JPH086488B2 - 捩れ振動抑制装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、建築物の上層部等に設置されて、地震等
によってその建築物に引き起こされる捩れ振動の低減を
達成する捩れ揺動抑制装置に関する。

《従来の技術》 地震動などに対して建築物の揺れを規制するための揺
動抑制装置としては、従来様々なものが提案されてお
り、例えば日本建築学会大会学術講演梗概集（近畿）
（昭和62年10月）P.905〜906に記載されているようなも
のがあった。すなわち、積層ゴム等からなるアイソレー
タやローラ等で構成した滑り支持材などの長周期化手段
を介して地盤上に支持された建築物と地盤との間に、地
動方向に伸縮駆動されるアクチュエータ等の動力手段を
設け、この動力手段により地震動と逆方向の制振力を発
生させるようにして、移動する地盤に対して建築物を絶
縁しかつ建築物をできる限り一定位置に維持するように
考えられた制振機構などが知られている。

《発明が解決しようとする課題》 しかしながら、建築物においては、例えば北側をセッ
トバックさせることなどがあり、その建築物を平面的に
見た場合、デザイン上あるいは敷地条件などの都合上か
ら建築物自体その剛性の偏りや重心の偏りを生ずること
が多く、このため、建築物に振動力が作用する地震時な
どに捩れ振動を誘発することとなるが、前述の制振機構
などではこのような捩れ振動を抑制できないという問題
があった。

また、建築物の上層部の方が慣性モーメントが大きい
ことから捩れの影響も大きく、このため、高層な建築物
になればなる程剛性の偏りや重心の偏りを防止する必要
があり、デザイン等の規制すなわち設計の制約が厳しく
なっていた。

この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもの
であり、建築物に引き起される捩れ振動を抑制できる捩
れ振動抑制装置の提供をその目的とする。

《課題を解決するための手段》 第１の発明は、建築物にその捩れ振動方向に揺動可能
にカンチレバー様に設けられた台部と、該台部の揺動自
由端と固定端との間でその設置位置を変更可能に移動自
在に設けられた質量体と、台部の揺動自由端側に設けら
れその揺動をダンピングするダンパとを備えたことを特
徴とする。

第２の発明は、建築物に捩り剛性の異なる弾性支持柱
を並設すると共に、これら弾性支持柱にカンチレバー様
に支持させて、該建築物の捩れ振動方向に揺動可能に台
部を設け、さらに台部の揺動自由端側に固定して質量体
を設けると共に、台部の揺動自由端側にその揺動をダン
ピングするダンパを設けたことを特徴とする。

《作 用》 第１の発明によれば、建築物の捩れ振動に伴ってカン
チレバー様の台部の揺動自由端が大きく揺れて捩られる
際に、台部の質量体とダンパとが捩れ振動に対するダン
パ系として機能する。従って、建築物に誘発される捩れ
振動の振動エネルギはこのダンパ系で吸収されて、捩れ
振動が抑制されることとなる。

また、質量体を、その設置位置が台部に対して変更可
能なように移動自在としたことによりダンパ系、即ち質
量体を含む台部の固有周期を変更調整でき、広範な周期
の捩れ振動に対応させることができる。

第２の発明によれば、第１の発明と同様のダンパ機能
を発揮すると共に、建築物に並設した捩り剛性の異なる
弾性支持柱にカンチレバー様に支持させて、揺動自在に
台部を設けることにより、これら弾性支持柱の捩り剛性
を適当に設定することでダンパ系の固有周期が調整され
て、捩れ振動が抑制されるようになっている。

《実 施 例》 以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明のよる捩れ振動抑制装置の好適な一
実施例を示す斜視図である。また、第２図は、第１図に
示す捩れ振動抑制装置の適用を説明する建築物の概略的
な斜視図である。

第１の発明は基本的には、建築物10にその捩れ振動方
向に揺動可能にカンチレバー様に設けられた台部２と、
台部２の揺動自由端2aと固定端2bとの間でその設置位置
を変更可能に移動自在に設けられた質量体３と、台部２
の揺動自由端2a側に設けられその揺動をダンピングする
ダンパ４とを備えて構成される。

この捩れ振動抑制装置１は、片持ちばり方式の台部２
と、台部２上にその設置位置を変更可能に移動自在に載
置される質量体３と、台部２の振動をダンピングするダ
ンパ４とを備えて構成され、建築物10の捩れ振動に対す
るダンパ系となるものである。

台部２は略長方形の基板で成り、その下面側に複数の
支持柱21が固着立設されるが、それら支持柱21を台部２
の一方端側に寄せて配することでいわゆる片持ちばり方
式とされる。なお、支持柱21は、建築物10の上層部等、
所定階の床面に固着され、これにより台部２が建築物10
に固定されるものである。

質量体３は、台部２上において図示しないレール等の
ガイド手段により導かれてその揺動自由端2a側と固定端
2b側である支持柱21側との間で設置位置を変更可能に移
動される構成となっている。

すなわち、質量体３は、複数の支持柱21の支持による
図心となる台部２上の点Ｐまでの距離ｌを設置位置が変
更可能に台部２上に載置されており、その設置位置の移
動により捩れ振動に対する台部２の固有周期が任意に変
更され、その変更調整は建築物10の捩れ振動の振動周期
に応じて自動制御することもできるようになっている。

ダンパ４は、粘性物40により減衰を行なう粘性ダンパ
で、台部２の揺動自由端2a側に配される。

すなわち、このような構成によれば、台部２は、その
支持柱21が固定された建築物10の捩れ振動に伴ない揺動
自由端2a側が大きく揺られて捩られることとなり、この
捩れ振動に共振するダンパ系となる。したがって、建築
物10に誘発される捩れ振動の振動エネルギーはこのダン
パ系で吸収されることとなり、捩れ振動を抑制できる。
また、捩れ振動に対する台部２の固有周期が質量体３の
設置位置の移動により任意に変更できるので、広範な周
期の捩れ振動に対応させることができる。

また、この捩れ振動抑制装置１は、建築物10に対して
付加的に設置されるものであって、建築物10の重心位置
等を何ら制限するものではないので、建築物10の形状デ
ザイン等を自由に行なえ、その設計自由度を向上でき
る。言い替えるならば、セットパックなどの諸設計条件
により重心に偏りを生じた建築物であっても本発明によ
れば、そうした諸設計条件を変更することなく捩れ振動
の免振化を図れる。

一方、捩れ振動を抑制できることにより建築物10をそ
の捩れ振動に対して補強する必要がなくなることともな
り、躯体コストの低減も図れる。

第２の発明は基本的には、建築物10に捩り剛性の異な
る弾性支持柱21a,21bを並設すると共に、これら弾性支
持柱21a,21bにカンチレバー様に支持させて、建築物10
の捩れ振動方向に揺動可能に台部２を設け、さらに台部
２の揺動自由端2a側に固定して質量体３を設けると共
に、台部２の揺動自由端2a側にその揺動をダンピングす
るダンパ４を設けて構成される。即ち、上記実施例では
質量体３の設置位置の移動によりダンパ系の慣性モーメ
ントを変更調整するように構成したが、本実施例では支
持柱21a,21bのバネ特性を変更設定するようにしてい
る。

具体的には図示例のように、縦横４本の弾性支持柱21
a,21bで台部２を支持する場合には、台部２の固定端2b
側と中央側のそれぞれ２本ずつの支持柱21a,21bを、例
えば中実の柱や中空の柱、若しくは断面チャンネル状の
柱等捩り剛性の異なる柱を組み合せて構成して台部２を
支持する上での弾性バネ特性を適当に変更設定し、これ
により台部２の揺動特性を変更して捩れ振動に対する台
部２の固有周期を任意に設定できるようになっている。
このように構成しても上記実施例の場合と同様に、建築
物10の捩れ振動を抑制することができる。

《発明の効果》 以上、実施例で詳細に説明したように、この発明にか
かる捩れ振動抑制装置によれば、次のような優れた効果
を奏する。

（１）建築物の捩れ振動に伴ない台部は、その揺動自由
端側が大きく揺られて共振するダンパ系となるので、捩
れ振動の振動エネルギーがダンパ系で吸収されることと
なり、捩れ振動を抑制できる。

（２）建築物に対して付加的に設置されるものであっ
て、建築物の重心位置等を何ら制限しない構成となって
いるので、建築デザインの自由を阻害するものではな
く、自由にデザインした建築物の免震化を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の一実施例を示す斜視図、第２図は
その適用を説明する建築物の概略的な斜視図、第３図は
第２の発明の一実施例を示す斜視図である。 １……捩れ振動抑制装置、２……台部 2a……台部の揺動自由端、2b……台部の固定端 ３……質量体、４……ダンパ 10……建築物、21……支持柱 21a,21b……弾性支持柱

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建築物にその捩れ振動方向に揺動可能にカ
   ンチレバー様に設けられた台部と、該台部の揺動自由端
   と固定端との間でその設置位置を変更可能に移動自在に
   設けられた質量体と、上記台部の揺動自由端側に設けら
   れその揺動をダンピングするダンパとを備えたことを特
   徴とする捩れ振動抑制装置。
2. 【請求項２】建築物に捩り剛性の異なる弾性支持柱を並
   設すると共に、これら弾性支持柱にカンチレバー様に支
   持させて、該建築物の捩れ揺動方向に揺動可能に台部を
   設け、さらに該台部の揺動自由端側に固定して質量体を
   設けると共に、上記台部の揺動自由端側にその揺動をダ
   ンピングするダンパを設けたことを特徴とする捩れ揺動
   抑制装置。