JP5787933B2 - Tower structure - Google Patents
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Description
本発明は、塔状構造物に関する。 The present invention relates to a tower-like structure.
塔状構造物は、鉛直方向に延びる第1構造体と、その第1構造体を支持する第2構造体とを備えている。塔状構造物に外力が作用すると、塔状構造物の少なくとも一部が振動したり変形したりする可能性がある。塔状構造物の振動又は変形は、その塔状構造物の少なくとも一部の劣化又は強度の低下をもたらす可能性がある。そのため、塔状構造物の振動及び変形を抑制することは重要な課題であり、種々の提案がされている。例えば特許文献1には、第1構造体と第2構造体とを連結する連結部に粘性型のダンパ(粘性ダンパ)が設けられた塔状構造物が開示されている。 The tower-like structure includes a first structure that extends in the vertical direction and a second structure that supports the first structure. When an external force acts on the tower-like structure, at least a part of the tower-like structure may vibrate or deform. The vibration or deformation of the tower-like structure may cause deterioration of at least a part of the tower-like structure or a decrease in strength. Therefore, suppressing vibration and deformation of the tower-like structure is an important issue, and various proposals have been made. For example, Patent Document 1 discloses a tower-like structure in which a viscous damper (viscous damper) is provided at a connecting portion that connects a first structure and a second structure.
一般に、粘性ダンパは、速度に比例する減衰力(抵抗力)を発生する。そのため、塔状構造物に静的な外力が作用した場合、第1構造体と第2構造体とを連結する連結部の粘性ダンパが十分な減衰力(抵抗力)を発生しない可能性がある。その結果、例えば第1構造体の少なくとも一部が変形する可能性がある。また、静的な外力のみならず、動的な外力が塔状構造物に作用する可能性がある。それら外力の作用により塔状構造物が振動する可能性がある。 Generally, a viscous damper generates a damping force (resistance force) proportional to speed. Therefore, when a static external force acts on the tower-like structure, there is a possibility that the viscous damper of the connecting portion that connects the first structure and the second structure does not generate a sufficient damping force (resistance force). . As a result, for example, at least a part of the first structure may be deformed. Moreover, not only a static external force but a dynamic external force may act on a tower-like structure. There is a possibility that the tower-like structure vibrates due to the action of these external forces.
本発明は、外力が作用しても振動及び変形を抑制できる塔状構造物を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the tower-like structure which can suppress a vibration and a deformation | transformation even if external force acts.
本発明に係る塔状構造物は、鉛直方向に延びる第1構造体と、前記第1構造体の周囲の少なくとも一部に配置され、前記第1構造体を支持する第2構造体と、前記第2構造体の上部に配置され、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置と、前記第1構造体と前記第2構造体とを連結する粘性ダンパを含む第1連結装置と、前記鉛直方向に関して前記第1構造体の中間部よりも上方に配置され、前記第1構造体と前記第2構造体とを水平方向に剛結合する第2連結装置と、を備える。 A tower-like structure according to the present invention includes a first structure that extends in a vertical direction, a second structure that is disposed on at least a part of the periphery of the first structure, and supports the first structure, A damping device that is disposed above the second structure and includes a tuned mass damper; a first coupling device that includes a viscous damper that couples the first structure and the second structure; and the vertical direction A second connecting device that is disposed above an intermediate portion of the first structure and rigidly couples the first structure and the second structure in the horizontal direction.
本発明によれば、塔状構造物に外力が作用しても、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置、及び粘性ダンパを含む第1連結装置によって、その塔状構造物の振動が抑制される。例えば、塔状構造物に動的な外力が作用して塔状構造物が振動しても、1次振動モードの振動は、第2構造体の上部に配置されたチューンド・マス・ダンパを含む減衰装置によって減衰される。2次振動モード及び3次振動モードの少なくとも一方を含む高次振動モードの振動は、粘性ダンパを含む第1連結装置によって減衰される。また、本発明によれば、塔状構造物に外力が作用しても、第1構造体と第2構造体とを水平方向に剛結合する第2連結装置によって、その塔状構造物の変形が抑制される。例えば、塔状構造物に静的な外力が作用した場合、第2構造体は第1構造体よりも変形し難い。そのため、第1構造体と第2構造体とが水平方向に剛結合され、第1構造体が第2構造体に直接的に支持されることにより、第1構造体の変形が抑制される。また、本発明においては、鉛直方向に関して第1構造体の中間部よりも上方において第1構造体と第2構造体とが水平方向に剛結合される。第1構造体に静的な外力が作用した場合、中間部よりも上方における第1構造体の変位量が、中間部よりも下方における第1構造体の変位量よりも大きい可能性が高い。そのため、中間部よりも上方において第1構造体と第2構造体とが水平方向に剛結合されることにより、第1構造体の大きな変形が抑制される。その結果、塔状構造物に静的な外力が作用しても、その塔状構造物の変形が抑制される。 According to the present invention, even when an external force acts on the tower-like structure, the vibration of the tower-like structure is suppressed by the damping device including the tuned mass damper and the first coupling device including the viscous damper. . For example, even when a dynamic external force acts on the tower structure and the tower structure vibrates, the vibration in the primary vibration mode includes a tuned mass damper disposed on the upper part of the second structure. It is attenuated by an attenuation device. The vibration of the higher order vibration mode including at least one of the secondary vibration mode and the tertiary vibration mode is damped by the first coupling device including the viscous damper. Further, according to the present invention, even if an external force acts on the tower-like structure, the tower-like structure is deformed by the second connecting device that rigidly couples the first structure and the second structure in the horizontal direction. Is suppressed. For example, when a static external force acts on a tower-like structure, the second structure is less likely to be deformed than the first structure. Therefore, the first structure and the second structure are rigidly coupled in the horizontal direction, and the first structure is directly supported by the second structure, thereby suppressing the deformation of the first structure. In the present invention, the first structure and the second structure are rigidly coupled in the horizontal direction above the intermediate portion of the first structure in the vertical direction. When a static external force is applied to the first structure, the displacement amount of the first structure above the intermediate portion is likely to be larger than the displacement amount of the first structure below the intermediate portion. For this reason, the first structure and the second structure are rigidly coupled in the horizontal direction above the intermediate portion, thereby suppressing large deformation of the first structure. As a result, even if a static external force acts on the tower structure, the deformation of the tower structure is suppressed.
本発明に係る塔状構造物において、前記第2連結装置は、高次振動モードにおける前記第1構造体の振動の節を含む前記第1構造体の一部と、前記第2構造体の振動の節を含む前記第2構造体の一部とを連結してもよい。第1構造体の振動の節の変位量及び第2構造体の振動の節の変位量はそれぞれ小さい。そのため、それら第1構造体の振動の節と第2構造体の振動の節とが連結されることにより、第1構造体と第2構造体とは安定して水平方向に剛結合される。 In the tower structure according to the present invention, the second coupling device includes a part of the first structure including a vibration node of the first structure in a higher-order vibration mode, and vibration of the second structure. A part of the second structure including the node may be connected. The displacement amount of the vibration node of the first structure and the displacement amount of the vibration node of the second structure are small. Therefore, by connecting the vibration node of the first structure and the vibration node of the second structure, the first structure and the second structure are stably rigidly coupled in the horizontal direction.
本発明に係る塔状構造物において、前記減衰装置は、前記第2構造体に固定されるベース部材と、少なくとも一部が前記ベース部材に接続される弾性部材と、少なくとも一部が前記ベース部材に接続されるダンパと、前記弾性部材及び前記ダンパに連結された状態で、前記ベース部材に対して水平方向に移動可能な付加質量部材と、を含んでもよい。弾性部材、ダンパ、及び付加質量部材がベース部材に支持されることにより、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置はユニット化される。これにより、減衰装置は、第2構造体の所期の位置に容易に配置可能である。また、水平方向に移動可能な付加質量部材を含むチューンド・マス・ダンパによって、水平方向に関する塔状構造物の振動が効果的に低減される。 In the tower-like structure according to the present invention, the damping device includes a base member fixed to the second structure, an elastic member at least partly connected to the base member, and at least partly the base member. And an additional mass member movable in a horizontal direction with respect to the base member in a state of being connected to the elastic member and the damper. By supporting the elastic member, the damper, and the additional mass member on the base member, the damping device including the tuned mass damper is unitized. Thereby, the attenuation device can be easily arranged at an intended position of the second structure. Further, the vibration of the tower-like structure in the horizontal direction is effectively reduced by the tuned mass damper including the additional mass member movable in the horizontal direction.
本発明に係る塔状構造物において、前記弾性部材は、水平面内の第1軸と平行な方向に伸縮可能なコイルばねを含んでもよい。コイルばねが水平面内の第1軸と平行な方向に伸縮可能なので、そのコイルばねの復元力により、付加質量部材は、水平面内の第1軸と平行な方向に往復運動(振動)可能である。また、そのコイルばねを含むチューンド・マス・ダンパによって、水平面内の第1軸と平行な方向に関する塔状構造物の振動が効果的に低減される。 In the tower-like structure according to the present invention, the elastic member may include a coil spring that can expand and contract in a direction parallel to the first axis in the horizontal plane. Since the coil spring can expand and contract in a direction parallel to the first axis in the horizontal plane, the additional mass member can reciprocate (vibrate) in the direction parallel to the first axis in the horizontal plane by the restoring force of the coil spring. . Moreover, the tuned mass damper including the coil spring effectively reduces the vibration of the tower structure in the direction parallel to the first axis in the horizontal plane.
本発明に係る塔状構造物において、前記減衰装置は、前記コイルばねの一端部と前記ベース部材とを接続する第1接続部材と、前記コイルばねの他端部と前記ベース部材とを接続する第2接続部材と、前記第1軸と平行な第1方向への前記付加質量部材の移動により、前記コイルばねの一端部が前記第1方向に移動するように前記付加質量部材と前記コイルばねの一端部とを結合する第1結合部材と、前記第1方向の反対の第2方向への前記付加質量部材の移動により、前記コイルばねの他端部が前記第2方向に移動するように前記付加質量部材と前記コイルばねの他端部とを結合する第2結合部材と、を含み、前記第1方向への前記付加質量部材の移動において、前記第2接続部材により前記コイルばねの他端部が前記第1方向に移動することが抑制され、前記第2方向への前記付加質量部材の移動において、前記第1接続部材により前記コイルばねの一端部が前記第2方向に移動することが抑制されてもよい。これにより、水平面内の第1軸と平行な方向の塔状構造物の振動に同調して、コイルばねが水平面内の第1軸と平行な方向に伸縮しつつ、付加質量部材が水平面内の第1軸と平行な方向に往復運動(振動)される。その結果、水平面内の第1軸と平行な方向に関する塔状構造物の振動が効果的に低減される。 In the tower-like structure according to the present invention, the damping device connects the first connecting member that connects one end of the coil spring and the base member, and the other end of the coil spring and the base member. The additional mass member and the coil spring are arranged such that one end of the coil spring moves in the first direction by the movement of the additional mass member in the first direction parallel to the second connecting member and the first axis. The other end of the coil spring is moved in the second direction by the movement of the first coupling member that joins the one end of the additional mass member and the additional mass member in the second direction opposite to the first direction. A second coupling member that couples the additional mass member and the other end of the coil spring, and in the movement of the additional mass member in the first direction, The end moves in the first direction : It is suppressed, the movement of the additional mass member to said second direction, may have been suppressed to one end of the coil spring by the first connecting member is moved in the second direction. Thus, in synchronization with the vibration of the tower-like structure in the direction parallel to the first axis in the horizontal plane, the coil spring expands and contracts in the direction parallel to the first axis in the horizontal plane, while the additional mass member is in the horizontal plane. It is reciprocated (vibrated) in a direction parallel to the first axis. As a result, the vibration of the tower-like structure in the direction parallel to the first axis in the horizontal plane is effectively reduced.
本発明に係る塔状構造物において、前記弾性部材は、前記ベース部材と前記付加質量部材の下面との間に配置され、鉛直方向に積層された複数のゴムシートを有する積層ゴムを含んでもよい。これにより、水平方向の塔状構造物の振動に同調して、積層ゴムの少なくとも一部が水平方向にせん断変形しつつ、付加質量部材が水平方向に往復運動(振動)される。その結果、水平方向に関する塔状構造物の振動が効果的に低減される。 In the tower-like structure according to the present invention, the elastic member may include a laminated rubber having a plurality of rubber sheets that are arranged between the base member and the lower surface of the additional mass member and are laminated in the vertical direction. . Accordingly, in synchronization with the vibration of the tower-like structure in the horizontal direction, the additional mass member is reciprocated (vibrated) in the horizontal direction while at least a part of the laminated rubber undergoes shear deformation in the horizontal direction. As a result, the vibration of the tower structure in the horizontal direction is effectively reduced.
本発明に係る塔状構造物において、前記減衰装置は、鉛直方向に配置される下側積層ゴムと上側積層ゴムとをそれぞれ含み、水平面内において異なる位置に配置される第1積層ゴムユニット及び第2積層ゴムユニットと、一部が前記第1積層ゴムユニットの前記下側積層ゴムと前記上側積層ゴムとの間に配置され、一部が前記第2積層ゴムユニットの前記下側積層ゴムと前記上側積層ゴムとの間に配置される補強部材と、を備えてもよい。下側積層ゴム及び上側積層ゴムが設けられることにより、水平方向に関する付加質量部材の変位(移動)に伴って、下側積層ゴム及び上側積層ゴムのそれぞれがせん断変形する。そのため、水平方向に関する付加質量部材の変位量(振幅)が大きくなっても、その付加質量部材の変位(移動)に同調して、下側積層ゴム及び上側積層ゴムをそれぞれ含む第1積層ゴムユニット及び第2積層ゴムユニットはせん断変形可能である。また、補強部材の一部が第1積層ゴムユニットの下側積層ゴムと上側積層ゴムとの間に配置され、その補強部材の一部が第2積層ゴムユニットの下側積層ゴムと上側積層ゴムとの間に配置されることにより、ベース部材に対して付加質量部材が水平方向に移動しても、積層ゴムの曲げ変形が抑制される。そのため、減衰装置の性能の低下が抑制される。 In the tower structure according to the present invention, the damping device includes a lower laminated rubber and an upper laminated rubber arranged in a vertical direction, and a first laminated rubber unit and a first laminated rubber unit arranged at different positions in a horizontal plane. Two laminated rubber units, a part of which is disposed between the lower laminated rubber and the upper laminated rubber of the first laminated rubber unit, and a part of the lower laminated rubber of the second laminated rubber unit and the A reinforcing member disposed between the upper laminated rubber and the upper laminated rubber. By providing the lower laminated rubber and the upper laminated rubber, each of the lower laminated rubber and the upper laminated rubber undergoes shear deformation in accordance with the displacement (movement) of the additional mass member in the horizontal direction. Therefore, even if the amount of displacement (amplitude) of the additional mass member in the horizontal direction increases, the first laminated rubber unit includes the lower laminated rubber and the upper laminated rubber in synchronization with the displacement (movement) of the additional mass member. In addition, the second laminated rubber unit is capable of shear deformation. Further, a part of the reinforcing member is disposed between the lower laminated rubber and the upper laminated rubber of the first laminated rubber unit, and a part of the reinforcing member is the lower laminated rubber and the upper laminated rubber of the second laminated rubber unit. Is arranged between the two, the bending deformation of the laminated rubber is suppressed even when the additional mass member moves in the horizontal direction with respect to the base member. For this reason, a decrease in the performance of the attenuation device is suppressed.
本発明に係る塔状構造物において、前記減衰装置のダンパは、水平方向に関する減衰力を発生する第1粘性ダンパと、鉛直方向に関する減衰力を発生する第2粘性ダンパと、を含んでもよい。これにより、水平方向及び鉛直方向のそれぞれに関する付加質量部材の振動が減衰される。また、第2粘性ダンパにより、水平方向に関する付加質量部材の変位量(振幅)が過剰に大きくなることが抑制される。そのため、例えば減衰装置の少なくとも一部が損傷したり劣化したりすることが抑制される。 In the tower structure according to the present invention, the damper of the damping device may include a first viscous damper that generates a damping force in the horizontal direction and a second viscous damper that generates a damping force in the vertical direction. Thereby, the vibration of the additional mass member in each of the horizontal direction and the vertical direction is attenuated. Further, the displacement amount (amplitude) of the additional mass member in the horizontal direction is suppressed from being excessively increased by the second viscous damper. Therefore, for example, it is suppressed that at least a part of the attenuation device is damaged or deteriorated.
本発明に係る塔状構造物において、前記減衰装置は、前記付加質量部材と前記ベース部材とを連結するリンク機構を有し、前記第1粘性ダンパの少なくとも一部は、前記リンク機構に接続されてもよい。水平方向に関するリンク機構の変位量(振幅)は、付加質量部材の変位量(振幅)よりも小さい。そのリンク機構に第1粘性ダンパが接続されることにより、その第1粘性ダンパの変位量(振幅)が大きくなることが抑制される。そのため、水平方向に関する付加質量部材の変位量(振幅)が大きくなっても、第1粘性ダンパは、リンク機構を介して、付加質量部材の振動を低減(減衰)することができる。また、第1粘性ダンパは大きな変位量を有しなくてすむため、その第1粘性ダンパは、仕様の制限を受け難くなる。 In the tower-like structure according to the present invention, the damping device has a link mechanism for connecting the additional mass member and the base member, and at least a part of the first viscous damper is connected to the link mechanism. May be. The displacement amount (amplitude) of the link mechanism in the horizontal direction is smaller than the displacement amount (amplitude) of the additional mass member. By connecting the first viscous damper to the link mechanism, the displacement (amplitude) of the first viscous damper is suppressed from increasing. Therefore, even if the displacement amount (amplitude) of the additional mass member in the horizontal direction increases, the first viscous damper can reduce (attenuate) the vibration of the additional mass member via the link mechanism. In addition, since the first viscous damper does not need to have a large amount of displacement, the first viscous damper is unlikely to be restricted by specifications.
本発明に係る塔状構造物は、鉛直方向に延びる第1構造体と、前記第1構造体の周囲の少なくとも一部に配置され、前記第1構造体を支持する第2構造体と、少なくとも一部が前記第2構造体の下部に接続され、回転慣性質量ダンパを含む減衰装置と、前記第1構造体と前記第2構造体とを連結する粘性ダンパを含む第1連結装置と、前記鉛直方向に関して前記第1構造体の中間部よりも上方に配置され、前記第1構造体と前記第2構造体とを水平方向に剛結合する第2連結装置と、を備える。 A tower-like structure according to the present invention includes a first structure that extends in a vertical direction, a second structure that is disposed at least partially around the first structure and supports the first structure, and at least A damping device partially connected to a lower portion of the second structure and including a rotary inertia mass damper; a first coupling device including a viscous damper that couples the first structure and the second structure; A second connecting device that is disposed above an intermediate portion of the first structure with respect to the vertical direction and rigidly connects the first structure and the second structure in the horizontal direction.
本発明によれば、塔状構造物に外力が作用しても、回転慣性質量ダンパを含む減衰装置、及び粘性ダンパを含む第1連結装置によって、その塔状構造物の振動が抑制される。例えば、塔状構造物に動的な外力が作用して塔状構造物が振動しても、1次振動モードの振動は、少なくとも一部が第2構造体の下部に接続された回転慣性質量ダンパを含む減衰装置によって減衰される。2次振動モード及び3次振動モードの少なくとも一方を含む高次振動モードの振動は、粘性ダンパを含む第1連結装置によって減衰される。また、本発明によれば、塔状構造物に外力が作用しても、第1構造体と第2構造体とを水平方向に剛結合する第2連結装置によって、その塔状構造物の変形が抑制される。例えば、塔状構造物に静的な外力が作用した場合、第2構造体は第1構造体よりも変形し難い。そのため、第1構造体と第2構造体とが水平方向に剛結合され、第1構造体が第2構造体に直接的に支持されることにより、第1構造体の変形が抑制される。また、本発明においては、鉛直方向に関して第1構造体の中間部よりも上方において第1構造体と第2構造体とが水平方向に剛結合される。第1構造体に静的な外力が作用した場合、中間部よりも上方における第1構造体の変位量が、中間部よりも下方における第1構造体の変位量よりも大きい可能性が高い。そのため、中間部よりも上方において第1構造体と第2構造体とが水平方向に剛結合されることにより、第1構造体の大きな変形が抑制される。その結果、塔状構造物に静的な外力が作用しても、その塔状構造物の変形が抑制される。 According to the present invention, even if an external force is applied to the tower-like structure, the vibration of the tower-like structure is suppressed by the damping device including the rotary inertia mass damper and the first coupling device including the viscous damper. For example, even when a dynamic external force acts on the tower-like structure and the tower-like structure vibrates, the vibration in the primary vibration mode is a rotational inertial mass in which at least a part is connected to the lower part of the second structure. Damped by a damping device including a damper. The vibration of the higher order vibration mode including at least one of the secondary vibration mode and the tertiary vibration mode is damped by the first coupling device including the viscous damper. Further, according to the present invention, even if an external force acts on the tower-like structure, the tower-like structure is deformed by the second connecting device that rigidly couples the first structure and the second structure in the horizontal direction. Is suppressed. For example, when a static external force acts on a tower-like structure, the second structure is less likely to be deformed than the first structure. Therefore, the first structure and the second structure are rigidly coupled in the horizontal direction, and the first structure is directly supported by the second structure, thereby suppressing the deformation of the first structure. In the present invention, the first structure and the second structure are rigidly coupled in the horizontal direction above the intermediate portion of the first structure in the vertical direction. When a static external force is applied to the first structure, the displacement amount of the first structure above the intermediate portion is likely to be larger than the displacement amount of the first structure below the intermediate portion. For this reason, the first structure and the second structure are rigidly coupled in the horizontal direction above the intermediate portion, thereby suppressing large deformation of the first structure. As a result, even if a static external force acts on the tower structure, the deformation of the tower structure is suppressed.
本発明に係る塔状構造物において、前記第2連結装置は、高次振動モードにおける前記第1構造体の振動の節を含む前記第1構造体の一部と、前記第2構造体の振動の節を含む前記第2構造体の一部とを連結してもよい。第1構造体の振動の節の変位量及び第2構造体の振動の節の変位量はそれぞれ小さい。そのため、それら第1構造体の振動の節と第2構造体の振動の節とが連結されることにより、第1構造体と第2構造体とは安定して水平方向に剛結合される。 In the tower structure according to the present invention, the second coupling device includes a part of the first structure including a vibration node of the first structure in a higher-order vibration mode, and vibration of the second structure. A part of the second structure including the node may be connected. The displacement amount of the vibration node of the first structure and the displacement amount of the vibration node of the second structure are small. Therefore, by connecting the vibration node of the first structure and the vibration node of the second structure, the first structure and the second structure are stably rigidly coupled in the horizontal direction.
なお、静的な外力とは、ある一方向に一定時間作用する力を含み、速度成分が無い力又は速度成分が小さい力を含む。静的な外力は、例えば、平均風速など一定風速の風による外力(風外力)を含む。風外力は、竜巻による外力及び強風による外力を含む。動的な外力とは、異なる方向に交互に作用する力を含み、速度成分を有する力を含む。動的な外力は、例えば、振動による外力(振動外力)を含む。振動外力は、地震による外力(地震外力)を含む。動的な外力は、例えば、風速が変化する風による外力(風外力)を含む。 The static external force includes a force acting in a certain direction for a certain period of time, and includes a force having no velocity component or a force having a small velocity component. The static external force includes, for example, an external force (wind external force) caused by a constant wind speed such as an average wind speed. The wind external force includes an external force caused by a tornado and an external force caused by a strong wind. The dynamic external force includes a force acting alternately in different directions, and includes a force having a velocity component. The dynamic external force includes, for example, external force due to vibration (vibration external force). The vibration external force includes an external force due to an earthquake (earthquake external force). The dynamic external force includes, for example, an external force (wind external force) due to a wind whose wind speed changes.
本発明に係る塔状構造物によれば、外力が作用しても振動及び変形が抑制される。 According to the tower structure according to the present invention, vibration and deformation are suppressed even when an external force is applied.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The requirements of the embodiments described below can be combined as appropriate. Some components may not be used.
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。水平方向は、X軸方向及びY軸方向の一方又は両方を含む。鉛直方向は、Z軸方向である。XY平面は、水平面と平行である。X軸は、YZ平面と直交する。Y軸は、XZ平面と直交する。Z軸は、XY平面と直交する。XY平面は、X軸及びY軸を含む。YZ平面は、Y軸及びZ軸を含む。XZ平面は、X軸及びZ軸を含む。 In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each part will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. One direction in the horizontal plane is defined as the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and Y-axis direction (that is, the vertical direction) is defined as the Z-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively. The horizontal direction includes one or both of the X-axis direction and the Y-axis direction. The vertical direction is the Z-axis direction. The XY plane is parallel to the horizontal plane. The X axis is orthogonal to the YZ plane. The Y axis is orthogonal to the XZ plane. The Z axis is orthogonal to the XY plane. The XY plane includes an X axis and a Y axis. The YZ plane includes a Y axis and a Z axis. The XZ plane includes an X axis and a Z axis.
<第1実施形態>
第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る塔状構造物1の一例を示す図である。図2は、塔状構造物1を上側(+Z側)から見た図である。図1及び図2において、塔状構造物1は、第1構造体2と、第1構造体2の周囲の少なくとも一部に配置され、第1構造体2を支持する第2構造体3とを備えている。
<First Embodiment>
A first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a tower-like structure 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a view of the tower-like structure 1 as viewed from the upper side (+ Z side). 1 and 2, the tower-like structure 1 includes a
本実施形態において、第1構造体2は、例えば筒身を含む。第2構造体3は、例えば鉄塔を含む。以下の説明において、第1構造体2を適宜、筒身2と称し、第2構造体3を適宜、鉄塔3と称する。なお、第1構造体2は、例えば柱状でもよいし、居住可能な構造体でもよい。
In the present embodiment, the
筒身2及び鉄塔3は、基礎BSの上に設けられる。基礎BSは、塔状構造物1とは別の構造物である。なお、基礎BSが、地面を含んでもよい。
The
筒身2は、基礎BSからZ軸方向(鉛直方向)に立ち上がるように設けられる。筒身2は、Z軸方向に延びるように長い。筒身2は、例えば煙突である。筒身2は、下端部から送られるガスを上端部から排出する。なお、筒身2は、単数の部材でもよいし、複数の部材を含んでもよい。
The
鉄塔3は、基礎BSからZ軸方向(鉛直方向)に立ち上がるように設けられる。鉄塔3は、筒身2の周囲に配置される。本実施形態において、鉄塔3は、トラスト構造を含む。鉄塔3は、筒身2に隣り合う複数の縦材4と、縦材4に接続される横材5と、縦材4及び横材5の少なくとも一方に接続される斜材6とを含む。
The
縦材4は、筒身2の周囲に複数配置される。縦材4は、Z軸方向(鉛直方向)に長い。本実施形態において、縦材4は、筒身2の周囲に4本配置される。縦材4は、鋼管を含む。なお、縦材4が、形鋼を含んでもよい。
A plurality of
横材5は、XY平面内において隣り合う縦材4と縦材4とを結ぶように配置される。横材5は、XY平面(水平面)とほぼ平行に配置される。XY平面内において、横材5は、筒身2を囲むように配置される。筒身2に対して+X側及び−X側のそれぞれに配置される横材5は、Y軸方向に長い。筒身2に対して+Y側及び−Y側のそれぞれに配置される横材5は、X軸方向に長い。横材5は、形鋼を含む。なお、横材5が、鋼管を含んでもよい。また、横材5は、Z軸方向に複数配置される。本実施形態において、横材5は、Z軸方向に5つ(5段)配置される。
The
斜材6は、縦材4及び横材5に対して傾斜して配置される。斜材6は、XY平面内において隣り合う縦材4と縦材4とを結ぶように配置されてもよい。斜材6は、Z軸方向に関して隣り合う横材5と横材5とを結ぶように配置されてもよい。斜材6は、縦材4と横材5とを結ぶように配置されてもよい。斜材6は、形鋼を含む。なお、斜材6が、鋼管を含んでもよい。
The
筒身2は、上部(上部領域)2Aと、下部(下部領域)2Bと、上部2Aと下部2Bとの間に位置する中間部(中間部領域)2Cとに分けられる。上部2Aと中間部2Cと下部2BとはZ軸方向に配置される。Z軸方向(鉛直方向)に関して、上部2Aは中間部2C及び下部2Bよりも上方に配置される。Z軸方向(鉛直方向)に関して、中間部2Cは下部2Bよりも上方に配置される。上部2Aは、筒身2の上端部を含む。下部2Bは、基礎BSと接続される筒身2の下端部を含む。中間部2Cは、Z軸方向に関して筒身2の中心を含む。
The
鉄塔3は、上部(上部領域)3Aと、下部(下部領域)3Bと、上部3Aと下部3Bとの間に位置する中間部(中間部領域)3Cとに分けられる。上部3Aと中間部3Cと下部3BとはZ軸方向に配置される。Z軸方向(鉛直方向)に関して、上部3Aは中間部3C及び下部3Bよりも上方に配置される。Z軸方向(鉛直方向)に関して、中間部3Cは下部3Bよりも上方に配置される。上部3Aは、鉄塔3の上端部を含む。下部3Bは、基礎BSと接続される鉄塔3の下端部を含む。中間部3Cは、Z軸方向に関して鉄塔3の中心を含む。
The
なお、筒身2の上端部を筒身2の頂部と称してもよいし、筒身2の下端部を筒身2の基部と称してもよい。鉄塔3の上端部を鉄塔3の頂部と称してもよいし、鉄塔3の下端部を鉄塔3の基部と称してもよい。
Note that the upper end portion of the
塔状構造物1は、塔状構造物1の振動を低減する減衰装置7と、筒身2と鉄塔3とを連結する第1連結装置8と、筒身2と鉄塔3とを水平方向に剛結合する第2連結装置9とを備えている。第1連結装置8は、筒身2の一部分と鉄塔3の一部分とを連結する。第2連結装置9は、筒身2の一部分と鉄塔3の一部分とを連結する。第1連結装置8が連結される筒身2の部位と第2連結装置9が連結される筒身2の部位とは異なる。第1連結装置8が連結される鉄塔3の部位と第2連結装置9が連結される鉄塔3の部位とは異なる。
The tower-like structure 1 includes a damping
第1連結装置8は、粘性ダンパ80を含む。粘性ダンパ80は、速度に比例する減衰力(抵抗力)を発生する。粘性ダンパ80は、例えばオイルダンパでもよいし、ビンガムダンパでもよい。粘性ダンパ80は、粘性体を利用してもよいし、粘弾性体を利用してもよい。
The first connecting
第1連結装置8は、少なくとも筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとを連結する。本実施形態において、第1連結装置8は、Z軸方向に関して3つ配置される。Z軸方向に配置される3つの第1連結装置8のうち、筒身2の上端部に最も近い第1連結装置8Aは、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上端部とを連結する。Z軸方向に配置される3つの第1連結装置8のうち、基礎BSに最も近い第1連結装置8Bは、筒身2の中間部2Cと鉄塔3の中間部3Cとを連結する。Z軸方向に配置される3つの第1連結装置8のうち、第1連結装置8Bに次いで基礎BSに近い第1連結装置8Cは、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとを連結する。なお、第1連結装置8Cが、筒身2の中間部2Cと鉄塔3の中間部3Cとを連結してもよい。なお、第1連結装置8A、第1連結装置8B、及び第1連結装置8Cのそれぞれが、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとを連結するように配置されてもよい。
The first connecting
図2に示すように、本実施形態において、第1連結装置8(8A)は、複数の粘性ダンパ80を有する。本実施形態において、粘性ダンパ80は、筒身2の周囲に8つ配置される。粘性ダンパ80は、粘性体が収容されたシリンダ81と、シリンダ81の内部において移動可能なピストン82と、ピストン82に接続されたシャフト83とを有する。本実施形態において、粘性ダンパ80のシリンダ81が鉄塔3に接続され、シャフト83が筒身2に接続される。シリンダ81と鉄塔3とは、例えばピン結合される。シャフト83と筒身2とは、例えばピン結合される。第1連結装置8は、シリンダ81とシャフト83とがXY平面内において相対移動するように配置される。鉄塔3は、筒身2からの少なくとも水平方向の力を受けるように、第1連結装置8を介して筒身2を支持する。第1連結装置8は、筒身2の軸に対する放射方向(筒身2の半径方向)に関する筒身2と鉄塔3との相対移動を許容する。
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the first coupling device 8 (8 </ b> A) has a plurality of
本実施形態において、シリンダ81が縦材4に接続され、シャフト83が筒身2に設けられた凸部2Tに接続される。第1連結装置8Aよりも−Z側に配置される第1連結装置8B及び第1連結装置8Cも、第1連結装置8Aと同様の構造である。なお、図2に示す第1連結装置8(8A)は一例である。8つよりも少ない数の粘性ダンパ80によって筒身2と鉄塔3とが連結されてもよい。粘性ダンパ80と筒身2とが、所定の部材(接続部材)を介して接続されてもよいし、粘性ダンパ80と鉄塔3とが、所定の部材(接続部材)を介して接続されてもよい。また、図2に示す例では、第1連結装置8(8A)によって、鉄塔3の縦材4と筒身2とが接続される。第1連結装置8によって、例えば鉄塔3の横材5と筒身2とが接続されてもよいし、鉄塔3の斜材6と筒身2とが接続されてもよい。また、縦材4、横材5、及び斜材6とは別の部材を鉄塔3が有する場合、その別の部材と筒身2とが第1連結装置8によって接続されてもよい。なお、粘性ダンパ80のシリンダ81が筒身2に接続され、シャフト83が鉄塔3に接続されてもよい。
In the present embodiment, the
第2連結装置9は、少なくとも筒身2の中間部2Cよりも上方に配置される。第2連結装置9は、少なくとも鉄塔3の中間部3Cよりも上方に配置される。第2連結装置9は、筒身2の上端部よりも下方に配置される。第2連結装置9は、鉄塔3の上端部よりも下方に配置される。第2連結装置9は、少なくとも筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとを水平方向に剛結合する。本実施形態において、第2連結装置9は、Z軸方向に関して2つ配置される。Z軸方向に配置される2つの第2連結装置9のうち、筒身2の上端部に最も近い第2連結装置9Aは、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとを連結する。本実施形態において、第2連結装置9Aは、第1連結装置8Aよりも下方に配置される。Z軸方向に関して、第2連結装置9Aは、第1連結装置8Aと第1連結装置8Cとの間に配置される。第2連結装置9Aは、筒身2の上端部と鉄塔3とを連結しない。第2連結装置9Aは、筒身2と鉄塔3の上端部とを連結しない。第2連結装置9Aは、筒身2の上端部よりも下方の上部2Aの一部分と、鉄塔3の上端部よりも下方の上部3Aとの一部分とを連結する。2つの第2連結装置9のうち、基礎BSに最も近い第2連結装置9Bは、筒身2の下部2Bと鉄塔3の下部3Bとを連結する。本実施形態において、第2連結装置9Bは、第1連結装置8Bよりも下方に配置される。なお、第2連結装置9Bが、筒身2の中間部2Cと鉄塔3の中間部3Cとを連結してもよい。なお、第2連結装置9A及び第2連結装置9Bのそれぞれが、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとを連結するように配置されてもよい。
The second connecting
第2連結装置9(9A、9B)は、梁部材90を含む。梁部材90の一部と筒身2とが水平方向に硬く固定される。梁部材90の一部と鉄塔3とが水平方向に硬く固定される。鉄塔3は、筒身2からの少なくとも水平方向の力を受けるように、第2連結装置9を介して筒身2を支持する。第2連結装置9は、筒身2の軸に対する放射方向、及び筒身2の接線方向のそれぞれに関する筒身2と鉄塔3との相対移動を制限(抑制、拘束)する。換言すれば、第2連結装置9は、X軸、Y軸、及びθZの3つの方向に関する筒身2と鉄塔3との相対移動を制限(抑制、拘束)する。
The second connecting device 9 (9A, 9B) includes a
減衰装置7は、鉄塔3の上部3Aに配置される。本実施形態において、減衰装置7は、Z軸方向に配置される複数の横材5のうち、最も+Z側の横材5に配置される。本実施形態において、減衰装置7は、鉄塔3の上端部に配置される。図2に示すように、減衰装置7は、筒身2の周囲に配置される複数(4本)の横材5のそれぞれに配置される。
The
図3は、本実施形態に係る減衰装置7の一例を示す図である。図3に示す減衰装置7は、X軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制する。X軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制するための減衰装置7は、筒身2に対して+Y側又は−Y側に配置される横材5に支持されてもよい。図3において、減衰装置7は、弾性部材11と、ダンパ12と、弾性部材11及びダンパ12に連結された状態で移動可能な付加質量部材13とを備えている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the
本実施形態において、減衰装置7は、チューンド・マス・ダンパ(Tuned Mass Damper:TMD)を含む。チューンド・マス・ダンパは、塔状構造物1の移動方向(振動方向)とは大略逆方向に付加質量部材13を移動することにより、その塔状構造物1の振動を低減(減衰)する。すなわち、チューンド・マス・ダンパは、塔状構造物1の振動に付加質量部材13を同調させることによって、その塔状構造物1の振動を低減(減衰)する。減衰装置7において、チューンド・マス・ダンパの固有振動数と塔状構造物1の固有振動数とが合うように、チューンド・マス・ダンパの固有振動数が調整される。すなわち、塔状構造物1の共振点近傍における応答が低減されるように、チューンド・マス・ダンパの固有振動数が調整される。チューンド・マス・ダンパの固有振動数は、弾性部材11と付加質量部材13とにより定められる。塔状構造物1が振動すると、慣性力により付加質量部材13が塔状構造物1の移動方向(振動方向)とは大略逆方向に移動する。すなわち、付加質量部材(振動体)13は、塔状構造物1の振動に同調して振動する。これにより、塔状構造物1の振動エネルギーが吸収され、塔状構造物1の振動が低減(減衰)する。
In the present embodiment, the
本実施形態において、減衰装置7は、鉄塔3に配置される。減衰装置7によって鉄塔3の振動が低減(減衰)されるように、チューンド・マス・ダンパの固有振動数が調整されてもよい。すなわち、チューンド・マス・ダンパの固有振動数と、第2連結装置9で筒身2を支持した鉄塔3の固有振動数とが合うように、チューンド・マス・ダンパの固有振動数が調整されてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態において、減衰装置7は、鉄塔3(横材5)に固定されるベース部材10を備えている。弾性部材11の少なくとも一部は、ベース部材10に接続される。ダンパ12の少なくとも一部は、ベース部材10に接続される。付加質量部材13は、弾性部材11及びダンパ12に連結された状態で、ベース部材10に対して水平方向に移動可能である。
In the present embodiment, the damping
本実施形態において、ベース部材10は、内部空間10Sを有する。弾性部材11、ダンパ12、及び付加質量部材13は、内部空間10Sに配置される。本実施形態において、ベース部材10は、ハウジング(ケーシング)を含む。なお、ベース部材10が、フレーム部材でもよい。本実施形態において、ベース部材10は、内部空間10Sを規定する内面を有する。図3に示す例において、ベース部材10(内部空間10S)の内面は、−Z方向を向く天井面10Aと、天井面10Aと対向可能であり、+Z方向を向く支持面10Bと、−X方向を向く内側面10Cと、内側面10Cと対向可能であり、+X方向を向く内側面10Dとを含む。
In the present embodiment, the
また、本実施形態において、減衰装置10は、ベース部材10に配置され、付加質量部材13を水平方向に移動可能に支持する支持装置14を備えている。支持装置14は、内部空間10Sに配置される。図3に示す例において、付加質量部材13は、X軸方向に移動可能である。支持装置14は、付加質量部材13をX軸方向に移動可能に支持する。
In the present embodiment, the damping
支持装置14は、支持面10Bに配置されるレール(ガイド部材)を含む。レールは、X軸方向に長い。付加質量部材13は、レールを移動可能なスライダ13Sを有する。スライダ13Sは、例えば直動型転がり軸受を含む。スライダ13Sは、レールにガイドされる。これにより、付加質量部材13は、支持装置14にガイドされてX軸方向に移動可能である。
The
弾性部材11は、X軸方向に伸縮可能なコイルばね111を含む。減衰装置7は、コイルばね111の+X側の端部とベース部材10とを接続する第1接続部材15と、コイルばね111の−X側の端部とベース部材10とを接続する第2接続部材16と、を含む。本実施形態において、第1接続部材15及び第2接続部材16はそれぞれ、ワイヤ部材を含む。第1接続部材15及び第2接続部材16は、内部空間10Sに配置される。
The
本実施形態において、コイルばね111の+X側の端部に支持部材151が固定されている。第1接続部材15は、支持部材151を介して、コイルばね111の+X側の端部と接続される。本実施形態において、第1接続部材15の+X側の端部がベース部材10の内側面10Cと接続され、第1接続部材15の−X側の端部が支持部材151を介してコイルばね111と接続される。
In the present embodiment, the
本実施形態において、コイルばね111の−X側の端部に支持部材161が固定されている。第2接続部材16は、支持部材161を介して、コイルばね111の−X側の端部と接続される。本実施形態において、第2接続部材16の+X側の端部が支持部材161を介してコイルばね111と接続され、第2接続部材16の−X側の端部がベース部材10の内側面10Dと接続される。
In the present embodiment, a
すなわち、本実施形態において、弾性部材11の一部(コイルばね111の+X側の端部)は、支持部材15及び第1接続部材15を介してベース部材10に接続される。弾性部材11の一部(コイルばね111の−X側の端部)は、支持部材161及び第2接続部材16を介してベース部材10に接続される。
That is, in this embodiment, a part of the elastic member 11 (the end on the + X side of the coil spring 111) is connected to the
減衰装置7は、付加質量部材13とコイルばね111の+X側の端部とを結合可能な第1結合部材17と、付加質量部材13とコイルばね111の−X側の端部とを結合可能な第2結合部材18と、を含む。
The damping
第1結合部材17は、付加質量部材13の下面に配置される。第1結合部材17は、付加質量部材13の下面から−Z方向に突出する凸部材を含む。第1結合部材17は、付加質量部材13に固定される。第2結合部材18は、付加質量部材13の下面に配置される。第2結合部材18は、付加質量部材13の下面から−Z方向に突出する凸部材を含む。第2結合部材18は、付加質量部材13に固定される。第1結合部材17は、第2結合部材18よりも+X側に配置される。支持部材151は、第1結合部材17よりも+X側に配置される。支持部材161は、第2結合部材18よりも−X側に配置される。
The
第1結合部材17は、コイルばね111とは接触しない。第1結合部材17は、支持部材151と接触可能である。第1結合部材17と支持部材151とが接触することにより、その第1結合部材17が固定されている付加質量部材13と支持部材151が固定されているコイルばね111の+X側の端部とが結合される。第2結合部材18は、コイルばね111とは接触しない。第2結合部材18は、支持部材161と接触可能である。第2結合部材18と支持部材161とが接触することにより、その第2結合部材18が固定されている付加質量部材13と支持部材161が固定されているコイルばね111の−X側の端部とが結合される。
The
図4は、減衰装置7の動作の一例を示す図である。図4に示すように、付加質量部材13に固定されている第1結合部材17とコイルばね111の+X側の端部に固定されている支持部材151とが接触された状態で、付加質量部材13が+X方向に移動すると、その+X方向への付加質量部材13の移動により、支持部材151が+X方向に移動する。+X方向への支持部材151の移動により、その支持部材151に固定されているコイルばね111の+X側の端部が+X方向に移動する。このように、本実施形態においては、+X方向への付加質量部材13の移動により、コイルばね111の+X側の端部が+X方向に移動するように、付加質量部材13とコイルばね111の+X側の端部とが第1結合部材17及び支持部材151を介して結合される。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the
+X方向への付加質量部材13の移動において、第2接続部材16により、コイルばね111の−X側の端部が+X方向に移動することが抑制される。+X方向への付加質量部材13の移動により、付加質量部材13に固定されている第2結合部材18と、コイルばね111の−X側の端部に固定されている支持部材161とが離れる。コイルばね111の−X側の端部は、支持部材161及び第2接続部材16を介してベース部材10に接続されている。これにより、付加質量部材13が+X方向に移動して、第2結合部材18と支持部材161とが離れても、コイルばね111の−X側の端部の位置は変動しない(固定され続ける)。
In the movement of the
すなわち、本実施形態においては、付加質量部材13が+X方向に移動すると、コイルばね111の−X側の端部の位置が固定された状態で、コイルばね111の+X側の端部が+X方向に移動して、コイルばね111が伸びる。コイルばね111が伸びると、コイルばね111の+X側の端部(支持部材151)に−X方向に向かう力(復元力、付勢力)が発生する。支持部材151は、第1結合部材17と接触している。したがって、支持部材151に−X方向に向かう力が発生すると、第1結合部材17及び付加質量部材13に、−X方向に向かう力(復元力、付勢力)が作用する。
That is, in the present embodiment, when the
一方、付加質量部材13に固定されている第2結合部材18とコイルばね111の−X側の端部に固定されている支持部材161とが接触された状態で、付加質量部材13が−X方向に移動すると、その−X方向への付加質量部材13の移動により、支持部材161が−X方向に移動する。−X方向への支持部材161の移動により、その支持部材161に固定されているコイルばね111の−X側の端部が−X方向に移動する。このように、本実施形態においては、−X方向への付加質量部材13の移動により、コイルばね111の−X側の端部が−X方向に移動するように、付加質量部材13とコイルばね111の−X側の端部とが第2結合部材18及び支持部材161を介して結合される。
On the other hand, in a state where the
−X方向への付加質量部材13の移動において、第1接続部材15により、コイルばね111の+X側の端部が−X方向に移動することが抑制される。−X方向への付加質量部材13の移動により、付加質量部材13に固定されている第1結合部材17と、コイルばね111の+X側の端部に固定されている支持部材151とが離れる。コイルばね111の+X側の端部は、支持部材151及び第1接続部材15を介してベース部材10に接続されている。これにより、付加質量部材13が−X方向に移動して、第1結合部材17と支持部材151とが離れても、コイルばね111の+X側の端部の位置は変動しない(固定され続ける)。
In the movement of the
すなわち、本実施形態においては、付加質量部材13が−X方向に移動すると、コイルばね111の+X側の端部の位置が固定された状態で、コイルばね111の−X側の端部が−X方向に移動して、コイルばね111が伸びる。コイルばね111が伸びると、コイルばね111の−X側の端部(支持部材161)に+X方向に向かう力(復元力、付勢力)が発生する。支持部材161は、第2結合部材18と接触している。したがって、支持部材161に+X方向に向かう力が発生すると、第2結合部材18及び付加質量部材13に、+X方向に向かう力(復元力、付勢力)が作用する。
That is, in this embodiment, when the
このように、本実施形態においては、付加質量部材13が+X方向に移動すると、コイルばね111により、付加質量部材13には、−X方向に向かう力(復元力、付勢力)が作用する。付加質量部材13が−X方向に移動すると、コイルばね111により、付加質量部材13には、−X方向に向かう力(復元力、付勢力)が作用する。したがって、付加質量部材13は、X軸方向に関して所定の振幅及び振動数で振動(往復運動)することができる。
Thus, in the present embodiment, when the
図3に示すように、本実施形態において、減衰装置7のダンパ12は、水平方向(X軸方向)に関する減衰力(抵抗力)を発生する粘性ダンパ12Aと、鉛直方向(Z軸方向)に関する減衰力(抵抗力)を発生する粘性ダンパ12Bと、を含む。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
粘性ダンパ12A及び粘性ダンパ12Bのそれぞれは、速度に比例する減衰力(抵抗力)を発生する。粘性ダンパ12A及び粘性ダンパ12Bはそれぞれ、例えばオイルダンパでもよいし、ビンガムダンパでもよい。粘性ダンパ12A及び粘性ダンパ12Bはそれぞれ、粘性体を利用してもよいし、粘弾性体を利用してもよい。
Each of the
粘性ダンパ12Aは、粘性体が収容されたシリンダ121と、シリンダ81の内部において移動可能なピストン122と、ピストン122に接続されたシャフト123とを有する。粘性ダンパ12Aと同様、粘性ダンパ12Bは、シリンダ121とピストン122とシャフト123とを有する。
The
本実施形態において、減衰装置7は、付加質量部材13とベース部材10とを連結するリンク機構19を有する。リンク機構19は、ジョイント部19Aを介して天井面10Aに設けられた支持部材191に接続されるリンク19Bと、ジョイント部19Cを介してリンク19Bに接続されるリンク19Dとを有する。リンク19Dは、ジョイント部19Eを介して付加質量部材13の上面に設けられた支持部材192に接続される。リンク19Bとリンク19Dとは、XZ平面内において相対移動可能である。リンク19Bと支持部材191とは、XY平面内において相対移動可能である。リンク19Dと支持部材192とは、XY平面内において相対移動可能である。X軸方向に関する付加質量部材13の移動により、支持部材191(ベース部材10)とリンク19Bとリンク19Dと支持部材192(付加質量部材13)とが相対移動する。
In the present embodiment, the damping
本実施形態において、粘性ダンパ12Aの少なくとも一部は、リンク機構19に接続される。本実施形態において、粘性ダンパ12Aのシリンダ121がベース部材10(内側面10D)に接続され、粘性ダンパ12Aのシャフト123がリンク19Dに接続される。シリンダ121とベース部材10とは、例えばピン結合される。シャフト123とリンク19Dとは、例えばピン結合される。なお、粘性ダンパ12Aのシリンダ121がリンク機構19に接続され、粘性ダンパ12Aのシャフト123がベース部材10に接続されてもよい。
In the present embodiment, at least a part of the
本実施形態において、粘性ダンパ12Bのシリンダ121が付加質量部材13に接続され、粘性ダンパ12Bのシャフト123がベース部材10(天井面10A)に接続される。シリンダ121と付加質量部材13とは、例えばピン結合される。シャフト123とベース部材10とは、例えばピン結合される。なお、粘性ダンパ12Bのシリンダ121がベース部材10に接続され、粘性ダンパ12Bのシャフト123が付加質量部材13に接続されてもよい。
In this embodiment, the
以上、X軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制可能な減衰装置7について説明した。Y軸方向に関する塔状構造物1の振動を減衰装置7により抑制する場合、付加質量部材13がY軸方向に移動され、コイルばね111がY軸方向に伸縮し、粘性ダンパ12AがY軸方向に関する減衰力(抵抗力)を発生するように、減衰装置7が鉄塔3の少なくとも一部に配置される。Y軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制するための減衰装置7は、筒身2に対して+X側又は−X側に配置される横材5に支持されてもよい。
The damping
図5は、粘性ダンパ12Aの特性を説明するための図である。横軸は、水平面内の一方向に関して振動(往復運動)する付加質量部材13の位置(変位量)である。縦軸は、水平面内の一方向に関する粘性ダンパ12Aの減衰力(抵抗力)である。以下の説明においては、水平面内の一方向がX軸方向であることとして説明する。なお、水平面内の一方向がY軸方向でもよい。
FIG. 5 is a diagram for explaining the characteristics of the
付加質量部材13は、X軸方向に関して、原点Oを中心に振幅Xaで振動する。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が最も+X側に位置するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Aの抵抗力は、零である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が最も−X側に位置するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Aの抵抗力も、零である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が原点Oよりも+X側に位置する状態から−X方向に移動して原点Oを通過するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Aの抵抗力は、Faである。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が原点Oよりも−X側に位置する状態から+X方向に移動して原点Oを通過するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Aの抵抗力は、−Faである。その絶対値は、Faである。抵抗力Faは、付加質量部材13の振動において粘性ダンパ12Aが発生する抵抗力の最大値である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が最も+X側に位置するとき及び最も−X側に位置するときの、X軸方向に関する付加質量部材13の速度は、零である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が原点Oを通過するときの、X軸方向に関する付加質量部材13の速度は、そのX軸方向に関する振動において最大値(最高速度)となる。このように、粘性ダンパ12Aは、速度に比例する抵抗力(減衰力)を発生する。
The
図6は、粘性ダンパ12Bの特性を説明するための図である。横軸は、水平面内の一方向に関して振動(往復運動)する付加質量部材13の位置(変位量)である。縦軸は、水平面内の一方向に関する粘性ダンパ12Bの減衰力(抵抗力)である。以下の説明においては、水平面内の一方向がX軸方向であることとして説明する。なお、水平面内の一方向がY軸方向でもよい。
FIG. 6 is a diagram for explaining the characteristics of the
付加質量部材13は、X軸方向に関して、原点Oを中心に振幅Xaで振動する。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が最も+X側に位置するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力は、零である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が最も−X側に位置するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力も、零である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が原点Oよりも+X側に位置する状態から−X方向に移動して原点Oを通過するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力は、零である。X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が原点Oよりも−X側に位置する状態から+X方向に移動して原点Oを通過するときの、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力も、零である。
The
X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が最も+X側に位置する状態から−X方向への移動を開始した直後の、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力は、Fbである。また、X軸方向に関する振動において、−X方向へ移動する付加質量部材13が最も−X側に位置する直前の、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力も、Fbである。また、X軸方向に関する振動において、付加質量部材13が原点Oよりも−X側に位置する状態から+X方向への移動を開始した直後の、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力は、−Fbである。その絶対値は、Fbである。また、X軸方向に関する振動において、+X方向へ移動する付加質量部材13が最も+X側に位置する直前の、X軸方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力も、−Fbである。その絶対値は、Fbである。抵抗力Fbは、付加質量部材13の振動において粘性ダンパ12Bが発生する抵抗力の最大値である。
In the vibration in the X-axis direction, the resistance force of the
このように、粘性ダンパ12Bは、付加質量部材13が原点Oから離れたときに(原点Oからの距離が大きいときに)、大きな抵抗力を発生する。すなわち、原点Oからの付加質量部材13の変位量が大きいほど、水平方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力(減衰力)は大きくなる。粘性ダンパ12Bは、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が大きくなったときのブレーキとして機能する。これにより、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が過剰に大きくなることが抑制される。一方、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が小さいとき、水平方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力(減衰力)は小さい。これにより、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が過剰に大きくない場合(想定される振幅内において付加質量部材13が振動する場合)、粘性ダンパ12Bによって付加質量部材13の振動(往復運動)は阻害されない。
Thus, the
次に、本実施形態に係る塔状構造物1の動作の一例について説明する。例えば地震が発生したり、強風が吹いたりして、塔状構造物1に動的な外力が作用した場合、塔状構造物1は振動する。 Next, an example of operation | movement of the tower-like structure 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. For example, when a dynamic external force acts on the tower structure 1 due to an earthquake or a strong wind blowing, the tower structure 1 vibrates.
図7、図8、及び図9は、塔状構造物1の振動(曲げ振動)の態様の一例を模式的に示す図である。塔状構造物1の振動の態様は、図7に示すような1次振動モード(曲げ1次モード)と、図8に示すような2次振動モード(曲げ2次モード)と、図9に示すような3次振動モード(曲げ3次モード)とに分けることができる。 7, 8, and 9 are diagrams schematically illustrating an example of vibration (bending vibration) of the tower-like structure 1. The vibration mode of the tower-like structure 1 includes a primary vibration mode (bending primary mode) as shown in FIG. 7, a secondary vibration mode (bending secondary mode) as shown in FIG. It can be divided into a tertiary vibration mode as shown (bending tertiary mode).
図7に示すように、1次振動モードの場合、塔状構造物1の下端部(筒身2の下端部及び鉄塔3の下端部)に、振動の節(ノード)N1が生成される。振動の節N1は、筒身2の下端部に生成される振動の節N1a及び鉄塔3の下端部に生成される振動の節N1bの少なくとも一方を含む。水平方向に関して、塔状構造物1の上端部(筒身2の上端部及び鉄塔3の上端部)の振幅(変位量)が大きい。
As shown in FIG. 7, in the primary vibration mode, a vibration node (node) N <b> 1 is generated at the lower end of the tower-like structure 1 (the lower end of the
図8に示すように、2次振動モードの場合、振塔状構造物1の下端部(筒身2の下端部及び鉄塔3の下端部)に振動の節N1が生成され、塔状構造物1の上部(筒身2の上部2A及び鉄塔3の上部3A)に振動の節N2が生成される。振動の節N1は、筒身2の下端部に生成される振動の節N1a及び鉄塔3の下端部に生成される振動の節N1bの少なくとも一方を含む。振動の節N2は、筒身2の上部2Aに生成される振動の節N2a及び鉄塔3の上部3Aに生成される振動の節N2bの少なくとも一方を含む。
As shown in FIG. 8, in the case of the secondary vibration mode, a vibration node N1 is generated at the lower end of the tower-like structure 1 (the lower end of the
図9に示すように、3次振動モードの場合、塔状構造物1の下端部(筒身2の下端部及び鉄塔3の下端部)に振動の節N1が生成され、塔状構造物1の中間部(筒身2の中間部2C及び鉄塔3の中間部3C)又は塔状構造物1の下部(筒身2の下部2B及び鉄塔3の下部3B)に振動の節N2が生成され、塔状構造物1の上部(筒身2の上部2A及び鉄塔3の上部3A)に振動の節N3が生成される。振動の節N1は、筒身2の下端部に生成される振動の節N1a及び鉄塔3の下端部に生成される振動の節N1bの少なくとも一方を含む。振動の節N2は、筒身2の上部2A又は中間部2Cに生成される振動の節N2a及び鉄塔3の上部3A又は中間部3Cに生成される振動の節N2bの少なくとも一方を含む。振動の節N3は、筒身2の上部2Aに生成される振動の節N3a及び鉄塔3の上部3Aに生成される振動の節N3bの少なくとも一方を含む。
As shown in FIG. 9, in the case of the tertiary vibration mode, a vibration node N1 is generated at the lower end of the tower-like structure 1 (the lower end of the
本実施形態においては、第2連結装置9は、高次振動モードにおける筒身2の振動の節を含む筒身2の一部と、鉄塔3の振動の節を含む鉄塔3の一部とを連結する。換言すれば、高次振動モードにおける筒身2の振動の節と、鉄塔3の振動の節とが水平方向に剛結合される。高次振動モードは、2次振動モード及び3次振動モードの一方又は両方を含む。上述のように、2次振動モードにおける筒身2の振動の節N2aは、筒身2の上部2Aに生成される。2次振動モードにおける鉄塔3の振動の節N2bは、鉄塔3の上部3Aに生成される。3次振動モードにおける筒身2の振動の節N3aは、筒身2の上部2Aに生成される。3次振動モードにおける鉄塔3の振動の節N3bは、鉄塔3の上部3Aに生成される。本実施形態においては、筒身2の上部2Aに生成される振動の節N2a(又は節N3a)と鉄塔3の上部3Aに生成される振動の節N2b(又は節N3b)とが水平方向に剛結合されるように、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとが第2連結装置9で連結される。
In the present embodiment, the second connecting
例えば、2次振動モードにおいて筒身2の上部2Aに生成される振動の節N2aと鉄塔3の上部3Aに生成される振動の節N2bとが水平方向に剛結合されるように、第2連結装置9によって筒身2と鉄塔3とが連結されてもよい。3次振動モードにおいて筒身2の上部2Aに生成される振動の節N3aと鉄塔3の上部3Aに生成される振動の節N3bとが水平方向に剛結合されるように、第2連結装置9によって筒身2と鉄塔3とが連結されてもよい。
For example, in the secondary vibration mode, the second coupling is performed so that the vibration node N2a generated in the
本実施形態において、第2連結装置9は、主に筒身2の変形を抑制する。例えば、塔状構造物1に静的な外力が作用した場合、鉄塔3は筒身2よりも変形し難い。そのため、筒身2と鉄塔3とが水平方向に剛結合され、筒身2が鉄塔3に直接的に支持されることにより、筒身2の変形が抑制される。
In the present embodiment, the second connecting
本実施形態において、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置7は、主に1次振動モードの振動を抑制する。本実施形態においては、鉄塔3に減衰装置7が設けられている。そのため、鉄塔3の1次振動モードの振動は、減衰装置7によって低減(減衰)される。また、減衰装置7は、鉄塔3の上部3Aに配置される。例えば1次振動モードにおいて、振幅が最大となる鉄塔3の振幅の腹は、鉄塔3の上部3Aに生成される可能性が高い。チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置7が鉄塔3の上部3Aに設けられることにより、その減衰装置7によって鉄塔3の振動(1次振動モードの振動)が効果的に抑制される。その結果、鉄塔3に結合されている筒身2の振動も低減される。
In the present embodiment, the damping
本実施形態において、粘性ダンパ80を含む第1連結装置8は、主に高次振動モード(第2振動モード及び第3振動モードの一方又は両方)の振動を抑制する。筒身2の振動特性と鉄塔3の振動特性とは異なる可能性が高い。振動特性は、固有振動数、振幅、及び振動モードの少なくとも一つを含む。塔状構造物1に外力が作用した場合、筒身2の振動特性と鉄塔3の振動特性とは異なるので、粘性ダンパ80が確実に作動し、振動エネルギーを吸収する。これにより、高次振動モードにおける筒身2の振動及び鉄塔3の振動が低減(減衰)される。
In the present embodiment, the
本実施形態において、粘性ダンパ80を含む第1連結装置8は、高次振動モード(2次振動モード及び3次振動モードの一方又は両方)における筒身2の振動の腹を含む筒身2の一部と、鉄塔3の振動の腹を含む鉄塔3の一部とを連結してもよい。換言すれば、高次振動モードにおける筒身2の振動の腹と、鉄塔3の振動の腹とが、粘性ダンパ80を含む第1連結装置8によって連結されてもよい。なお、1次振動モードにおける筒身2の振動の腹を含む筒身2の一部と、鉄塔3の振動の腹を含む鉄塔3の一部とが、粘性ダンパ80を含む第1連結装置8によって連結されてもよい。
In the present embodiment, the
図7、図8、及び図9に示すように、1次振動モード、2次振動モード、及び3次振動モードのそれぞれにおいて、振幅が最大となる筒身2の振動の腹は、筒身2の上端部に生成され、振幅が最大となる鉄塔3の振幅の腹は、鉄塔3の上端部に生成される可能性が高い。本実施形態においては、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上端部とが、第1連結装置8(第1連結装置8A)によって連結される。これにより、粘性ダンパ80を含む第1連結装置8によって、塔状構造物1の振動が抑制される。
As shown in FIGS. 7, 8, and 9, in each of the primary vibration mode, the secondary vibration mode, and the tertiary vibration mode, the vibration belly of the
また、高次振動モード(2次振動モード及び3次振動モードの一方又は両方)において、筒身2の振動の腹は、筒身2の中間部2Cに生成され、鉄塔3の振動の腹は、鉄塔3の中間部3Cに生成される可能性が高い。そのため、筒身2の中間部2Cと鉄塔3の中間部3Cとが第1連結装置8(第1連結装置8B及び第1連結装置8Cの一方又は両方)によって連結されることにより、その第1連結装置8によって、塔状構造物1の振動が抑制される。
Further, in the high-order vibration mode (one or both of the secondary vibration mode and the tertiary vibration mode), the vibration belly of the
以上説明したように、本実施形態によれば、塔状構造物1に外力が作用しても、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置7、及び粘性ダンパ80を含む第1連結装置8によって、その塔状構造物1の振動が抑制される。例えば、塔状構造物1に動的な外力が作用して塔状構造物1が振動しても、1次振動モードの振動は、鉄塔3の上部3Aに配置されたチューンド・マス・ダンパを含む減衰装置7によって減衰される。2次振動モード及び3次振動モードを含む高次振動モードの振動は、粘性ダンパ80を含む第1連結装置8によって減衰される。
As described above, according to the present embodiment, even if an external force acts on the tower-like structure 1, the damping
また、本実施形態によれば、塔状構造物1に静的な外力が作用しても、筒身2と鉄塔3とを水平方向に剛結合する第2連結装置9によって、筒身2の変形が抑制される。その結果、塔状構造物1の変形が抑制される。
Moreover, according to this embodiment, even if a static external force acts on the tower-like structure 1, the second connecting
また、本実施形態においては、Z軸方向(鉛直方向)に関して筒身2の中間部2Cよりも上方において筒身2と鉄塔3とが水平方向に剛結合される。すなわち、筒身2の上部2Aと鉄塔3の上部3Aとが水平方向に剛結合される。筒身2に静的な外力が作用した場合、上部2Aにおける筒身2の変位量のほうが、中間部2C及び下部2Bにおける筒身2の変位量よりも大きい可能性が高い。そのため、上部2Aにおいて筒身2と鉄塔3とが水平方向に剛結合されることにより、筒身2の大きな変形が抑制される。その結果、塔状構造物1に静的な外力が作用しても、その塔状構造物1の変形が抑制される。
In the present embodiment, the
また、高次振動モードにおける筒身2の振動の節を含む筒身2の一部と、鉄塔3の振動の節を含む鉄塔3の一部とが、第2連結装置9によって水平方向に剛結合されることにより、筒身2と鉄塔3とは安定して水平方向に剛結合される。筒身2の振動の節の変位量は、筒身2の振動の腹の変位量よりも小さい。鉄塔3の振動の節の変位量は、鉄塔3の振動の腹の変位量よりも小さい。そのため、筒身2の振動の節と鉄塔3の振動の節とが連結されることにより、筒身2と鉄塔3とは安定して水平方向に剛結合される。
Further, a part of the
本実施形態においては、ベース部材10に、弾性部材11、ダンパ12、及び付加質量部材13が支持される。これにより、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置7はユニット化される。したがって、減衰装置7は、鉄塔3の所期の位置に容易に配置することができる。本実施形態においては、Z軸方向に複数配置される横材5のうち、最も+Z側に配置される横材5に減衰装置7が容易に配置される。また、付加質量部材13は、水平方向に移動可能である。また、弾性部材11は、水平面内の一方向に伸縮可能なコイルばね111を含む。そのため、その付加質量部材13及びコイルばね111を含むチューンド・マス・ダンパによって、水平方向に関する塔状構造物1の振動が効果的に低減される。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、鉄塔3に対するベース部材10の向きを調整するだけで、望みの方向に関する塔状構造物1の振動が抑制される。例えば、減衰装置7を使ってX軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制したい場合、ベース部材10に支持されている付加質量部材13の移動方向、コイルばね111の伸縮方向(弾性部材11の弾性変形方向)、及び粘性ダンパ12Aが減衰力を発生する方向が、X軸方向となるように、ベース部材10が鉄塔3に配置されればよい。減衰装置7を使ってY軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制したい場合、ベース部材10に支持されている付加質量部材13の移動方向、コイルばね111の伸縮方向(弾性部材11の弾性変形方向)、及び粘性ダンパ12Aが減衰力を発生する方向が、Y軸方向となるように、ベース部材10が鉄塔3に配置されればよい。
Moreover, in this embodiment, the vibration of the tower-like structure 1 regarding the desired direction is suppressed only by adjusting the direction of the
本実施形態においては、コイルばね111の一端部が第1接続部材15を介してベース部材10に接続され、コイルばね111の他端部が第2接続部材16を介してベース部材10に接続される。そして、水平面内の一方向に関する付加質量部材13の振動(往復運動)により、コイルばね111の一端部の位置が固定された状態でコイルばね111が伸びるようにコイルばね111の他端部が移動する第1状態と、コイルばね111の他端部の位置が固定された状態でコイルばね111が伸びるようにコイルばね111の一端部が移動する第2状態とが繰り返される。これにより、付加質量部材13は、コイルばね111から復元力を受けて、塔状構造物1の1次振動モードの振動に同調して振動可能であり、塔状構造物1の振動が効果的に低減される。また、本実施形態によれば、コイルばね111に対して、縮める方向(圧縮方向)の力は作用せず、伸ばす方向(引張方向)の力のみが作用する。したがって、コイルばね111として、所謂、引張コイルばねを使用することができる。そのため、付加質量部材13の振動の振幅が大きくなっても、コイルばね111は、付加質量部材13に復元力(付勢力)を安定して与え続けることができる。
In the present embodiment, one end of the
また、本実施形態において、減衰装置7は、水平方向に関する減衰力を発生する粘性ダンパ12Aと、鉛直方向に関する減衰力を発生する粘性ダンパ12Bとを有する。これにより、水平方向及び鉛直方向のそれぞれに関する付加質量部材13の振動が減衰される。また、粘性ダンパ12Bにより、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が過剰に大きくなることが抑制される。図6を参照して説明したように、粘性ダンパ12Bは、付加質量部材13が振動の原点Oから離れたときに(原点Oからの距離が大きいときに)、大きな抵抗力を発生する。換言すれば、付加質量部材13の変位量が大きくなるほど、水平方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力(減衰力)は大きくなる。そのため、粘性ダンパ12Bは、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が大きくなったときのブレーキとして機能する。したがって、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が過剰に大きくなることが抑制される。その結果、例えば付加質量部材13が他の部材と接触することが抑制され、減衰装置7の少なくとも一部が損傷したり劣化したりすることが抑制される。また、図6に示したように、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が小さいとき、水平方向に関する粘性ダンパ12Bの抵抗力(減衰力)は小さい。そのため、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が過剰に大きくない場合(想定される振幅内において付加質量部材13が振動する場合)、粘性ダンパ12Bによって付加質量部材13の振動(往復運動)は阻害されない。したがって、チューンド・マス・ダンパによる振動減衰作用は妨げられず、減衰装置7は、振動を低減(減衰)することができる。
In the present embodiment, the damping
また、本実施形態において、粘性ダンパ12Aの少なくとも一部は、リンク機構19(リンク19D)に接続される。水平方向に関するリンク機構19(リンク19D)の変位量(振幅)は、付加質量部材13の変位量(振幅)よりも小さい。そのリンク機構19に粘性ダンパ12Aが接続されることにより、その粘性ダンパ12Aの変位量(シリンダ121とシャフト123との相対的な変位量)が大きくなることが抑制される。そのため、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が大きくなっても、粘性ダンパ12Aは、リンク機構19を介して、付加質量部材13の振動を減衰することができる。また、粘性ダンパ12Aは、大きな変位量を有しなくてもよいため、仕様の制限を受け難くなる。
In the present embodiment, at least a part of the
<第2実施形態>
第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
Second Embodiment
A second embodiment will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図10は、本実施形態に係る減衰装置7Bの一例を示す。減衰装置7Bは、チューンド・マス・ダンパを含む。減衰装置7Bは、鉄塔3に固定されるベース部材10と、少なくとも一部がベース部材10に接続される弾性部材11Bと、少なくとも一部がベース部材10に接続されるダンパ12と、弾性部材11B及びダンパ12に連結された状態で、ベース部材10に対して水平方向に移動可能な付加質量部材13とを備えている。ダンパ12は、水平方向に関する減衰力を発生する粘性ダンパ12Aと、鉛直方向に関する減衰力を発生する粘性ダンパ12Bとを含む。付加質量部材13とベース部材10とはリンク機構19を介して連結される。粘性ダンパ12Aの少なくとも一部は、リンク機構19に接続される。
FIG. 10 shows an example of the
本実施形態において、弾性部材11Bは、ベース部材10の支持面10Bと付加質量部材13の下面との間に配置され、Z軸方向(鉛直方向)に積層された複数のゴムシートを有する積層ゴム112を含む。積層ゴム112は、交互に積層されたゴムシート及び鋼板を含む本体部20と、本体部20の上面及び下面のそれぞれに接続されたフランジ部21とを有する。
In this embodiment, the
本実施形態においては、Z軸方向(鉛直方向)に配置される2つの積層ゴム112を含む積層ゴムユニット113がベース部材10と付加質量部材13との間に配置される。以下の説明において、Z軸方向に配置される2つの積層ゴム112のうち、下側に配置される積層ゴム112を適宜、下側積層ゴム112Bと称し、下側積層ゴム112Bの上に配置される積層ゴム112を適宜、上側積層ゴム112Aと称する。積層ゴムユニット113は、Z軸方向に配置される上側積層ゴム112Aと下側積層ゴム112Bとを有する。
In the present embodiment, a
図11は、付加質量部材13及び積層ゴムユニット113を模式的に示す平面図である。図10及び図11に示すように、本実施形態において、積層ゴムユニット113は、XY平面内(水平面内)において異なる複数の位置のそれぞれに配置される。本実施形態においては、ベース部材10の支持面10Bと付加質量部材13の下面との間において、積層ゴムユニット113は4つ配置される。積層ゴムユニット113は、XY平面内において異なる4つの位置のそれぞれに配置される。以下の説明において、4つの積層ゴムユニット113のそれぞれを適宜、第1積層ゴムユニット113A、第2積層ゴムユニット113B、第3積層ゴムユニット113C、及び第4積層ゴムユニット113Dと称する。
FIG. 11 is a plan view schematically showing the
本実施形態において、減衰装置7は、少なくとも一部が上側積層ゴム112Aと下側積層ゴム112Bとの間に配置される補強部材22を有する。補強部材22は、形鋼を含む。補強部材22は、H形鋼でもよい。補強部材22は、隣り合う積層ゴムユニット113と積層ゴムユニット113とを結ぶように配置される。図11に示すように、本実施形態において、補強部材22は、X軸方向に隣り合う第1積層ゴムユニット113Aと第2積層ゴムユニット113Bとを結ぶ補強部材22Aと、Y軸方向に隣り合う第2積層ゴムユニット113Bと第3積層ゴムユニット113Cとを結ぶ補強部材22Bと、X軸方向に隣り合う第3積層ゴムユニット113Cと第4積層ゴムユニット113Dとを結ぶ補強部材22Cと、Y軸方向に隣り合う第4積層ゴムユニット113Dと第1積層ゴムユニット113Aとを結ぶ補強部材22Dと、を含む。
In the present embodiment, the damping
補強部材22Aの一部は、第1積層ゴムユニット113Aの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置され、補強部材22Aの一部は、第2積層ゴムユニット113Bの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置される。補強部材22Bの一部は、第2積層ゴムユニット113Bの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置され、補強部材22Bの一部は、第3積層ゴムユニット113Cの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置される。補強部材22Cの一部は、第3積層ゴムユニット113Cの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置され、補強部材22Cの一部は、第4積層ゴムユニット113Dの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置される。補強部材22Dの一部は、第4積層ゴムユニット113Dの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置され、補強部材22Dの一部は、第1積層ゴムユニット113Aの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置される。
A part of the reinforcing
次に、本実施形態に係る塔状構造物1の動作の一例について説明する。例えば地震が発生したり、強風が吹いたりして、塔状構造物1に動的な外力が作用した場合、塔状構造物1は振動する。上述の実施形態と同様、2次振動モード及び3次振動モードの一方又は両方を含む高次振動モードの振動は、主に第1連結装置8の粘性ダンパ80によって低減される。静的な外力に起因する筒身2の変形は、第2連結装置9を介して筒身2と水平方向に剛結合された鉄塔3によって抑制される。
Next, an example of operation | movement of the tower-like structure 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. For example, when a dynamic external force acts on the tower structure 1 due to an earthquake or a strong wind blowing, the tower structure 1 vibrates. Similar to the above-described embodiment, the vibration in the higher-order vibration mode including one or both of the secondary vibration mode and the tertiary vibration mode is mainly reduced by the
1次振動モードの振動は、主に減衰装置7Bによって低減される。水平方向の塔状構造物1の振動に同調して、積層ゴム112の少なくとも一部が水平方向にせん断変形しつつ、付加質量部材13が水平方向に移動(振動)される。そのため、水平方向に関する塔状構造物1の振動が効果的に低減される。
The vibration in the primary vibration mode is mainly reduced by the damping
本実施形態において、下側積層ゴム112B及び上側積層ゴム112Aを含む積層ゴムユニット113が設けられる。付加質量部材13が水平方向に振動した場合、水平方向に関する付加質量部材13の変位(移動)に伴って、下側積層ゴム112B及び上側積層ゴム112Aのそれぞれがせん断変形する。積層ゴムユニット113がせん断変形可能な量(せん断変形量)は、下側積層ゴム112Bがせん断変形可能な量(せん断変形量)と、上側積層ゴム112Aがせん断変形可能な量(せん断変形量)との和に相当する。そのため、水平方向に関する付加質量部材13の変位量(振幅)が大きくなっても、その付加質量部材13の変位(移動)に同調して、下側積層ゴム112B及び上側積層ゴム112Aを含む積層ゴムユニット113はせん断変形可能である。
In the present embodiment, a
本実施形態においては、例えば、補強部材22Aの一部が第1積層ゴムユニット113Aの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置され、その補強部材22Aの一部が第2積層ゴムユニット113Bの下側積層ゴム112Bと上側積層ゴム112Aとの間に配置される。これにより、ベース部材10に対して付加質量部材13が水平方向に移動しても、積層ゴム112(上側積層ゴム112A及び下側積層ゴム112B)の曲げ変形(座屈)が抑制される。補強部材22Aと同様、補強部材22B、補強部材22C、及び補強部材22Dにより、積層ゴム112の曲げ変形が抑制される。そのため、減衰装置7の性能の低下が抑制される。
In the present embodiment, for example, a part of the reinforcing
なお、本実施形態においては、積層ゴムユニット113は、Z軸方向に配置される2つの積層ゴム112を有することとした。積層ゴムユニット113は、Z軸方向に配置される3つ以上の任意の複数の積層ゴム112を有してもよい。なお、Z軸方向に複数の積層ゴム112が配置されなくてもよい。単数の積層ゴム112がベース部材10の支持面10Bと付加質量部材13の下面との間に配置されてもよい。
In the present embodiment, the
<第3実施形態>
第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
<Third Embodiment>
A third embodiment will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図12は、本実施形態に係る塔状構造物1Cの一例を示す図である。図13は、図12の一部を拡大した図である。図14は、鉄塔3(縦材4)及び減衰装置23を模式的に示す平面図である。塔状構造物1Cは、鉛直方向に延びる筒身2と、筒身2の周囲の少なくとも一部に配置され、筒身2を支持する鉄塔3と、少なくとも一部が鉄塔3の下部に接続され、回転慣性質量ダンパを含む減衰装置23と、筒身2と鉄塔3とを連結する粘性ダンパ80を含む第1連結装置8と、筒身2と鉄塔3とを水平方向に剛結合する第2連結装置9と、を備える。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a tower-
本実施形態において、鉄塔3は、下部3Bに補強材24を有する。補強材24を、ブレース24と称してもよい。補強材24は、Z軸方向に配置される複数の横材5のうち、基礎BSに最も近い横材5よりも下方に配置される。補強材24は、形鋼を含む。補強材24は、縦材4及び横材5に対して傾斜するように配置される。2つの補強材24の下部が結合される。2つの補強材24の上部は離れている。以下の説明において、2つの補強材24が結合される部分を適宜、結合部25と称する。また、結合部25によって結合された2つのブレース24を合わせて適宜、Vブレース24と称する。
In this embodiment, the
減衰装置23は、鉄塔3の下部3Bに接続される。本実施形態において、減衰装置23は、補強材24の結合部25に接続される。結合部25は、基礎BSから離れている。図14に示すように、減衰装置23は、筒身2の周囲に複数配置される。
The
減衰装置23は、塔状構造物1の振動を低減する。図13に示す減衰装置23は、X軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制する。X軸方向に関する塔状構造物1の振動を抑制するための減衰装置23は、筒身2に対して+Y側又は−Y側に配置されてもよい。
The damping
減衰装置23は、ボールねじを含む。減衰装置23は、ボールねじ軸26と、ボールねじ軸26の周囲に配置されるナット27とを有する。また、減衰装置23は、ボールねじ軸26の周囲に配置されたフライホイール(付加質量部材)28を有する。ボールねじ軸26は、支持軸受を有する支持部材31に回転可能に支持される。ボールねじ軸26の回転軸は、X軸と平行である。ボールねじ軸26は、θX方向に回転可能である。支持部材31は、基礎BSに支持される。支持部材31により、X軸方向に関するボールねじ軸26の移動が制限(規制)される。ナット27は、支持部材29に支持される。支持部材29は、連結部材30に固定される。連結部材30は、補強材24(結合部25)に固定される。なお、連結部材30と補強材24(鉄塔3)とが一体でもよい。本実施形態において、ナット27は、支持部材29を介して、補強材24(鉄塔3)に支持される。ボールねじ軸26の一部は、ナット27に支持される。ボールねじ軸26は、ナット27及び支持部材31に回転可能に支持される。
The damping
フライホイール28は、ボールねじ軸26に固定されている。ボールねじ軸26が回転することにより、フライホイール28は、ボールねじ軸26と一緒にθX方向に回転する。また、ボールねじ軸26が回転することにより、ボールねじ軸26の回転軸と平行なX軸方向に関して、ナット27とボールねじ軸26とは相対的に移動する。
The
X軸方向に関して鉄塔3(結合部25)が移動(振動)すると、支持部材29を介して鉄塔3に接続されているナット27もX軸方向に移動する。ナット27がX軸方向に移動すると、ナット27及び支持部材31に回転可能に支持されているボールねじ軸26がθX方向に回転する。ボールねじ軸26の回転により、フライホイール28はボールねじ軸26と一緒に回転する。すなわち、本実施形態においては、X軸方向に関する鉄塔3の移動(振動)に連動して、ボールねじ軸26及びフライホイール28がθX方向に回転する。
When the steel tower 3 (coupling portion 25) moves (vibrates) in the X-axis direction, the
本実施形態において、減衰装置23は、回転慣性質量ダンパを含む。回転慣性質量ダンパは、塔状構造物1の移動方向(振動方向)と平行な軸を回転軸としてフライホイール28を回転することにより、その塔状構造物1の振動を低減(減衰)する。すなわち、回転慣性質量ダンパは、塔状構造物1の振動にフライホイール28を同調させることによって、その塔状構造物1の振動を低減(減衰)する。回転慣性質量ダンパにおいては、フライホイール28の回転慣性モーメントと回転角加速度によって生じる回転トルクから軸方向(X軸方向)に関する慣性抵抗力(負担力)が得られる。減衰装置23において、回転慣性質量ダンパの固有振動数と塔状構造物1の固有振動数とが合うように、回転慣性質量ダンパの固有振動数が調整される。すなわち、塔状構造物1の共振点近傍における応答が低減されるように、回転慣性質量ダンパの固有振動数が調整される。回転慣性質量ダンパの固有振動数は、フライホイール28の回転軸と平行な方向(X軸方向)に関する補強材24の剛性とフライホイール28の回転慣性質量とにより定められる。塔状構造物1が振動すると、回転慣性力によりフライホイール28が回転する。すなわち、フライホイール(回転体)28は、塔状構造物1の振動に同調して回転する。これにより、塔状構造物1の振動エネルギーが吸収され、塔状構造物1の振動が低減(減衰)する。なお、回転慣性質量ダンパの一例が、例えば特開2008−196606号公報、特開2004−044748号公報、特許第3250795号公報、及び特許第4743439号公報などに開示されている。
In the present embodiment, the damping
本実施形態において、減衰装置23は、粘性ダンパ32を有する。粘性ダンパ32は、X軸方向に関する減衰力(抵抗力)を発生するように配置される。本実施形態において、粘性ダンパ32のシリンダが支持部材33に支持される。支持部材33は、基礎BSに支持される。粘性ダンパ32のシャフトが連結部材30を介して補強材24(鉄塔3)に接続される。なお、粘性ダンパ32のシャフトが支持部材33に連結され、粘性ダンパ32のシリンダが連結部材30(補強材24)に連結されてもよい。粘性ダンパ32と支持部材33とは、例えばピン結合されてもよい。粘性ダンパ32と連結部材30(補強材24)とは、例えばピン結合されてもよい。
In the present embodiment, the damping
以上、X軸方向に関する塔状構造物1Cの振動を抑制可能な減衰装置23について説明した。Y軸方向に関する塔状構造物1Cの振動を減衰装置23により抑制する場合、減衰装置23は、ボールねじ軸26及びフライホイール28の回転軸とY軸とが平行となるように配置される。Y軸方向に関する鉄塔3(補強材24)の移動(振動)に伴って、ボールねじ軸26及びフライホイール28は、θY方向に回転する。また、粘性ダンパ32がY軸方向に関する減衰力(抵抗力)を発生するように、減衰装置23の少なくとも一部が鉄塔3に接続される。Y軸方向に関する塔状構造物1Cの振動を抑制するための減衰装置23は、筒身2に対して+X側又は−X側に配置されてもよい。
The damping
次に、本実施形態に係る塔状構造物1Cの動作の一例について説明する。塔状構造物1Cに動的な外力が作用した場合、塔状構造物1Cは振動する。上述の実施形態と同様、2次振動モード及び3次振動モードの一方又は両方を含む高次振動モードの振動は、主に第1連結装置8の粘性ダンパ80によって低減される。静的な外力に起因する筒身2の変形は、第2連結装置9を介して筒身2と水平方向に剛結合された鉄塔3によって抑制される。
Next, an example of operation | movement of the tower-
1次振動モードの振動は、主に減衰装置23によって低減される。水平方向の鉄塔3(塔状構造物1C)の振動に同調して、ブレース(Vブレース)24の結合部25が変位しつつ、フライホイール28が回転する。そのため、水平方向に関する鉄塔3の振動が効果的に抑制される。鉄塔3と筒身2とは結合されている。したがって。鉄塔3の1次振動モードの振動が低減されることにより、筒身2の振動も低減される。その結果、塔状構造物1Cの振動が効果的に低減される。
The vibration in the primary vibration mode is mainly reduced by the damping
以上説明したように、本実施形態においても、回転慣性質量ダンパを含む減衰装置23、及び粘性ダンパを含む第1連結装置8によって、その塔状構造物1Cの振動が抑制される。本実施形態において、塔状構造物1Cの1次振動モードの振動は、少なくとも一部が鉄塔3の下部に接続された回転慣性質量ダンパを含む減衰装置23によって減衰される。2次振動モード及び3次振動モードを含む高次振動モードの振動は、粘性ダンパを含む第1連結装置8によって減衰される。また、本実施形態によれば、塔状構造物1Cに外力が作用しても、筒身2と鉄塔3とを水平方向に剛結合する第2連結装置9によって、その塔状構造物1Cの変形が抑制される。
As described above, also in the present embodiment, the vibration of the tower-
また、本実施形態においても、第2連結装置9によって、高次振動モードにおける筒身2の振動の節を含む筒身2の一部と、鉄塔3の振動の節を含む鉄塔3の一部とが連結されてもよい。筒身2の振動の節及び鉄塔3の振動の節はそれぞれ変位量が小さい。そのため、筒身2と鉄塔3とは安定して水平方向に剛結合される。
Also in the present embodiment, the second connecting
<第4実施形態>
第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
<Fourth embodiment>
A fourth embodiment will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
図15は、本実施形態に係る第1連結装置800の一例を示す図である。第1連結装置800は、筒身2と鉄塔3とを連結する。第1連結装置800は、複数のコイルばね801と、複数の粘性ダンパ80と、を備えている。コイルばね801は、筒身2と複数(4本)の縦材4のそれぞれとを連結するように複数(4つ)配置されている。粘性ダンパ80は、筒身2と複数(4本)の縦材4のそれぞれとを連結するように複数(4つ)配置されている。コイルばね801は、そのコイルばね801の伸縮方向と筒身2の軸に対する放射方向とが一致するように配置される。粘性ダンパ80は、その粘性ダンパ80が減衰力を発生する方向と筒身2の軸に対する放射方向とが一致するように配置される。XY平面において、4本の縦材4のそれぞれは、それら4本の縦材4を結ぶ仮想線によって形成される長方形の頂点に配置される。その長方形の中心(対角線の交点)と、筒身2の軸(中心)とは一致する。外力が作用されていない状態において、4本の縦材4のそれぞれと筒身2との距離は、等しい。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the
以上説明したように、筒身2と鉄塔3とを連結する第1連結装置800が、コイルばね801及び粘性ダンパ80を備えてもよい。筒身2が柔構造の場合、筒身2に対する外力の作用によって筒身2の少なくとも一部が曲がるように(倒れるように)変形する可能性がある。コイルばね801による復元力によって、その筒身2の変形が抑制される。また、例えば静的な外力(風外力など)が筒身2に作用しても、その外力はコイルばね801を介して鉄塔3に伝達される。これにより、筒身2の変形が抑制される。
As described above, the first connecting
なお、上述の各実施形態で説明した塔状構造物1は、新たに筒身2(煙突など)の施工(新設)のときに建設されてもよい。既存(既設)の塔状構造物に必要な施工を行って、上述の各実施形態で説明した塔状構造物1が建設されてもよい。例えば、既存の塔状構造物の鉄塔の上部に減衰装置7が配置されたり、既存の塔状構造物の鉄塔の下部に減衰装置23の少なくとも一部が接続されたり、既存の筒身の所定の部位と鉄塔の所定の部位とが第1連結装置8及び第2連結装置9で連結されたりすることによって、上述の各実施形態で説明した塔状構造物1が建設されてもよい。
In addition, the tower-like structure 1 demonstrated in each above-mentioned embodiment may be constructed at the time of construction (new construction) of the cylinder 2 (chimney etc.) newly. The tower-like structure 1 described in each of the above-described embodiments may be constructed by performing necessary construction on an existing (existing) tower-like structure. For example, the damping
なお、上述の各実施形態において、静的な外力とは、ある一方向に一定時間作用する力を含み、速度成分が無い又は小さい力を含む。静的な外力は、例えば、平均風速など一定風速の風による外力(風外力)を含む。風外力は、竜巻による外力及び強風による外力を含む。動的な外力とは、異なる方向に交互に作用する力を含み、速度成分を有する力を含む。動的な外力は、例えば、振動による外力(振動外力)を含む。振動外力は、地震による外力(地震外力)を含む。動的な外力は、例えば、風速が変化する風による外力(風外力)を含む。 In each of the above-described embodiments, the static external force includes a force that acts in a certain direction for a certain period of time, and includes a force that has no velocity component or is small. The static external force includes, for example, an external force (wind external force) caused by a constant wind speed such as an average wind speed. The wind external force includes an external force caused by a tornado and an external force caused by a strong wind. The dynamic external force includes a force acting alternately in different directions, and includes a force having a velocity component. The dynamic external force includes, for example, external force due to vibration (vibration external force). The vibration external force includes an external force due to an earthquake (earthquake external force). The dynamic external force includes, for example, an external force (wind external force) due to a wind whose wind speed changes.
1 塔状構造物
2 第1構造体(筒身)
3 第2構造体(鉄塔)
7 減衰装置
8 第1連結装置
9 第2連結装置
10 ベース部材
11 弾性部材
12 ダンパ
12A 粘性ダンパ
12B 粘性ダンパ
13 付加質量部材
15 第1接続部材
16 第2接続部材
17 第1結合部材
18 第2結合部材
19 リンク機構
23 減衰装置
80 粘性ダンパ
90 梁部材
111 コイルばね
112 積層ゴム
113 積層ゴムユニット
1 tower-
3 Second structure (steel tower)
7 damping
Claims (9)
前記第1構造体の周囲の少なくとも一部に配置され、前記第1構造体を支持する第2構造体と、
前記第2構造体の上部に配置され、チューンド・マス・ダンパを含む減衰装置と、
前記第1構造体と前記第2構造体とを連結する粘性ダンパを含む第1連結装置と、
前記鉛直方向に関して前記第1構造体の中間部よりも上方に配置され、前記第1構造体と前記第2構造体とを水平方向に剛結合する第2連結装置と、を備え、
前記第2連結装置は、高次振動モードにおける前記第1構造体の振動の節を含む前記第1構造体の一部と、前記第2構造体の振動の節を含む前記第2構造体の一部とを連結する塔状構造物。 A first structure extending in a vertical direction;
A second structure disposed on at least a part of the periphery of the first structure and supporting the first structure;
A damping device disposed on top of the second structure and including a tuned mass damper;
A first coupling device including a viscous damper that couples the first structure and the second structure;
A second connecting device that is disposed above an intermediate portion of the first structure with respect to the vertical direction and rigidly couples the first structure and the second structure in a horizontal direction ;
The second coupling device includes a part of the first structure including a vibration node of the first structure in a higher-order vibration mode, and a portion of the second structure including a vibration node of the second structure. A tower-like structure that connects parts .
前記第2構造体に固定されるベース部材と、
少なくとも一部が前記ベース部材に接続される弾性部材と、
少なくとも一部が前記ベース部材に接続されるダンパと、
前記弾性部材及び前記ダンパに連結された状態で、前記ベース部材に対して水平方向に移動可能な付加質量部材と、を含む請求項1に記載の塔状構造物。 The attenuation device comprises:
A base member fixed to the second structure;
An elastic member at least partially connected to the base member;
A damper that is at least partially connected to the base member;
The tower-like structure according to claim 1 , further comprising: an additional mass member that is movable in a horizontal direction with respect to the base member while being connected to the elastic member and the damper.
前記コイルばねの一端部と前記ベース部材とを接続する第1接続部材と、
前記コイルばねの他端部と前記ベース部材とを接続する第2接続部材と、
前記第1軸と平行な第1方向への前記付加質量部材の移動により、前記コイルばねの一端部が前記第1方向に移動するように前記付加質量部材と前記コイルばねの一端部とを結合する第1結合部材と、
前記第1方向の反対の第2方向への前記付加質量部材の移動により、前記コイルばねの他端部が前記第2方向に移動するように前記付加質量部材と前記コイルばねの他端部とを結合する第2結合部材と、を含み、
前記第1方向への前記付加質量部材の移動において、前記第2接続部材により前記コイルばねの他端部が前記第1方向に移動することが抑制され、
前記第2方向への前記付加質量部材の移動において、前記第1接続部材により前記コイルばねの一端部が前記第2方向に移動することが抑制される請求項3に記載の塔状構造物。 The attenuation device comprises:
A first connecting member that connects one end of the coil spring and the base member;
A second connecting member that connects the other end of the coil spring and the base member;
The additional mass member and one end of the coil spring are coupled so that one end of the coil spring moves in the first direction by movement of the additional mass member in a first direction parallel to the first axis. A first coupling member that
The additional mass member and the other end of the coil spring are moved so that the other end of the coil spring moves in the second direction by the movement of the additional mass member in the second direction opposite to the first direction. A second coupling member for coupling
In the movement of the additional mass member in the first direction, the second connection member suppresses the other end of the coil spring from moving in the first direction,
4. The tower-like structure according to claim 3 , wherein in the movement of the additional mass member in the second direction, the first connection member suppresses one end of the coil spring from moving in the second direction.
鉛直方向に配置される下側積層ゴムと上側積層ゴムとをそれぞれ含み、水平面内において異なる位置に配置される第1積層ゴムユニット及び第2積層ゴムユニットと、
一部が前記第1積層ゴムユニットの前記下側積層ゴムと前記上側積層ゴムとの間に配置され、一部が前記第2積層ゴムユニットの前記下側積層ゴムと前記上側積層ゴムとの間に配置される補強部材と、を備える請求項5に記載の塔状構造物。 The attenuation device comprises:
A first laminated rubber unit and a second laminated rubber unit, each including a lower laminated rubber and an upper laminated rubber arranged in a vertical direction, arranged at different positions in a horizontal plane;
A part is arranged between the lower laminated rubber and the upper laminated rubber of the first laminated rubber unit, and a part is between the lower laminated rubber and the upper laminated rubber of the second laminated rubber unit. The tower-like structure according to claim 5 , further comprising: a reinforcing member disposed on the tower.
前記第1粘性ダンパの少なくとも一部は、前記リンク機構に接続される請求項7に記載の塔状構造物。 The damping device has a link mechanism that connects the additional mass member and the base member;
The tower-like structure according to claim 7 , wherein at least a part of the first viscous damper is connected to the link mechanism.
前記第1構造体の周囲の少なくとも一部に配置され、前記第1構造体を支持する第2構造体と、
少なくとも一部が前記第2構造体の下部に接続され、回転慣性質量ダンパを含む減衰装置と、
前記第1構造体と前記第2構造体とを連結する粘性ダンパを含む第1連結装置と、
前記鉛直方向に関して前記第1構造体の中間部よりも上方に配置され、前記第1構造体と前記第2構造体とを水平方向に剛結合する第2連結装置と、を備え、
前記第2連結装置は、高次振動モードにおける前記第1構造体の振動の節を含む前記第1構造体の一部と、前記第2構造体の振動の節を含む前記第2構造体の一部とを連結する塔状構造物。 A first structure extending in a vertical direction;
A second structure disposed on at least a part of the periphery of the first structure and supporting the first structure;
A damping device that is at least partially connected to a lower portion of the second structure and includes a rotary inertia mass damper;
A first coupling device including a viscous damper that couples the first structure and the second structure;
A second connecting device that is disposed above an intermediate portion of the first structure with respect to the vertical direction and rigidly couples the first structure and the second structure in a horizontal direction ;
The second coupling device includes a part of the first structure including a vibration node of the first structure in a higher-order vibration mode, and a portion of the second structure including a vibration node of the second structure. A tower-like structure that connects parts .
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JP2660340B2 (en) * | 1987-10-16 | 1997-10-08 | 株式会社ブリヂストン | Dynamic vibration absorber for buildings |
JPH0336543U (en) * | 1989-08-21 | 1991-04-09 | ||
JPH0484945U (en) * | 1990-11-30 | 1992-07-23 | ||
JP2544672Y2 (en) * | 1991-05-22 | 1997-08-20 | 清水建設株式会社 | Multi-layer vibration damper |
JPH1113307A (en) * | 1997-06-19 | 1999-01-19 | Taisei Corp | Vibration damping structure in tower-shaped continuous structure |
JPH11230249A (en) * | 1998-02-09 | 1999-08-27 | Takenaka Komuten Co Ltd | Passive type mass damper for large earthquake |
JP3738639B2 (en) * | 2000-01-24 | 2006-01-25 | 株式会社大林組 | Vibration control device |
JP2002030830A (en) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Base isolation device for steel tower |
JP3840651B2 (en) * | 2000-07-15 | 2006-11-01 | 株式会社竹中工務店 | Damping structure of ultra high tower tower |
JP4074575B2 (en) * | 2003-10-08 | 2008-04-09 | 株式会社竹中工務店 | Tuned mass damper |
JP4552817B2 (en) * | 2005-09-20 | 2010-09-29 | 鹿島建設株式会社 | Tower structure |
JP4743439B2 (en) * | 2007-01-11 | 2011-08-10 | 清水建設株式会社 | Vibration reduction mechanism and specification method thereof |
JP2008240331A (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Shimizu Corp | Vibration damping structure of tower structure and method of setting specifications of vibration damping structure |
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