JP5323391B2 - Vibration suppression device - Google Patents
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Description
本発明は、地震や風などによる吊物の水平方向の振動を抑制する振動抑制装置に関する。 The present invention relates to a vibration suppressing device that suppresses horizontal vibration of a suspended object caused by an earthquake or wind.
従来のこのような分野の技術として、特開2001−12541号公報がある。この公報に記載された振動抑制装置は、吊り具(吊材)に吊り下げられた吊物の上端側に箱体を設け、この箱体の内部空間に、往復移動する錘を入れることによって構成されている。このような振動抑制装置においては、吊物の水平方向の振動に伴って箱体内の錘が往復移動して壁面と衝突することによって、吊物の振動を減衰させている。
ここで、上記振動抑制装置にあっては、吊物に別途装置を設けなくてはならないため、外観上の問題やコスト面の問題から一部の吊物には適用できない場合あった。また、近年の構造物の大型化及び高層化に伴って構造物自体の振動の影響も大きくなるため、吊物及び吊材で構成される振動系と構造物との間で共振が発生した場合は、上記振動装置で振動を減衰させるとしても、減衰させるまでの間に吊物が大きく振動してしまうという問題があった。特に、大型施設の室内で高い位置から大きな吊物を吊り下げた場合は、大きな振動によって下の人に心理的な恐怖感を与えてしまう可能性がある。 Here, in the above-described vibration suppression device, a separate device must be provided for the hanging object, so that it may not be applicable to some hanging objects due to appearance problems and cost problems. In addition, since the influence of the vibration of the structure itself increases with the increase in size and height of the structure in recent years, resonance occurs between the vibration system composed of the suspended object and the suspended material and the structure. However, even if the vibration device attenuates the vibration, there is a problem that the suspended object vibrates greatly until the vibration is attenuated. In particular, when a large suspended object is hung from a high position in a large facility, a large vibration may give a psychological fear to the person below.
本発明は、簡単な構成で、吊物の水平方向の振動の増加を抑制できる振動抑制装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the vibration suppression apparatus which can suppress the increase in the vibration of the horizontal direction of a suspended object with simple structure.
本発明に係る振動抑制装置は、構造物内で長尺状の吊材で吊り下げられた吊物の水平方向の振動の増加を抑制する吊物の振動抑制装置において、吊物の吊り長さを変更することにより、吊材と吊物とで構成される振動系の固有周期を変更する固有周期変更手段を備えることを特徴とする。 The vibration suppression device according to the present invention is a suspension vibration suppression device for suppressing an increase in horizontal vibration of a suspension suspended by a long suspension member in a structure. It is characterized by comprising a natural period changing means for changing the natural period of the vibration system composed of the suspension material and the suspended object by changing the above.
この振動抑制装置では、固有周期変更手段によって、吊物の吊り長さを変更し、吊材と吊物とで構成される振動系の固有周期を変更することができる。従って、振動系の固有周期が構造物や地盤などの固有周期付近に存在し、共振によって振動が増加する場合であっても、固有周期変更手段で吊り長さを変更するだけで共振を回避することができる。これによって、特別な振動減衰装置を別途設けなくても、簡単な構成で吊物の水平方向の振動の増加を抑制できる。 In this vibration suppression device, the natural period changing means can change the hanging length of the suspended object and can change the natural period of the vibration system composed of the suspended material and the suspended object. Therefore, even if the natural period of the vibration system exists in the vicinity of the natural period such as a structure or the ground, and vibration increases due to resonance, resonance can be avoided only by changing the suspension length with the natural period changing means. be able to. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the horizontal vibration of the suspended object with a simple configuration without separately providing a special vibration damping device.
また、振動抑制装置は、吊物の振動を予測し、予測結果に基づいて固有周期変更手段を制御する振動予測手段を更に備えることが好ましい。地震や強風などによる構造物の揺れに伴う吊物の振動を予測することにより、共振によって吊物が大きく振動してしまう前に固有周期変更手段で吊り長さを変更して共振を回避することができる。更に、地震や強風による揺れと吊物の振動系とが共振するか否かを予測すれば、吊物の振動が大きくなってしまう場合のみ固有周期変更手段を制御することができ、不要な場合に制御を行うことを防止できる。 Moreover, it is preferable that a vibration suppression apparatus is further provided with the vibration prediction means which estimates the vibration of a suspended object and controls a natural period change means based on a prediction result. By predicting the vibration of a suspended object due to the shaking of the structure due to an earthquake, strong wind, etc., avoid the resonance by changing the suspension length with the natural period changing means before the suspended object vibrates greatly due to resonance. Can do. Furthermore, if it is predicted whether or not the vibration due to the earthquake or strong wind and the vibration system of the suspension will resonate, the natural period changing means can be controlled only when the vibration of the suspension becomes large. It is possible to prevent control.
また、振動抑制装置において、振動予測手段は、緊急地震速報に基づいて吊物の振動を予測することが好ましい。緊急地震速報に基づいて振動を予測することによって、構造物から遠方で地震が発生した場合に、揺れが吊物に伝達される前に振動を予測し、予め固有周期を変更しておくことができる。 Moreover, in the vibration suppressing device, it is preferable that the vibration predicting means predicts the vibration of the suspended object based on the earthquake early warning. By predicting the vibration based on the earthquake early warning, it is possible to predict the vibration before the vibration is transmitted to the suspended object and change the natural period in advance when an earthquake occurs far from the structure. it can.
また、振動抑制装置において、振動予測手段は、地震の初期微動に基づいて吊物の振動を予測することが好ましい。初期微動に基づいて振動を予測することによって、直下型地震等、構造物に近接した地域で地震が発生した場合に、主要動が伝達される前に吊物の振動を予測し、予め固有周期を変更しておくことができる。 Moreover, in the vibration suppressing device, it is preferable that the vibration predicting means predicts the vibration of the suspended object based on the initial tremor of the earthquake. By predicting the vibration based on the initial tremor, if the earthquake occurs in an area close to the structure, such as a direct earthquake, the vibration of the suspended object is predicted before the main motion is transmitted, and the natural period is Can be changed.
また、振動抑制装置において、予測は、地震の地震波特性に基づいて行われることが好ましい。緊急地震速報の内容や初期微動の分析結果などから得られた地震の地震波特性と、吊物の振動系の固有周期とを比較し、共振の可能性があると予測した場合に振動系の固有周期を変更することができる。 In the vibration suppression device, the prediction is preferably performed based on the seismic wave characteristics of the earthquake. Compare the seismic wave characteristics of the earthquake obtained from the contents of the earthquake early warning and the analysis result of the initial tremor and the natural period of the vibration system of the suspended object. The period can be changed.
また、振動抑制装置において、予測は、地盤の振動特性に基づいて行われることが好ましい。震源から構造物までの間の地盤の振動特性を考慮すると共に、構造物付近の地盤の振動特性と吊物の振動系の固有周期とを比較し、共振の可能性があると予測した場合に振動系の固有周期を変更することができる。 In the vibration suppressing device, the prediction is preferably performed based on the vibration characteristics of the ground. When considering the vibration characteristics of the ground between the hypocenter and the structure, comparing the vibration characteristics of the ground near the structure with the natural period of the vibration system of the suspension, and predicting the possibility of resonance The natural period of the vibration system can be changed.
また、振動抑制装置において、予測は、構造物の振動特性に基づいて行われることが好ましい。構造物の振動特性と吊物の振動系の固有周期とを比較し、共振の可能性があると予測した場合に振動系の固有周期を変更することができる。 In the vibration suppression device, the prediction is preferably performed based on the vibration characteristics of the structure. When the vibration characteristics of the structure and the natural period of the suspension vibration system are compared, and the possibility of resonance is predicted, the natural period of the vibration system can be changed.
また、振動抑制装置は、吊物の振動を検知し、検知結果に基づいて固有周期変更手段を制御する振動検知手段を更に備えることが好ましい。地震や強風などによる構造物の揺れに伴い吊物が実際に振動したことを検知することによって、固有周期変更手段の制御を実際の吊物の振動に対応して正確に行うことができる。 Moreover, it is preferable that a vibration suppression apparatus is further provided with the vibration detection means which detects the vibration of a suspended object and controls a natural period change means based on a detection result. By detecting that the suspended object actually vibrates due to the shaking of the structure due to an earthquake or a strong wind, the natural period changing means can be accurately controlled in accordance with the actual suspended object vibration.
また、振動抑制装置において、振動検知手段は、検知された振動が増大するか否かを判定し、判定結果に基づいて固有周期変更手段を制御する振動判定手段を有するが好ましい。検知した振動を分析して吊物の振動が大きくなるかどうか判定すれば、吊物の振動が大きくなってしまう場合のみ固有周期変更手段を制御することができ、不要な場合に制御を行うことを防止できる。 In the vibration suppressing device, it is preferable that the vibration detecting unit includes a vibration determining unit that determines whether or not the detected vibration increases and controls the natural period changing unit based on the determination result. By analyzing the detected vibration and determining whether the vibration of the hanging object will increase, the natural period changing means can be controlled only when the vibration of the hanging object increases, and control is performed when it is not necessary. Can be prevented.
また、振動抑制装置において、固有周期変更手段は、吊材の中途位置を固定することによって吊り長さを変更する中途位置固定手段を有することが好ましい。中途位置固定手段で吊材の中途位置を固定することにより、吊材と吊物との固定位置から中途位置固定手段の位置へ、吊り長さの終端位置を変更することができる。これによって、吊り長さを変更して振動系の固有周期を変更することができる。 Moreover, in the vibration suppressing device, it is preferable that the natural period changing unit includes a midway position fixing unit that changes a suspension length by fixing a midway position of the suspension member. By fixing the midway position of the suspension material with the midway position fixing means, the end position of the suspension length can be changed from the fixed position between the suspension material and the suspended object to the position of the midway position fixing means. Thereby, the natural length of the vibration system can be changed by changing the suspension length.
また、振動抑制装置において、固有周期変更手段は、吊材の中途位置で、吊材の水平方向の振動を規制する振動規制手段を有していることが好ましい。振動規制手段で吊材の中途位置の振動を規制することにより、吊材が振動規制手段の位置で屈曲するため、吊物は実質的に振動規制手段の位置を支点として振動することとなる。これによって、吊材の天井側の固定部分から振動規制手段の位置へ吊り長さの始端位置を実質的に変更することができるため、吊り長さを変更して振動系の固有周期を変更することができる。 In the vibration suppressing device, it is preferable that the natural period changing unit includes a vibration regulating unit that regulates horizontal vibration of the hanging material at a midway position of the hanging material. By restricting the vibration at the midway position of the suspension material by the vibration restricting means, the suspension material bends at the position of the vibration restricting means, so that the suspended object substantially vibrates with the position of the vibration restricting means as a fulcrum. As a result, the starting end position of the suspension length can be substantially changed from the fixed portion on the ceiling side of the suspension material to the position of the vibration restricting means, so the suspension cycle is changed to change the natural period of the vibration system. be able to.
また、振動抑制装置において、振動規制手段は、振動系の固有周期を変更するときに、構造物の天井側から降下することが好ましい。振動系の固有周期を変更するときに振動規制手段が天井側から降下することによって、振動系の固有周期を変更させる必要がある場合にのみ、吊材の中途位置での振幅を規制することができる。 Further, in the vibration suppressing device, it is preferable that the vibration restricting means descend from the ceiling side of the structure when changing the natural period of the vibration system. Only when the natural period of the vibration system needs to be changed by the vibration regulating means descending from the ceiling side when changing the natural period of the vibration system, the amplitude at the midway position of the suspension material can be restricted. it can.
また、振動抑制装置において、固有周期変更手段は、吊材の中途位置に固定された固定部材と、一端側が固定部材と連結された複数の補助吊材と、補助吊材の他端側と連結され、振動系の固有周期を変更するときに、補助吊材の他端側を牽引して補助吊材を緊張させることによって、固定部材の水平方向の移動を規制する牽引手段と、を有することが好ましい。通常時に補助吊材を緩ませておけば、固定部材は水平方向に移動可能となり、固定部材と補助吊材とは吊材の天井側の固定部分を支点として吊物と共に振動することができる。一方、固有周期を変更させる場合には、牽引手段で補助吊材を緊張させて固定部材の水平方向の振動を規制することによって、固定部材を支点として吊物を振動させることができる。これによって、吊材の天井側の固定部分から固定部材の位置へ吊り長さの始端位置を変更することができるため、吊り長さを変更して振動系の固有周期を変更することができる。 Further, in the vibration suppression device, the natural period changing means is connected to a fixing member fixed at a midway position of the suspension member, a plurality of auxiliary suspension members whose one end side is connected to the fixing member, and the other end side of the auxiliary suspension member. And pulling the other end side of the auxiliary suspension member to tension the auxiliary suspension member when changing the natural period of the vibration system, and having a pulling means for restricting the horizontal movement of the fixing member. Is preferred. If the auxiliary suspension member is loosened at the normal time, the fixing member can be moved in the horizontal direction, and the fixing member and the auxiliary suspension member can vibrate together with the suspended object with the fixed portion on the ceiling side of the suspension member as a fulcrum. On the other hand, when the natural period is changed, the suspended object can be vibrated using the fixed member as a fulcrum by tensioning the auxiliary suspension member with the traction means to restrict horizontal vibration of the fixed member. Thereby, since the starting end position of the suspension length can be changed from the fixed portion on the ceiling side of the suspension member to the position of the fixation member, the suspension cycle can be changed to change the natural period of the vibration system.
また、振動抑制装置において、固有周期変更手段は、吊材と連結された弾性部材を有することが好ましい。吊材に弾性部材を連結させることにより、吊物に作用する遠心力の変化に伴って弾性部材が伸縮し、吊り長さを変更することができる。すなわち、振動が大きいときは吊物に大きな遠心力が作用するため、弾性部材の伸びが増大することによって吊り長さを長くすることができ、これによって、振動系の固有周期を変更することができる。 Moreover, in the vibration suppressing device, it is preferable that the natural period changing means has an elastic member connected to the suspension member. By connecting the elastic member to the suspension member, the elastic member expands and contracts with the change of the centrifugal force acting on the suspended object, and the suspension length can be changed. That is, when the vibration is large, a large centrifugal force acts on the suspended object, so that the length of the suspended member can be increased by increasing the elongation of the elastic member, thereby changing the natural period of the vibration system. it can.
本発明によれば、簡単な構成で、吊物の水平方向の振動の増加を抑制できる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in horizontal vibration of a suspended object with a simple configuration.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る振動抑制装置について詳細に説明する。 Hereinafter, a vibration suppressing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
本実施形態に係る振動抑制装置は、例えば、高層ビルや大型の施設などの構造物内で、シャンデリア等の照明器具や、機材や、吊り天井などの吊物を天井から吊り下げた場合に、地震や風などの影響による構造物の揺れに伴って吊物が振動するとき、あるいは振動する可能性があるときに、吊物の水平方向の振動の増加を抑制するものである。図1に示すように、振動抑制装置1は、構造物の天井Fから吊物2をワイヤなどの吊材3で吊り下げることによって構成される振動系4と、吊材3を巻き取る巻取装置(固有周期変更手段)5と、機械的なトリガーによって巻取装置5を起動させる機械的起動部6と、吊物2の振動を予測・検知することによって巻取装置5を制御する制御部7と、制御部7に電気的に接続された緊急地震速報受信部8と、地震計9と、振動検知センサ(振動検知手段)10とを備えている。
[First Embodiment]
The vibration suppression device according to the present embodiment, for example, in a structure such as a high-rise building or a large facility, when hanging a lighting device such as a chandelier, equipment, or a suspended object such as a suspended ceiling from the ceiling, When the suspended object vibrates due to the shaking of the structure due to the influence of an earthquake or wind, or when there is a possibility that the suspended object will vibrate, the increase in the horizontal vibration of the suspended object is suppressed. As shown in FIG. 1, the
巻取装置5は、天井Fの裏に設置されており、モータで滑車を回転させることによって吊材3の上端部の巻取りや巻き戻しを行うものである。巻取装置5は、吊材3の巻取りや巻き戻しを行うことによって、吊物2の吊り長さを変更することができ、これによって振動系4の固有周期を変更することができる。この巻取装置5は、制御部7からの制御信号や機械的起動部6の作動によって起動し、振動系4が構造物Sや地盤との共振を避けることができるように吊り長さを短くし、又は長くすることができる。
The winding
機械的起動部6は、巻取装置5にメカニカルスイッチなどを組み込むことによって構成されており、吊物2の水平方向の振動が所定のレベル以上になると巻取装置5を起動させる機能を有している。機械的起動部6としては、例えば、所定レベル以上の振動が付与されたときに、ロックが外れて巻取装置5を起動させるような機構が挙げられる。
The
緊急地震速報受信部8は、全国各地に配置された地震計の測定結果に基づいて気象庁から発信される緊急地震速報を受信し、制御部7に出力する機能を有している。この緊急地震速報を受信することによって地震のマグニチュードや震源や発生時刻などの地震情報を取得することができる。
The emergency earthquake
地震計9は、地震を予報するためのオンサイト・ウォーニング用のセンサとして構造物S内に設置されており、構造物Sに到達した地震の振動を検知して振動情報を制御部7に出力する機能を有している。この地震計9は、地震の初動から2〜3秒の小さな揺れである初期微動(P波)も検知することができる。
The seismometer 9 is installed in the structure S as an on-site warning sensor for forecasting an earthquake. The seismometer 9 detects the vibration of the earthquake reaching the structure S and outputs the vibration information to the
振動検知センサ10は、構造物の天井Fや吊物2に取り付けられており、振動系4に作用する実際の振動を検知して検知結果を制御部7に出力する機能を有している。なお、振動検知センサ10は、天井Fに設置されたものと吊物2に設置されたものを両方用いてもよく、いずれか一方を用いてもよい。
The
制御部7は、巻取装置5と電気的に接続されて制御を行うものであり、例えばCPUを主体として構成され、ROM、RAM、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを備えている。この制御部7は、吊物2の振動を予測する振動予測部11と、直接検知した吊物2の振動が増大するか否かを判定する振動判定部12と、予測結果や判定結果に基づいて巻取装置5を起動させる電気的起動部13とを有しており、振動予測手段、振動検知手段、振動判定手段として機能するものである。
The
振動予測部11は、緊急地震速報受信部8から出力された地震情報、又は地震計9から出力された振動情報に基づいて吊物2の振動を予測する機能を有している。振動予測部11は、予測結果を電気的起動部13へ出力する。
The
具体的には、振動予測部11は、緊急地震速報受信部8からの地震情報と予めストックしてあるデータとを照らし合わせることによって、マグニチュードの大きさや震源の位置などに基づいた地震波特性を評価し、震源から構造物Sに到るまでの間の地盤の振動特性や構造物S近傍の地盤の振動特性を評価し、更に、構造物S自体の振動特性を評価する。振動予測部11は、それらの評価結果と吊物2の振動系4の固有周期とを比較し、振動系4の固有周期と構造物Sや地盤などの固有周期との関係から共振の有無を考慮することによって、吊物2の振動の大きさを予測することができる。このような緊急振動速報に基づいた予測は、地震が到達する前段階で処理を行うことができるため、構造物Sから遠方で地震が発生した場合に特に有効である。
Specifically, the
また、振動予測部11は、地震計9からの振動情報と予めストックしてあるデータとを照らし合わせることによって、構造物Sに到達する地震の地震波特性を評価し、構造物S近傍の地盤の振動特性や構造物Sの振動特性を評価する。振動予測部11は、それらの評価結果と吊物2の振動系4の固有周期とを比較し、振動系4の固有周期と構造物Sや地盤などの固有周期との関係から共振の有無を考慮することによって、吊物2の振動の大きさを予測することができる。このように地震計9で検知した振動情報に基づいた予測は、初期微動の段階でも処理を行うことができる。従って、直下型の地震などのように、構造物Sに近接した地域で地震が発生し緊急地震速報による処理では間に合わない場合に特に有効である。
In addition, the
振動判定部12は、振動検知センサ10からの検知結果と予めストックしてある振動データとを照らし合わせることによって、振動が増大するか否かを判定する機能を有している。振動判定部12は、判定結果を電気的起動部13に出力する。このように、振動検知センサ10による吊物2の実際の振動に基づいて判定することによって、例えば、風などの地震以外の原因による振動にも対応することができる。また、地震の予測が間に合わなかった場合にも対応することができる。
The
電気的起動部13は、振動予測部11から出力された予測結果、又は振動判定部12から出力された判定結果に基づいて巻取装置5を起動させる機能を有している。具体的には、構造物Sや地盤などの固有周期付近に振動系4の固有周期が存在しており、共振によって吊物2が大きく振動すると予測・判定された場合、電気的起動部13は、共振を回避できるような吊り長さを算出すると共に、算出した吊り長さとなるように巻取装置5へ制御信号を出力する。なお、構造物Sの遠方で発生した地震は、長周期成分が比較的多いため、吊り長さを短くして固有周期を短くすることによって共振を避けられる場合が多い。また、構造物Sの近傍で発生した地震は、短周期成分が比較的多いため、吊り長さを長くして固有周期を長くすることによって共振を避けられる場合が多い。
The
次に、図2及び図3を参照して、第1の実施形態に係る振動抑制装置1の動作について説明する。
Next, with reference to FIG.2 and FIG.3, operation | movement of the
図2に示す処理は緊急地震速報による地震情報や地震計9による初期微動などの振動情報に基づいて吊物2の振動を予測し、巻取装置5を制御する処理である。この処理は制御部7において、振動抑制装置1が起動している間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
The process shown in FIG. 2 is a process for controlling the winding
まず、緊急地震速報受信部8で緊急地震速報が受信され、あるいは地震計9で初期微動が検知されると(S100)、振動予測部11は、マグニチュードの大きさや震源の位置や振動分析などに基づいて地震波特性の評価を行う(S102)と共に、震源から構造物Sに到るまでの間の地盤及び構造物S近傍の地盤の振動特性の評価を行い(S104)、構造物Sの振動特性の評価を行う(S106)。そして、振動予測部11は、評価結果と吊物2の振動系4の固有周期とを比較することによって、吊物2の振動の大きさを予測し(S108)、共振を回避するために、振動系4の固有周期の変更が必要か否かを判定する(S110)。固有周期の変更は必要無いと判定された場合は、図2の処理は終了し、緊急地震速報受信部8及び地震計9による検知待ちの状態となる。
First, when an earthquake early warning is received by the earthquake early
一方、S110において、構造物Sや地盤などの固有周期付近に振動系4の固有周期が存在し、振動系4の固有周期の変更が必要であると判定された場合、電気的起動部13は、共振を回避できるような吊り長さを算出すると共に(S112)、巻取装置5へ制御信号を出力し(S114)、図2の処理は終了する。
On the other hand, when it is determined in S110 that the natural period of the vibration system 4 exists near the natural period of the structure S, the ground, etc., and the natural period of the vibration system 4 needs to be changed, the
次に、図3の処理について説明する。この処理は振動検知センサ10によって吊物2の振動が直接検知されたときに、巻取装置5を制御する処理である。この処理は制御部7において、振動抑制装置1が起動している間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
Next, the process of FIG. 3 will be described. This process is a process for controlling the winding
まず、振動検知センサ10で吊物2の振動が検知されると(S200)、振動判定部12は、振動の大きさが予め設定された所定レベル以下であるか否かを判定する(S202)。
First, when the vibration of the suspended
吊物2の振動の大きさが所定レベル以下であると判定された場合、振動判定部12は、検知された振動の特性と予めストックしてあるデータとの比較をすることにより吊物2の振動の特性の評価を行い(S204)、この評価結果に基づいて、吊物2の振動が増大する可能性があるか否かを判定する(S206)。共振などによって吊物2の振動が増大する可能性があると判定された場合、電気的起動部13は、共振を回避できるような吊り長さを算出し(S208)、巻取装置5へ制御信号を出力し(S210)、図3の処理は終了し、振動検知センサ10による検知待ちの状態となる。S206で吊物2の振動が増大する可能性がないと判定された場合も、図3の処理は終了する。
When it is determined that the magnitude of the vibration of the hanging
一方、S202において、吊物2の振動の大きさが所定レベルより大きいと判定された場合は、速やかに振動を小さくするべく、共振を回避できるような吊り長さを算出し(S208)、巻取装置5へ制御信号を出力する(S210)。
On the other hand, when it is determined in S202 that the magnitude of the vibration of the suspended
以上のように、第1の実施形態に係る振動抑制装置1によれば、巻取装置5によって、吊物2の吊り長さを変更し、吊材3と吊物2とで構成される振動系4の固有周期を変更することができる。従って、振動系4の固有周期が構造物や地盤などの固有周期付近に存在し、共振によって振動が増加する可能性がある場合であっても、巻取装置5で吊り長さを変更するだけで共振を回避することができる。これによって、特別な振動減衰装置を別途設けなくても、簡単な構成で吊物の水平方向の振動の増加を抑制できる。
As described above, according to the
また、地震などによる構造物Sの揺れに伴う吊物2の振動を予測することにより、吊物2が大きく振動してしまう前に共振を回避することができる。更に、地震による振動によって共振するかどうかを予測すれば、吊物2の振動が大きくなってしまう場合のみ巻取装置5を制御することができ、不要な場合に制御を行うことを防止できる。
Further, by predicting the vibration of the suspended
また、緊急地震速報に基づいて振動を予測することによって、構造物Sから遠方で地震が発生した場合に、振動が吊物2に伝達される前に振動を予測し、予め固有周期を変更しておくことができる。
In addition, by predicting vibration based on the earthquake early warning, when an earthquake occurs far from the structure S, the vibration is predicted before the vibration is transmitted to the suspended
また、初期微動に基づいて振動を予測することによって、直下型地震等、構造物Sに近接した地域で地震が発生した場合に、主要動が伝達される前に吊物2の振動を予測し、予め固有周期を変更しておくことができる。
Also, by predicting the vibration based on the initial tremor, if the earthquake occurs in an area close to the structure S, such as a direct earthquake, the vibration of the suspended
また、構造物Sの揺れに伴い吊物2が実際に振動したことを検知ことによって、制御を実際の吊物2の振動に対応して正確に行うことができる。また、検知した振動を分析して吊物2の振動が大きくなるかどうか判定することにより、吊物2の振動が大きくなってしまう場合のみ巻取装置5を制御することができ、不要な場合に制御を行うことを防止できる。
Further, by detecting that the
本実施形態においては、緊急地震速報と地震計9の振動情報との両方に基づいて振動を予測することができるため、震源が近い場合も遠い場合も確実に振動を予測することができる。更に、吊物2の実際の振動に基づいて制御すると共に機械的起動部の作動によって吊り長さを変更することができるため、状況によらず正確に共振を避けることができる。
In the present embodiment, the vibration can be predicted based on both the earthquake early warning and the vibration information of the seismometer 9, so that the vibration can be reliably predicted even when the epicenter is near or far. Furthermore, since the suspension length can be changed by the operation of the mechanical starting portion while being controlled based on the actual vibration of the suspended
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係る振動抑制装置について説明する。第2の実施形態に係る振動抑制装置は、固有周期変更手段として巻取装置5に代えて図4に示す固有周期変更機構20を適用した点で、第1の実施形態に係る振動抑制装置1と主に相違する。
[Second Embodiment]
Next, a vibration suppressing device according to the second embodiment will be described. The vibration suppression device according to the second embodiment is the
図4に示すように、固有周期変更機構20は、円筒状の吊物21の内部に吊材22の下端を固定する固定板23を設け、吊物21の内部の上端側に中途位置固定部(中途位置固定手段)24を設けることによって構成されている。この中途位置固定部24は、吊材22の中途位置を固定することによって吊り長さを変更する機能を有しており、具体的には、図5(a)に示すように、吊材22に巻きつけられたワイヤ26の一端側を巻取装置27で巻き取ることによって吊材22を固定することができる。あるいは、図5(b)に示すように、押圧板28で挟み込むことによって吊材22を固定することができる。このような巻取装置27には掃除機のコード巻上げ機構などが用いられ、押圧板28にはボールペンのノック機構に使用されるような機構が用いられていてもよく、あるいは電動機などの外部動力を利用して駆動させてもよい。
As shown in FIG. 4, the natural
固有周期変更機構20によれば、吊り長さ変更前は図4(a)に示すように、固定板23の位置を吊り長さの終端位置として、吊り長さLで吊物21が振動する。一方、吊り長さ変更後は図4(b)に示すように、中途位置固定部24で吊材22の中途位置を固定して当該固定位置を終端位置とすることにより、吊り長さをL´とすることができる。これによって、吊り長さを変更して振動系の固有周期を変更することができる。
According to the natural
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態に係る振動抑制装置について説明する。第3の実施形態に係る振動抑制装置は、固有周期変更手段として巻取装置5に代えて図6に示す固有周期変更機構40を適用した点で、第1の実施形態に係る振動抑制装置1と主に相違する。
[Third Embodiment]
Next, a vibration suppressing device according to the third embodiment will be described. The vibration suppressing apparatus according to the third embodiment is the
図6に示すように、固有周期変更機構40は、天井F裏で吊材42を取り囲むようにして配置される大筒体43と、吊材42を取り囲むように大筒体43の内部に収容される小筒体(振動規制手段)44とを備えている。この小筒体44は、振動系の固有周期を変更するとき、大筒体43から天井Fの穴を通って降下されることにより、中途位置における吊材42の振動を規制する機能を有している。なお、小筒体44の移動は、電動機を利用して行ってもよく、あるいは、機械的な伸縮機構を利用してもよい。
As shown in FIG. 6, the natural
このような固有周期変更機構40によれば、吊り長さ変更前は図6(a)に示すように、吊物41が吊り長さLで振動する。一方、吊り長さ変更後は図6(b)に示すように、小筒体44で吊材42の中途位置の振動を規制して屈曲させることによって、吊物41は実質的に小筒体44の下端部を支点として吊り長さL´で振動することとなる。これによって、吊材42の天井側の固定部分から小筒体44の下端部の位置へ、吊り長さの始端位置を実質的に変更することができるため、吊り長さを変更して振動系の固有周期を変更することができる。また、小筒体44を天井側から降下させる構成とすることによって、振動系の固有周期を変更させる必要がある場合にのみ、吊材42の中途位置での振動の規制を行うことができる。
According to such a natural
降下させる振動規制手段は、小筒体44に限らず、図7に示すようなリングフレーム46であってもよく、あるいは、図8に示すような複数のカップ状部材による伸縮体47であってもよい。
The vibration restricting means to be lowered is not limited to the small
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態に係る振動抑制装置について説明する。第4の実施形態に係る振動抑制装置は、固有周期変更手段として巻取装置5に代えて図9に示す固有周期変更機構50を適用した点で、第1の実施形態に係る振動抑制装置1と主に相違する。
[Fourth Embodiment]
Next, a vibration suppressing device according to the fourth embodiment will be described. The vibration suppression apparatus according to the fourth embodiment is the
図9示すように、固有周期変更機構50は、天井Fの下側で吊材52の中途位置に固定された固定板(固定部材)53と、天井Fの裏側で吊材52を取り囲み、4本の支柱54で支持されるリングフレーム56と、リングフレーム56の支柱54にガイドされるようにそれぞれ取り付けられたリング57と、リング57及び固定板53に連結された複数の補助吊材58と、天井Fの裏側に配置され、補助吊材58を中途位置で牽引する巻取装置(牽引手段)59とを備えている。
As shown in FIG. 9, the natural
支柱54に取り付けられたリング57は、上方からバネやヒモで吊るされた状態で支柱54にガイドされながら移動できるように支持されている。また、補助吊材58は、上端がリング57に固定され、天井Fのスリット61を通過して下端が固定板53に固定されると共に、中途位置がワイヤを介して巻取装置59と連結されている。吊り長さ変更前にあっては、この補助吊材58は緩んだ状態にあるため、固定板53は水平方向に移動することができる。従って、図9に示すように、吊物51は天井側の固定位置を支点として吊り長さLで振動する。
The
吊り長さを変更する場合は、図10に示すように、巻取装置59で補助吊材58の中途位置を牽引することによって、補助吊材58を緊張させる。このとき、固定板53は緊張した補助吊材58で四方向から張力を受けることとなるため、水平方向の移動が規制される。固定板53の移動が規制されることにより、吊物51は、固定板53を支点として吊り長さL´で振動することができる。以上によって、固有周期変更機構50は、吊材52の天井側の固定部分から固定板53の位置へ吊り長さの始端位置を変更することができるため、吊り長さを変更して振動系の固有周期を変更することができる。
When changing the suspension length, the
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態に係る振動抑制装置について説明する。第5の実施形態に係る振動抑制装置70は、制御部や機械的起動部やセンサなどを用いていない点で、第1の実施形態に係る振動抑制装置1と主に相違する。
[Fifth Embodiment]
Next, a vibration suppression device according to a fifth embodiment will be described. The
図11示すように、振動抑制装置70は、天井Fの裏側で吊材72を取り囲むように配置された大筒体(振動規制手段)73と小筒体(振動規制手段)74とを備えている。この大筒体73と小筒体74は、吊材72の上端と共に構造物の上壁面に固定されており、大筒体73の方が小筒体74よりも長尺とされている。
As shown in FIG. 11, the
このような振動抑制装置70によれば、吊物71の振動が小さいときは、図11(a)に示すように、大筒体73及び小筒体74と接触することなく、上壁面との固定部分を支点として吊り長さLで振動する。振動が大きくなった場合は、図11(b)に示すように、吊材72が小筒体74の下端で規制されることによって、吊物71は実質的に小筒体74の下端の位置を支点として吊り長さL´で振動することとなる。更に振動が大きくなった場合は、図11(c)に示すように、吊材72が大筒体73の下端で規制されることによって、吊物71は実質的に大筒体73の下端の位置を支点として吊り長さL´´で振動することとなる。以上によって、制御部や機械的起動装置を設けることなく、吊材72の天井側の固定部分から大筒体73又は小筒体74の下端の位置へ吊り長さの始端位置を変更することができるため、吊り長さを自動的に変更して振動系の固有周期を変更することができる。
According to such a
なお、大筒体73及び小筒体74に代えて、図12に示すような2つのリングフレーム76,77を配置してもよい。
In place of the
[第6の実施形態]
次に、第6の実施形態に係る振動抑制装置について説明する。第6の実施形態に係る振動抑制装置80は、筒体に代えて弾性部材を使用した点で、第5の実施形態に係る振動抑制装置70と主に相違する。
[Sixth Embodiment]
Next, a vibration suppression device according to a sixth embodiment will be described. The
図13示すように、振動抑制装置80は、天井Fの裏側に配置され、吊材82の上端を固定する回転バネ(弾性部材)83を備えている。吊材に回転バネ83を連結させることにより、吊物81に作用する遠心力の変化に伴って、実質的な吊り長さを変更することができる。具体的には、振動が生じていないときは、図13(a)に示すように、吊物81の吊り長さはLとなるが、振動が発生したときは吊物81に遠心力が作用することによって回転バネ83が伸び、吊り長さがL´となる。更に振動が大きくなった場合は、図13(b)に示すように、吊物81に更に大きな遠心力が作用して回転バネ83の伸びが増大し、吊り長さがL´´となる。これによって、振動系の固有周期を自動的に変更することができる。
As shown in FIG. 13, the
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the embodiment described above.
例えば、上述した実施形態においては、制御部7では、地震波特性、地盤及び構造物の振動特性を評価して吊物の振動を予測しているが、いずれか一要素のみを評価してもよい。あるいは、緊急地震速報や初期微動を検知した場合、あるいは直接振動を検知した場合は、評価を行うことなく直ちに固有周期を変更させてもよい。また、緊急地震速報及び初期微動の両方に基づいて振動を予測しているが、いずれか一方のみを用いてもよい。
For example, in the embodiment described above, the
更に、振動予測部11で振動を予測して制御すると共に振動判定部12で直接振動を検知して制御しているが、いずれか一方のみを用いてもよい。また、固有周期変更手段を電気的な起動と機械的な起動の両方を行っているが、いずれか一方のみを用いてもよい。
Furthermore, while the
また、第1の実施形態から第6の実施形態の固有周期変更機構を適宜組み合わせることによって、吊物の吊り長さを変更してもよい。 Moreover, you may change the suspension length of a suspended object by combining suitably the natural period change mechanism of 1st Embodiment to 6th Embodiment.
1,70,…振動抑制装置、2,21,41,51,71,81…吊物、3,22,42,52,72,82…吊材、4…振動系、5…巻取装置(固有周期変更手段)、7…制御部(振動予測手段、振動検知手段、振動判定手段)、20,40,50…固有周期変更機構(固有周期変更手段)、24…中途位置固定部、44…小筒体(振動規制手段)、46…リングフレーム(振動規制手段)47…伸縮体(振動規制手段)、53…固定板(固定部材)、58…補助吊材、59…巻取装置(牽引手段)、73,74…筒体(振動規制手段)、76,77…リングフレーム(振動規制手段)、83…回転バネ(弾性部材)。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記吊材と前記吊物による振動系の固有周期と、前記構造物や地盤の固有周期との共振を回避することによって前記構造物の揺れに伴う前記吊物の水平方向の振動の増加を抑制するために、前記吊物が振動するとき、あるいは振動する可能性があるときに、前記吊物の吊り長さを変更することにより、前記吊材と前記吊物とで構成される前記振動系の固有周期を変更する固有周期変更手段を備えることを特徴とする振動抑制装置。 In the suspension vibration suppression device that suppresses the increase in horizontal vibration of the suspension suspended by a suspension material that can be bent at a long midway position in the structure,
By suppressing resonance between the natural period of the vibration system due to the suspension material and the suspended object and the natural period of the structure or the ground, an increase in horizontal vibration of the suspended object due to the shaking of the structure is suppressed. to, when the suspended material is vibrated, or when there is a possibility of vibration, by changing the hanging length of the hanging object, the vibration system constituted by the said suspended matter and the hanging member A vibration suppression apparatus comprising a natural period changing means for changing the natural period of the vibration.
前記吊材の中途位置に固定された固定部材と、
一端側が前記固定部材と連結された複数の補助吊材と、
前記補助吊材の他端側と連結され、前記振動系の前記固有周期を変更するときに、前記補助吊材の前記他端側を牽引して前記補助吊材を緊張させることによって、前記固定部材の水平方向の移動を規制する牽引手段と、を有することを特徴とする請求項1〜9の何れか一項記載の振動抑制装置。 The natural period changing means is
A fixing member fixed at an intermediate position of the suspension member;
A plurality of auxiliary suspension members having one end side connected to the fixing member;
It is connected to the other end side of the auxiliary suspension member, and when the natural period of the vibration system is changed, the fixing is performed by pulling the other end side of the auxiliary suspension member and tensioning the auxiliary suspension member. The vibration suppressing device according to claim 1, further comprising a pulling unit that restricts movement of the member in the horizontal direction.
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