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公開番号2024056451
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-23
出願番号2022163324
出願日2022-10-11
発明の名称制震装置及び制震装置を設計する方法
出願人鹿島建設株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類E04H 9/02 20060101AFI20240416BHJP(建築物)
要約【課題】簡易な構成によって所望の制震効果を発揮する。
【解決手段】
制震装置1は、制震質量体16sと、X方向における第1共振振動数(ω_OPT・X)を規定するX方向弾性部2と、Y方向における第2共振振動数(ω_OPT・Y)を規定するY方向弾性部3と、を備える。X方向弾性部2は、建物91に接続されると共に制震質量体16sに接続された第1主弾性要素21と、建物91に接続されると共に制震質量体16sに接続された第1副弾性要素22と、を有する。第1主弾性要素21は、第1主弾性部材211を含む。第1副弾性要素22は、第1副弾性部材221と、第1副弾性部材221に対して直列に接続された第1減衰部材222と、を含む。Y方向弾性部3は、建物91に接続されると共に制震質量体16sに接続された第2主弾性要素31と、建物91に接続されると共に制震質量体16sに接続された第2減衰要素32と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
建物に適用される制震装置であって、
質量体と、
前記質量体と協働して第１方向における第１共振振動数を規定する第１弾性部と、
前記質量体と協働して前記第１方向と交差する第２方向における第２共振振動数を規定する第２弾性部と、を備え、
前記第１弾性部は、前記建物に接続されると共に前記質量体に接続された第１主弾性要素と、前記建物に接続されると共に前記質量体に接続された第１副弾性要素と、を有し、
前記第１主弾性要素は、第１主弾性部材を含み、
前記第１副弾性要素は、第１副弾性部材と、前記第１副弾性部材に対して直列に接続された第１減衰部材と、を含み、
前記第２弾性部は、前記建物に接続されると共に前記質量体に接続された第２主弾性要素と、前記建物に接続されると共に前記質量体に接続された第２減衰要素と、を有する、制震装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１副弾性部材は、前記建物に接続され、
前記第１減衰部材は、前記質量体に接続される、請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
前記第１減衰部材は、前記建物に接続され、
前記第１副弾性部材は、前記質量体に接続される、請求項１に記載の制震装置。
【請求項４】
前記第１主弾性部材は、積層ゴム構造を有する支承装置であり、
前記第１減衰部材は、オイルダンパである、請求項１～３の何れか一項に記載の制震装置。
【請求項５】
建物に適用される制震装置であって、質量体と、前記質量体と協働して第１方向における第１共振振動数（ω
Ｘ
）を規定する第１弾性部と、前記質量体と協働して前記第１方向と交差する第２方向における第２共振振動数（ω
Ｙ
）を規定する第２弾性部と、を備える前記制震装置を設計する方法であって、
前記建物の質量（Ｍ）と前記質量体の質量（ｍ）とを利用して、質量比（μ）を得るステップと、
前記質量比（μ）を利用して、最適減衰定数（ｈ
ＯＰＴ
）を得るステップと、
前記建物の第１方向における第１固有振動数（Ω
Ｘ
）に応じた前記制震装置の第１最適共振振動数（ω
ＯＰＴ・Ｘ
）を得るステップと、
前記建物の前記第１方向に交差する第２方向における第２固有振動数（Ω
Ｙ
）に応じた前記制震装置の第２最適共振振動数（ω
ＯＰＴ・Ｙ
）を得るステップと、
前記最適減衰定数（ｈ
ＯＰＴ
）及び前記第１最適共振振動数（ω
ＯＰＴ・Ｘ
）を用いて、前記第１弾性部を構成する第１主弾性要素のバネ定数（ｋ
Ｘ
）と、前記第１弾性部を構成する第１副弾性要素であって、前記第１副弾性要素に含まれる第１副弾性部材のバネ定数（ｋ
Ｘ
’）と第１減衰部材の減衰係数（ｃ
Ｘ
）と、を得るステップと、
前記第２最適共振振動数（ω
ＯＰＴ・Ｙ
）を用いて前記第２弾性部を構成する第２主弾性要素のバネ定数（ｋ
Ｙ
）を得ると共に、前記最適減衰定数（ｈ
ＯＰＴ
）を用いて前記第２弾性部を構成する第２減衰要素の減衰係数（ｃ
Ｙ
）を得るステップと、を有する、制震装置を設計する方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制震装置及び制震装置を設計する方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
地震や強風によって建物が加震されたときに、建物に生じる振動の振幅や加速度を低減する技術として、同調質量ダンパ（Tuned Mass Damper）が知れている。同調質量ダンパは、建物の固有振動数に同調させるように設定された共振振動数と、錘の振動を抑制するよう適切に設定された減衰定数を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２０８１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制震の対象となる建物などは、振動が作用する方向によって固有振動数が異なることがある。例えば、建物の平面形状が矩形であった場合には、長辺方向の固有振動数と短辺方向の固有振動数とが互いに異なる。同調質量ダンパは、同調させた固有振動数付近でのみ制震効果を発揮するが、復元力要素が等方的な場合は平面二方向の共振振動数を異なる値に設定できない。従って、例えば、建物の長辺方向と短辺方向の固有周期が大きく異なる状況において、同調質量ダンパの共振振動数を長辺方向の固有振動数に同調させた場合には、短辺方向に作用する振動に対して制震の効果を十分に発揮できない。
【０００５】
制震の対象物が互いに直交する２方向に異なる固有振動数を有する場合には、それぞれの固有振動数の中間値に同調質量ダンパの共振振動数を設定することがある。しかし、このような設定では、同調質量ダンパの共振振動数は、それぞれの方向における固有振動数には厳密に一致していないので、所望の制震効果が得られないことがある。特許文献１は、互いに直交する２つの方向のそれぞれにおいて、周期調整を行うことが可能な制震装置を開示する。この装置によれば、２方向での固有周期調整が行える結果、建物の２方向の応答を低減させることができる。
【０００６】
同調質量ダンパは、大規模の建物への適用だけでなく、近年は中規模の建物への適用も進んでいる。さらには、ビルといった建物に留まらず、橋梁といった土木構造物などへも適用されている。これらの新たな制震対象物へ制震装置を適用するにあっては、制震装置の構成をさらに簡易にすることが望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は、簡易な構成によって所望の制震効果を発揮することができる制震装置及び制震装置を設計する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態は、建物に適用される制震装置である。制震装置は、質量体と、質量体と協働して第１方向における第１共振振動数を規定する第１弾性部と、質量体と協働して第１方向と交差する第２方向における第２共振振動数を規定する第２弾性部と、を備える。第１弾性部は、建物に接続されると共に質量体に接続された第１主弾性要素と、建物に接続されると共に質量体に接続された第１副弾性要素と、を有する。第１主弾性要素は、第１主弾性部材を含む。第１副弾性要素は、第１副弾性部材と、第１副弾性部材に対して直列に接続された第１減衰部材と、を含む。第２弾性部は、建物に接続されると共に質量体に接続された第２主弾性要素と、建物に接続されると共に質量体に接続された第２減衰要素と、を有する。
【０００９】
この制震装置の第１副弾性要素は、第１副弾性部材と当該第１副弾性部材に直列に接続された第１減衰部材とを含む。この第１副弾性要素によれば、第１減衰部材の減衰係数を所定の値に設定することによって、見かけ上の第１副弾性部材のバネ定数を変化させることができる。見かけ上の第１副弾性部材のバネ定数を変化によれば、第１副弾性部材を含む振動系の第１共振振動数を調整することが可能である。従って、制震装置は、第１副弾性部材に第１減衰部材を直列に接続するという簡易な構成によって、所望の制震効果を発揮することができる。
【００１０】
上記の制震装置において、第１副弾性部材は、建物に接続され、第１減衰部材は、質量体に接続されてもよい。また、上記の制震装置において、第１減衰部材は、建物に接続され、第１副弾性部材は、質量体に接続されてもよい。さらに、上記の制震装置において、第１主弾性部材は、積層ゴム構造を有する支承装置であり、第１減衰部材は、オイルダンパであってもよい。これらの構成によっても、簡易な構成によって所望の制震効果を発揮することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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