JPH08210434A - Wind external force utilizing vibration control device - Google Patents
Wind external force utilizing vibration control deviceInfo
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- JPH08210434A JPH08210434A JP1687595A JP1687595A JPH08210434A JP H08210434 A JPH08210434 A JP H08210434A JP 1687595 A JP1687595 A JP 1687595A JP 1687595 A JP1687595 A JP 1687595A JP H08210434 A JPH08210434 A JP H08210434A
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- Bridges Or Land Bridges (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ビル、橋梁、煙突、タ
ワー、クレーンなどの構造物に作用する風外力による振
動を抑制させる制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for suppressing vibrations due to external wind forces acting on structures such as buildings, bridges, chimneys, towers and cranes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ビル、橋梁、煙突、タワーなど長大な構
造物は柔軟で振動し易い構造となっており、風外力を受
けて発生する渦により振動が励起される。その振動が大
きい場合には破壊などに至り、大きな問題となることが
ある。2. Description of the Related Art Large structures such as buildings, bridges, chimneys, and towers are flexible and easily vibrated, and vibrations are excited by vortices generated by external wind forces. If the vibration is large, it may be destroyed, which may cause a serious problem.
【０００３】その振動対策の一つとしては、ビルを例に
とると、図１４に示すようにビル４の頂部あるいは頂部
近くのビル内部にマス２１，ばね２２，オイルダンパー
２３から構成され、振動数をビル４の振動数に同調させ
た振動系（動吸振器と呼ばれる）を取付け、振動を低減
させる対策が挙げられる（対策１）。As one of the measures against the vibration, taking a building as an example, as shown in FIG. 14, a mass 21, a spring 22 and an oil damper 23 are provided inside the building at the top of the building 4 or near the top to prevent vibration. There is a measure to reduce the vibration by installing a vibration system (called a dynamic vibration absorber) whose number is synchronized with the frequency of the building 4 (measure 1).
【０００４】また、図１５に示すようにマス２１をアク
チュエータ２４で、振動を低減させるように作動させる
能動対策方式が採用されている（対策２）。Further, as shown in FIG. 15, an active countermeasure system in which the mass 21 is operated by an actuator 24 so as to reduce vibration is adopted (Countermeasure 2).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記したマス２１，ば
ね２２，オイルダンパ２３を用いて振動系を構成した対
策１では、所定の振動抑制効果を得るためには、巨大な
マス２１で構成される制振装置が必要となり、重量面、
コスト面などにおいても問題が多い。In the first measure in which the vibration system is constructed by using the mass 21, the spring 22, and the oil damper 23 described above, in order to obtain a predetermined vibration suppressing effect, the mass 21 is composed of a huge mass 21. A vibration control device that requires
There are many problems in terms of cost.
【０００６】また、マス２１とアクチュエータ２４を用
いた前記対策２による場合は大きなマス２１をアクチュ
エータ２４で作動させる必要があり、多大なエネルギー
が必要となり、コスト面からも問題である。Further, in the case of the countermeasure 2 using the mass 21 and the actuator 24, the large mass 21 needs to be operated by the actuator 24, which requires a large amount of energy, which is also a problem in terms of cost.
【０００７】本発明は、制振のための巨大なマスや多大
なエネルギー消費を必要とせずに、風外力による構造物
の振動を低減させることができる制振装置を提供するこ
とを課題としている。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration damping device capable of reducing the vibration of a structure due to an external wind force without requiring a huge mass for vibration damping or a large amount of energy consumption. .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した課題
を解決するため、風向に応じてモータ等により回転する
ダクトを構造物に設置し、そのダクトで構造物に作用す
る風を縮流させ、その吹き出し方向を能動的あるいは受
動的に制御し、流れ出る風の力を利用し、振動を抑制す
る制振力として用いる。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention installs a duct that rotates by a motor or the like according to the wind direction in a structure, and reduces the wind that acts on the structure by the duct. Then, the blowing direction is actively or passively controlled, and the force of the flowing wind is used to suppress the vibration.
【０００９】そのため、本発明による制振装置は、開口
方向を変更可能にして構造物に取付けられ、構造物に作
用する風を縮流させるダクトと、このダクトで縮流され
た風を構造物の風による振動を抑制するように吹き出し
方向を変更するゲートと、構造物に作用する風の方向を
検出する風向計と、同風向計で検出された風に向け前記
したダクトの開口方向を変えるダクト回転手段とを設け
た構成とする。Therefore, the vibration damping device according to the present invention is attached to a structure such that the opening direction can be changed, and a duct for reducing the air flow acting on the structure, and the wind compressed by the duct. The gate to change the blowing direction so as to suppress the vibration due to the wind, the wind vane that detects the direction of the wind that acts on the structure, and the opening direction of the duct that is directed toward the wind detected by the wind vane. A duct rotating means is provided.
【００１０】本発明による制振装置におけるゲートは、
構造物の振動を検出するセンサーによりコントロールさ
れる能動型のモータ駆動方式としても、或いは回転ばね
等を設けた受動型のばね方式としてもよい。The gate in the vibration damping device according to the present invention is
An active motor drive system controlled by a sensor that detects vibration of a structure or a passive spring system provided with a rotary spring or the like may be used.
【００１１】[0011]
【作用】本発明による制振装置は前記した構成を有して
おり、ビル等の構造物に設置されたダクトは風向計によ
り常に風上方向を向くように回転され、作用する風外力
はダクト内で縮流される。縮流された風は、ゲートによ
り吹き出る方向が制御され、振動を抑制するように制振
力として用いられる。The vibration damping device according to the present invention has the above-mentioned structure, and the duct installed in the structure such as a building is rotated by the wind vane so as to always face the windward direction, and the external wind force acting is applied to the duct. Is contracted within. The compressed air is used as a damping force so that the gate controls the blowing direction and suppresses the vibration.
【００１２】風の吹き出し方向を変えるゲートを、能動
型のモータ方式のゲート作動機構を有するものとしたも
のでは、そのゲートは構造物の振動を検出するセンサー
に応じてコントロールされ、ゲート用回転モータで駆動
される。If the gate for changing the blowing direction of the wind has an active motor type gate actuation mechanism, the gate is controlled by a sensor for detecting the vibration of the structure, and the rotary motor for the gate is used. Driven by.
【００１３】また、そのゲートを受動型のばね方式のゲ
ート作動機構をもつものにすれば、それは回転ばね等で
支持されたゲートの振動数を構造物の振動数に一致さ
せ、構造物が振動することによりゲートも振動する機構
であり、ゲート用モータの必要の無い機構となる。If the gate has a passive spring type gate actuating mechanism, it makes the frequency of the gate supported by a rotating spring or the like match the frequency of the structure, and the structure vibrates. By doing so, the gate also vibrates, and the mechanism does not require a gate motor.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、本発明による風外力利用制振装置を図
１〜図８により具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The vibration control device utilizing wind force according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.
【００１５】（第１実施例）まず、図１〜図１１によ
り、第１実施例による制振装置について説明する。図１
〜図４に示すように、本実施例による制振装置では、ビ
ル４に作用する風を縮流させるダクト１がビル４の頂部
にコロ２に載せて設置されている。１２はビル４に作用
する風の向きを検出する風向計である。(First Embodiment) First, a vibration damping device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
As shown in FIG. 4, in the vibration damping device according to the present embodiment, the duct 1 for contracting the wind that acts on the building 4 is installed on the roller 2 on the top of the building 4. Reference numeral 12 is an anemoscope that detects the direction of the wind acting on the building 4.
【００１６】本実施例による制振装置では、そのシステ
ム構成を図６に示すように、風向計１２の信号はアンプ
１４，コントローラ１８，ダクト用モータドライブ１９
を介してダクト用回転モータ３に伝えられ、ダクト１の
開口部５が常に風上を向くように回転させられる。ビル
４に作用する風はこうしてダクト１内に取り込まれて縮
流される。ダクト１は下流において左右に分岐され、そ
の分岐点にピン８まわりに回動自在にゲート６が支持さ
れている。７はゲート６のサポートである。In the vibration damping device according to the present embodiment, as shown in the system configuration of FIG. 6, the signals of the wind vane 12 are the amplifier 14, the controller 18, the duct motor drive 19 and the like.
Is transmitted to the duct rotation motor 3 via the, and the opening 5 of the duct 1 is rotated so as to always face upwind. The wind acting on the building 4 is thus taken into the duct 1 and contracted. The duct 1 is branched leftward and rightward, and a gate 6 is rotatably supported around a pin 8 at the branch point. Reference numeral 7 is a support for the gate 6.
【００１７】ビル４には加速度計１３が取付けられてお
り、図６に示すようにこの加速度計１３で検出されるビ
ルの振動は、加速度計用アンプ１５を経てゲート用回転
モータコントローラ１６に送られ、ゲート用回転モータ
・ドライブ１７を作動させてゲート用回転モータ９をピ
ン８まわりに回転させ、ダクト１内で縮流された風を下
流の分岐ダクトの左右に吹き出させて、その吹き出し力
によりビル４に制振力を作用させる。その様子が図９に
示してある。An accelerometer 13 is attached to the building 4, and as shown in FIG. 6, vibration of the building detected by the accelerometer 13 is sent to a gate rotation motor controller 16 via an accelerometer amplifier 15. The gate rotary motor drive 17 is operated to rotate the gate rotary motor 9 around the pin 8 to blow out the wind contracted in the duct 1 to the left and right of the downstream branch duct, and its blowing force. The damping force acts on the building 4. This is shown in FIG.
【００１８】なお、前記した風向計１２によるダクト１
の方向制御のフローは図７に示すとおりであり、また、
加速度計１３によるゲート６の切り替え制御のフローは
図８に示すとおりである。図１０に本風外力利用制振装
置の効果を示す。ゲート６の動きに応じて制振力が発生
し、構造物（ビル４）の応答が抑制される。The duct 1 using the anemoscope 12 described above.
The flow of the direction control of is as shown in FIG.
The flow of switching control of the gate 6 by the accelerometer 13 is as shown in FIG. FIG. 10 shows the effect of the vibration control device utilizing the external wind force. A damping force is generated according to the movement of the gate 6, and the response of the structure (building 4) is suppressed.
【００１９】（第２実施例）次に、図１１〜図１３によ
り第２実施例による制振装置について説明する。この第
２実施例による制振装置では、ゲート６を受動型のばね
方式としたものである。すなわち、本第２実施例では、
図１１に示すように、ゲート６は回転ばね１０により支
持され、その振動数はビルの振動数に同調されており、
ビル４の振動に応じて振動し、その振動の位相関係は第
１実施例においてゲート用モータ３で作動させた場合と
一致する。なお、１１は回転ばね固定治具である。(Second Embodiment) Next, a vibration damping device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 13. In the vibration damping device according to the second embodiment, the gate 6 is of a passive spring type. That is, in the second embodiment,
As shown in FIG. 11, the gate 6 is supported by a rotary spring 10, and its frequency is tuned to the frequency of the building.
It vibrates according to the vibration of the building 4, and the phase relationship of the vibration is the same as that when the gate motor 3 is operated in the first embodiment. Reference numeral 11 is a rotary spring fixing jig.
【００２０】本実施例の場合のシステム構成は図１２に
示すように、ダクト１の向きを変えるダクト用回転モー
タ３の制御のみであり、ダクト１内のゲート６はビル４
の振動で受動的に回動される。本実施例におけるゲート
制御のフローは図１３に示すとおりであり、その制振効
果は図１０に示した第１実施例の場合と同様である。As shown in FIG. 12, the system configuration of this embodiment is only for controlling the duct rotary motor 3 which changes the direction of the duct 1, and the gate 6 in the duct 1 is the building 4
It is turned passively by the vibration of. The flow of the gate control in this embodiment is as shown in FIG. 13, and the vibration damping effect is the same as in the case of the first embodiment shown in FIG.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、構造物
に風を縮流させるダクトと、構造物の風による振動を抑
制するようにその縮流された風の吹き出し方向を変更す
るゲートを用いた風外力利用制振装置を構成することに
より、風外力を制振力として用い構造物の振動を低減さ
せることができる。As described above, according to the present invention, the duct for reducing the flow of wind in the structure and the gate for changing the blowing direction of the reduced wind so as to suppress the vibration of the structure due to the wind. By constructing the vibration control device using the wind outside force, the vibration of the structure can be reduced by using the wind outside force as the vibration damping force.
【００２２】本発明による制振装置では構造物に作用す
る風外力を制振力として用いるため、採用する可動機構
（ゲート）が小さく、エネルギー的に高効率のシステム
で制振できる。このように、可動機構（ゲート）が小さ
く、全体重量が小さくなるため、システム的に低コスト
である。In the vibration damping device according to the present invention, since the wind external force acting on the structure is used as the vibration damping force, the movable mechanism (gate) adopted is small, and the vibration can be damped by a highly energy efficient system. In this way, the movable mechanism (gate) is small, and the overall weight is small, so the system is low in cost.
【００２３】ゲートの駆動機構として、モータ駆動の場
合には、任意の振動数にゲートを作動させることが可能
であり、構造物の任意の振動に対応ができる。また、対
象構造物の振動数が固定の場合には、ゲートをばねを用
いた振動系にすることにより、ゲートの作動機構に電源
が不要で、さらに小エネルギーの制振システムとなる。In the case of driving the motor as a gate drive mechanism, the gate can be operated at an arbitrary frequency, and the structure can be adapted to any vibration. In addition, when the frequency of the target structure is fixed, by making the gate a vibration system using a spring, a power supply is not required for the operating mechanism of the gate, and a vibration control system of smaller energy is obtained.
【００２４】更に、本発明による制振装置では、ダクト
により風の静的成分を制振力として用いるため、風と特
性、つまり動的な乱れについては全く影響を受けること
なく効果があり、ダクトは風向きに応じて回転するた
め、任意の風向に対して制振可能である。また、ダクト
は構造物に取付けるだけであるため、既存の構造物にも
容易に設置できる。Further, in the vibration damping device according to the present invention, since the static component of the wind is used as the vibration damping force by the duct, there is no effect on the wind and the characteristic, that is, the dynamic turbulence, and the duct is effective. Can rotate in any wind direction because it rotates according to the wind direction. Further, since the duct is simply attached to the structure, it can be easily installed in the existing structure.
【図１】本発明の第１実施例に係る風外力利用制振装置
の概要図。FIG. 1 is a schematic view of a vibration damping device using wind external force according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示した風外力利用制振装置の正面図。FIG. 2 is a front view of the vibration damping device using wind external force shown in FIG.
【図３】図１に示した風外力利用制振装置の側面図。FIG. 3 is a side view of the vibration damping device using external wind force shown in FIG. 1.
【図４】第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図。4 is a sectional view taken along the line AA of FIG.
【図５】第１実施例の制振装置におけるゲート駆動機構
の詳細を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing details of a gate drive mechanism in the vibration damping device of the first embodiment.
【図６】第１実施例による風外力利用制振装置のシステ
ム構成図。FIG. 6 is a system configuration diagram of a vibration damping device using external wind force according to the first embodiment.
【図７】第１実施例の風外力利用制振装置におけるダク
トの方向制御のフローを示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a flow of direction control of a duct in the vibration damping device using wind external force according to the first embodiment.
【図８】第１実施例の風外力利用制振装置におけるゲー
ト制御のフローを示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing a flow of gate control in the vibration damping device using wind external force according to the first embodiment.
【図９】本発明による風外力利用制振装置における制振
力発生の原理を示す説明図で（ａ）と（ｂ）はそれぞれ
異る方向に制振力を生じている状態を示している。9 (a) and 9 (b) are explanatory views showing the principle of the damping force generation in the vibration damping device utilizing wind force according to the present invention, and FIGS. 9 (a) and 9 (b) show a state in which the damping force is generated in different directions. .
【図１０】本発明による制振装置の制振効果を示す線
図。FIG. 10 is a diagram showing a damping effect of the damping device according to the present invention.
【図１１】本発明の第２実施例による風外力利用制振装
置の構成を示す断面図で、（ａ）は縦方向断面図、
（ｂ）は水平方向断面図。FIG. 11 is a sectional view showing the structure of a vibration damping device using wind force according to a second embodiment of the present invention, in which (a) is a longitudinal sectional view;
(B) is a horizontal sectional view.
【図１２】第２実施例による風外力利用制振装置のシス
テム構成図。FIG. 12 is a system configuration diagram of a vibration damping device using external wind force according to a second embodiment.
【図１３】第２実施例の風外力利用制振装置におけるゲ
ート制御のフローを示す説明図。FIG. 13 is an explanatory view showing a flow of gate control in the vibration damping device using wind external force according to the second embodiment.
【図１４】従来の制振対策（対策１）を示す説明図。FIG. 14 is an explanatory diagram showing a conventional damping measure (countermeasure 1).
【図１５】従来の制振対策（対策２）を示す説明図。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a conventional damping measure (countermeasure 2).
１ ダクト ２ コロ ３ ダクト用回転モータ ４ ビル ５ 開口部 ６ ゲート ７ サポート ８ ピン ９ ゲート用回転モータ １０ 回転ばね １１ 回転ばね用固定治具 １２ 風向計 １３ 加速度計（センサー） １４ 風向計用アンプ １５ 加速度計用アンプ １６ ゲート用回転モータコントローラ １７ ゲート用回転モータ・ドライブ １８ ダクト用モータコントローラ １９ ダクト用モータドライブ ２５ 風 ２６ 制振力 1 duct 2 roller 3 rotary motor for duct 4 building 5 opening 6 gate 7 support 8 pin 9 rotary motor for gate 10 rotary spring 11 fixing jig for rotary spring 12 wind vane 13 accelerometer (sensor) 14 wind vane amplifier 15 Accelerometer amplifier 16 Rotary motor controller for gates 17 Rotary motor drive for gates 18 Motor controller for ducts 19 Motor drive for ducts 25 Wind 26 Damping force
Claims (1)
けられ、同構造物に作用する風を縮流させるダクトと、
同ダクトで縮流された風を前記構造物の風による振動を
抑制するように吹き出し方向を変更するゲートと、前記
構造物に作用する風の方向を検出する風向計と、同風向
計で検出された風に向け前記ダクトの開口方向を変える
ダクト回転手段とを有することを特徴とする風外力利用
制振装置。1. A duct which is attached to a structure such that an opening direction thereof can be changed, and which reduces a wind that acts on the structure,
The wind contracted in the duct is changed by the gate to change the blowing direction so as to suppress the vibration of the structure, the wind vane that detects the direction of the wind acting on the structure, and the wind vane. And a duct rotating means for changing the opening direction of the duct toward the generated wind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1687595A JPH08210434A (en) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Wind external force utilizing vibration control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1687595A JPH08210434A (en) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Wind external force utilizing vibration control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08210434A true JPH08210434A (en) | 1996-08-20 |
Family
ID=11928370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1687595A Pending JPH08210434A (en) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | Wind external force utilizing vibration control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08210434A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2457225A (en) * | 2007-12-06 | 2009-08-12 | Edward Mortimore Rose | Water deflection device for buildings |
| JP2010242453A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Nishi Nippon Ryutai Giken:Kk | Device for reducing oscillation of floating pier and floating pier using the device, and method for reducing oscillation |
| CN114086809A (en) * | 2021-12-02 | 2022-02-25 | 哈尔滨工业大学 | Blunt body wind-induced vibration control device based on structured porous surface active air suction |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP1687595A patent/JPH08210434A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2457225A (en) * | 2007-12-06 | 2009-08-12 | Edward Mortimore Rose | Water deflection device for buildings |
| GB2457225B (en) * | 2007-12-06 | 2010-06-09 | Edward Mortimore Rose | Weather deflection device |
| JP2010242453A (en) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Nishi Nippon Ryutai Giken:Kk | Device for reducing oscillation of floating pier and floating pier using the device, and method for reducing oscillation |
| CN114086809A (en) * | 2021-12-02 | 2022-02-25 | 哈尔滨工业大学 | Blunt body wind-induced vibration control device based on structured porous surface active air suction |
| CN114086809B (en) * | 2021-12-02 | 2022-12-27 | 哈尔滨工业大学 | Blunt body wind-induced vibration control device based on structured porous surface active air suction |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011225 |