(57)【要約】【課題】新設及び既設の両者において、地震応答の低減を効果的に図ることのできる塔状構造物を提供する。【解決手段】筒身１は、基礎に近い下部位置αと、先端に近い側の上部位置γと、下部位置αと上部位置γの間に位置する中間位置βと、を備え、少なくとも下部位置αと中間位置βに支持部材１００は設置されるが、中間位置βから上部位置γにかけては支持部材１００が設置されないことにより、中間位置βよりも上方は、支持鉄塔２と筒身１は個別の振動が許容されることを特徴とする煙突１０。このように、中間位置よりも高い領域では、鉄塔２と筒身１を個別に振動ができるようにすることで、煙突１０の固有周期を長周期化し、地震応答レベルの低減を図る。【選択図】図１
2014055437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎から鉛直方向に先端に向けて立ち上る鉄塔と、
前記鉄塔の内側に配置され、前記基礎から立ち上る単数又は複数の筒身と、
前記筒身と前記鉄塔の間に設けられ、前記筒身の振動を前記支持鉄塔に伝達する支持部材と、を備え、
前記筒身は、前記基礎に近い下部位置と、前記先端に近い側の上部位置と、前記下部位置と前記上部位置の間に位置する中間位置と、を有し、
少なくとも前記下部位置と前記中間位置に前記支持部材は設置されるが、
前記中間位置から前記上部位置にかけては前記支持部材が設置されないことにより、前記中間位置よりも上方は、前記鉄塔と前記筒身は個別の振動が許容される、
ことを特徴とする塔状構造物。
【請求項２】
前記中間位置よりも上方であって、
前記支持部材が設けられる支持構面の範囲内、又は、前記支持構面の範囲外に、
前記筒身と前記鉄塔の間に減衰機構が設置される、
請求項１に記載の塔状構造物。
【請求項３】
複数の前記筒身を備え、
前記減衰機構が設置される断面で、隣接する前記筒身がピン結合される、
請求項２に記載の塔状構造物。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の塔状構造物の施工方法であって、
施工当初より、前記中間位置から前記上部位置にかけて前記支持部材を設置しない、
ことを特徴とする塔状構造物の施工方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の塔状構造物の施工方法であって、
前記中間位置から前記上部位置にかけて既設支持部材が設置されていた既設の構造物から、
前記既設支持部材を取り除く、
ことを特徴とする塔状構造物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塔状構造物に関し、例えば煙突を筒身とし、筒身を支持する鉄塔とからなる鉄塔支持型の塔状構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震、風により生ずる振動を如何に抑制するかが塔状構造物にとって重要な課題であり、これまで種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１には、基礎から立設される外筒と、外筒の頂部に揺動可能に吊り下げられる内筒とによって構成される塔状構造物が開示されている。この構造物は、内筒を、互いに並列関係をもって配置されるばねおよび減衰部材を介して外筒によって支持し、ばねおよび減衰部材と内筒の質量とによって構成される振動系を、外筒の固有周期に同調させる。そうすることで特許文献１は、内筒を大きく振動させ、一種の同調型タンパ（ＴＭＤ：Tuned Mass Damper）として機能させることを目的としている。
【０００３】
また、特許文献２には、ボイラ缶を吊り下げて支持するボイラ支持架構と、ボイラ支持架構の上部に配置される煙突を支持する煙突支持架構とを有し、ボイラ缶及びボイラ支持架構と、煙突および煙突支持架構とを同調して振動させるようにした鉄塔構造物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平11-30054号公報
【特許文献２】特許第4302006号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、特許文献２の提案により相当の振動抑制がなされるが、地震による振動に対してより効果的な対策が望まれている。この対策は、新たに塔状構造物を施工する場合に限らず、耐震性の向上が要求される既設の塔状構造物に対しても有効であることが必要である。後者の場合には、構造物に加える変更が最小限に留まることが望まれるのは当然である。
本発明は、このような課題に基づいてなされたもので、新設及び既設の両者において、地震応答の低減を効果的に図ることのできる塔状構造物、及び、その施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従来の一般的な鉄塔支持型の塔状構造物は、筒身とそれを支持する鉄塔で構成されるが、高さ方向のほぼ全域に亘って複数箇所で筒身の振動、地震時の慣性力などを支持鉄塔に伝達させる支持機構が設置されている。支持機構に加えて減衰機構が併設されることもある。この塔状構造物の耐震設計をする場合には、支持機構が設置される各支持点のばね定数などを調整して、支持鉄塔と筒身の設計をする場合が多く、減衰機構も併設する場合には、振動モードなども調整される。これまで支持点は、支持鉄塔と筒身が一体として振動し、力の伝達をさせるため、最上部及び最下部は勿論のこと、その間の数ヵ所にも設置が必須とされている。
【０００７】
本発明者らは、従来の一般的な塔状構造物の概念に捉われることなく、新たな発想に基づいた塔状構造物を提案する。つまり、本発明の塔状構造物は、支持鉄塔と筒身を別構造体とみなして、下部位置、中間位置における支持を必須とするものの、中間位置の支持点よりも高い領域には支持点を設けることなく、筒身と支持鉄塔を個別に振動ができるようにする。そうすることで本発明は、塔状構造物の固有周期を長周期化することにより、地震応答レベルの低減を図る効果をもたらすものであり、従来の塔状構造物からは想定することができない発想に立脚する。
【０００８】
本発明の塔状構造物は、基礎から鉛直方向に先端に向けて立ち上る鉄塔と、鉄塔の内側に配置され、基礎から立ち上る単数又は複数の筒身と、筒身と鉄塔の間に設けられ、筒身の振動を支持鉄塔に伝達する支持部材と、を備えることを前提とする。
本発明の塔状構造物は、筒身が、基礎に近い下部位置と、先端に近い側の上部位置と、下部位置と上部位置の間に位置する中間位置と、を備え、少なくとも下部位置と中間位置に支持部材は設置されるが、中間位置から上部位置にかけては支持部材が設置されないことにより、中間位置よりも上方は、鉄塔と筒身は個別の振動が許容されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の塔状構造物において、中間位置よりも上方であって、支持部材が設けられる支持構面の範囲内、又は、支持構面の範囲外に、筒身と鉄塔の間に減衰機構を設置するのが好ましい。
減衰機構を設けることにより、支持鉄塔と筒身の相対変位を抑え、かつ、地震時のエネルギを吸収することができるので、地震応答レベルをより一層低減させることができる。
【００１０】
本発明の塔状構造物が複数の筒身を備える場合には、減衰機構が設置される断面で、隣接する筒身をピン結合することが好ましい。
そうすることで、筒身ごとに若干の重量の違いなどのアンバランスがあっても、各々の筒身に生じる若干の振動特性のずれを吸収でき、一体化した形で挙動することが可能となる。
【００１１】
本発明の塔状構造物は、新たに構造物を施工する場合（以下、新設）に限らず、すでに存在する既設の構造物に必要な施工を施すことで得ることもできる。
前者の場合には、施工当初より、中間位置から上部位置にかけて支持部材を設置しなければよい。一方、後者の場合には、中間位置から上部位置にかけて設置されていた支持部材を当該既設構造物から取り除けばよい。いずれも、格別困難な作業を伴うことなく、本発明の塔状構造物を得ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間位置よりも高い領域では、筒身と支持鉄塔を個別に振動ができるようにすることで、塔状構造物の固有周期を長周期化し、地震応答レベルの低減を図ることができる。しかも、この効果は、新設及び既設のいずれであっても、格別困難な作業を伴うことなく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の煙突（塔状構造物）を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は支持構面を示している。
【図２】領域Ｂにおいて筒身と支持鉄塔が個別に変位する様子を示している。
【図３】第１実施形態の煙突の奏する効果を示すグラフであり、固有周期と加速度応答スペクトルの関係を示している。
【図４】既存の煙突に第１実施形態を適用する手順を示す図であり、（ａ）は既存の煙突を示し、（ｂ）は既存の煙突から支持部材を取り除くことで得られた第１実施形態の煙突を示す。
【図５】第２実施形態による煙突を示す側面図であり、（ａ）は一箇所のみに減衰機構を設置した例を示し、（ｂ）は二箇所に減衰機構を設置した例を示す。
【図６】第２実施形態の煙突の奏する効果を示すグラフであり、（ａ）は固有周期と加速度応答スペクトルの関係を示し、（ｂ）は固有周期と変位応答スペクトルの関係を示している。
【図７】第２実施形態における減衰機構の設置形態の例を示す図である。
【図８】第３実施形態の煙突を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）及び（ｃ）は減衰機構を設けた位置の断面図である。
【図９】第３実施形態の変形例を示し、（ａ）及び（ｂ）は側面図、（ｃ）及び（ｄ）は減衰機構を設けた位置の断面図である。
【図１０】複数の筒身を備える第３実施形態の変形例を示す側面図である。
【図１１】複数の筒身を備える第３実施形態の変形例を示し、いずれも減衰機構を設けた位置の断面図である。
【図１２】第４実施形態の煙突を示し、２本の筒身を備える場合の、減衰機構を設けた位置の断面図である。
【図１３】第４実施形態の煙突を示し、３本の筒身を備える場合の、減衰機構を設けた位置の断面図である。
【図１４】第４実施形態の煙突を示し、４本の筒身を備える場合の、減衰機構を設けた位置の断面図である。
【図１５】第４実施形態の煙突を示し、５本又は６本の筒身を備える場合の、減衰機構を設けた位置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔第１実施形態〕
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態は、本発明の塔状構造物を煙突１０に適用した例について説明する。
図１（ａ）に示すように、煙突１０は、筒身１と、筒身１の周囲に配置される支持鉄塔２と、を備える。煙突１０は、筒身１が単数の例を示しているが、後述するように、複数の筒身１を備えることもできる。
鋼製の筒身１は、基礎２００から鉛直方向に立ち上り、下端から送られる排気ガスを先端から排出する。基礎２００は、地面、あるいは他の構造物とされる。
【００１５】
支持鉄塔２は、基礎２００から鉛直方向に立ち上り、後述する位置で筒身１を支持部材１００により機械的に支持する。トラス構造を有する支持鉄塔２は、鉛直方向に延びる縦材３と、水平方向に延びる水平材４と、上下斜め方向に延びる斜材５との組み合わせからなる。縦材３は、矩形の４つの頂点に配置される鋼管からなり、水平材４は縦材３，３の間を接続する形鋼からなり、斜材５は縦材３と水平材４の間を繋ぐ形鋼からなる。なお、縦材３に形鋼を使用し、また、水平材４及び斜材５に鋼管を使用しても構わない。
【００１６】
図１（ｂ）は、支持鉄塔２による筒身１の支持部材１００を示している。支持部材１００は、同一平面内に設けられる突起１０１とガイド１０２からなる。突起１０１は筒身１の外周面に固定されており、突起１０１を両側から挟むガイド１０２は水平材４，４に接続される連結材６に固定されている。支持部材１００は、ガイド１０２に対して突起１０１が筒身１の半径方向および接線方向への移動が拘束されるが、鉛直（上下）方向への移動は自由である。したがって、支持部材１００が設けられる位置において、筒身１は支持鉄塔２によりの半径方向および接線方向へ支持される。なお、支持部材１００は、あくまで一例であり、本発明は他の構造の支持機構を用いることができる。また、連結材６を用いることなく、ガイド１０２を水平材４に設けることもできる。
【００１７】
筒身１は、図１（ａ）に示すように、基礎２００に近い側の下部位置αと、先端に近い側の上部位置γと、下部位置αと上部位置γの間に位置する中間位置βとを備え、下部位置αから中間位置βまでの範囲が領域Ａをなし、中間位置βを超え上部位置γまでの範囲が領域Ｂをなしている。
領域Ａにおいては、実線で示されている水平材４が設けられている位置に支持部材１００が設けられる一方、一点鎖線で示される水平材４が設けられている位置には支持部材１００が省かれている。領域Ａにおいては、支持鉄塔２と筒身１を一体として振動、力を伝達させるため、下部位置α及び中間位置βに支持部材１００を設ける。なお、下部位置αと中間位置βの間にある水平材４についても支持部材１００を設けてもよい。また、領域Ｂにおいては、全ての水平材４が一点鎖線で示されているように、支持部材１００が省かれている。したがって、煙突１０は、下部位置αと中間位置βにおいてのみ支持部材１００を介して筒身１が支持鉄塔２により支持されているため、領域Ａにおいては筒身１と支持鉄塔２は同期して変位するが、領域Ｂにおいては筒身１と支持鉄塔２は個別に変位することができる。個別に変位する一例を図２に示すが、図２（ａ）に示すように筒身１と支持鉄塔２が同じ向きに変位するが、両者の変位量が相違することもあるし、図２（ｂ）に示すように筒身１と支持鉄塔２が異なる向きに変位することもある。
【００１８】
鉄塔支持型の塔状構造物は、筒身と支持鉄塔で構成されるが、高さ方向の複数箇所で筒身の振動、地震時の慣性力などを支持鉄塔に伝達させるために支持機構（本実施形態の支持部材１００）が設置されており、耐震設計する場合には、従来はそれらによる各支持点のばね定数を微調整するなどして、支持鉄塔と筒身の設計をすることが多い。なお、減衰機構も併設する場合には、振動モードなども調整される。
本実施形態による煙突１０は、中間位置βよりも上の領域Ｂにおいては、筒身１と支持鉄塔２を別構造体として個別に振動させることで、図３に示すように、塔状構造物である煙突１０全体としての固有周期を長周期化することにより、地震応答レベルを、従来のばね定数の調整に比べて、大きく低減させることができる。
従来のばね定数の微調整では、地震外力の周波数特性が変化する、換言すると、図３の加速度応答スペクトルにおける山・谷の形状が変化すると、場合によっては応答レベルが大きくなる可能性がある。これに対して本実施形態によると、固有周期を大きく長周期化させるため、一般的な地震外力のばらつきに対してロバスト性をもたせることが可能となる。
【００１９】
本実施形態は、新たに煙突１０を施工する場合（以下、新設）に限らず、すでに存在する既設の煙突に必要な施工を施すことで煙突１０を得ることができる。前者の場合には、図１（ａ）に示すように、実線で示される水平材４が設けられる位置に支持部材１００を設けるが、一点鎖線で示される水平材４が設けられる位置には支持部材１００を設けないことになる。後者の場合には、図４（ａ）に示すように全ての水平材４に対応して支持部材１００が設けられていた煙突１０ａから、図４（ｂ）に示すようにいくつかの支持部材１００を取り除くことで煙突１０を得ることができる。
【００２０】
以上説明したように、煙突１０は、中間位置βよりも上には支持点（支持部材１００）を設けることなく、支持鉄塔２と筒身１を個別に振動させることで、通常のストッパで支持する塔状構造物に比較して長周期化させることにより、地震応答レベルを低減させることができる。また、煙突１０は、固有周期を長周期化することで、地震外力のばらつきに対してロバスト性をもつことになる。しかも、新設の煙突に限らず、既設の煙突に対してもそれまで設けていた支持部材１００を取り除くだけで、本実施形態の煙突１０を容易に得ることができる。
ここで前述した特許文献１をＴＭＤとみなす場合には、基本的にはばね、減衰部材で同調を調整することになるが、耐震効果を得るためには内筒の重量もパラメータとなり、所定の性能が得られない場合にはその重量も調整する必要が出てくる。その場合には、外筒の頂部で内筒の重量を支持する構造となっていることから、外筒の剛性、強度も変更する必要が出てくるので、設計が非常に煩雑になる可能性が大きい。また、一般的にＴＭＤにおいて、ある程度小さいマス（質量）で対応する場合、マスが大きく振動しなければ効果が得にくいが、特許文献１の場合には外筒と内筒のクリアランスを大きくする必要が出てくることになり、かえって不経済な設計となってしまう。
特許文献２は、ボイラ架構上に設置される鉄塔支持型煙突で、ボイラ架構の固有周期に同調させる煙突構造とするものであるが、本実施形態の煙突１０のように、中間位置βよりも上の領域Ｂにおいては、筒身１と支持鉄塔２を別構造体として個別に振動させることを示唆するものではない。
【００２１】
〔第２実施形態〕
本発明は、第１実施形態に加えて、必要な箇所に、固有周期に影響を与えない減衰機構（例えば、粘性体（オイルタンパなど））を設けることができる。第２実施形態では、図５〜図７を参照して、この例を説明する。なお、第１実施形態と同じ構成要素には、図１〜図４と同じ符号を図５〜図７に付している。第３実施形態以降も同様である。
第２実施形態による煙突２０は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、煙突１０の領域Ｂに属する支持鉄塔２の水平材４，４…で囲まれる構面内に減衰機構７を設ける。減衰機構７を設ける位置は任意であり、図５（ａ）に示すように最上位の水平材４，４…に対応する位置にのみ設置してもよいし、図５（ｂ）に示すように最上位及び次段の水平材４，４…に対応する位置に設けることができる。減衰機構７としては、粘性体（オイルタンパなど）を用いることが好ましい。
【００２２】
以上のように、減衰機構７を設けることにより、支持鉄塔２と筒身１の相対変位を抑えることができる。しかも、減衰機構７としてオイルダンパを用いると固有周期をほとんど変化させないので、第１実施形態における長周期化による地震応答レベル低減の効果をそのまま享受できる。したがって、第２実施形態の煙突２０によると、減衰機構としての減衰機構７の付加により、図６（ａ），（ｂ）に示すように、第１実施形態よりもさらに地震応答レベルを低減させることが可能となる。
【００２３】
減衰機構７は、種々の設置形態を採用することができる。
例えば、図７（ａ），（ｂ）に示すように、支持部材１００を構成していた突起１０１とガイド１０２の両者、あるいはいずれか一方を利用して減衰機構７を設けることができる。両者を用いる場合、一対のガイド１０２の一方を除去し、残ったガイド１０２と突起１０１の間に減衰機構７を設けることができる。図７（ａ）は連結材６を備えた例を示しているが、図７（ｂ）に示すように連結材６を備えていない場合には、水平材４に固定されたガイド１０２と突起１０１の間に減衰機構７を設けることができる。突起１０１とガイド１０２、あるいはいずれか一方を利用するこの設置形態は、既設の煙突に本実施形態を適用するのに好適である。
また、図７（ｃ），（ｄ）に示すように、突起１０１、ガイド１０２を利用することなく、筒身１と水平材４の間を減衰機構７で直接的に接続することもできる。
減衰機構７は、支持鉄塔２と筒身１の間の相対変形を減衰エネルギに変換することを目的としているので、相対変形量が発生する箇所であれば、どこにでも設置できる。
【００２４】
オイルダンパからなる減衰機構７は減衰のみを付加するものであり、固有周期への影響は少ない。これに比べて、アスファルト系材料などに代表される粘弾性体を用いた減衰機構７は、若干の固有周期への影響はあるものの、全体応答として影響しないレベルでの設定をすることにより、本発明に十分に適用可能である。
また、減衰機構７（減衰機構）は必要な場合にのみ設置すればよく、本発明において必須の要素ではない。さらに、設ける場合には図５（ａ）に示すように最低限一箇所に設置すればよいが、図５（ｂ）に示すように複数箇所に設けること、さらには図示しないが範囲Ａの一点鎖線で示した箇所に設置することも許容する。
【００２５】
〔第３実施形態〕
ところで、減衰機構７を筒身１と支持鉄塔２の間の支持構面内に設ける場合には、両者の間の限られた空間に、減衰機構７が収容されなければならない。したがって、必要とされる減衰力が大きい場合には、支持構面内に必要な大きさの減衰機構７を設置することが困難なこともある。そのような場合には、減衰機構７を、支持構面以外の位置に設けることができる。
例えば、図８に示される煙突３０ａは、最上位の水平材４よりも上方に減衰機構７を配置する。図８の例では、支持鉄塔２の縦材３を延長するなどして減衰機構７を設置する空間を確保する。そして、図８（ｂ）に示すように、連結材８を筒身１に固定し、この連結材８と縦材３の間に減衰機構７を設けることができるし、図８（ｃ）に示すように、縦材３と筒身１の間に減衰機構７を設けることもできる。
【００２６】
減衰機構７は、他にも、図９に示される煙突３０ｂように、上下に隣接し、通常は支持構面が設けられる水平材４，４の間の中間フロアーレベルに設けることもできる。この場合も、水平材４が設けられる支持構面に比べて、減衰機構７の大きさの制限、空間的な制約が排除される。減衰機構７は、図９（ａ）に示されるように高さ方向の一箇所に設けることもできるし、図９（ｂ）に示すように高さ方向の複数箇所に設けることもできる。また、減衰機構７は、図９（ｃ）に示すように、連結材８と縦材３の間に設けることができるし、図９（ｄ）に示すように縦材３と筒身１の間に設けることもできる。
【００２７】
図８、図９に示すように、支持構面以外の位置に減衰機構７を設けることにすれば、減衰機構７の設置箇所及び大きさの制約を排除しながら、第２実施形態と同様に、支持鉄塔２と筒身１の相対変位の抑制、付加減衰効果によるさらなる地震応答レベル低減という効果を奏する。
【００２８】
第１実施形態でも述べたが、本発明は、複数の筒身１を備える煙突１０に適用することもできる。いくつかの例を、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、２本の筒身１を備える煙突３０ｃ，３０ｄを示しており、煙突３０ｃ（図１０（ａ））は各々の筒身１が対向する側と反対側（外側）のみに減衰機構７が設けられており、煙突３０ｄ（図１０（ａ））は各々の筒身１が対向する側にも減衰機構７が設けられている。
より具体的には、煙突３０ｃは、図１１（ａ）に示されるように、各筒身１に３本の連結材８をＴ字状に固定して、縦材３と各々の連結材８の間に減衰機構７を設けている。
また、煙突３０ｄは、図１１（ｂ）に示されるように、各筒身１に４本の連結材８を十字状に固定して、縦材３と各々の連結材８の間に減衰機構７を設けている。煙突３０ｄの変形例として、図１１（ｃ）に示されるように、図１１（ｂ）に対して減衰機構７を間引いて設けることができるし、図１１（ｄ）に示されるように、連結材８を設けることなく、筒身１と縦材３を減衰機構７で直接的に接続することもできる。
また、図１１（ｅ）に示すように３本の筒身１を備える煙突３０ｅ、図１１（ｆ）に示すように４本の筒身１を備える煙突３０ｆについても、支持鉄塔２と筒身１の間に相対変位が生じ、減衰が付加できる箇所に減衰機構７を設けることができる。
筒身１の数が増加してくると、個別に減衰機構７を設けることはスペース、コストの観点から効率的ではないこともあるので、図１１に示した減衰機構７の設置例を参考にして、設置箇所を適宜設定するのがよい。
【００２９】
〔第４実施形態〕
第３実施形態は、筒身１ごとに任意の方向に効果があるように減衰機構（減衰機構７）を設ける必要があった。また、例えば筒身１が３本の例では、筒身ごとに若干の重量の違いなどのアンバランスがあると、振動モードが相違し、各々の筒身に個別の振動モードが生ずる可能性もある。そこで、第４実施形態では、上記の課題に対して、各々の筒身に生じる若干の振動特性のずれを吸収可能な構造を提案する。
【００３０】
図１２（ａ）に示される煙突４０ａは第３実施形態の図１１（ａ）に示される構造に対し、また、図１２（ｂ）に示される煙突４０ｂは第３実施形態の図１１（ｄ）に示される構造に対し、２本の筒身１の間を一対の連結材９で連結し、かつ一対の連結材９を斜材１１にて接続したトラス構造の例を示している。各々の連結材９は両端が筒身１に対してピン結合されている。図１２（ｃ）に示される煙突４０ｃは、図１２（ｂ）に示される煙突４０ｂから減衰機構７の一部を省いている。
このように、図１２に示される煙突４０ａ、煙突４０ｂ及び煙突４０ｃは、減衰機構７を設ける断面で、各筒身１の間で、図１２に示すＸ方向の相対的な変位を生ずることなく、またＸ方向に変形した際に筒身１の曲げ変形によるモーメントが伝達されない。そうすることで、複数の筒身１間の水平方向の変位挙動を協調させることができる。これにより、各々の筒身１に若干の振動特性のアンバランスがあったとしても、各筒身１は水平方向の変位挙動が協調するのみで固有周期は変化しないので、第３実施形態と同等の効果を得ることができるとともに、安定した振動モードを確実に確保できる。また、一体化して挙動することにより、減衰機構７の設置箇所数も低減することが可能となる。さらに、それぞれの筒身１での熱伸びに相違があった場合でも、反力を発生させない効果を有している。
なお、Ｙ方向への水平変位に対しては、図１２の例では連結構造をトラス構造とすることにより、２つの筒身１間でのせん断力が伝達され、協調した挙動が実現され、かつ固有周期も変化しない、という効果を奏する。しかるに、連結構造は、連結材９、斜材１１を含むトラス構造に限るものではなく、上記同様の効果が得られる構成であればどのような連結形態を用いてもよいことは言うまでもない。
【００３１】
図１２は２本の筒身１を備える煙突の例を示したが、図１３に示されるように、３本の筒身１を備える煙突４０ｄ及び煙突４０ｅについても各筒身１の間を筒身１の曲げ変形によるモーメントが伝達されない構造にすることができる。
図１３（ａ）の煙突４０ｄは、図１１（ｅ）の煙突３０ｅに示される構造に対して、２本の筒身１の間を一対の連結材９で連結し、かつ一対の連結材９を斜材１１にて接続している。各々の連結材９は両端が筒身１に対してピン結合されている。
図１３（ｂ）の煙突４０ｅは、対応する筒身１と縦材３を減衰機構７で直接的に接続するとともに、各筒身１の間が上述と同様にしてピン結合されている。
【００３２】
さらに、図１４（ａ）〜（ｅ）に示されるように、４本の筒身１を備える煙突４０ｆ〜煙突４０ｊについても各筒身１の間に連結材などを設置することにより、２本の筒身の場合と同様の効果を得ることができる。
この中で、減衰機構７が設けられるスパン割りによって減衰機構の長さが大きくなりすぎる場合には、図１４（ｃ），（ｅ）に示すように、連結材１２を介して減衰機構７，７を接続することで、減衰機構７，７の規格にあわせた調整ができる。
【００３３】
さらにまた、図１５（ａ）〜（ｅ）に示されるように、５本又は６本の筒身１を備える煙突５０ａ〜５０ｅについても各筒身１の間に連結材などを設置することにより、２本の筒身の場合と同様の効果を得ることもできる。
５本の筒身１を備える煙突５０ａは、１本の筒身１を取り囲むように４本の筒身１が矩形の頂点に配置される。取り囲まれる筒身１は、その周囲の筒身１との間に支持部材１００が設けられることで、水平方向に支持される。
６本の筒身１を備える場合も、煙突５０ｂ及び煙突５０ｃのように連結材９を介して筒身１と縦材３を減衰機構７で接続することができるし、煙突５０ｄ及び煙突５０ｅのように連結材９を設けることなく筒身１と縦材３を減衰機構７で直接的に接続することもできる。その中で、煙突５０ｃ及び煙突５０ｅのように、周方向に隣接する筒身１の間をピン結合するのに加えて、対象の位置にある筒身１の間を連結材１２によりピン結合することもできる。そうすることで、６本の筒身１の水平方向の変位がより協調されやすくなる。
【００３４】
以上説明した煙突４０，５０によると、複数の筒身１間での若干の振動特性の変化があってもそれを吸収することができ、水平方向の挙動を強調させることができる。このことは、筒身１の製作時、あるいは、煙突４０，５０の施工時に若干のアンバランスが生じたとしても、そのアンバランスによる影響を排除できることを示唆している。さらに、必要とされる減衰機構の設置箇所を低減することも可能となる。
図１３〜図１５に種々の形態を示したが、本発明は、水平変位を協調させ、かつ固有周期を変化させない構造形式に広く適用することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、図１に示した下部位置α、中間位置β及び上部位置γはあくまで一例であり、本発明を実際に適用する塔状構造物の仕様、その他の条件に応じて、下部位置α、中間位置β及び上部位置γを適宜設定することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０，１０ａ，２０，３０ａ〜３０ｆ，４０ａ〜４０ｊ，５０ａ〜５０ｅ  煙突
１      筒身
２      支持鉄塔
３      縦材
４      水平材
５，１１  斜材
６，８，９  連結材
７      減衰機構
１２    連結材
１００  支持部材
１０１  突起
１０２  ガイド
２００  基礎
α      下部位置
β      中間位置
γ      上部位置
【図１】
2014055437.tif 000003
【図２】
2014055437.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014055437.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014055437.tif 000012
【図１１】
2014055437.tif 000013
【図１２】
2014055437.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年5月22日(2013.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
基礎から鉛直方向に先端に向けて立ち上る鉄塔と、
前記鉄塔の内側に配置され、前記基礎から立ち上る単数又は複数の筒身と、
前記筒身と前記鉄塔の間に設けられ、前記筒身の振動を前記鉄塔に伝達する支持部材と、を備え、
前記筒身は、前記基礎に近い下部位置と、前記先端に近い側の上部位置と、前記下部位置と前記上部位置の間に位置する中間位置と、を有し、
少なくとも前記下部位置と前記中間位置に前記支持部材は設置されるが、
前記中間位置から前記上部位置にかけては前記支持部材が設置されないことにより、前記中間位置よりも上方は、前記鉄塔と前記筒身は個別の振動が許容される、
ことを特徴とする塔状構造物。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記中間位置よりも上方であって、
前記鉄塔の水平材が設けられる構面の範囲内、又は、前記構面の範囲外に、
前記筒身と前記鉄塔の間に減衰機構が設置される、
請求項１に記載の塔状構造物。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の塔状構造物は、基礎から鉛直方向に先端に向けて立ち上る鉄塔と、鉄塔の内側に配置され、基礎から立ち上る単数又は複数の筒身と、筒身と鉄塔の間に設けられ、筒身の振動を鉄塔に伝達する支持部材と、を備えることを前提とする。
本発明の塔状構造物は、筒身が、基礎に近い下部位置と、先端に近い側の上部位置と、下部位置と上部位置の間に位置する中間位置と、を備え、少なくとも下部位置と中間位置に支持部材は設置されるが、中間位置から上部位置にかけては支持部材が設置されないことにより、中間位置よりも上方は、鉄塔と筒身は個別の振動が許容されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の塔状構造物において、中間位置よりも上方であって、鉄塔の水平材が設けられる構面の範囲内、又は、この構面の範囲外に、筒身と鉄塔の間に減衰機構を設置するのが好ましい。
減衰機構を設けることにより、鉄塔と筒身の相対変位を抑え、かつ、地震時のエネルギを吸収することができるので、地震応答レベルをより一層低減させることができる。