JP5787933B2 - 塔状構造物 - Google Patents

Description

本発明は、塔状構造物に関する。

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。

特許第４５５２８１７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１は、第１実施形態に係る塔状構造物の一例を示す側面図である。 図２は、第１実施形態に係る塔状構造物の一例を示す平面図である。 図３は、第１実施形態に係る減衰装置の一例を示す図である。 図４は、第１実施形態に係る減衰装置の動作を説明するための図である。 図５は、水平方向に減衰力を発生する粘性ダンパの特性を説明するための図である。 図６は、鉛直方向に減衰力を発生する粘性ダンパの特性を説明するための図である。 図７は、１次振動モードで振動する塔状構造物を説明するための模式図である。 図８は、２次振動モードで振動する塔状構造物を説明するための模式図である。 図９は、３次振動モードで振動する塔状構造物を説明するための模式図である。 図１０は、第２実施形態に係る減衰装置の一例を示す図である。 図１１は、第２実施形態に係る減衰装置の一例を模式的に示す平面図である。 図１２は、第３実施形態に係る塔状構造物の一例を示す側面図である。 図１３は、第３実施形態に係る減衰装置の一例を示す図である。 図１４は、第３実施形態に係る塔状構造物の一例を模式的に示す平面図である。 図１５は、第４実施形態に係る第１連結装置の一例を示す図である。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＋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）。

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。

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。

−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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (9)

1. 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、
   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。
2. 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、を含む請求項１に記載の塔状構造物。
3. 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む請求項２に記載の塔状構造物。
4. 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る請求項３に記載の塔状構造物。
5. 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む請求項２に記載の塔状構造物。
6. 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、を備える請求項５に記載の塔状構造物。
7. 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、を含む請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の塔状構造物。
8. 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る請求項７に記載の塔状構造物。
9. 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、
   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。

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