JPH0337058B2 - - Google Patents
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- JPH0337058B2 JPH0337058B2 JP60171124A JP17112485A JPH0337058B2 JP H0337058 B2 JPH0337058 B2 JP H0337058B2 JP 60171124 A JP60171124 A JP 60171124A JP 17112485 A JP17112485 A JP 17112485A JP H0337058 B2 JPH0337058 B2 JP H0337058B2
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- JP
- Japan
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- pendulum
- vibration
- frame
- spring
- dynamic vibration
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- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
- F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、塔状構造物の風などによる水平振動
を抑えるための振子式動吸振器に関する。より詳
しくは、塔状構造物例えば工事中に独立状態とな
る長大橋の主塔などは、比較的低風速の風によつ
てカルマン振動を発生し、塔工事の作業上或いは
塔構造強度上有害となるので、その振動を抑制す
るための装置に関する。
を抑えるための振子式動吸振器に関する。より詳
しくは、塔状構造物例えば工事中に独立状態とな
る長大橋の主塔などは、比較的低風速の風によつ
てカルマン振動を発生し、塔工事の作業上或いは
塔構造強度上有害となるので、その振動を抑制す
るための装置に関する。
上記の振動を抑えるために、従来は塔から索を
張り出してその先端部に減衰器を取付ける方式が
主として採用されていた。この方式には例えば、
(1)ブロツクとすべり台の間のクーロン摩擦により
減衰性を振動系に付加するスライデイングブロツ
ク方式、(2)油圧減衰器を用い、油の造渦抵抗によ
り減衰性を振動系に付加する油圧減衰方式等があ
る。然し、これらの方式は、(1)の場合、減衰効果
の定量的な信頼性に乏しく、ブロツクの作動性に
問題があり、(2)の場合は、(1)の有する問題は解消
するが、工事中とはいえ索を張ることは海域、減
衰器設置場所の確保に少なからず支障を来すとい
う大きな問題点を有するものである。従つて、索
を張らない制振方式がもとめられる。索を張らな
い方式としては、動吸振器等がある。
張り出してその先端部に減衰器を取付ける方式が
主として採用されていた。この方式には例えば、
(1)ブロツクとすべり台の間のクーロン摩擦により
減衰性を振動系に付加するスライデイングブロツ
ク方式、(2)油圧減衰器を用い、油の造渦抵抗によ
り減衰性を振動系に付加する油圧減衰方式等があ
る。然し、これらの方式は、(1)の場合、減衰効果
の定量的な信頼性に乏しく、ブロツクの作動性に
問題があり、(2)の場合は、(1)の有する問題は解消
するが、工事中とはいえ索を張ることは海域、減
衰器設置場所の確保に少なからず支障を来すとい
う大きな問題点を有するものである。従つて、索
を張らない制振方式がもとめられる。索を張らな
い方式としては、動吸振器等がある。
動吸振器による制振装置として特願昭57−
210553号明細書に記載された振子式がある。この
方式では、構造物が長周期であつた場合、振子の
腕(アーム)の長さが非常に大きくなり、構造物
に取りつけられないことがある。
210553号明細書に記載された振子式がある。この
方式では、構造物が長周期であつた場合、振子の
腕(アーム)の長さが非常に大きくなり、構造物
に取りつけられないことがある。
以上の解説から明らかなように、従来の制振装
置には、次のような問題があつた。
置には、次のような問題があつた。
(a) 塔から索を張るため、取付場所に因る。
(b) クーロン摩擦により減衰をしたので減衰力が
不安定である。
不安定である。
(c) 従来の振子式動吸振器では、固有振動数が小
さくなるとアームの長さが長大となる。
さくなるとアームの長さが長大となる。
(d) 被制振構造物の重量の変化に簡単に対応出来
ない。
ない。
(e) コスト高になる。
本発明のばね付振子式動吸振器は、支点から吊
り下したアームに重錘を設けた振子と、振子の振
子振動を減衰させる減衰器とを備え、構造物の振
動が加振する振子の振子振動を減衰器により減衰
させる振子式動吸振器であつて、構造物に支持さ
れてほぼ水平な面内で移動可能なフレームに支点
を設けるとともに、この面内でフレームを構造物
に対して振動可能に保持するばね部材を設け、振
子の振動に追従してフレームが振動するようにフ
レームの質量とばね部材のばね定数とを定めたも
のである。
り下したアームに重錘を設けた振子と、振子の振
子振動を減衰させる減衰器とを備え、構造物の振
動が加振する振子の振子振動を減衰器により減衰
させる振子式動吸振器であつて、構造物に支持さ
れてほぼ水平な面内で移動可能なフレームに支点
を設けるとともに、この面内でフレームを構造物
に対して振動可能に保持するばね部材を設け、振
子の振動に追従してフレームが振動するようにフ
レームの質量とばね部材のばね定数とを定めたも
のである。
本発明のばね付振子式動吸振器を取付けた構造
物に振動が発生すると、従来の振子式動吸振器の
場合と同様に、振子が加振されて振子振動を開始
し、この振子振動の運動エネルギーは減衰器によ
り熱エネルギーに変換され、構造物の振動エネル
ギーが消費されて、構造物の振動が可及的に減衰
する。しかし、本発明のばね付振子式動吸振器で
は従来のように支点が構造物に対して固定されて
おらず、支点が振子の振子振動に追従して振動す
るようにしているから、振子振動の周期は、支点
が構造物に固定された同一長さのアームを有する
振子の周期(従来型の振子式動吸振器の周期)よ
りも長くなつている。
物に振動が発生すると、従来の振子式動吸振器の
場合と同様に、振子が加振されて振子振動を開始
し、この振子振動の運動エネルギーは減衰器によ
り熱エネルギーに変換され、構造物の振動エネル
ギーが消費されて、構造物の振動が可及的に減衰
する。しかし、本発明のばね付振子式動吸振器で
は従来のように支点が構造物に対して固定されて
おらず、支点が振子の振子振動に追従して振動す
るようにしているから、振子振動の周期は、支点
が構造物に固定された同一長さのアームを有する
振子の周期(従来型の振子式動吸振器の周期)よ
りも長くなつている。
第1図a,bはこの発明の一実施例を示す模式
図であり、aは正面図、bはその断面図である。
図において、1,1aは被制振構造物に取付けら
れ、この動吸振器を支えているベース、2,2
a,2b,2c及び2d〜2iはフレーム3,3
aを支えてベース1,1aの上を回動するロー
ラ、4,4aはフレーム3,3a及びベース1,
1aの間に介装されているばね、7,7a,7
b,7cはフレーム3,3aの上に固定されてい
る軸受、6,6aはそれぞれ軸受7,7b及び7
a,7cの間に設けたピン、8,8aは上記ピン
6,6aに滑合したアーム、9,9aはアーム
8,8aにねじ10,10aによつて固定された
重錘、11は2本のアーム8,8aの間にピン1
2,12a,12b,12cによつて支持されて
いる粘弾性体の減衰器、13,13aは上記軸受
7,7b及び7a,7cとアーム8,8aの間に
介装されたばねである。
図であり、aは正面図、bはその断面図である。
図において、1,1aは被制振構造物に取付けら
れ、この動吸振器を支えているベース、2,2
a,2b,2c及び2d〜2iはフレーム3,3
aを支えてベース1,1aの上を回動するロー
ラ、4,4aはフレーム3,3a及びベース1,
1aの間に介装されているばね、7,7a,7
b,7cはフレーム3,3aの上に固定されてい
る軸受、6,6aはそれぞれ軸受7,7b及び7
a,7cの間に設けたピン、8,8aは上記ピン
6,6aに滑合したアーム、9,9aはアーム
8,8aにねじ10,10aによつて固定された
重錘、11は2本のアーム8,8aの間にピン1
2,12a,12b,12cによつて支持されて
いる粘弾性体の減衰器、13,13aは上記軸受
7,7b及び7a,7cとアーム8,8aの間に
介装されたばねである。
次にその動作について説明する。今、上記よう
に構成したばね付振子式動吸振器において、減衰
器11を除去し、アーム8,8aと軸受7,7a
との間を固定した状態にしておいて、被制振構造
物の振動方向と上記装置のベースの方向とを一致
させて固定し、かつ重錘の量を調節すれば共振さ
せることが出来る。
に構成したばね付振子式動吸振器において、減衰
器11を除去し、アーム8,8aと軸受7,7a
との間を固定した状態にしておいて、被制振構造
物の振動方向と上記装置のベースの方向とを一致
させて固定し、かつ重錘の量を調節すれば共振さ
せることが出来る。
そこで、上記の固定を解除し、粘弾性体の減衰
器11を装着して、再び上記のように共振をさせ
ようとすれば、減衰器11は平行四辺形状に変形
を受け、運動エネルギーは熱エネルギーに変換さ
れて散乱し、被制振構造物は可及的に減衰する。
器11を装着して、再び上記のように共振をさせ
ようとすれば、減衰器11は平行四辺形状に変形
を受け、運動エネルギーは熱エネルギーに変換さ
れて散乱し、被制振構造物は可及的に減衰する。
被制振構造物は例えば長大橋における主塔であ
り、この主塔に生ずるカルマン渦力による強制振
動を防止するために上記ばね付振子式動吸振器を
備えたとすると、その力学モデル図は第2図に示
すようになる。図において、m1は被制振構造物
質量、m2は台車部品の質量、X1,X2をその振動
による変位とし、m1に周期的外力F=F0sinptが
働いたときの運動方程式の解は〔1〕式で示され
ることが知られている。
り、この主塔に生ずるカルマン渦力による強制振
動を防止するために上記ばね付振子式動吸振器を
備えたとすると、その力学モデル図は第2図に示
すようになる。図において、m1は被制振構造物
質量、m2は台車部品の質量、X1,X2をその振動
による変位とし、m1に周期的外力F=F0sinptが
働いたときの運動方程式の解は〔1〕式で示され
ることが知られている。
(X1/Xst)2〔4μ2γ2+(γ2−δ2)2〕
/{4μ2γ2・(γ2−1+βγ2)2
+〔βδ2γ2−(γ2−1)(γ2−δ2)〕2}…〔
1〕 但し、Xst=F0/k1は力F0による主振動系の静た
わみ ω2=√2 2は動吸振器の固有角振動数 β=m2/m1は動吸振器と主質量の質量比
(mass ratio) δ=ω2/ωoは動吸振器と主振動系の固有角振
動数の比 γ=ρ/ωoは外力の振動数と主振動系の固有
角振動数の比 主振動系(main system)の振幅X1=√1 2+
C2 2 減衰はμ=c/2m2ω2 第3図は上記〔1〕式の共振曲線図である。図
はβ=1/20の図であるが、実際の長大橋の主塔
の制振ではβ=1/200程度である。図において、
μ=0(減衰器を除外)のとき、共振による変位
が2ケ所で無限大になつている。又μ=∞(減衰
器を固定)としたときには、ρ/ωo=1.0で危険
状態であることがわかる。そして、μ=0.32から
μ=0.10に至ることによつて、最も安全な状態に
なつていることを示している。
1〕 但し、Xst=F0/k1は力F0による主振動系の静た
わみ ω2=√2 2は動吸振器の固有角振動数 β=m2/m1は動吸振器と主質量の質量比
(mass ratio) δ=ω2/ωoは動吸振器と主振動系の固有角振
動数の比 γ=ρ/ωoは外力の振動数と主振動系の固有
角振動数の比 主振動系(main system)の振幅X1=√1 2+
C2 2 減衰はμ=c/2m2ω2 第3図は上記〔1〕式の共振曲線図である。図
はβ=1/20の図であるが、実際の長大橋の主塔
の制振ではβ=1/200程度である。図において、
μ=0(減衰器を除外)のとき、共振による変位
が2ケ所で無限大になつている。又μ=∞(減衰
器を固定)としたときには、ρ/ωo=1.0で危険
状態であることがわかる。そして、μ=0.32から
μ=0.10に至ることによつて、最も安全な状態に
なつていることを示している。
前記ばね付振子式動吸振器においては、上記の
ような安全な状態をつくるために主としてばねの
剛さ、重錘の重量と位置及び粘弾性体の減衰係数
などを選択して使用する。
ような安全な状態をつくるために主としてばねの
剛さ、重錘の重量と位置及び粘弾性体の減衰係数
などを選択して使用する。
第4図は、第1図に示す動吸振器の作用説明図
である。図において、ばね13,13bはアーム
8,8aとフレーム3の間に介装されていること
を示している。
である。図において、ばね13,13bはアーム
8,8aとフレーム3の間に介装されていること
を示している。
第5図は、本発明の他の実施例の説明であつ
て、ばね4aは設けたが第4図のばね4が無く、
又第4図の重錘9及びばね13,13bなどが無
い状態でも動作することを示している。矢印14
は振動の方向を示す。
て、ばね4aは設けたが第4図のばね4が無く、
又第4図の重錘9及びばね13,13bなどが無
い状態でも動作することを示している。矢印14
は振動の方向を示す。
第6図は、本発明の更に別の実施例を示す説明
図であつて、アーム8,8aの間にピストン形の
粘性減衰器11を傾斜して設けたものである。な
お、第4図のばね13,13bがなくても動作す
ることを示している。
図であつて、アーム8,8aの間にピストン形の
粘性減衰器11を傾斜して設けたものである。な
お、第4図のばね13,13bがなくても動作す
ることを示している。
ところで、減衰器の取付位置は2つのアーム
8,8aの間に限らず振動によつて相対運動を有
するところに装着すれば良く、例えばベース1と
フレーム3の間、ベース1とアーム8の間、アー
ム8とフレーム3の間であつてもよい。
8,8aの間に限らず振動によつて相対運動を有
するところに装着すれば良く、例えばベース1と
フレーム3の間、ベース1とアーム8の間、アー
ム8とフレーム3の間であつてもよい。
上記の第4図〜第6図の実施例においては、2
本のアーム8,8aの間に減衰器を設けた場合を
示したが、アームが1本であつても良い。
本のアーム8,8aの間に減衰器を設けた場合を
示したが、アームが1本であつても良い。
第7図a,bは、本発明の他の実施例であるば
ね付振子式動吸振器を示し、aは正面図bは横断
面図である。図において、1はベース、3はフレ
ームで第1図と同一又は相当部分には同じ符号を
付してある。本実施例においてはアーム8は1本
であり、減衰器11はフレーム3とベース1の間
にピン12,12bを介して設けられている。
ね付振子式動吸振器を示し、aは正面図bは横断
面図である。図において、1はベース、3はフレ
ームで第1図と同一又は相当部分には同じ符号を
付してある。本実施例においてはアーム8は1本
であり、減衰器11はフレーム3とベース1の間
にピン12,12bを介して設けられている。
この装置を被制振構造物に取付け、その振動の
方向を矢印14の方向に一致させれば共振させる
ことが可能であり、このばね付振子式動吸振器の
力学モデル図、及び共振曲線図も前記第2図、第
3図に示すものと同じである。
方向を矢印14の方向に一致させれば共振させる
ことが可能であり、このばね付振子式動吸振器の
力学モデル図、及び共振曲線図も前記第2図、第
3図に示すものと同じである。
第8図は、アーム8とベース1との間に減衰器
11を設けたもの。
11を設けたもの。
第9図は、フレーム3とアーム8の間に減衰器
11を設けたものであり、力学モデル図及び共振
曲線図は、第8図、第7図と共に、第2図及び第
3図のようになる。
11を設けたものであり、力学モデル図及び共振
曲線図は、第8図、第7図と共に、第2図及び第
3図のようになる。
この発明は、以上詳述した通りベースの上に相
対運動できるフレームを設け、このフレームとベ
ースとの間にばねを設け、更に、フレームに重錘
を備えたアームを設けたので小型でありながら長
周期の動吸振器が得られる。更に重錘の移動によ
つて周期は簡単に調節できるから、被制振構造物
の固有振動数と共振させ、減衰器の作用を有効に
活用して制振させることができる。又クーロン摩
擦の影響は極めて小さく、また索を張る必要もな
い。またベースは直線構造であり、製造原価が安
くなり、保守も簡単になるなど本発明の効果は極
めて顕著である。
対運動できるフレームを設け、このフレームとベ
ースとの間にばねを設け、更に、フレームに重錘
を備えたアームを設けたので小型でありながら長
周期の動吸振器が得られる。更に重錘の移動によ
つて周期は簡単に調節できるから、被制振構造物
の固有振動数と共振させ、減衰器の作用を有効に
活用して制振させることができる。又クーロン摩
擦の影響は極めて小さく、また索を張る必要もな
い。またベースは直線構造であり、製造原価が安
くなり、保守も簡単になるなど本発明の効果は極
めて顕著である。
第1図a,bは、本発明の一実施例を示すもの
で、aは正面図、bは断面図、第2図は、その力
学モデル図、第3図はその共振曲線図、第4図は
第1図に示す実施例の説明図、第5図は本発明の
他の実施例の説明図、第6図は本発明の他の実施
例の説明図、第7図a,bは、本発明の更に他の
実施例を示すもので、aは正面図、bは断面図、
第8図は本発明の他の実施例の正面図、第9図は
本発明の他の実施例を示す正面図である。 図において、1はベース、2はローラー、3は
フレーム、4はばね、8はアーム、9は重錘、1
1は減衰器である。なお各図中、同一符号は同一
又は相当部分を示す。
で、aは正面図、bは断面図、第2図は、その力
学モデル図、第3図はその共振曲線図、第4図は
第1図に示す実施例の説明図、第5図は本発明の
他の実施例の説明図、第6図は本発明の他の実施
例の説明図、第7図a,bは、本発明の更に他の
実施例を示すもので、aは正面図、bは断面図、
第8図は本発明の他の実施例の正面図、第9図は
本発明の他の実施例を示す正面図である。 図において、1はベース、2はローラー、3は
フレーム、4はばね、8はアーム、9は重錘、1
1は減衰器である。なお各図中、同一符号は同一
又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 支点から吊り下したアームに重錘を設けた振
子と、該振子の振子振動を減衰させる減衰器とを
備え、構造物の振動が加振する前記振子の振子振
動を前記減衰器により減衰させる振子式動吸振器
であつて、 前記構造物に支持されてほぼ水平な面内で移動
可能なフレームに前記支点を設けるとともに、前
記面内で前記フレームを前記構造物に対して振動
可能に保持するばね部材を設け、 前記振子の振動に追従して前記フレームが振動
するように、前記フレームの質量と前記ばね部材
のばね定数とを定めたことを特徴とするばね付振
子式動吸振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17112485A JPS6231734A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | ばね付振子式動吸振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17112485A JPS6231734A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | ばね付振子式動吸振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6231734A JPS6231734A (ja) | 1987-02-10 |
JPH0337058B2 true JPH0337058B2 (ja) | 1991-06-04 |
Family
ID=15917427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17112485A Granted JPS6231734A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | ばね付振子式動吸振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6231734A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02225776A (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-07 | Fujita Corp | 制振壁及び制振建造物 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6065932A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-15 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 振り子式動吸振器 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP17112485A patent/JPS6231734A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6065932A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-15 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 振り子式動吸振器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6231734A (ja) | 1987-02-10 |
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