JP7244267B2 - Damping structure - Google Patents

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Description

本発明は、制振構造に関する。 The present invention relates to a damping structure.

制振構造では、構造物に生じた振動エネルギーを摩擦ダンパーや油圧式ダンパーなどの制振装置が吸収することで振動応答を低減させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。高層や超高層の構造物においても、制振構造を採用することで振動応答を低減させることができる。 A vibration damping structure is configured to reduce vibration response by absorbing vibration energy generated in a structure with a vibration damping device such as a friction damper or a hydraulic damper (see Patent Document 1, for example). Even in high-rise and super-high-rise structures, vibration response can be reduced by adopting a damping structure.

特開２００１－１７３２６４号公報JP 2001-173264 A

高層や超高層の構造物では、２次や３次といった高次モードの振動が生じると、下層部と比べて上層部では揺れが増幅され、上層部が大きく揺れる所謂むち振り現象が生じることがある。 In a high-rise or super-high-rise structure, when high-order vibrations such as secondary and tertiary modes occur, the shaking is amplified in the upper layers compared to the lower layers, causing a so-called whipping phenomenon in which the upper layers sway greatly. be.

そこで、本発明は、高層や超高層の構造物において高次モードの振動が生じた場合にも上層部の振動を抑えることができる制振構造を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a damping structure capable of suppressing vibrations in upper layers even when high-order mode vibrations occur in a high-rise or super-high-rise structure.

上記目的を達成するため、本発明に係る制振構造は、構造物の最上部分となる高層部に生じる高次モードの振動を抑える制振構造において、前記高層部の下側の下層部に高次モードの振動に同調する回転慣性質量ダンパーが設けられており、前記高層部は、前記下層部と平面形状が異なっており、前記下層部は、コア部と、前記コア部に隣接するコア隣接部と、を有し、前記コア部は、前記コア隣接部よりも剛性が大きく設定され、前記回転慣性質量ダンパーは、前記コア部に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a damping structure according to the present invention is a damping structure for suppressing high-order mode vibrations generated in a high-rise portion, which is the uppermost portion of a structure . A rotational inertia mass damper is provided to tune the vibration of the next mode, the upper layer portion has a different planar shape from the lower layer portion, and the lower layer portion includes a core portion and a core portion adjacent to the core portion. and a portion, wherein the core portion is set to have higher rigidity than the core adjacent portion, and the rotational inertia mass damper is provided on the core portion.

本発明では、高層部の下側の下層部に高次モードの振動に同調する回転慣性質量ダンパーが設けられていることにより、高層部における高次モードの振動が低減され、高層部のむち振り現象を抑えることができる。
また、回転慣性質量ダンパーは、下層部における剛性の大きいコア部に設けられているため、高層部の高次モードの振動をより低減させることができる。 In the present invention, since the rotary inertia mass damper that tunes to the vibration of the high-order mode is provided in the lower layer below the high-rise section, the vibration of the high-order mode in the high-rise section is reduced, and the whipping of the high-rise section is reduced. phenomenon can be suppressed.
In addition, since the rotary inertia mass damper is provided in the core portion having high rigidity in the lower layer portion, it is possible to further reduce the vibration of the high-order mode in the upper layer portion.

また、本発明に係る制振構造では、前記回転慣性質量ダンパーは、上下方向に複数配列され、それぞれ前記下層部における複数層に跨って作用するように設けられていてもよい。
このような構成とすることにより、回転慣性質量ダンパーが抑制可能な変形量を増大することができ、回転慣性質量ダンパー全体の容量を増大させることができるため、高層部の高次モードの振動をより低減させることができる。 Further, in the vibration damping structure according to the present invention, a plurality of the rotational inertia mass dampers may be arranged in the vertical direction, and may be provided so as to act across a plurality of layers in the lower layer portion.
With this configuration, the amount of deformation that can be suppressed by the rotary inertia mass damper can be increased, and the overall capacity of the rotary inertia mass damper can be increased. can be further reduced.

また、本発明に係る制振構造では、前記高層部と前記下層部とは、剛性が異なっていてもよい。
このような構成とすることにより、高層部と下層部とが剛性が異なり、高層部において高次モードの振動が増幅されやすい場合でも、高層部の高次モードの振動を低減させることができる。 Further, in the damping structure according to the present invention, the upper layer portion and the lower layer portion may have different rigidity.
With such a configuration, even if the high-rise portion and the lower-layer portion have different rigidity and the high-order mode vibration is likely to be amplified in the high-rise portion, the high-order mode vibration in the high-rise portion can be reduced.

本発明によれば、高次モードの振動が生じた際に上層部に生じるむち振り現象を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the whipping phenomenon that occurs in the upper layer when high-order mode vibration occurs.

本発明の実施形態による構造物の一例を示す立面図である。1 is an elevational view of an example structure according to an embodiment of the invention; FIG. 図１のＡ－Ａ線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1;

以下、本発明の実施形態による制振構造について、図１および図２に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態による制振構造１は、超高層の構造物２に採用されている。
本実施形態の構造物２は、地上４２階建てで、地上１階から５階までは商業施設として使用され、地上１階から３４階まではオフィスとして使用され、地上３５階から４２階まではホテルとして使用されるように想定されている。
以下では、地上１階から３４階までを下層部３とし、地上３５階から４２階までの最上部分を高層部４とする。 A damping structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
As shown in FIG. 1, a damping structure 1 according to this embodiment is employed in a super high-rise structure 2. As shown in FIG.
The structure 2 of this embodiment has 42 floors above the ground, the first to fifth floors above ground are used as commercial facilities, the first to 34th floors are used as offices, and the 35th to 42nd floors are used as offices. Intended to be used as a hotel.
Below, the first to 34th floors above the ground are referred to as the lower section 3, and the uppermost section from the 35th to 42nd floors is referred to as the upper section 4.

下層部３は、上下方向全体にわたってほぼ同じ外形に形成されている。図２に示すように、下層部３は、平面における中央部に位置するコア部３１と、コア部３１の周囲に隣接するコア隣接部３２と、を有している。本実施形態では、コア隣接部３２は、コア部３１を囲繞するように設けられている。コア部３１には、エレベータや階段などが設置され、コア隣接部３２には、店舗や執務室などが設置されている。
図１および図２に示すように、コア部３１には、所定の剛性を有するコアフレーム３３が設けられているとともに、粘性系ダンパーおよび履歴系ダンパーなどの制振装置３４（図１参照）が設けられている。コア部３１は、コア隣接部３２よりも剛性が大きく設定されている。
コア部３１は、上の層よりも下の層のほうが平面視形状が大きく設計され、剛性が大きく設定されている。各層のコア部３１は、上下方向に連続するように配置されている。 The lower layer portion 3 is formed to have substantially the same outer shape over the entire vertical direction. As shown in FIG. 2 , the lower layer portion 3 has a core portion 31 located in the central portion of the plane and core adjacent portions 32 adjacent to the periphery of the core portion 31 . In this embodiment, the core adjacent portion 32 is provided so as to surround the core portion 31 . Elevators, stairs, and the like are installed in the core portion 31 , and shops, offices, and the like are installed in the core adjacent portion 32 .
As shown in FIGS. 1 and 2, the core portion 31 is provided with a core frame 33 having a predetermined rigidity, and a damping device 34 (see FIG. 1) such as a viscous damper and a hysteresis damper. is provided. The core portion 31 is set to have higher rigidity than the core adjacent portion 32 .
The lower layer of the core portion 31 is designed to have a larger plan view shape than the upper layer, and is set to have a higher rigidity. The core portions 31 of each layer are arranged so as to be continuous in the vertical direction.

下層部３における上部側となる２９階から３４階まで（中層部５とする）には、回転慣性質量ダンパー５１が設置されている。回転慣性質量ダンパー５１は、中層部５におけるコア部３１に設けられている。
回転慣性質量ダンパー５１は、高次モードに同調させて高層部４の加速度応答を低減するように構成されている。
本実施形態では、回転慣性質量ダンパー５１は、上下方向に３つ配列されていて、それぞれ２つの階（層）に跨って作用するように配置されている。本実施形態では、２９階および３０階に跨って作用するように設置される回転慣性質量ダンパー５１Ａ、３１階および３２階に跨って作用するように設置される回転慣性質量ダンパー５１Ｂ、３３階および３４階に跨って作用するように設置される回転慣性質量ダンパー５１Ｃの３つの回転慣性質量ダンパー５１が上下方向に連続して配列されている。 Rotational inertia mass dampers 51 are installed on the 29th to 34th floors (referred to as the middle layer section 5 ) which are the upper side of the lower layer section 3 . The rotational inertia mass damper 51 is provided in the core portion 31 in the intermediate layer portion 5 .
Rotational inertial mass damper 51 is configured to tune higher order modes to reduce the acceleration response of high rise 4 .
In this embodiment, three rotary inertia mass dampers 51 are arranged in the vertical direction, and are arranged so as to act across two floors (layers). In this embodiment, a rotary inertia mass damper 51A installed to act across the 29th and 30th floors, a rotary inertia mass damper 51B installed to act across the 31st and 32nd floors, the 33rd floor and The three rotary inertia mass dampers 51 of the rotary inertia mass damper 51C installed so as to act across the 34th floor are arranged continuously in the vertical direction.

高層部４は、上下方向全体にわたってほぼ同じ外形に形成されている。高層部４は、平面視形状が下層部３よりも小さく形成されている。高層部４は、下層部３の平面視における中央部分の上部で、コア部３１の上部に配置されている（図２参照）。高層部４は、中層部５に設けられた回転慣性質量ダンパー５１の直上に配置されている。
高層部４には、アンボンドブレース４１や履歴系ダンパーなどが設置されている。 The high-rise portion 4 is formed to have substantially the same outer shape over the entire up-down direction. The upper layer portion 4 is formed to have a shape smaller than that of the lower layer portion 3 in plan view. The upper layer portion 4 is arranged above the central portion of the lower layer portion 3 in plan view and above the core portion 31 (see FIG. 2). The high-rise section 4 is arranged directly above the rotary inertia mass damper 51 provided in the middle-rise section 5 .
An unbonded brace 41, a hysteresis damper, and the like are installed in the upper part 4. - 特許庁

本実施形態では、下層部３は、高層部４に対して剛性が大きく設定されている。本実施形態では、下層部３は高層部４に対して１．２～２．５倍の剛性を有している。 In this embodiment, the lower layer portion 3 is set to have greater rigidity than the upper layer portion 4 . In this embodiment, the lower layer portion 3 has a rigidity 1.2 to 2.5 times that of the upper layer portion 4 .

次に、上述した本実施形態による制振構造１の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態による制振構造１では、高層部４の下側の中層部５（下層部３）に高次モードの振動に同調する回転慣性質量ダンパー５１が設けられていることにより、高層部４における高次モードの振動が低減し、高層部４のむち振り現象を抑えることができる。 Next, functions and effects of the damping structure 1 according to the present embodiment described above will be described with reference to the drawings.
In the damping structure 1 according to the present embodiment described above, the rotational inertia mass damper 51 that tunes to the vibration of the high-order mode is provided in the middle layer portion 5 (lower layer portion 3) below the high-rise portion 4. Higher-order mode vibrations in the portion 4 are reduced, and the whipping phenomenon of the high-rise portion 4 can be suppressed.

また、本実施形態では、高層部４と下層部３とが剛性が異なっているため、高層部４において高次モードの振動が増幅されやすい。さらに、本実施形態では、高層部４は、平面形状が下層部３よりも小さく、平面視において下層部３の外周部の内側に配置されているため、高層部４において高次モードの振動が増幅されやすい。これらに対して、本実施形態では、上述したように高層部４の下側の中層部５に高次モードの振動に同調する回転慣性質量ダンパー５１が設けられていることにより、高層部４における高次モードの振動が低減し、高層部４のむち振り現象を抑えることができる。 Further, in the present embodiment, since the high-rise portion 4 and the lower-layer portion 3 have different rigidity, the high-order mode vibration is likely to be amplified in the high-rise portion 4 . Furthermore, in the present embodiment, the high-rise portion 4 has a planar shape smaller than that of the lower-layer portion 3, and is disposed inside the outer peripheral portion of the lower-layer portion 3 in plan view. susceptible to amplification. On the other hand, in the present embodiment, as described above, the rotational inertia mass damper 51 that tunes to the vibration of the high-order mode is provided in the middle layer 5 below the high-rise section 4, so that the high-rise section 4 High-order mode vibration is reduced, and the whipping phenomenon of the high-rise portion 4 can be suppressed.

また、中層部５の回転慣性質量ダンパー５１は、上下方向に複数配列され、それぞれ中層部５における２層に跨って作用するように設けられている。このような構成とすることにより、回転慣性質量ダンパー５１が抑制可能な変形量を増大することができ、回転慣性質量ダンパー５１全体の容量を増大させることができるため、高層部４の高次モードの振動をより低減させることができる。 A plurality of rotational inertia mass dampers 51 of the intermediate layer 5 are arranged in the vertical direction, and are provided so as to act across two layers of the intermediate layer 5 . With such a configuration, the amount of deformation that can be suppressed by the rotary inertia mass damper 51 can be increased, and the overall capacity of the rotary inertia mass damper 51 can be increased. vibration can be further reduced.

また、下層部３は、コア部３１と、コア隣接部３２と、を有し、コア部３１は、コア隣接部３２よりも剛性が大きく設定され、回転慣性質量ダンパー５１は、コア部３１に設けられている。このような構成とすることにより、回転慣性質量ダンパー５１が下層部３における剛性の大きいコア部３１に設けられているため、回転慣性質量ダンパー５１自体の変位が抑制され、高層部４の高次モードの振動をより低減させることができる。 The lower layer portion 3 has a core portion 31 and a core adjacent portion 32. The core portion 31 is set to have higher rigidity than the core adjacent portion 32. The rotational inertia mass damper 51 is attached to the core portion 31. is provided. With such a configuration, since the rotational inertia mass damper 51 is provided in the core portion 31 having a large rigidity in the lower layer portion 3 , the displacement of the rotational inertia mass damper 51 itself is suppressed, and the high-order damper of the upper layer portion 4 is suppressed. Mode vibration can be further reduced.

以上、本発明による制振構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、中層部５の回転慣性質量ダンパー５１は、上下方向に複数配列され、それぞれ中層部５における２層に跨って作用するように設けられている。これに対し、中層部５の回転慣性質量ダンパー５１は、上下方向に複数配列されていなくてもよく、また、１層に対して設けられていてもよいし、３層以上の複数層に跨るように設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、中層部５の回転慣性質量ダンパー５１は、コア部３１に設けられているが、コア隣接部３２に設けられていてもよい。また、中層部５にコア部３１が形成されていなくてもよい。
また、上記の実施形態では、コア部３１に粘性系ダンパーおよび履歴系ダンパーなどの制振装置３４が設けられているが、コア部３１に制振装置３４が設けられていなくてもよい。また、コア部３１以外に制振装置が設けられていてもよい。また、コア部３１やコア部３１以外に設けられる制振装置の種類は適宜設定されてよい。 Although the embodiments of the damping structure according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified without departing from the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a plurality of rotational inertia mass dampers 51 of the intermediate layer 5 are arranged in the vertical direction, and are provided so as to act across two layers of the intermediate layer 5 . On the other hand, the rotational inertia mass dampers 51 of the intermediate layer portion 5 may not be arranged in a plurality in the vertical direction. It may be provided as follows.
Moreover, in the above-described embodiment, the rotational inertia mass damper 51 of the intermediate layer portion 5 is provided in the core portion 31 , but may be provided in the core adjacent portion 32 . Also, the core portion 31 may not be formed in the middle layer portion 5 .
Further, in the above embodiment, the core portion 31 is provided with the vibration damping device 34 such as a viscous damper and a hysteresis damper, but the core portion 31 may not be provided with the vibration damping device 34 . Also, a damping device may be provided in addition to the core portion 31 . Further, the type of the core portion 31 and the vibration damping device provided in addition to the core portion 31 may be appropriately set.

また、上記の実施形態では、高層部４と下層部３とは剛性が異なっているが、高層部４と下層部３の構成は同じであってもよい。また、下層部３よりも高層部４の剛性が大きく設定されていてもよい。
また、上記の実施形態では、高層部４にアンボンドブレース４１や履歴系ダンパーなどが設けられているが、高層部４にアンボンドブレース４１や履歴系ダンパーなどが設けられていなくてもよい。また、高層部４にダンパーが設けられる場合は、ダンパーの種類は適宜設定されてよい。 Further, although the high-rise portion 4 and the lower-layer portion 3 have different rigidity in the above embodiment, the structures of the high-rise portion 4 and the lower-layer portion 3 may be the same. Moreover, the rigidity of the high-layer portion 4 may be set higher than that of the lower-layer portion 3 .
In the above embodiment, the high-rise portion 4 is provided with the unbonded braces 41, the hysteresis dampers, and the like, but the high-rise portion 4 may not be provided with the unbonded braces 41, the hysteresis dampers, and the like. Moreover, when a damper is provided in the high-rise part 4, the kind of damper may be set suitably.

また、上記の実施形態では、高層部４は、平面形状が下層部３よりも小さく、平面視において下層部３の外周部の内側に配置されているが、高層部４が下層部３と同じ平面形状であってもよい。また、高層部４が下層部３よりも側方に張り出す構成であってもよい。 In the above-described embodiment, the high-rise portion 4 has a smaller planar shape than the lower-layer portion 3 and is arranged inside the outer peripheral portion of the lower-layer portion 3 in plan view. It may have a planar shape. Moreover, the structure which the high-layer part 4 overhangs to the side rather than the lower-layer part 3 may be sufficient.

１ 制振構造
２ 構造物
３ 下層部
４ 高層部
５ 中層部
３１ コア部
３２ コア隣接部
５１ 回転慣性質量ダンパー 1 damping structure 2 structure 3 lower layer 4 upper layer 5 middle layer 31 core 32 core adjacent portion 51 rotational inertia mass damper

Claims (3)

構造物の最上部分となる高層部に生じる高次モードの振動を抑える制振構造において、
前記高層部の下側の下層部に高次モードの振動に同調する回転慣性質量ダンパーが設けられており、
前記高層部は、前記下層部と平面形状が異なっており、
前記下層部は、コア部と、前記コア部に隣接するコア隣接部と、を有し、
前記コア部は、前記コア隣接部よりも剛性が大きく設定され、
前記回転慣性質量ダンパーは、前記コア部に設けられていることを特徴とする制振構造。 In the damping structure that suppresses high-order mode vibrations that occur in the uppermost part of the structure ,
A rotary inertia mass damper that tunes to higher-order mode vibrations is provided in the lower layer below the upper layer,
The upper layer portion has a planar shape different from that of the lower layer portion,
The lower layer portion has a core portion and a core adjacent portion adjacent to the core portion,
The core portion is set to have a higher rigidity than the core adjacent portion,
A vibration damping structure , wherein the rotational inertia mass damper is provided in the core portion . 前記回転慣性質量ダンパーは、上下方向に複数配列され、それぞれ前記下層部における複数層に跨って作用するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の制振構造。 2. The vibration damping structure according to claim 1, wherein a plurality of said rotational inertia mass dampers are arranged in the vertical direction, and are provided so as to act across a plurality of layers in said lower layer portion. 前記高層部と前記下層部とは、剛性が異なることを特徴とする請求項１または２に記載の制振構造。 3. The damping structure according to claim 1, wherein the upper layer portion and the lower layer portion have different rigidity.
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