ３９２ｔ、ばね剛性Ｋｏ＋＝２０ｔ／
Ｃｍ、Ｋｏｚ＝３０ｔ／ｃｍ、減衰率ｈ ｏ１＝ ｈ
ｏｚ＝ １％、単一動吸振器の重りの重量ｍｚ＋＝７．
８４ｔ、ばね剛性ｋ ２Ｉ＝０．２０ｔ／ｃｍ、減衰率
１１ｇ＋＝１０％、多自由度動吸振器の第１および第２
の重りの重量ｍ １１ ＝ ｍ １□＝３．９２ ｔ
、ばね剛性に１＋＝ｏ、２０ｔ／ｃｍ、 ｋ＋ｚ＝ｏ、
３０ｔ／ｃｍ、減衰率ｈ ＋ｔ＝ ｈ ｒｚ＝１０％と
して計算した場合の解析結果を第３図（ａ）〜（Ｃ）お
よび第４図〜第７図に示す。なお、この場合の第２図（
ａ）の基本モデルにおける１次の固有周期Ｔ、は１．２
６秒、２次の固有周期Ｔ２は０．５１秒である。
第３図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ第２図（ａ）〜（Ｃ）
の解析モデルに対応する地動に対する質点１の周波数伝
達関数を示したもので、第３図（ｂ）に示すように単一
動吸振器では１次の固有振動数に対応する加速度応答倍
率のピークが減少しているのに対し、第３図（Ｃ）に示
すように多自由度（２自由度）動吸振器では１次および
２次の固有振動数に対応する加速度応答倍率のピークが
減少している。
の解析モデルに対応する地動に対する質点１の周波数伝
達関数を示したもので、第３図（ｂ）に示すように単一
動吸振器では１次の固有振動数に対応する加速度応答倍
率のピークが減少しているのに対し、第３図（Ｃ）に示
すように多自由度（２自由度）動吸振器では１次および
２次の固有振動数に対応する加速度応答倍率のピークが
減少している。
第４図および第５図はそれぞれ第２図（ａ）および第２
図（Ｃ）の解析モデルについて、地震波としてエルセン
トロＮＳ成分１００Ｇａｌを入力した場合の構造物の質
点１の相対変位と絶対加速度を応答時刻歴として示した
ものである。図中、実線が本発明の多自由度（２自由度
）動吸振器を設置した場合、点線が構造物のみの場合で
ある。第６図および第７図は同様に構造物の質点２の相
対変位と絶対加速度を応答時刻歴として示したものであ
る。
図（Ｃ）の解析モデルについて、地震波としてエルセン
トロＮＳ成分１００Ｇａｌを入力した場合の構造物の質
点１の相対変位と絶対加速度を応答時刻歴として示した
ものである。図中、実線が本発明の多自由度（２自由度
）動吸振器を設置した場合、点線が構造物のみの場合で
ある。第６図および第７図は同様に構造物の質点２の相
対変位と絶対加速度を応答時刻歴として示したものであ
る。
また、第８図〜第１１図は第２図（ｂ）および第２図（
Ｃ）の解析モデルについて、第４図〜第７図と同様の応
答時刻歴を示したものである。図中、点線が単一動吸振
器を設置した場合、実線は本発明の多自由度（２自由度
）動吸振器を設置した場合である。
Ｃ）の解析モデルについて、第４図〜第７図と同様の応
答時刻歴を示したものである。図中、点線が単一動吸振
器を設置した場合、実線は本発明の多自由度（２自由度
）動吸振器を設置した場合である。
これらの図より本発明の多自由度動吸振器を用いた場合
、質点１．２いずれにおいても相対変位および絶対加速
度の低減効果が大きく、単一動吸振器で低減できない質
点１の絶対加速度や、質点２の相対変位、絶対加速度に
も大きな低減効果があることが分かる。
、質点１．２いずれにおいても相対変位および絶対加速
度の低減効果が大きく、単一動吸振器で低減できない質
点１の絶対加速度や、質点２の相対変位、絶対加速度に
も大きな低減効果があることが分かる。
第１図は２自由度動吸振器の具体的な構造の一例を示し
たもので、重り２，４については銅製またはコンクリー
ト製の直方体を用い、ばね３，５として円筒形の高減衰
ゴムを用いている。この場合、ばね値の調整は例えばゴ
ムの個数を変えるなどして行うことができる。
たもので、重り２，４については銅製またはコンクリー
ト製の直方体を用い、ばね３，５として円筒形の高減衰
ゴムを用いている。この場合、ばね値の調整は例えばゴ
ムの個数を変えるなどして行うことができる。
本発明の多自由度動吸振器では複数の重りおよびばねを
対象とする構造物の各振動モード（固有周期）に応じて
調整することにより、１次の固有周期だけでなく、２次
以降の固有周期についても動吸振器が地震エネルギーを
吸収し、構造物の応答を効率よく低減させることができ
る。
対象とする構造物の各振動モード（固有周期）に応じて
調整することにより、１次の固有周期だけでなく、２次
以降の固有周期についても動吸振器が地震エネルギーを
吸収し、構造物の応答を効率よく低減させることができ
る。
第１図は本発明の多自由度動吸振器の一実施例を示す概
念図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ構造物、単一動
吸振器を設けた構造物、本発明の多自由度動吸振器を設
けた構造物の解析モデル図、第３図（ａ）〜（Ｃ）はそ
れぞれ第２図（ａ）〜（Ｃ）の解析モデルに対する質点
１の周波数伝達関数のグラフ、第４図〜第７図は基本モ
デルと本発明の多自由度動吸振器の比較例を示したもの
で、第４図および第５図はそれぞれ解析における質点１
の相対変位と絶対加速度を応答時刻歴としたグラフ、第
６図および第７図はそれぞれ解析における質点２の相対
変位と絶対加速度を応答時刻歴としたグラフ、第８図〜
第１１図は同様に従来の単一動吸振器と本発明の多自由
度動吸振器の比較例を示したもので、第８図および第９
図はそれぞれ解析における質点１の相対変位と絶対加速
度を応答時刻歴としたグラフ、第１Ｏ図および第１１図
はそれぞれ解析における質点２の相対変位と絶対加速度
を応答時刻歴としたグラフである。 １・・・構造物、２，４・・・重り、３．５・・・ばね
（ａ） 第 図 第 図 （ｂ） （Ｃ） 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ）
念図、第２図（ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ構造物、単一動
吸振器を設けた構造物、本発明の多自由度動吸振器を設
けた構造物の解析モデル図、第３図（ａ）〜（Ｃ）はそ
れぞれ第２図（ａ）〜（Ｃ）の解析モデルに対する質点
１の周波数伝達関数のグラフ、第４図〜第７図は基本モ
デルと本発明の多自由度動吸振器の比較例を示したもの
で、第４図および第５図はそれぞれ解析における質点１
の相対変位と絶対加速度を応答時刻歴としたグラフ、第
６図および第７図はそれぞれ解析における質点２の相対
変位と絶対加速度を応答時刻歴としたグラフ、第８図〜
第１１図は同様に従来の単一動吸振器と本発明の多自由
度動吸振器の比較例を示したもので、第８図および第９
図はそれぞれ解析における質点１の相対変位と絶対加速
度を応答時刻歴としたグラフ、第１Ｏ図および第１１図
はそれぞれ解析における質点２の相対変位と絶対加速度
を応答時刻歴としたグラフである。 １・・・構造物、２，４・・・重り、３．５・・・ばね
（ａ） 第 図 第 図 （ｂ） （Ｃ） 第 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ）
Claims (3)
- （１）構造物に設置した複数個の重りと、前記各重りを
支える複数のばねとからなり、前記各重りに対する前記
ばねをそれぞれ構造物の１次から数次の固有振動数に応
じて調整したことを特徴とする多自由度動吸振器。 - （２）前記複数個の重りは前記ばねにより構造物に対し
、直列に接続されている請求項１記載の多自由度動吸振
器。 - （３）前記ばねは複数個の円筒形の高減衰ゴムからなる
請求項１または２記載の多自由度動吸振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006894A JP2662067B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 多自由度動吸振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006894A JP2662067B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 多自由度動吸振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03213742A true JPH03213742A (ja) | 1991-09-19 |
| JP2662067B2 JP2662067B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=11650934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006894A Expired - Fee Related JP2662067B2 (ja) | 1990-01-16 | 1990-01-16 | 多自由度動吸振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2662067B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05222863A (ja) * | 1992-02-14 | 1993-08-31 | Kajima Corp | 構造物の振動制御装置 |
| JP2005344452A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Kanazawa Inst Of Technology | 制振装置、制振方法および長尺構造物 |
| WO2016104632A1 (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | ピー・エス・シー株式会社 | 振動体ユニット |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096325U (ja) * | 1974-12-29 | 1975-08-12 |
-
1990
- 1990-01-16 JP JP2006894A patent/JP2662067B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096325U (ja) * | 1974-12-29 | 1975-08-12 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05222863A (ja) * | 1992-02-14 | 1993-08-31 | Kajima Corp | 構造物の振動制御装置 |
| JP2005344452A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Kanazawa Inst Of Technology | 制振装置、制振方法および長尺構造物 |
| WO2016104632A1 (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | ピー・エス・シー株式会社 | 振動体ユニット |
| JPWO2016104632A1 (ja) * | 2014-12-24 | 2017-10-05 | ピー・エス・シー株式会社 | 振動体ユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2662067B2 (ja) | 1997-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |