JP2662618B2 - ダイナミック・ダンパー - Google Patents
ダイナミック・ダンパーInfo
- Publication number
- JP2662618B2 JP2662618B2 JP63092319A JP9231988A JP2662618B2 JP 2662618 B2 JP2662618 B2 JP 2662618B2 JP 63092319 A JP63092319 A JP 63092319A JP 9231988 A JP9231988 A JP 9231988A JP 2662618 B2 JP2662618 B2 JP 2662618B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dynamic damper
- cylinder
- vibration
- vibrating body
- building
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
- F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、地震、風、交通等によって、建造物（建築
物，大スパン屋根，橋梁，高架橋等）に生じる上下方向
の振動を抑制するようにした振動抑制装置に関するもの
である。
物，大スパン屋根，橋梁，高架橋等）に生じる上下方向
の振動を抑制するようにした振動抑制装置に関するもの
である。
「従来の技術及びその課題」 高強度材料の開発、工作技術の進歩、並びに、電算機
による構造解析技術の発展等の要因により近年の構造物
は、大型化、形式の多様化、軽量化が進むとともに、フ
レキシビリティに富む構造となってきている。そして、
このように軽量で柔軟な構造物においては、固有振動数
が低く、振動減衰も小さくなる傾向があり、このため、
地震の場合は勿論のこと、風の作用や交通等の外力の影
響により予期し得ない種々の振動が発生する可能性があ
る。
による構造解析技術の発展等の要因により近年の構造物
は、大型化、形式の多様化、軽量化が進むとともに、フ
レキシビリティに富む構造となってきている。そして、
このように軽量で柔軟な構造物においては、固有振動数
が低く、振動減衰も小さくなる傾向があり、このため、
地震の場合は勿論のこと、風の作用や交通等の外力の影
響により予期し得ない種々の振動が発生する可能性があ
る。
そして、従来のこの種の振動を抑制するためのダイナ
ミック・ダンパーとしては、展望タワー等において、質
量、バネ及び粘性ダンパーを組み合わせることにより、
水平方向の振動を抑制するようにしたものが知られてい
る。
ミック・ダンパーとしては、展望タワー等において、質
量、バネ及び粘性ダンパーを組み合わせることにより、
水平方向の振動を抑制するようにしたものが知られてい
る。
ところが、近年、数多く建設された超高層ビルにおい
て、強い地震が発生した際の揺れ具合を観測した結果、
超高層ビルの柱の伸縮による縦振動の１次固有周期は、
鉄骨造りの50階建で0.5秒程度、また２次固有周期は0.1
7秒、３次固有周期は0.1秒程度である。そして、地震動
（特に、直下型に近い地震の場合）の上下方向の成分
は、0.5秒程度を中心として、強い周期成分を有してい
るため、超高層ビルにおいては、水平動作が増幅されて
いないのに、上下動が増幅される場合が多く観測されて
いる。
て、強い地震が発生した際の揺れ具合を観測した結果、
超高層ビルの柱の伸縮による縦振動の１次固有周期は、
鉄骨造りの50階建で0.5秒程度、また２次固有周期は0.1
7秒、３次固有周期は0.1秒程度である。そして、地震動
（特に、直下型に近い地震の場合）の上下方向の成分
は、0.5秒程度を中心として、強い周期成分を有してい
るため、超高層ビルにおいては、水平動作が増幅されて
いないのに、上下動が増幅される場合が多く観測されて
いる。
したがって、最上階の最大加速度は水平動より、上下
動の方が大きくなることがしばしば発生し、超高層ビル
にあっては、地震時の上下動加速度が増幅され、最上階
（40〜60階）の上下動振動は、地下階の上下振動に比べ
て３〜５倍にも増幅されていることが分かった。
動の方が大きくなることがしばしば発生し、超高層ビル
にあっては、地震時の上下動加速度が増幅され、最上階
（40〜60階）の上下動振動は、地下階の上下振動に比べ
て３〜５倍にも増幅されていることが分かった。
そして、近い将来、更にビルの高層化を推進されるこ
とが予想されるが、これら超高層ビルに発生する上下方
向の振動を抑制するための何等かの装置の開発が必要な
ものとなっている。
とが予想されるが、これら超高層ビルに発生する上下方
向の振動を抑制するための何等かの装置の開発が必要な
ものとなっている。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、
超高層ビル、大スパン屋根、橋梁、高架橋等の大形建造
物に生じる上下方向の振動を効率良く減衰させるための
ダイナミック・ダンパーの提供を目的とする。
超高層ビル、大スパン屋根、橋梁、高架橋等の大形建造
物に生じる上下方向の振動を効率良く減衰させるための
ダイナミック・ダンパーの提供を目的とする。
「課題を解決するための手段」 本発明は、建造物に設けられた液体貯槽の内部に、両
端が開放したシリンダーを複数設置し、該シリンダーの
内部にシリンダーの長手方向に向けて貫通孔を形成した
振動体を配し、該振動体をシリンダーの両端部にそれぞ
れ配設したばねに支持させたうえで、これらシリンダー
を前記液体貯槽に貯蔵された液体に沈ませた状態で固定
したことにより前記問題点を解決している。
端が開放したシリンダーを複数設置し、該シリンダーの
内部にシリンダーの長手方向に向けて貫通孔を形成した
振動体を配し、該振動体をシリンダーの両端部にそれぞ
れ配設したばねに支持させたうえで、これらシリンダー
を前記液体貯槽に貯蔵された液体に沈ませた状態で固定
したことにより前記問題点を解決している。
「作用」 液体貯槽内の振動体（ダイナミックダンパー）の固有
振動数を建物の縦振動の固有振動数に一致させる。地震
や風等により建造物に上下方向の振動が発生した場合、
これに共振して、該液体貯槽内のシリンダーに設けられ
た振動体は上下方向に振動するが、貯槽内の液体が抵抗
となり振動体に適度な減衰性を与える。液体貯槽内の液
体は建造物の振動と位相がずれた振動を行い、これによ
って建造物の上下振動を抑制する。なお、前記振動体の
貫通孔の断面積を変えることにより、振動体を通過する
液体の量を変化させ、これによってダイナミック・ダン
パーの減衰性を調節する。
振動数を建物の縦振動の固有振動数に一致させる。地震
や風等により建造物に上下方向の振動が発生した場合、
これに共振して、該液体貯槽内のシリンダーに設けられ
た振動体は上下方向に振動するが、貯槽内の液体が抵抗
となり振動体に適度な減衰性を与える。液体貯槽内の液
体は建造物の振動と位相がずれた振動を行い、これによ
って建造物の上下振動を抑制する。なお、前記振動体の
貫通孔の断面積を変えることにより、振動体を通過する
液体の量を変化させ、これによってダイナミック・ダン
パーの減衰性を調節する。
「実施例」 以下、図面を用いて本発明のダイナミック・ダンパー
について説明する。第１図ないし第４図は、本発明の第
１実施例を示すものであり、図中符号１は本実施例のダ
イナミック・ダンパーである。
について説明する。第１図ないし第４図は、本発明の第
１実施例を示すものであり、図中符号１は本実施例のダ
イナミック・ダンパーである。
ダイナミック・ダンパー１は、超高層ビル（図示せ
ず）の最上階に設けらた貯水槽（液体貯槽）２の内部に
複数設けられており、該ダイナミック・ダンパー１は、
外殻のシリンダー３と、このシリンダー３の内部に上部
ばね4a,下部ばね4bを介して取り付けられた円柱状の振
動体５とを主な構成要素としている。
ず）の最上階に設けらた貯水槽（液体貯槽）２の内部に
複数設けられており、該ダイナミック・ダンパー１は、
外殻のシリンダー３と、このシリンダー３の内部に上部
ばね4a,下部ばね4bを介して取り付けられた円柱状の振
動体５とを主な構成要素としている。
シリンダー３は上下部が開放された円筒状のシリンダ
ー本体3aと、シリンダー本体3aの底部に棒状の支持部材
3b,3b,・・・によって固定された底板3cとによって形成
されている。さらに、シリンダー本体3aの内周面には、
周方向の所定間隔毎に配設されると共に、長手方向に沿
って延在するガイドレール3dが固定されており（第２図
参照）、このガイドレール3d,3d,・・・は前記振動体５
の外周面に長手方向に形成された凹溝部5aに摺動自在に
係合されることにより、振動体５が周方向に運動するの
を拘束している。そして、各ガイド部材3dは、防錆対策
及び滑動効果を得るために、テフロンのコーティングが
施されたものとなっている。
ー本体3aと、シリンダー本体3aの底部に棒状の支持部材
3b,3b,・・・によって固定された底板3cとによって形成
されている。さらに、シリンダー本体3aの内周面には、
周方向の所定間隔毎に配設されると共に、長手方向に沿
って延在するガイドレール3dが固定されており（第２図
参照）、このガイドレール3d,3d,・・・は前記振動体５
の外周面に長手方向に形成された凹溝部5aに摺動自在に
係合されることにより、振動体５が周方向に運動するの
を拘束している。そして、各ガイド部材3dは、防錆対策
及び滑動効果を得るために、テフロンのコーティングが
施されたものとなっている。
振動体５は、前記シリンダー１の内周面との間に所定
寸法の隙間を形成するように、外径が前記シリンダー１
の内径より、僅かに小さく形成されており、さらに、振
動体５の内部には、長手方向に液体が通過するための貫
通孔5b,5b,・・・が形成されている。そして、振動体５
の上端面には上述ばね4aの一端部が固定されており、該
上部ばね4aの他端部はシリンダー本体3aの上端部に固定
された固定板６に固定されている。さらに、振動体５の
下端面には下部ばね4bの一端部が固定されており、該下
部ばね4bの他端部は、底板3cの上部に固定された棒状部
材７の先端部に固定された構成となっている。
寸法の隙間を形成するように、外径が前記シリンダー１
の内径より、僅かに小さく形成されており、さらに、振
動体５の内部には、長手方向に液体が通過するための貫
通孔5b,5b,・・・が形成されている。そして、振動体５
の上端面には上述ばね4aの一端部が固定されており、該
上部ばね4aの他端部はシリンダー本体3aの上端部に固定
された固定板６に固定されている。さらに、振動体５の
下端面には下部ばね4bの一端部が固定されており、該下
部ばね4bの他端部は、底板3cの上部に固定された棒状部
材７の先端部に固定された構成となっている。
そして、前記のように構成されたダイナミック・ダン
パー１は、その総重量Ｗ（振動体５の総重量×ダイナミ
ックダンパーの個数）が、これを設置する建築物の地上
部分の1/300〜1/500程度の重量となるように、貯水槽２
内に設置されたものとなっている。また、ダイナミック
・ダンパーには防錆処理が施されたものとなっている。
パー１は、その総重量Ｗ（振動体５の総重量×ダイナミ
ックダンパーの個数）が、これを設置する建築物の地上
部分の1/300〜1/500程度の重量となるように、貯水槽２
内に設置されたものとなっている。また、ダイナミック
・ダンパーには防錆処理が施されたものとなっている。
つぎに、前記にように構成された、本実施例のダイナ
ミック・ダンパーの作用について説明する。
ミック・ダンパーの作用について説明する。
地震や風等により建物に上下方向の振動が発生した場
合、これに共振して、貯水槽２内のシリンダー３に設け
られた振動体５は、上下方向に振動するが、貯水槽内の
水が振動体が上下方向に移動する際の抵抗となる。ま
た、振動体５には所定の径の貫通孔5b,5b,・・・が複数
形成されており、水の一部分が該貫通孔5bを通過するこ
とによって振動体に減衰性を与える。そのため、貯水槽
２内の振動体５は建物の振動と位相がずれた振動を行
い、これによって建物の上下振動を減衰させる。
合、これに共振して、貯水槽２内のシリンダー３に設け
られた振動体５は、上下方向に振動するが、貯水槽内の
水が振動体が上下方向に移動する際の抵抗となる。ま
た、振動体５には所定の径の貫通孔5b,5b,・・・が複数
形成されており、水の一部分が該貫通孔5bを通過するこ
とによって振動体に減衰性を与える。そのため、貯水槽
２内の振動体５は建物の振動と位相がずれた振動を行
い、これによって建物の上下振動を減衰させる。
ここで、第４図，第５図を用いて、本実施例のダイナ
ミック・ダンパーを使用した場合の振動モデルと、使用
しない場合の振動モデルの振動数と振幅との関係を比較
する。第４図はダイナミック・ダンパーを使用した場
合、第５図は使用しない場合であり、第４図（ｂ），第
５図（ｂ）中符号10は建物、11はダイナミック・ダンパ
ーである。そして第４図（ａ）のダイナミック・ダンパ
ーを使用した場合は、第５図（ａ）の使用しない場合よ
りも、建物の振幅が1/3程度に小さくなり、ダイナミッ
ク・ダンパーの制振効果が発揮されていることが分か
る。
ミック・ダンパーを使用した場合の振動モデルと、使用
しない場合の振動モデルの振動数と振幅との関係を比較
する。第４図はダイナミック・ダンパーを使用した場
合、第５図は使用しない場合であり、第４図（ｂ），第
５図（ｂ）中符号10は建物、11はダイナミック・ダンパ
ーである。そして第４図（ａ）のダイナミック・ダンパ
ーを使用した場合は、第５図（ａ）の使用しない場合よ
りも、建物の振幅が1/3程度に小さくなり、ダイナミッ
ク・ダンパーの制振効果が発揮されていることが分か
る。
そして、振動体５の貫通孔5bの断面積及び数、あるい
は振動体５とシリンダー３との間の隙間寸法を変えるこ
とにより、振動体５を通過する水量を変化させ、これに
よってダイナミック・ダンパーの減衰率を調節するよう
にする。
は振動体５とシリンダー３との間の隙間寸法を変えるこ
とにより、振動体５を通過する水量を変化させ、これに
よってダイナミック・ダンパーの減衰率を調節するよう
にする。
このように、本実施例のダイナミック・ダンパーは、
超高層ビルに設けられた貯水槽２の内部に、複数のシリ
ンダー１を配設し、このシリンダー１の内部にばねを介
して所定量の水を流通させる振動体５を設けたものであ
るので、超高層ビルに生じる上下方向の振動を効率良く
減衰させることができ、居住性、快適性を確保すること
ができる。
超高層ビルに設けられた貯水槽２の内部に、複数のシリ
ンダー１を配設し、このシリンダー１の内部にばねを介
して所定量の水を流通させる振動体５を設けたものであ
るので、超高層ビルに生じる上下方向の振動を効率良く
減衰させることができ、居住性、快適性を確保すること
ができる。
また、鉄骨構造の建築物の縦振動は、建築物の下部
（地下部分）の固定度が高いため、減衰率が非常に小さ
く、また２次部材の影響が小さいため、大地震時にも固
有周期が余り変動しないことから、本実施例のダイナミ
ック・ダンパーを使用することによって、効率良く振動
を抑制することができる。
（地下部分）の固定度が高いため、減衰率が非常に小さ
く、また２次部材の影響が小さいため、大地震時にも固
有周期が余り変動しないことから、本実施例のダイナミ
ック・ダンパーを使用することによって、効率良く振動
を抑制することができる。
なお、前述した以外の他の実施例あるいは、技術的事
項について、以下に記載する。
項について、以下に記載する。
（ｉ）前記実施例では、本発明のダイナミック・ダンパ
ーを超高層ビルに適用したが、これに限られることな
く、大スパン屋根、橋梁、高架橋等に適用することがで
きる。この場合、内部にダイナミック・ダンパーを入れ
た密封水槽を、必要な数だけ、屋根上や橋梁等の上に設
置するようにする。
ーを超高層ビルに適用したが、これに限られることな
く、大スパン屋根、橋梁、高架橋等に適用することがで
きる。この場合、内部にダイナミック・ダンパーを入れ
た密封水槽を、必要な数だけ、屋根上や橋梁等の上に設
置するようにする。
（ii）前記実施例においては、ダイナミック・ダンパー
を貯水槽中に入れるようにしたが、貯水槽に限定される
ことなく、所定の粘性を有する液体中であればよい。
を貯水槽中に入れるようにしたが、貯水槽に限定される
ことなく、所定の粘性を有する液体中であればよい。
（iii）前記実施例のダイナミック・ダンパーは円筒状
のシリンダーと円柱状の振動体を用いたが、このような
形状に限られることなく、断面四角形、あるいは六角形
等の多角形であってもよい。また、振動体に形成される
貫通孔の大きさや数、またばね定数、あるいは液体貯槽
内の液体の粘性等を適宜設計変更して、減衰率を変える
ことができるのは勿論である。
のシリンダーと円柱状の振動体を用いたが、このような
形状に限られることなく、断面四角形、あるいは六角形
等の多角形であってもよい。また、振動体に形成される
貫通孔の大きさや数、またばね定数、あるいは液体貯槽
内の液体の粘性等を適宜設計変更して、減衰率を変える
ことができるのは勿論である。
（iv）前記実施例においては、本発明のダイナミック・
ダンパーを縦振動に対する制振装置として使用したが、
ばねの構成を変えることにより、水平方向のダイナミッ
ク・ダンパーとして使用するこもできる。
ダンパーを縦振動に対する制振装置として使用したが、
ばねの構成を変えることにより、水平方向のダイナミッ
ク・ダンパーとして使用するこもできる。
「発明の効果」 以上説明したように本発明のダイナミック・ダンパー
は、液体貯槽の内部に、両端が開放したシリンダーを複
数設置し、該シリンダーの内部にシリンダーの長手方向
に向けて貫通孔を形成した振動体を配し、該振動体をシ
リンダーの両端部にそれぞれ配設したばねに支持させた
うえで、これらシリンダーを前記液体貯槽に貯蔵された
液体に沈ませた状態で固定したものであるので、地震や
風等により建造物に上下方向の振動が発生した場合、前
記液体は振動体の抵抗となる。前記振動体は、建造物の
振動周期と位相の異なる振動を発生させ、これによって
建造物の上下振動を効率良く抑制することとなる。
は、液体貯槽の内部に、両端が開放したシリンダーを複
数設置し、該シリンダーの内部にシリンダーの長手方向
に向けて貫通孔を形成した振動体を配し、該振動体をシ
リンダーの両端部にそれぞれ配設したばねに支持させた
うえで、これらシリンダーを前記液体貯槽に貯蔵された
液体に沈ませた状態で固定したものであるので、地震や
風等により建造物に上下方向の振動が発生した場合、前
記液体は振動体の抵抗となる。前記振動体は、建造物の
振動周期と位相の異なる振動を発生させ、これによって
建造物の上下振動を効率良く抑制することとなる。
第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を示すもの
で、第１図はダイナミック・ダンパーの斜視図、第２図
はダイナミック・ダンパーの平面の断面図、第３図は貯
水槽の内部に設置されたダイナミック・ダンパーの斜視
図、第４図（ａ）はダイナミック・ダンパーを使用した
場合の建造物の振動数と振幅との関係を示す図、第４図
（ｂ）は振動モデル、第５図（ａ）はダイナミック・ダ
ンパーを使用しない場合の建造物の振動数と振幅との関
係を示す図、第５図（ｂ）は振動モデルである。 １……ダイナミック・ダンパー ２……貯水槽（液体貯槽） ３……シリンダー 4a……上部ばね 4b……下部ばね ５……振動体
で、第１図はダイナミック・ダンパーの斜視図、第２図
はダイナミック・ダンパーの平面の断面図、第３図は貯
水槽の内部に設置されたダイナミック・ダンパーの斜視
図、第４図（ａ）はダイナミック・ダンパーを使用した
場合の建造物の振動数と振幅との関係を示す図、第４図
（ｂ）は振動モデル、第５図（ａ）はダイナミック・ダ
ンパーを使用しない場合の建造物の振動数と振幅との関
係を示す図、第５図（ｂ）は振動モデルである。 １……ダイナミック・ダンパー ２……貯水槽（液体貯槽） ３……シリンダー 4a……上部ばね 4b……下部ばね ５……振動体
Claims (1)
- 【請求項１】建造物に設けられた液体貯槽の内部に、両
端が開放したシリンダーを複数設置し、これらシリンダ
ーの内部に、該シリンダーの長手方向に向けて貫通孔を
形成した振動体を配し、この振動体をシリンダーの両端
部にそれぞれ配設したばねに支持させたうえで、これら
シリンダーを前記液体貯槽に貯蔵された液体に沈ませた
状態で固定したことを特徴とするダイナミックダンパ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63092319A JP2662618B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | ダイナミック・ダンパー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63092319A JP2662618B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | ダイナミック・ダンパー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01266335A JPH01266335A (ja) | 1989-10-24 |
| JP2662618B2 true JP2662618B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=14051069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63092319A Expired - Lifetime JP2662618B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | ダイナミック・ダンパー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2662618B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2662057B2 (ja) * | 1989-10-31 | 1997-10-08 | 鹿島建設株式会社 | 構造物の上下振動吸収装置 |
| JP3679546B2 (ja) * | 1996-03-21 | 2005-08-03 | 新日本製鐵株式会社 | 制振機構内蔵型免振装置 |
| JP4616077B2 (ja) * | 2005-05-25 | 2011-01-19 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 磁気共鳴イメージング装置 |
| JP2007120756A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Kobe Steel Ltd | 振動低減装置 |
| KR101452547B1 (ko) * | 2010-12-13 | 2014-10-21 | 현대중공업 주식회사 | 커버 겸용 동흡진기의 강성 증대장치 |
-
1988
- 1988-04-14 JP JP63092319A patent/JP2662618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01266335A (ja) | 1989-10-24 |
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