JPH0626237A - 制振機構付き構造物 - Google Patents
制振機構付き構造物Info
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- JPH0626237A JPH0626237A JP4204395A JP20439592A JPH0626237A JP H0626237 A JPH0626237 A JP H0626237A JP 4204395 A JP4204395 A JP 4204395A JP 20439592 A JP20439592 A JP 20439592A JP H0626237 A JPH0626237 A JP H0626237A
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トラス形構造物に制振機能を具備させる。
【構成】 多数の棒状の構造部材１をピン接合して構成
されたトラス形構造物において、上記構造部材１の一部
に摩擦型制振機構７を組込まれた摩擦型制振機構付き構
造部材６を用い、上記摩擦型制振機構７を、当該構造部
材に発生する引張り力または圧縮力が一定値を超えたと
きに一定の摩擦力の作用のもとで当該構造部材がその長
さに変化が生じるように構成することにより、地震荷重
のような大きな荷重に対しては構造物の固有振動数を低
くすることができ、その結果構造物を風荷重に耐えられ
る固有振動数に設計すればよく、その分構造部材を少な
くでき、構造物の軽量化，底コスト化を実現できる。
されたトラス形構造物において、上記構造部材１の一部
に摩擦型制振機構７を組込まれた摩擦型制振機構付き構
造部材６を用い、上記摩擦型制振機構７を、当該構造部
材に発生する引張り力または圧縮力が一定値を超えたと
きに一定の摩擦力の作用のもとで当該構造部材がその長
さに変化が生じるように構成することにより、地震荷重
のような大きな荷重に対しては構造物の固有振動数を低
くすることができ、その結果構造物を風荷重に耐えられ
る固有振動数に設計すればよく、その分構造部材を少な
くでき、構造物の軽量化，底コスト化を実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば鉄塔，管制塔あ
るいはビルデイングやその他の建築構造の骨組み構造を
構成するトラス構造の構造物に関し、特に制振機構をそ
なえたトラス形構造物に関する。
るいはビルデイングやその他の建築構造の骨組み構造を
構成するトラス構造の構造物に関し、特に制振機構をそ
なえたトラス形構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、トラス形構造の構造物は、図６
に示すように、その骨組みが多数の直線状の棒材からな
る構造部材１を三角形に接合して構成されており、骨組
を構成する各構造部材１は互いにピン接合されているも
のの、構造物の特性が変化する部分の無い、いわゆる剛
構造の構造物である。図６中の符号２は地面を示してい
る。
に示すように、その骨組みが多数の直線状の棒材からな
る構造部材１を三角形に接合して構成されており、骨組
を構成する各構造部材１は互いにピン接合されているも
のの、構造物の特性が変化する部分の無い、いわゆる剛
構造の構造物である。図６中の符号２は地面を示してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の図６
に示したようなトラス形構造物は、上述のように剛構造
であるばかりか、固有振動数および減衰比が一定であ
る。一方、構造物には種々な外力が作用するが、その外
力のうち主なものは、風荷重および地震荷重である。そ
してこれらの荷重は、図７および図８に示すように、周
波数特性が大きく異なる。すなわち風荷重のパワスペク
トル密度関数は、図７の曲線３が示すように、一般的に
は振動数ωが大きくなるにしたがって単調減少になり、 例えば、 Ｓ（ω）＝Ｓ0／（１＋ω2） （ここで ω：円振動数，Ｓ0：定数）で表わされる。
に示したようなトラス形構造物は、上述のように剛構造
であるばかりか、固有振動数および減衰比が一定であ
る。一方、構造物には種々な外力が作用するが、その外
力のうち主なものは、風荷重および地震荷重である。そ
してこれらの荷重は、図７および図８に示すように、周
波数特性が大きく異なる。すなわち風荷重のパワスペク
トル密度関数は、図７の曲線３が示すように、一般的に
は振動数ωが大きくなるにしたがって単調減少になり、 例えば、 Ｓ（ω）＝Ｓ0／（１＋ω2） （ここで ω：円振動数，Ｓ0：定数）で表わされる。
【０００４】一方地震荷重のパワスペクトル密度関数
は、図８の曲線４が示すように、振動数ωが大きくなっ
ても単調減少にはならずに、ある振動数でピークとなる
という特性がある。構造物の設計では、入力荷重に対す
る構造物の過大な応答を防ぐため、構造物の固有振動数
を入力荷重のパワスペクトル密度関数が、ある一定のレ
ベル以下になる振動数になるように設計する必要がある
ことはいうまでもない。図９は、風荷重のパワスペクト
ル密度関数の曲線３および地震荷重のパワスペクトル密
度関数の曲線４を同一グラフ上に示すとともに、設計上
の基準レベルを破線５で示している。したがって構造物
が風荷重だけに耐えられるようにするには、風荷重のパ
ワスペクトル密度関数(曲線３)が基準レベルを示す破線
５と交わる振動数ωw(指示線16で示す）以上に１次モー
ドの固有振動数がなるように構造物は設計される。
は、図８の曲線４が示すように、振動数ωが大きくなっ
ても単調減少にはならずに、ある振動数でピークとなる
という特性がある。構造物の設計では、入力荷重に対す
る構造物の過大な応答を防ぐため、構造物の固有振動数
を入力荷重のパワスペクトル密度関数が、ある一定のレ
ベル以下になる振動数になるように設計する必要がある
ことはいうまでもない。図９は、風荷重のパワスペクト
ル密度関数の曲線３および地震荷重のパワスペクトル密
度関数の曲線４を同一グラフ上に示すとともに、設計上
の基準レベルを破線５で示している。したがって構造物
が風荷重だけに耐えられるようにするには、風荷重のパ
ワスペクトル密度関数(曲線３)が基準レベルを示す破線
５と交わる振動数ωw(指示線16で示す）以上に１次モー
ドの固有振動数がなるように構造物は設計される。
【０００５】しかしながら、構造物が地震荷重にも耐え
られるようにするには、地震荷重のパワスペクトル密度
関数（曲線４）が破線５と交わる振動数ωe（指示線17
で示す）（ωe＞ωw）以上に構造物の１次モードの固有
振動数を設計する必要がある。ところで、構造物は、風
荷重と比較して発生頻度が格段に少ない地震荷重に対応
すべく、構造物の固有振動数を高く設計しているため、
それだけ構造部材を多く必要とし、その結果構造物の重
量が増え、かつコストもかかるという問題点がある。
られるようにするには、地震荷重のパワスペクトル密度
関数（曲線４）が破線５と交わる振動数ωe（指示線17
で示す）（ωe＞ωw）以上に構造物の１次モードの固有
振動数を設計する必要がある。ところで、構造物は、風
荷重と比較して発生頻度が格段に少ない地震荷重に対応
すべく、構造物の固有振動数を高く設計しているため、
それだけ構造部材を多く必要とし、その結果構造物の重
量が増え、かつコストもかかるという問題点がある。
【０００６】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、構造物を形成する構造部材の一部
に、摩擦型制振機構を組込んだ摩擦型制振機構付き構造
部材を用いることにより、風荷重に対しては固有振動数
を高くかつ応答を低下させるとともに、地震荷重に対し
て固有振動数を低くかつ応答を低減させて、構造物の軽
量化，低コスト化を実現できるようにした、制振機構付
き構造物を提供することを目的とする。
ろうとするもので、構造物を形成する構造部材の一部
に、摩擦型制振機構を組込んだ摩擦型制振機構付き構造
部材を用いることにより、風荷重に対しては固有振動数
を高くかつ応答を低下させるとともに、地震荷重に対し
て固有振動数を低くかつ応答を低減させて、構造物の軽
量化，低コスト化を実現できるようにした、制振機構付
き構造物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の制振機構付き構造物は、多数の棒状の構造
部材をピン接合して構成された構造物において、上記構
造部材の一部に摩擦型制振機構を組込まれた摩擦型制振
機構付き構造部材が用いられ、上記摩擦型制振機構が、
当該構造部材に発生する引張り力または圧縮力が一定値
を超えたときに一定の摩擦力の作用のもとで当該構造部
材がその長さに変化が生じるように構成されていること
を特徴としている。
め、本発明の制振機構付き構造物は、多数の棒状の構造
部材をピン接合して構成された構造物において、上記構
造部材の一部に摩擦型制振機構を組込まれた摩擦型制振
機構付き構造部材が用いられ、上記摩擦型制振機構が、
当該構造部材に発生する引張り力または圧縮力が一定値
を超えたときに一定の摩擦力の作用のもとで当該構造部
材がその長さに変化が生じるように構成されていること
を特徴としている。
【０００８】
【作用】上述の本発明の制振機構付き構造物では、一部
の構造部材に組込まれた摩擦型制振機構が、通常の風荷
重に対しては、当該構造部材に作用する部材力が小さく
摩擦力がこれに十分打ち勝てるため、摩擦型制振機構は
作用せず、したがって構造物の固有振動数は風荷重に耐
えうるための値ωwに保たれる。一方大きな地震荷重が
作用した場合には、摩擦型制振機構付き構造部材に大き
な部材力が発生し、これが摩擦型制振機構の静摩擦力を
上回るため、摩擦型制振機構が作用する。
の構造部材に組込まれた摩擦型制振機構が、通常の風荷
重に対しては、当該構造部材に作用する部材力が小さく
摩擦力がこれに十分打ち勝てるため、摩擦型制振機構は
作用せず、したがって構造物の固有振動数は風荷重に耐
えうるための値ωwに保たれる。一方大きな地震荷重が
作用した場合には、摩擦型制振機構付き構造部材に大き
な部材力が発生し、これが摩擦型制振機構の静摩擦力を
上回るため、摩擦型制振機構が作用する。
【０００９】このようにすると、構造物の振動特性は非
線形となるが、等価的には剛性が小さくなるため固有振
動数が低くなり、かつ摩擦型機構の作用で等価的に減衰
比が大きくにる。このため固有振動数は地震荷重のパワ
スペクトル密度のピークよりも十分低い側へずれ、しか
も減衰比が大きくなるので地震応答を低減することがで
きる。
線形となるが、等価的には剛性が小さくなるため固有振
動数が低くなり、かつ摩擦型機構の作用で等価的に減衰
比が大きくにる。このため固有振動数は地震荷重のパワ
スペクトル密度のピークよりも十分低い側へずれ、しか
も減衰比が大きくなるので地震応答を低減することがで
きる。
【００１０】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
制振機構付き構造物について説明すると、図１は側面
図、図２は摩擦型制振機構の側断面図、図３，図４は作
用説明図、図５は制振機構付き構造物の固有振動数と風
荷重および地震荷重のパワスペクトル密度関数との関係
を示すグラフである。
制振機構付き構造物について説明すると、図１は側面
図、図２は摩擦型制振機構の側断面図、図３，図４は作
用説明図、図５は制振機構付き構造物の固有振動数と風
荷重および地震荷重のパワスペクトル密度関数との関係
を示すグラフである。
【００１１】この実施例の構造物も、多数の直線状の棒
材からなる構造部材を三角形に接合したトラス形構造物
であって、図１に示すように、その一部の棒材（この棒
材に符号６を付し、以下、摩擦型制振機構付き構造部材
と呼ぶ）が用いられている。摩擦型制振機構付き構造部
材６には、図２に示すように、その主構造部材に摩擦型
制振機構７が組込まれていて、主構造部材は８a,８bに
２分割されている。
材からなる構造部材を三角形に接合したトラス形構造物
であって、図１に示すように、その一部の棒材（この棒
材に符号６を付し、以下、摩擦型制振機構付き構造部材
と呼ぶ）が用いられている。摩擦型制振機構付き構造部
材６には、図２に示すように、その主構造部材に摩擦型
制振機構７が組込まれていて、主構造部材は８a,８bに
２分割されている。
【００１２】摩擦型制振機構７はシリンダ９、ピストン
10および摩擦材11で構成されていて、一方の主構造部材
８aに摩擦型制振機構のシリンダ９が接続され、もう一
方の主構造部材８bにピストン10が接続されるととも
に、シリンダ９とピストン10とは摩擦材11を介して相対
的に摺動できるようになっている。なお摩擦材11として
は、焼付けを防ぐために、シリンダやピストンと異なっ
た材料であればよく、例えば鉛，炭素鋼，ステンレス鋼
その他一般金属が用いられる。
10および摩擦材11で構成されていて、一方の主構造部材
８aに摩擦型制振機構のシリンダ９が接続され、もう一
方の主構造部材８bにピストン10が接続されるととも
に、シリンダ９とピストン10とは摩擦材11を介して相対
的に摺動できるようになっている。なお摩擦材11として
は、焼付けを防ぐために、シリンダやピストンと異なっ
た材料であればよく、例えば鉛，炭素鋼，ステンレス鋼
その他一般金属が用いられる。
【００１３】次に摩擦型制振機構７の特性について説明
する。図３は、摩擦型制振機構７の変位（横軸）と部材
力（軸方向荷重)(縦軸）との関係を示しており、この図
から、荷重が小さい時は荷重に比例した変位が得られる
が、このときにはシリンダ９とピストン10との相対的動
きは無く、部材の弾性変形分の変位だけである。荷重が
大きくなり、シリンダ９とピストン10との間の摩擦材11
を介した静止摩擦力Ｆ0を超えると、一定の摩擦力Ｆ0が
かかりながら変位は増えていくことが、図３から読み取
れる。
する。図３は、摩擦型制振機構７の変位（横軸）と部材
力（軸方向荷重)(縦軸）との関係を示しており、この図
から、荷重が小さい時は荷重に比例した変位が得られる
が、このときにはシリンダ９とピストン10との相対的動
きは無く、部材の弾性変形分の変位だけである。荷重が
大きくなり、シリンダ９とピストン10との間の摩擦材11
を介した静止摩擦力Ｆ0を超えると、一定の摩擦力Ｆ0が
かかりながら変位は増えていくことが、図３から読み取
れる。
【００１４】次にこのような摩擦型制振機構７付き構造
部材を組込んだ制振構造物の振動特性について説明す
る。図４は、制振構造物が振動する場合の、摩擦型制振
機構７付き構造部材６にかかる部材力（軸方向荷重)(縦
軸）と変位（横軸）との関係を示しており、この図か
ら、加振力が作用する前は変位，荷重ともに０であり、
図４の原点０にある。制振構造物の変形が小さいうち
は、部材の弾性による復元力が働くだけであり、振動し
ても図４の原点を通る直線12上を往復するだけである。
部材を組込んだ制振構造物の振動特性について説明す
る。図４は、制振構造物が振動する場合の、摩擦型制振
機構７付き構造部材６にかかる部材力（軸方向荷重)(縦
軸）と変位（横軸）との関係を示しており、この図か
ら、加振力が作用する前は変位，荷重ともに０であり、
図４の原点０にある。制振構造物の変形が小さいうち
は、部材の弾性による復元力が働くだけであり、振動し
ても図４の原点を通る直線12上を往復するだけである。
【００１５】制振構造物の変形が大きくなり、摩擦型制
振機構付き構造部材の部材力が静止摩擦力Ｆ0よりも大
きくなると、摩擦型制振機構７の内部の相対的運動が始
まる。そして構造部材の変位がさらに大きくなっても、
この部材力はＦ0以上には大きくならない。さらに位相
が進んで、変位が逆方向に戻り始めると、部材力が逆向
きの静止摩擦力−Ｆ0に達しないうちは、部材の弾性に
よる力が働くだけで、図４の原点を通る直線と平行な直
線をたどって部材力が小さくなる。さらに負の変位が大
きくなって部材力が逆向きの静止最大摩擦力−Ｆ0に達
すると、摩擦型制振機構７の内部の相対的運動が始ま
る。主構造部材の変位がさらに大きくなっても、この部
材力は−Ｆ0以下にはならない。
振機構付き構造部材の部材力が静止摩擦力Ｆ0よりも大
きくなると、摩擦型制振機構７の内部の相対的運動が始
まる。そして構造部材の変位がさらに大きくなっても、
この部材力はＦ0以上には大きくならない。さらに位相
が進んで、変位が逆方向に戻り始めると、部材力が逆向
きの静止摩擦力−Ｆ0に達しないうちは、部材の弾性に
よる力が働くだけで、図４の原点を通る直線と平行な直
線をたどって部材力が小さくなる。さらに負の変位が大
きくなって部材力が逆向きの静止最大摩擦力−Ｆ0に達
すると、摩擦型制振機構７の内部の相対的運動が始ま
る。主構造部材の変位がさらに大きくなっても、この部
材力は−Ｆ0以下にはならない。
【００１６】さらに位相が進んで変位が再び正方向へ向
かうと、部材力が静止摩擦力Ｆ0に達しないうちは主構
造部材の弾性による力が働くだけで、図４の原点を通る
直線と平行な直線をたどって部材力が大きくなる。そし
て再び部材力が静止摩擦力Ｆ0よりも大きくなると、摩
擦型制振機構７内部の相対的運動が始まる。以後、振動
する時にはこのような作動を繰り返し、振幅も振動数も
一定の場合の振動では変位と部材力の関係は図４の外側
の平行四辺形で表わされる直線13に沿った経路を矢印の
ように進む。
かうと、部材力が静止摩擦力Ｆ0に達しないうちは主構
造部材の弾性による力が働くだけで、図４の原点を通る
直線と平行な直線をたどって部材力が大きくなる。そし
て再び部材力が静止摩擦力Ｆ0よりも大きくなると、摩
擦型制振機構７内部の相対的運動が始まる。以後、振動
する時にはこのような作動を繰り返し、振幅も振動数も
一定の場合の振動では変位と部材力の関係は図４の外側
の平行四辺形で表わされる直線13に沿った経路を矢印の
ように進む。
【００１７】次に制振構造物の固有振動数および減衰比
について説明する。振動の振幅が小さい時は、図４の原
点０を通る直線上を行ったり来りするだけであり、摩擦
型制振機構の無い構造物と同じ固有振動数を有する。し
かし振動の振幅が大きい時は、図４の外側の平行四辺形
で表わされる変位・部材力の関係を矢印のように進む
が、摩擦型制振機構付き構造部材の部材力が静止摩擦力
に達してからは変位が大きくなるため、平均的には剛性
が低くなったことになり、固有振動数は低くなる。また
１周期あたりに摩擦型制振機構付き構造部材で消散する
エネルギーは、振幅が小さい時は、構造部材１を形成す
る材料自体の弾性による減衰や構造部材１同志の結合部
における構造減衰があるだけで、減衰比は摩擦型制振機
構７の無い構造物と同じである。しかし振動の振幅が大
きい時は、図４の外側の平行四辺形で囲まれる部分の面
積が１周期あたりに構造部材で消散するエネルギーを表
わし、等価的に減衰比が大きくなることを意味する。
について説明する。振動の振幅が小さい時は、図４の原
点０を通る直線上を行ったり来りするだけであり、摩擦
型制振機構の無い構造物と同じ固有振動数を有する。し
かし振動の振幅が大きい時は、図４の外側の平行四辺形
で表わされる変位・部材力の関係を矢印のように進む
が、摩擦型制振機構付き構造部材の部材力が静止摩擦力
に達してからは変位が大きくなるため、平均的には剛性
が低くなったことになり、固有振動数は低くなる。また
１周期あたりに摩擦型制振機構付き構造部材で消散する
エネルギーは、振幅が小さい時は、構造部材１を形成す
る材料自体の弾性による減衰や構造部材１同志の結合部
における構造減衰があるだけで、減衰比は摩擦型制振機
構７の無い構造物と同じである。しかし振動の振幅が大
きい時は、図４の外側の平行四辺形で囲まれる部分の面
積が１周期あたりに構造部材で消散するエネルギーを表
わし、等価的に減衰比が大きくなることを意味する。
【００１８】次にこのような振動特性を持つ制振構造物
の風荷重および地震荷重に対する応答について説明す
る。図５は風荷重（曲線３）および地震荷重（曲線４）
のパワスペクトル密度関数(縦軸）と制振構造物の固有
振動数（横軸）との関係を示しており、風荷重のように
大きさの小さい荷重が作用している場合は、摩擦型制振
機構７は作用せず、制振構造物の固有振動数は摩擦型制
振機構７の無い構造物と等しく、その固有振動数はωwで
ある。
の風荷重および地震荷重に対する応答について説明す
る。図５は風荷重（曲線３）および地震荷重（曲線４）
のパワスペクトル密度関数(縦軸）と制振構造物の固有
振動数（横軸）との関係を示しており、風荷重のように
大きさの小さい荷重が作用している場合は、摩擦型制振
機構７は作用せず、制振構造物の固有振動数は摩擦型制
振機構７の無い構造物と等しく、その固有振動数はωwで
ある。
【００１９】大きな地震荷重が作用すると、摩擦型制振
機構７が作用して制振構造物の固有振動数は等価的に低
くなり、例えば図５の指示線14で示すωwから指示線15
で示すω'eまで低下する。ω'eは地震荷重のパワスペク
トル密度関数の曲線４のピーク値をとる振動数ωwより
も低い。さらに減衰比も等価的に大きくなっている。こ
のため地震荷重に対する応答は、摩擦型制振機構７が無
い構造物と比較すると、格段低下する。なお、風荷重に
対しては、固有振動数の低下は風荷重のパワスペクトル
密度関数（曲線３）の値の大きい方へずれることになる
が、摩擦型制振機構の作用で等価的に減衰比が大きくな
るため、風荷重に対する応答が大きくなることはない。
機構７が作用して制振構造物の固有振動数は等価的に低
くなり、例えば図５の指示線14で示すωwから指示線15
で示すω'eまで低下する。ω'eは地震荷重のパワスペク
トル密度関数の曲線４のピーク値をとる振動数ωwより
も低い。さらに減衰比も等価的に大きくなっている。こ
のため地震荷重に対する応答は、摩擦型制振機構７が無
い構造物と比較すると、格段低下する。なお、風荷重に
対しては、固有振動数の低下は風荷重のパワスペクトル
密度関数（曲線３）の値の大きい方へずれることになる
が、摩擦型制振機構の作用で等価的に減衰比が大きくな
るため、風荷重に対する応答が大きくなることはない。
【００２０】このようにしてこの実施例では摩擦型制振
機構付き構造部材を構造物の一部用いてトラス形構造物
を構成したので、風荷重に対しては固有振動数を高くし
て応答を低減でき、かつ大きな地震荷重が作用した時に
は摩擦型制振機構が作用し、等価的に固有振動数を地震
荷重のパワスペクトル密度のピーク振動数よりも低くす
るとともに、摩擦力により減衰が作用して、地震応答を
低減させることができる。
機構付き構造部材を構造物の一部用いてトラス形構造物
を構成したので、風荷重に対しては固有振動数を高くし
て応答を低減でき、かつ大きな地震荷重が作用した時に
は摩擦型制振機構が作用し、等価的に固有振動数を地震
荷重のパワスペクトル密度のピーク振動数よりも低くす
るとともに、摩擦力により減衰が作用して、地震応答を
低減させることができる。
【００２１】なお、この実施例の場合、主構造部材８の
途中に摩擦型制振機構７を介在させているため、地震等
により摩擦型制振機構７が変位したとき、摩擦型制振機
構７付き構造部材が単独であれば、地震時に変位を生ず
ると元に戻らないこともある。しかし実際上は、摩擦型
制振機構付きの構造部材だけでトラス形構造物を構成す
ることは無く、必ず通常の構造部材（制振機構を含まな
い構造部材）が並列してトラス形構造物が構成されてい
る。したがって通常の構造部材から必ず元の位置に戻ろ
うとする復元力が構造物全体に作用し、摩擦型制振機構
７が変位したままで終わることはなく、特に元に戻す操
作は必要でない。ただ実際は、摩擦型制振機構付き構造
部材で生ずる摩擦力と、他の通常の構造部材から受ける
復元力とが釣り合う位置で止まり、完全には元状に復さ
ないこともあり得るが、通常の構造部材と比較して制振
機構付き構造部材の数が少なければ、地震を受ける前の
位置と復元後の位置との違いは僅かであり、実用上は全
く差支えない。
途中に摩擦型制振機構７を介在させているため、地震等
により摩擦型制振機構７が変位したとき、摩擦型制振機
構７付き構造部材が単独であれば、地震時に変位を生ず
ると元に戻らないこともある。しかし実際上は、摩擦型
制振機構付きの構造部材だけでトラス形構造物を構成す
ることは無く、必ず通常の構造部材（制振機構を含まな
い構造部材）が並列してトラス形構造物が構成されてい
る。したがって通常の構造部材から必ず元の位置に戻ろ
うとする復元力が構造物全体に作用し、摩擦型制振機構
７が変位したままで終わることはなく、特に元に戻す操
作は必要でない。ただ実際は、摩擦型制振機構付き構造
部材で生ずる摩擦力と、他の通常の構造部材から受ける
復元力とが釣り合う位置で止まり、完全には元状に復さ
ないこともあり得るが、通常の構造部材と比較して制振
機構付き構造部材の数が少なければ、地震を受ける前の
位置と復元後の位置との違いは僅かであり、実用上は全
く差支えない。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の制振機構
付き構造物によれば、摩擦型制振機構の付いた構造部材
を構造物の一部に用いていることにより、構造物の固有
振動数および減衰比が荷重により変わる。つまり大きな
地震荷重に対しては摩擦型制振機構の作用により構造物
の固有振動数が低くなり、減衰比も大きくなって、地震
応答を低減させることができ、したがって構造物を風荷
重に耐えられる固有振動数に設計すれば良く、従来の構
造物のように地震荷重に耐えられるように固有振動数を
高く設計する必要が無く、その分構造部材を少なくで
き、構造物の軽量化，低コスト化を実現できる利点があ
る。
付き構造物によれば、摩擦型制振機構の付いた構造部材
を構造物の一部に用いていることにより、構造物の固有
振動数および減衰比が荷重により変わる。つまり大きな
地震荷重に対しては摩擦型制振機構の作用により構造物
の固有振動数が低くなり、減衰比も大きくなって、地震
応答を低減させることができ、したがって構造物を風荷
重に耐えられる固有振動数に設計すれば良く、従来の構
造物のように地震荷重に耐えられるように固有振動数を
高く設計する必要が無く、その分構造部材を少なくで
き、構造物の軽量化，低コスト化を実現できる利点があ
る。
【図１】本発明の一実施例としての制振機構付き構造物
の側面図。
の側面図。
【図２】同摩擦型制振機構の側面図。
【図３】同摩擦型制振機構の部材力と変位との関係を示
す線図。
す線図。
【図４】同構造物が振動する時の摩擦型制振機構付きの
構造部材の部材力変位との関係を示す線図。
構造部材の部材力変位との関係を示す線図。
【図５】同構造物における風荷重および地震荷重のパワ
スペクトル密度関数と固有振動数との関係を示した線
図。
スペクトル密度関数と固有振動数との関係を示した線
図。
【図６】従来のトラス型構造物を示す側面図。
【図７】同風荷重のパワスペクトル密度関数の図。
【図８】同地震荷重のパワスペクトル密度関数の図。
【図９】同従来の構造物の設計手法の説明図。
１ 構造部材 ２ 地面 ３ 風荷重のパワスペクトル密度関数の曲線 ４ 地震荷重のパワスペクトル密度関数の曲線 ５ 基準レベルを示す破線 ６ 摩擦型制振機構付き構造部材 ７ 摩擦型制振機構 ８a,８b 主構造部材 ９ シリンダ 10 ピストン 11 摩擦材 12 制振構造物の振幅が小さい時の部材力・変位特性を
示す直線 13 制振構造物の振幅が大きい時の部材力・変位特性を
示す直線 14 荷重が小さい時の固有振動数の指示線 15 荷重が大きい時の固有振動数の指示線 16 風荷重に耐えるための固有振動数の指示線 17 地震荷重に耐えるための固有振動数の指示線
示す直線 13 制振構造物の振幅が大きい時の部材力・変位特性を
示す直線 14 荷重が小さい時の固有振動数の指示線 15 荷重が大きい時の固有振動数の指示線 16 風荷重に耐えるための固有振動数の指示線 17 地震荷重に耐えるための固有振動数の指示線
Claims (1)
- 【請求項１】 多数の棒状の構造部材をピン接合して構
成された構造物において、上記構造部材の一部に摩擦型
制振機構を組込まれた摩擦型制振機構付き構造部材が用
いられ、上記摩擦型制振機構が、当該構造部材に発生す
る引張り力または圧縮力が一定値を超えたときに一定の
摩擦力の作用のもとで当該構造部材がその長さに変化が
生じるように構成されていることを特徴とする、制振機
構付き構造物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204395A JPH0626237A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 制振機構付き構造物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4204395A JPH0626237A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 制振機構付き構造物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626237A true JPH0626237A (ja) | 1994-02-01 |
Family
ID=16489835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4204395A Withdrawn JPH0626237A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 制振機構付き構造物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0626237A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5819484A (en) * | 1995-07-28 | 1998-10-13 | Kar; Ramapada | Building structure with friction based supplementary damping in its bracing system for dissipating seismic energy |
| JP2008540918A (ja) * | 2005-05-13 | 2008-11-20 | リヴィングストン，トレイシー | 構造タワー |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP4204395A patent/JPH0626237A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5819484A (en) * | 1995-07-28 | 1998-10-13 | Kar; Ramapada | Building structure with friction based supplementary damping in its bracing system for dissipating seismic energy |
| JP2008540918A (ja) * | 2005-05-13 | 2008-11-20 | リヴィングストン，トレイシー | 構造タワー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |