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JP6164444B2 - Cantilever frame vertical vibration control structure - Google Patents
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Description

本発明は、基端部が支持され先端部が自由端とされた片持梁を主体として構成された片持梁架構を対象として、その片持梁架構の上下方向の振動を低減するための制振構造に関する。   The present invention is directed to a cantilever beam structure mainly composed of a cantilever beam having a base end portion supported and a tip end portion being a free end, for reducing vertical vibration of the cantilever beam frame. It relates to the vibration control structure.

この種の片持梁架構はたとえば競技場(スタジアム)におけるスタンドの構造形式として適用されることが多く、大規模なものでは片持長さ(基端の支持点からの先端の自由端までの突出長さ)が10m以上になる場合もある。
競技場施設等のように不特定多数の観客が集まる大規模な構造物に適用する構造形式としては、パニック防止の観点からも地震発生時の振動を十分に抑制し得るものであることが重要であるが、上記のような片持梁架構は基本的に上下方向の固有振動数は必ずしも高くはないことからその上下振動を有効に抑制することは容易ではない。
This type of cantilever frame is often applied, for example, as a structure of a stand in a stadium (stadium), and on a large scale, the cantilever length (from the support point of the base end to the free end of the tip end) (Projection length) may be 10 m or more.
It is important to be able to sufficiently suppress vibrations in the event of an earthquake from the standpoint of preventing panic as a structural format applied to large-scale structures where an unspecified number of spectators gather such as stadium facilities However, since the cantilever frame as described above basically does not necessarily have a high natural frequency in the vertical direction, it is not easy to effectively suppress the vertical vibration.

構造物を対象とする制振技術としてはたとえば特許文献1に示されるようなTMDが広く知られている。これは制振対象の構造物に設置した付加質量を構造物の振動周期に対して同調するように振動させることによって振動低減効果を図るものであるが、この種のTMDは一般に500kg〜1tonもの付加質量を要するから制振対象の構造物に対して大きな負担がかかるという問題がある。   As a vibration suppression technique for a structure, for example, TMD as disclosed in Patent Document 1 is widely known. This is intended to reduce the vibration effect by oscillating the additional mass installed in the structure to be damped so as to synchronize with the vibration period of the structure, but this type of TMD is generally 500 kg to 1 ton. Since an additional mass is required, there is a problem that a large burden is applied to the structure to be controlled.

そのため、たとえば特許文献2〜4に示されるように回転慣性質量ダンパーを利用することによって小質量であっても従来のTMDと同等以上の制振効果が得られる同調型の制振機構が提案されている。
周知のように、回転慣性質量ダンパーとは回転慣性質量効果を利用して回転錘の質量の数百倍から数千倍もの質量効果を発揮し得るものである。具体的には、制振対象物の振動による直動運動をボールねじ機構を利用して回転錘の回転運動に変換することにより、その回転錘に生じる回転慣性モーメントに比例する反力によって回転錘の実際の質量を数百倍〜数千倍にも拡大せしめて大きな質量効果が得られるものである。
そして、そのような回転慣性質量ダンパーに対して同調ばねとして機能する要素(格別のばね要素の他、回転慣性質量ダンパーを設置するための部材のばね剛性を利用することも可能である)を直列に設けて付加振動系を構成し、その付加振動系の振動特性を制振対象の構造物に対して同調させてTMDとして機能せしめることにより、本来のTMDにおいては必要となる大きな付加質量のわずか数百分の一から数千分の一の質量の小型軽量の回転錘を用いることのみで本来のTMDと同等以上の優れた制振効果が得られるものである。
Therefore, for example, as shown in Patent Documents 2 to 4, a tuning-type damping mechanism is proposed that can obtain a damping effect equal to or higher than that of conventional TMD even with a small mass by using a rotary inertia mass damper. ing.
As is well known, a rotary inertia mass damper can exhibit a mass effect of several hundred to several thousand times the mass of a rotary weight using the rotary inertia mass effect. Specifically, by converting the linear motion due to the vibration of the object to be controlled to the rotational motion of the rotating weight using the ball screw mechanism, the rotating weight is caused by the reaction force proportional to the rotating inertia moment generated in the rotating weight. A large mass effect can be obtained by enlarging the actual mass of the material to several hundred to several thousand times.
An element that functions as a tuning spring for such a rotary inertia mass damper (in addition to a special spring element, the spring rigidity of a member for installing the rotary inertia mass damper can also be used in series). The additional vibration system is configured to be provided at the same time, and the vibration characteristics of the additional vibration system are synchronized with the structure to be controlled so as to function as a TMD. Only by using a small and lightweight rotating weight having a mass of one hundredth to several thousandth, an excellent vibration damping effect equivalent to or better than the original TMD can be obtained.

上記のような回転慣性質量ダンパーを利用したTMDを片持梁架構に適用して制振効果を得るものとしては、特許文献5に示される梁の振動低減機構が提案されている。   As a technique for obtaining a damping effect by applying the TMD using the rotary inertia mass damper as described above to a cantilever beam frame, a beam vibration reduction mechanism shown in Patent Document 5 has been proposed.

特開平10−252253号公報JP-A-10-252253 特開2008−115552号公報JP 2008-115552 A 特開2010−38318号公報JP 2010-38318 A 特開2011−122345号公報JP 2011-122345 A 特開2012−167438号公報JP 2012-167438 A

しかし、特許文献2〜5に示される制振機構は上記のような大規模な片持梁架構に対して単にそのまま設置できるものではない。特に特許文献5に示されるものは、片持梁架構を対象としているものの片持梁自体ではなくその後方に接続されている他の梁を介して間接的に制振効果を得るものであるので、スタジアムにおけるスタンドの形態で設置されているような片持梁架構に対しては有効に適用することが困難である。
このように、現時点では大規模な片持梁架構の上下振動を抑制し得る有効適切な手法は確立しておらず、未だ模索段階にあるのが実情である。
However, the vibration control mechanisms disclosed in Patent Documents 2 to 5 cannot be simply installed on the large-scale cantilever frame as described above. In particular, what is disclosed in Patent Document 5 is intended for a cantilever beam frame, but obtains a vibration damping effect indirectly not through the cantilever beam itself but through another beam connected behind it. It is difficult to effectively apply to a cantilever frame installed in the form of a stand in a stadium.
Thus, at present, an effective and appropriate method capable of suppressing the vertical vibration of a large-scale cantilever frame has not been established, and the actual situation is still in the search stage.

上記事情に鑑み、請求項1記載の発明は、基端部が支持され先端部が自由端とされた片持梁を主体として構成された片持梁架構を対象として、該片持梁架構の上下方向の振動を低減するための片持梁架構の上下制振構造であって、前記片持梁の側部に、該片持梁よりも短く、基端部が支持され先端部が自由端とされかつ前記片持梁に対して相対振動可能なダンパー支持梁を該片持梁に添わせて設置し、該ダンパー支持梁の先端部と前記片持梁の中間部との間に回転慣性質量ダンパーを介装して、前記ダンパー支持梁と前記回転慣性質量ダンパーとによる付加振動系の固有振動数を前記片持梁架構の固有振動数に同調させてなることを特徴とするものである。 In view of the above circumstances, the invention according to claim 1 is directed to a cantilever frame mainly composed of a cantilever beam having a base end portion supported and a tip end portion defined as a free end. A vertical vibration control structure of a cantilever frame for reducing vibration in the vertical direction, wherein the side of the cantilever is shorter than the cantilever , the base end is supported, and the distal end is a free end And a damper supporting beam that can vibrate relative to the cantilever beam is installed along the cantilever beam, and rotational inertia is provided between a tip portion of the damper supporting beam and an intermediate portion of the cantilever beam. It is characterized in that the natural frequency of the additional vibration system by the damper support beam and the rotary inertia mass damper is tuned to the natural frequency of the cantilever beam frame with a mass damper interposed therebetween. .

請求項2記載の発明は、請求項1記載の片持梁架構の上下制振構造において、前記ダンパー支持梁は前記回転慣性質量ダンパーに対して直列に接続された同調ばねとして機能するようにその上下方向のばね剛性が設定されていることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the vertical vibration damping structure of the cantilever frame according to the first aspect, the damper support beam functions as a tuning spring connected in series to the rotary inertia mass damper. The spring rigidity in the vertical direction is set.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の片持梁架構の上下制振構造において、前記付加振動系は前記回転慣性質量ダンパーに対して直列に接続された同調ばねを備えてなることを特徴とするものである。   The invention according to claim 3 is the vertical vibration damping structure of the cantilever frame according to claim 1 or 2, wherein the additional vibration system includes a tuning spring connected in series to the rotary inertia mass damper. It is characterized by this.

本発明によれば、制振対象の片持梁の側部に添わせてダンパー支持梁を設置し、そのダンパー支持梁と片持梁との間に回転慣性質量ダンパーを介装したので、ダンパー支持梁と回転慣性質量ダンパーとによって構成される同調型の付加振動系によって片持梁架構全体に対する上下振動を十分に抑制することができる。したがって、本発明はたとえば競技場におけるスタンドのような大規模な片持梁架構を対象とする上下制振構造として極めて有効であり合理的なものである。   According to the present invention, the damper support beam is installed along the side portion of the cantilever beam to be damped, and the rotary inertia mass damper is interposed between the damper support beam and the cantilever beam. The vertical vibration of the entire cantilever frame can be sufficiently suppressed by the tuning-type additional vibration system constituted by the support beam and the rotary inertia mass damper. Therefore, the present invention is extremely effective and rational as a vertical vibration control structure for a large cantilever frame such as a stand in a stadium.

本発明の上下制振構造の実施形態を示すもので、制振対象の片持梁架構を示す側面図である。The embodiment of the up-and-down damping structure of the present invention is shown, and is a side view showing the cantilever frame to be controlled. 同、付加振動系の構成例を示す図であり、(a)は側面図、(b)は(a)におけるb−b線視拡大図である。It is a figure which shows the example of a structure of an additional vibration system similarly, (a) is a side view, (b) is the bb line view enlarged view in (a). 同、具体的な設計例を示すもので、(a)は振動解析のための解析モデルとして示した平面図、(b)は付加減衰機構の諸元を示す図である。FIG. 2 shows a specific design example, where (a) is a plan view shown as an analysis model for vibration analysis, and (b) is a diagram showing specifications of an additional damping mechanism. 同、振動特性を示す図であり、(a)は非制振(比較例)の場合における加速度および変位についての伝達関数を示し、(b)は制振(本実施形態)の場合における加速度および変位についての伝達関数を示す。FIG. 6 is a diagram showing vibration characteristics, where (a) shows a transfer function for acceleration and displacement in the case of non-vibration suppression (comparative example), and (b) shows acceleration and displacement in the case of vibration suppression (this embodiment). The transfer function for displacement is shown. 同、最大応答値を示す図であり、(a)は片持梁架構の先端部におけるスパン中央部での最大加速度および最大変位を示す図、(b)は片持梁架構の先端部におけるスパン中央部から偏位した位置での最大加速度および最大変位を示す図である。It is a figure which shows a maximum response value similarly, (a) is a figure which shows the maximum acceleration and the maximum displacement in the span center part in the front-end | tip part of a cantilever beam frame, (b) is a span in the front-end | tip part of a cantilever beam frame. It is a figure which shows the maximum acceleration and the maximum displacement in the position deviated from the center part. 同、加速度応答波形を示す図であり、(a)は片持梁架構の先端部におけるスパン中央部での加速度応答波形を示す図、(b)は片持梁架構の先端部におけるスパン中央部から偏位した位置での加速度応答波形を示す図である。It is a figure which shows an acceleration response waveform similarly, (a) is a figure which shows the acceleration response waveform in the span center part in the front-end | tip part of a cantilever frame, (b) is the span center part in the front-end | tip part of a cantilever frame. It is a figure which shows the acceleration response waveform in the position deviated from.

図1〜図6を参照して本発明の実施形態である片持梁架構の上下制振構造について説明する。図1は制振対象の片持梁架構1を示す図であり、図2(a)、(b)はそれに付設された付加振動系10の構成例を示す図である。   With reference to FIGS. 1-6, the vertical vibration damping structure of the cantilever frame which is embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a diagram illustrating a cantilever frame 1 to be controlled, and FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a configuration example of an additional vibration system 10 attached thereto.

本実施形態における制振対象の片持梁架構1は大規模な競技場のスタンドの躯体として設けられたもので、基端部が柱2により支持され先端部が自由端とされた鉄骨造の片持梁3を主体として、その上部に階段状のスラブ4が設けられた構成のものである。符号5は柱2間に架設された大梁、符号6は片持梁3の先端部相互間に架設された先端小梁である(図3(a)参照)。   The cantilever frame 1 to be damped in the present embodiment is provided as a frame of a large-scale stadium stand, and is a steel structure having a base end portion supported by a column 2 and a tip end portion being a free end. The cantilever 3 is mainly used, and a step-like slab 4 is provided on the upper part thereof. Reference numeral 5 denotes a large beam erected between the pillars 2, and reference numeral 6 denotes a front end small beam erected between the end portions of the cantilever 3 (see FIG. 3A).

本実施形態における付加振動系10は、上記の片持梁3の上下方向の振動を低減することによってスラブ4も含めた片持梁架構1全体の上下振動を抑制するためのもので、図2(b)に示すように片持梁3の側部においてそれに添わされた状態で設置されたダンパー支持梁11と、図2(a)に示すようにそのダンパー支持梁11の先端部と片持梁3との間に介装された回転慣性質量ダンパー12とを主体として構成されている。   The additional vibration system 10 in this embodiment is for suppressing the vertical vibration of the entire cantilever frame 1 including the slab 4 by reducing the vertical vibration of the cantilever 3 described above. As shown in FIG. 2 (b), the damper support beam 11 installed on the side of the cantilever 3 is attached to the side, and as shown in FIG. 2 (a), the tip of the damper support beam 11 and the cantilever The rotary inertia mass damper 12 is interposed between the beam 3 and the main body.

ダンパー支持梁11は制振対象の片持梁3より短い鉄骨トラス梁であって、このダンパー支持梁11も上記の片持梁3と同様の片持梁の形態で(すなわち、基端部が上記の柱2あるいはその近傍の大梁5により支持され、先端部が自由端とされた状態で)設置されているが、このダンパー支持梁11は制振対象の片持梁3とは振動特性が異なるものとされていて片持梁3に対して上下方向に相対振動可能なものとされている。   The damper support beam 11 is a steel truss beam shorter than the cantilever 3 to be damped, and this damper support beam 11 is also in the form of a cantilever beam similar to the above cantilever beam 3 (that is, the base end portion is the same). The damper support beam 11 is supported by the above-described pillar 2 or the large beam 5 in the vicinity thereof, and the tip portion is a free end. The damper support beam 11 has vibration characteristics compared to the cantilever beam 3 to be controlled. They are different from each other and can be relatively vibrated in the vertical direction with respect to the cantilever 3.

回転慣性質量ダンパー12は、たとえば特許文献2〜5に示されているものと同様にボールねじ機構を利用した公知のもので、図2(a)に示すように片持梁3の中間部の位置(図示例では長さ方向の中央位置よりもやや先端側の位置)において、図2(b)に示すように片持梁3に対してブラケット13を介して接続されて下向きに設置され、その先端部が板ばねからなる同調ばね14を介してダンパー支持梁11の先端上部に対して接続されているものである。   The rotary inertia mass damper 12 is a well-known one using a ball screw mechanism, for example, similar to those shown in Patent Documents 2 to 5, and as shown in FIG. At the position (in the illustrated example, a position slightly on the tip side from the central position in the length direction), it is connected to the cantilever 3 via the bracket 13 as shown in FIG. The front end of the damper support beam 11 is connected to the upper end of the damper support beam 11 via a tuning spring 14 made of a leaf spring.

回転慣性質量ダンパー12と上記の同調ばね14およびダンパー支持梁11はそれらの全体が構造的には直列に接続されたものとなっていてそれらの全体により同調型の付加振動系10が構成され、かつその付加振動系10の固有振動数を制振対象の片持梁架構1の固有振動数に同調させることにより、この付加振動系10によって片持梁3の上下振動が効果的に抑制されるようになっている。   The rotary inertia mass damper 12, the above-described tuning spring 14 and the damper support beam 11 are structurally connected in series, and the whole forms a tuning-type additional vibration system 10. In addition, by synchronizing the natural frequency of the additional vibration system 10 with the natural frequency of the cantilever frame 1 to be controlled, the additional vibration system 10 effectively suppresses the vertical vibration of the cantilever 3. It is like that.

なお、付加振動系10の同調はダンパー支持梁11の上下方向のばね剛性の設定のみで行うことも可能であり、その場合は上記の同調ばね14を省略して回転慣性質量ダンパー12をダンパー支持梁11に対して固定状態で接続することも可能である。
また、必要に応じて付加振動系10に対して適宜の減衰機能を持たせることも好ましく、そのためには減衰機能を有する回転慣性質量ダンパー12を用いるか、あるいはオイルダンパー等の適宜の減衰要素を回転慣性質量ダンパー12に対して並列に設ければ良い。
The additional vibration system 10 can be tuned only by setting the spring rigidity in the vertical direction of the damper support beam 11. In this case, the above-described tuning spring 14 is omitted and the rotary inertia mass damper 12 is supported by the damper. It is also possible to connect to the beam 11 in a fixed state.
In addition, it is also preferable to give the additional vibration system 10 an appropriate damping function as necessary. For this purpose, a rotary inertia mass damper 12 having a damping function is used, or an appropriate damping element such as an oil damper is used. What is necessary is just to provide in parallel with respect to the rotation inertia mass damper 12. FIG.

上記構成の付加振動系10は、制振対象の片持梁架構1が地震によりあるいは上載荷重としての観客の歩行や運動によって振動すると、片持梁3とダンパー支持梁11との間で上下方向の相対振動が生じ、それにより回転慣性質量ダンパー12が作動してその回転慣性質量が制振力として片持梁3に対して作用するので、付加振動系10がTMDとして機能して片持梁架構1に対する優れた制振効果が得られる。   When the cantilever frame 1 to be controlled is vibrated by an earthquake or by walking or movement of a spectator as an overload, the additional vibration system 10 having the above configuration is vertically moved between the cantilever 3 and the damper support beam 11. Relative vibration occurs, and the rotary inertia mass damper 12 is actuated, and the rotary inertia mass acts on the cantilever 3 as a damping force. Therefore, the additional vibration system 10 functions as a TMD and functions as a cantilever. An excellent vibration damping effect for the frame 1 can be obtained.

この場合、回転慣性質量ダンパー12の設置位置は可及的に片持梁3の先端に近い位置(すなわち上下振動が顕著に生じる位置)であることが効果的であり、そのため、基本的にはダンパー支持梁11の長さを片持梁3と同等程度に長くして双方の先端部相互間に回転慣性質量ダンパー12を介装することが最も有効である。
しかし、ダンパー支持梁11も制振対象の片持梁3と同様に片持梁の形態で設置するものであるから、その長さを片持梁3と同等程度に長くすると所望のばね剛性を確保し難いものとなるし、また双方を均等な長さとすると構造的な挙動が同等となって同期して振動してしまい、その場合には顕著な相対振動が生じ難くなって回転慣性質量ダンパー12が有効に作動し得ないものとなる。
そのため、図示例のようにダンパー支持梁11を片持梁3よりも短くして片持梁3よりも相対的に高剛性としたうえでそのばね剛性を適切に設定することにより、ダンパー支持梁11と片持梁3の振動特性に有意な差を持たせてそれらの間で相対振動が確実に生じて回転慣性質量ダンパー12が確実に作動するような同調を行うことが現実的であり、それによっても十分な制振効果が得られる。
In this case, it is effective that the rotational inertia mass damper 12 is installed as close to the tip of the cantilever 3 as possible (that is, a position where vertical vibration is significantly generated). It is most effective to make the length of the damper support beam 11 as long as that of the cantilever beam 3 and to interpose the rotary inertia mass damper 12 between the two end portions.
However, since the damper support beam 11 is also installed in the form of a cantilever beam similarly to the cantilever beam 3 to be damped, if the length of the damper support beam 11 is made equal to that of the cantilever beam 3, a desired spring rigidity can be obtained. If both of them are of equal length, the structural behavior will be equivalent and they will vibrate synchronously, in which case it will be difficult to produce significant relative vibrations, and the rotary inertia mass damper 12 cannot operate effectively.
Therefore, as shown in the illustrated example, the damper support beam 11 is made shorter than the cantilever beam 3 so as to have a relatively higher rigidity than the cantilever beam 3 and the spring rigidity is appropriately set. It is realistic to make a tuning so that the rotational inertia mass damper 12 is reliably operated by making a significant difference between the vibration characteristics of the cantilever 11 and the cantilever 3 and the relative vibration is surely generated between them. This also provides a sufficient vibration control effect.

以下、図3〜図6を参照して本発明の上下制振構造の具体的な設計例を示し、その有効性を振動解析結果により実証する。なお、比較のために付加振動系10を設置しない場合(非制振の場合)についても併せて示す。   Hereinafter, a specific design example of the vertical vibration control structure of the present invention will be shown with reference to FIGS. 3 to 6, and its effectiveness will be verified by a vibration analysis result. For comparison, the case where the additional vibration system 10 is not installed (in the case of non-vibration suppression) is also shown.

図3(a)は解析モデルとしての片持梁架構1の一部を示す平面図であり、片持梁3の側部にダンパー支持梁11および回転慣性質量ダンパー12からなる付加振動系10を添わせて設置している。
図3(a)に示すように、片持梁3の先端部相互間に架設された先端小梁6の中央位置(つまり2本の片持梁3による1スパンの先端中央位置)をA点とし、そこからやや側方に偏位した位置をB点とし、それらA点、B点を応答の評価点として制振効果を評価する。
付加振動系10の諸元は、図3(b)に示すように回転慣性質量ダンパー12による慣性質量を13.4ton、同調ばねはダンパー支持梁11自体のばね剛性として1.03×107N/m、減衰係数は8.90×104Ns/mとした。
FIG. 3A is a plan view showing a part of the cantilever frame 1 as an analysis model. An additional vibration system 10 including a damper support beam 11 and a rotary inertia mass damper 12 is provided on the side of the cantilever 3. They are installed together.
As shown in FIG. 3A, the center position of the small end beam 6 laid between the end portions of the cantilever 3 (that is, the center position of the end of one span by the two cantilever beams 3) is point A. The vibration control effect is evaluated with the position deviated slightly to the side as B point and the A point and B point as evaluation points for response.
The specifications of the additional vibration system 10 are as follows. As shown in FIG. 3B, the inertial mass of the rotary inertial mass damper 12 is 13.4 tons, the tuning spring is 1.03 × 10 7 N / m as the spring rigidity of the damper support beam 11 itself, The attenuation coefficient was 8.90 × 10 4 Ns / m.

周波数伝達特性を解析するためスウィープ波形を地震動として与え、応答と入力のスペクトル比を計算することにより片持梁架構1の振動特性を調べる。スウィープ波は2〜8Hz(対数スケール、継続時間396.56秒)で、振幅は1m/s2である。時間刻みは0.005秒、減衰は1次固有振動数に対して1%の初期剛性比例型とした。 In order to analyze the frequency transfer characteristics, a sweep waveform is given as seismic motion, and the vibration characteristics of the cantilever frame 1 are examined by calculating the spectral ratio of response to input. The sweep wave is 2 to 8 Hz (log scale, duration 396.56 seconds), and the amplitude is 1 m / s 2 . The time step was 0.005 seconds and the damping was proportional to the initial stiffness proportional to 1% of the primary natural frequency.

片持梁架構1の各部における振動特性(加速度および変位についての伝達関数)を図4に示す。図4(a)は付加振動系10を設置していない場合(非制振)、図4(b)は付加振動系10を設置した場合(制振)を示す。
非制振の場合には1次固有振動数4.2Hzにおいて大きなピークを生じるが、制振の場合には共振ピークが顕著に低下していることがわかる。
FIG. 4 shows vibration characteristics (transfer functions for acceleration and displacement) in each part of the cantilever frame 1. 4A shows a case where the additional vibration system 10 is not installed (non-vibration suppression), and FIG. 4B shows a case where the additional vibration system 10 is installed (vibration suppression).
In the case of non-damping, a large peak occurs at the primary natural frequency of 4.2 Hz, but in the case of damping, the resonance peak is significantly reduced.

地震動を上下方向に入力した場合の最大応答値および応答波形を図5、図6に示す。地震動としてはTaft UDおよびKokuji UD(告示波(神戸位相))を用いた(UDは観測波の上下動を示す)。
図5(a)はTaft UDによるA点での最大応答値を示し、図5(b)はKokuji UDによるB点での最大応答値を示す。図6(a)はTaft UDによるA点での加速度応答波形を示し、図6(b)はKokuji UDによるB点での加速度応答波形を示す。
いずれも非制振の場合に比べて制振の場合には地震応答の低減が実現されていることがわかる。
5 and 6 show the maximum response value and response waveform when the seismic motion is input in the vertical direction. As the earthquake motion, Taft UD and Kokuji UD (notification wave (Kobe phase)) were used (UD indicates the vertical movement of the observed wave).
FIG. 5 (a) shows the maximum response value at point A by Taft UD, and FIG. 5 (b) shows the maximum response value at point B by Kokuji UD. 6A shows an acceleration response waveform at point A by Taft UD, and FIG. 6B shows an acceleration response waveform at point B by Kokuji UD.
It can be seen that in both cases, the seismic response is reduced in the case of vibration suppression compared to the case of non-vibration suppression.

以上で説明したように、本発明によれば、制振対象の片持梁3の側部に添わせてダンパー支持梁11を設け、そのダンパー支持梁11と片持梁3との間に回転慣性質量ダンパー12を介装して、それらによる同調型の付加振動系10を構成したことにより、片持梁架構1全体に対する上下振動を大きく抑制できるものである。
したがって、本発明は、たとえば競技場におけるスタンドのような大規模な片持梁架構を対象とする上下制振構造として極めて有効であり合理的なものである。
As described above, according to the present invention, the damper support beam 11 is provided along the side portion of the cantilever 3 to be damped, and is rotated between the damper support beam 11 and the cantilever 3. By constructing the tuned additional vibration system 10 with the inertia mass damper 12 interposed therebetween, the vertical vibration with respect to the entire cantilever frame 1 can be largely suppressed.
Therefore, the present invention is extremely effective and rational as a vertical vibration control structure for a large cantilever frame such as a stand in a stadium.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、本発明における付加振動系10の具体的な構成や諸元は、制振対象の片持梁架構1の構造や規模、用途、その基本的な振動特性および要求される振動性能、その他の諸条件に応じて所望の効果が得られるように最適に設計すれば良く、その限りにおいて上記実施形態に限定されることなく適宜の設計的変更が可能であることは当然である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment is an example to the last, Comprising: The specific structure and specification of the additional vibration system 10 in this invention are the structures of the cantilever frame 1 of a damping object. It may be optimally designed so as to obtain a desired effect in accordance with the scale, application, basic vibration characteristics and required vibration performance, and other various conditions, and as long as it is limited to the above embodiment. Naturally, appropriate design changes can be made without any problem.

1 片持梁架構
2 柱
3 片持梁
4 スラブ
5 大梁
6 先端小梁
10 付加振動系
11 ダンパー支持梁
12 回転慣性質量ダンパー
13 ブラケット
14 同調ばね
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cantilever frame 2 Column 3 Cantilever 4 Slab 5 Large beam 6 Small end beam 10 Additional vibration system 11 Damper support beam 12 Rotary inertia mass damper 13 Bracket 14 Tuning spring

Claims (3)

基端部が支持され先端部が自由端とされた片持梁を主体として構成された片持梁架構を対象として、該片持梁架構の上下方向の振動を低減するための片持梁架構の上下制振構造であって、
前記片持梁の側部に、該片持梁よりも短く、基端部が支持され先端部が自由端とされかつ前記片持梁に対して相対振動可能なダンパー支持梁を該片持梁に添わせて設置し、該ダンパー支持梁の先端部と前記片持梁の中間部との間に回転慣性質量ダンパーを介装して、前記ダンパー支持梁と前記回転慣性質量ダンパーとによる付加振動系の固有振動数を前記片持梁架構の固有振動数に同調させてなることを特徴とする片持梁架構の上下制振構造。
A cantilever frame for reducing a vertical vibration of a cantilever beam structure mainly composed of a cantilever beam whose base end part is supported and whose front end part is a free end. The vertical vibration control structure of
A damper supporting beam, which is shorter than the cantilever, has a base end supported and a distal end is a free end, and can vibrate relative to the cantilever on the side of the cantilever. In addition, a rotational inertia mass damper is interposed between a tip portion of the damper support beam and an intermediate portion of the cantilever beam, and additional vibration is generated by the damper support beam and the rotary inertia mass damper. A vertical vibration damping structure for a cantilever beam structure, wherein the natural frequency of the system is synchronized with the natural frequency of the cantilever beam frame.
前記ダンパー支持梁は、前記回転慣性質量ダンパーに対して直列に接続された同調ばねとして機能するようにその上下方向のばね剛性が設定されていることを特徴とする請求項1記載の片持梁架構の上下制振構造。   The cantilever according to claim 1, wherein the damper support beam has a spring rigidity in the vertical direction so as to function as a tuning spring connected in series with the rotary inertia mass damper. Vertical vibration control structure of the frame. 前記付加振動系は、前記回転慣性質量ダンパーに対して直列に接続された同調ばねを備えてなることを特徴とする請求項1または2記載の片持梁架構の上下制振構造。   The vertical vibration damping structure for a cantilever frame according to claim 1 or 2, wherein the additional vibration system includes a tuning spring connected in series with the rotary inertia mass damper.
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