JPH0849448A - 風用制振装置を備えた建物 - Google Patents

風用制振装置を備えた建物

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JPH0849448A
JPH0849448A JP18725994A JP18725994A JPH0849448A JP H0849448 A JPH0849448 A JP H0849448A JP 18725994 A JP18725994 A JP 18725994A JP 18725994 A JP18725994 A JP 18725994A JP H0849448 A JPH0849448 A JP H0849448A
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JP
Japan
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wind
building
control
movable blade
vibration
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Application number
JP18725994A
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English (en)
Inventor
Eizaburo Tachibana
英三郎 橘
Yoichi Mukai
洋一 向井
Tamotsu Tamura
保 田村
Tadatoshi Furukawa
忠稔 古川
Kinya Shimizu
欽也 清水
Yoshihide Tokuhiro
吉秀 徳弘
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Penta Ocean Construction Co Ltd
Original Assignee
Penta Ocean Construction Co Ltd
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 省スペース及び省エネルギーで高い制振効果
の得られる建物を提供することである。 【構成】 建物1に風用制振装置2を備えたものであ
り、この風用制振装置2は最上階に1基又は2基設置さ
れた可動翼3と、所定階に設けた可動翼3の回転制御を
行なう制御部4とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は風用制振装置を備えた建
物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術による風に対する制振装置の代
表的なものは図12に示すように、チューンドマスダン
パ20、ハイブリットマスダンパ30、アクティブマス
ドライバ40等があるが、いずれの装置も建物総重量の
約1%程度を上限とする制振体マス20a、30a、4
0aをパッシブ及びアクティブに駆動することにより、
建物50に発生する水平振動を低減させる制振機構とな
っている。
【0003】しかしながら、これらの制振装置はいずれ
も建物総重量の約1%程度の制振体マス20a、30
a、40aを建物の最上階などに設置するための広いス
ペースと、これらの制振体マス20a、30a、40a
を支えるための堅固な基礎構造を必要とした。
【0004】また前記ハイブリットマスダンパ30、ア
クティブマスドライバ40による制振装置の場合は、風
に対する建物の応答の大きさに応じて大きな制御力を必
要とするためため多大なエネルギーの供給が必要とな
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように上述の制振
体マスを別途設置する制振装置を採用する場合には、多
大な制振装置の設置スペースが必要であることや、建物
総重量の約1%程度の制振体マスを設置するための堅固
な基礎構造を必要とするなどの制約が多く、さらにいず
れの装置も上記のような実情から経済的に高価なものと
なっているというのが現状である。本発明は上記のよう
な問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、省ス
ペース及び省エネルギーで風による振動に対する高い制
振効果の得られる建物を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するための本発明の風用制振装置を備えた建物は、建物
に風用制振装置が設けられ、前記風用制振装置が建物の
最上階に設置した可動翼と、該可動翼を回転制御する制
御部とからなり、前記可動翼の風方向に対する見付面積
を建物の複数箇所に設置したセンサからの信号によって
変化させることを特徴とする構成とすることである。
【0007】
【作用】建物の所定箇所に設置された風向・風速計や速
度型地震計等のセンサからの信号によって可動翼の風向
に対する見付面積を適宜変更させることにより風による
建物への圧力を増減又は調整することができる。
【0008】このように可動翼の向きを水平方向の任意
の向きに変えることが可能であるため風による風圧面を
任意の方向に変化させて水平方向に振動する構造物の振
動制御が可能となる。
【0009】このような建物の振動外乱である風の力を
振動制御力として利用して、風により建物に発生する振
動を軽減することができるため、極めて省エネルギーで
振動制御が可能となり、かつ、一つの風用制振装置で水
平2方向の制御が可能であるため極めて省スペースの振
動制御手法を提供できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1は風用制振装置を備えた建物の正面
図、図2は可動翼の正面図、図3は同側面図である。
【0011】図1は6階建の建物1に風用制振装置2を
備えたものであり、この風用制振装置2は最上階に1基
又は2基設置された可動翼3と、所定階に設けた可動翼
3の回転制御を行なう制御部4とから構成されている。
【0012】前記可動翼3は軽量化を図るためにアルミ
ニュウム板が使用され、上下の軸5、6がベアリングに
より支持枠7に軸支され、前記下軸6が減速機を介して
サーボモータ8に取り付けられて高速回転及び停止がで
きるようになっている。
【0013】このサーボモータ8は建物1の所定箇所に
設けた制御部4と電気的に連係され、この制御部4から
の指令に基づいて回転制御されて可動翼3の回転角度を
設定する。
【0014】この可動翼3の回転駆動制御は、建物1の
最上階に設けた風向・風速計9や所定階に設けた速度型
地震計10等のセンサから風向状態、風速状態、振動状
態等が制御部4に入力され、これらの状態量をもとに制
御部4で風向に対して可動翼3が適正な見付面積になる
ようにその回転方向に対する回転角度が算出され、これ
によりサーボモータ8が回転して行なわれる。このよう
に前記可動翼3は建物1の振動制御が最も期待される方
向に回転制御される。
【0015】したがって、図4に示すように、風11が
矢印の方向から吹いて風の作用する方向に建物1が振動
する場合は、可動翼3を風11と直交する方向に回転さ
せた状態にすると、その風圧力は最大となる。
【0016】一方、可動翼3を風11の作用する方向と
平行に回転させた状態にすると、可動翼3には風圧力は
作用しない。このように可動翼3を風11の作用する方
向と直交もしくは平行に回転させることにより風圧力を
増減させて建物1に発生する振動を制御することができ
る。
【0017】この可動翼3の制御アルゴリズムの説明の
ため、図5に前記建物1のX、Y軸14、15と可動翼
3の角度及び風向との関係を示す。図5は可動翼3の平
面図であり、可動翼3の水平断面の長辺を通る軸を可動
翼の主軸12とする。
【0018】また、図中、θfは可動翼の主軸12とX
軸とのなす角度を表し「可動翼の設定角度」とする。ま
たθwは風向とX軸とのなす角度を表し「風向の角度」
とする。これらの量は、いずれも反時計回りを正符号と
する。またVx及びVyはそれぞれX、Y軸14、15
方向の建物最上階の絶対速度を表わす。
【0019】また、図6に可動翼3の制御に用いる2つ
の状態を示す。まず、可動翼3の状態を表現するために
回転方向の軸として可動翼の基準軸13なるものを定め
る。図中θrは可動翼の基準軸13とX軸とのなす角度
を表し「可動翼の軸角度」とする。
【0020】そして、図6に示すように、可動翼の基準
軸13と可動翼の主軸12が一致する状態を「オープン
モード」、可動翼の基準軸13と可動翼の主軸12が9
0°の角度をなす状態を「クローズモード」とする。
【0021】可動翼3の制御は各制御ステップごとに状
態量として、外乱に関する情報(風向及び風速)と、応
答に関する情報(建物最上階のX、Y方向の速度)を用
い、可動翼の回転角度量Δθfを制御量として算定する
ものである。
【0022】この可動翼3の制御アルゴリズムは以下に
説明するような手順である。 1)風方向風速Wの値を評価し、その大きさが風速の域
値のδwを越えない時には可動翼3の状態を前制御ステ
ップの状態で保持するものとする。 2)建物1の振動方向を建物最上階のX、Y方向の速度
Vx、Vyから求め、その制御ステップにおける可動翼
の基準軸13を決定する。
【0023】この手順はまずVx、Vyのそれぞれの大
きさと速度の域値δvとの大小比較を行い、可動翼の軸
角度θrを次のように求める。|Vx|<δv、かつ、
|Vy|<δvの時には、可動翼の状態を前制御ステッ
プの状態で保持するものとする。|Vx|<δv、か
つ、|Vy|≧δvの時で、Vy≧δvの時には、θr
=90°、Vy≦δvの時には、θr=−90°とす
る。|Vx|≧δv、かつ、|Vy|<δvの時で、|
Vx|≧δvの時には、θr=0°、|Vx|≦δvの
時には、θr=−180°とする。|Vx|≧δv、か
つ、|Vy|≧δvの時で、Vx、Vyを合成した速度
ベクトルが、第1象限上にある時には、θr=45°、
第2象限上にある時には、θr=135°、第3象限上
にある時には、θr=−135°、第4象限上にある時
には、θr=−45°とする。
【0024】3)このようにして、定めた可動翼の基準
軸13と風向とのなす角度Δθwが、θr−90°<Δ
θw<θr+90°の時には可動翼を「オープンモー
ド」とし、それ以外の時には可動翼を「クローズモー
ド」とする。
【0025】以上の評価から[1]可動翼3の状態を保
持する場合には、可動翼の回転角度量Δθf=0とし、
[2]可動翼3を「オープンモード」とする場合には、
現在の可動翼の設定角度θfと可動翼の軸角度θrとの
差Δθr(=θr−θf)を用いて、可動翼の回転角度
量Δθf=Δθrとし、[3]可動翼3を「クローズモ
ード」とする場合には可動翼の回転角度量Δθf=Δθ
r+90°とする。
【0026】ここで用いてきたX軸を基準とする絶対角
度に関する記号(θ)、および相対的な角度に関する記
号(Δθ)は、ともに全て−180°≦(θ)<180
°、−180°≦(Δθ)<180°の範囲で定義され
た量であり、計算上この範囲を越える値を扱う場合に
は、この範囲の同位相の値で置き換えたものを用いる。
また図7に制御アルゴリズムをフローで示す。
【0027】以下に上記の風用制振装置2を備えた建物
1での制振状態の実験結果を示す。図1に示すような6
階建ての建物1の最上階に設置した風向・風速計9で計
測された実験時の風向は、ほぼ建物のY軸方向と同じ方
向の北西の風(約±45°)であり、また平均風速は約
15m/sec(約±10m/sec)であった。
【0028】可動翼3のトリガとなる風速及び建物最上
階の速度の域値は、それぞれ1.0m/sec、0.0
5cm/secと設定した。この制振制御アルゴリズム
による「制振」実験の他に、さらに可動翼3の潜在的な
能力を検証するための一つの手段として、建物1の応答
を励起させる制御アルゴリズムを用いた「逆制振」実験
も行った。
【0029】この逆制振のアルゴリズムは、制振制御ア
ルゴリズムによって決定される可動翼3のあるべき状態
(オープンモードあるいはクローズモード)を逆にした
だけのものである。
【0030】また図8に制振制御時の建物最上階のX方
向、Y方向の速度応答をそれぞれ示す。これは前半約6
0秒間が非制御で、後半約60秒間に制振制御を行なっ
たものである。X方向に関しては有効な応答の低減効果
が見られるがY方向に関しては非制御の場合と比較して
ほとんど差異が見られない。
【0031】また図9には逆制振制御時の建物最上階の
X方向、Y方向の速度応答をそれぞれ示す。これは前半
約60秒間が非制御で、後半約60秒間に逆制振制御を
行なったものである。X方向に関しては、速度振動が大
きく増幅されていることがわかる。
【0032】しかしながら、Y方向に関しては制振制御
時と同様に、非制御の場合と比較してほとんど差異が見
られない。以下の表にこれらの図9に対応した制御前後
における建物最上階のX方向の速度応答のRMS値を示
す。表中の括弧内の数字は非制御時に対する制御時のR
MS値(%)であり、制御効果はX軸方向についてのみ
現われている。
【0033】次に図10に非制御時、制振制御時、逆制
振制御時の建物最上階の速度軌跡をそれぞれ示す。同図
の(1)と(2)とを比較すると、制振制御により速度
の軌跡が非制御時よりかなり縮小されており、有効な制
御効果が確認される。また同図の(1)と(3)とを比
較すると、逆制振制御時の場合は建物1が励振されてい
ることがわかる。いずれの制御を行なった場合において
もX方向に対する制御効果は見られるが、Y方向に関し
てはほとんど非制御時と変わらない。
【0034】また図11に非制御、制振制御、逆制振制
御時における風速のRMS値と、建物最上階の速度応答
のRMS値との関係をX方向、Y方向に関してそれぞれ
示す。また同図のX方向の速度応答のRMS値について
は非制御時、制振制御時、逆制振制御時の間に明確な違
いを見ることができる。すなわち、非制御時に対して、
制振制御時には風速の違いによらず、ほぼ一様な応答の
低減効果が見られ、また逆制振制御時にはかなりシャー
プな立ち上がりで応答が増幅されることがわかる。
【0035】しかしながら、図11のY方向の速度応答
のRMS値については非制御時、制振制御時、逆制振制
御時の間にはほとんど差異は見られない。すなわち、こ
の方向に対しては制御による影響が極めて小さいもので
あると考えられる。
【0036】このように建物1の速度応答に関して、風
向と直角方向であるX方向には制御による応答値の低減
効果が見られるが、風向と同一方向であるY方向には効
果が見られなかった。以上のような結果から下記の効果
を確認することができた。
【0037】
【発明の効果】可動翼の風向に対する見付面積を適宜変
更させることにより、風による建物の水平方向の振動制
御が可能となる。
【0038】風を利用して建物に発生する風の作用する
方向の振動を軽減することができるため、極めて小さな
エネルギーで振動制御が可能となる。
【0039】一つの風用振動装置で水平2方向の振動制
御が可能であるため、従来のようにチューンドマスダン
パ、ハイブリットマスダンパ、アクティブマスドライバ
等を利用した制振装置と比較して、多大な制振装置の設
置スペースや制振体マスを設置するための堅固な基礎構
造を必要とせずに、極めて小さなスペースで振動制御を
することができる。
【0040】可動翼の風向に対する見付面積を適宜変更
させることにより、風圧力を増減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】風用制振装置を備えた建物の正面図である。
【図2】可動翼の正面図である。
【図3】可動翼の縦断面図である。
【図4】風用制振装置を備えた建物の平面図である。
【図5】可動翼の平面図である。
【図6】可動翼の2つの状態を示す平面図である。
【図7】制御アルゴリズムのフローである。
【図8】(1)は制振制御時の建物最上階のX方向の応
答速度図、(2)は同Y方向の応答速度図である。
【図9】(1)は逆制振制御時の建物最上階のX方向の
応答速度図、(2)は同Y方向の応答速度図である。
【図10】(1)は非制御時の建物最上階の速度軌跡
図、(2)は同制振制御時の速度軌跡図、(3)は同逆
制振制御時の速度軌跡図である。
【図11】(1)は非制御時、制振制御時、逆制振制御
時における風速のRMS値と、建物最上階のX方向の応
答速度のRMS値の関係図、(2)は同Y方向の関係図
である。
【図12】従来の制振装置を示したものであり、(1)
はチューンドマスダンパを示した正面図、(2)はハイ
ブリッドマスダンパを示した正面図、(3)はアクティ
ブマスドライバを示した正面図である。
【符号の説明】
1 建物 2 風用制振装置 3 可動翼 4 制御部 5 上軸 6 下軸 7 支持枠 8 サーボモータ 9 風向・風速計 10 速度地震計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 忠稔 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−1 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 清水 欽也 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−1 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 徳弘 吉秀 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−1 五洋建設株式会社技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建物に風用制振装置が設けられ、前記風
    用制振装置が建物の最上階に設置した可動翼と、該可動
    翼を回転制御する制御部とからなり、前記可動翼の風方
    向に対する見付面積を、建物の所定箇所に設置したセン
    サからの信号によって変化させることを特徴とする風用
    制振装置を備えた建物。
JP18725994A 1994-08-09 1994-08-09 風用制振装置を備えた建物 Pending JPH0849448A (ja)

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JP18725994A JPH0849448A (ja) 1994-08-09 1994-08-09 風用制振装置を備えた建物

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7823335B2 (en) 2004-12-15 2010-11-02 Renscience Ip Holdings Inc. Wall edge vortex suppressor
US7836642B2 (en) 2004-07-26 2010-11-23 Renscience Ip Holdings Inc. Roof edge windscreen
US7866095B2 (en) 2004-09-27 2011-01-11 Renscience Ip Holdings Inc. Roof edge vortex suppressor
JP2020193474A (ja) * 2019-05-28 2020-12-03 株式会社フジタ 建築物の制振装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7836642B2 (en) 2004-07-26 2010-11-23 Renscience Ip Holdings Inc. Roof edge windscreen
US7866095B2 (en) 2004-09-27 2011-01-11 Renscience Ip Holdings Inc. Roof edge vortex suppressor
US8161692B2 (en) 2004-09-27 2012-04-24 Renscience Ip Holdings, Inc. Roof edge vortex suppressor
US7823335B2 (en) 2004-12-15 2010-11-02 Renscience Ip Holdings Inc. Wall edge vortex suppressor
US7966773B2 (en) 2004-12-15 2011-06-28 Renscience Ip Holdings Inc. Wall edge vortex suppressor
JP2020193474A (ja) * 2019-05-28 2020-12-03 株式会社フジタ 建築物の制振装置

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