(57)【要約】【課題】構造物を構成する大屋根を構成するスペースフレームの面外方向の振動を効率よくかつ効果的に抑制することの可能な構造物の制振装置を提供することを目的とする。【解決手段】大屋根４を構成するスペースフレーム２の、各スペースフレームの面に鉛直な方向の振動を抑制するようにした構造物の制振装置であって、前記各スペースフレームのスパン長よりも長い全長を有する張力部材６を配設し、この張力部材の途中に第１のリンク片７を回動自在に連結するとともに、屋根に第２のリンク片８を回動自在に連結し、これらの第１のリンク片の他端部と第２のリンク片の他端部とを回動自在に連結し、これらの第１のリンク片と第２のリンク片との連結部（１３）に、これらを付勢することにより、張力部材に張力を与える付勢部材９と、第１のリンク片と第２のリンク片の回動によって作動させられる緩衝部材１０とを設けてなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物を構成する大屋根を構成するスペースフレームの、各スペースフレームの面に鉛直な方向の振動を抑制するようにした構造物の制振装置であって、前記各スペースフレームのスパン長よりも長い全長を有する張力部材を配設し、この張力部材の途中に第１のリンク片を回動自在に連結するとともに、前記屋根に第２のリンク片を回動自在に連結し、これらの第１のリンク片の他端部と第２のリンク片の他端部とを回動自在に連結し、これらの第１のリンク片と第２のリンク片との連結部に、これらの第１のリンク片と第２のリンク片を付勢することにより、前記張力部材に張力を与える付勢部材と、前記第１のリンク片と第２のリンク片の回動によって作動させられる緩衝部材とを設けてなることを特徴とする構造物の制振装置。
【請求項２】
前記張力部材をロープによって構成したことを特徴とする請求項１に記載の構造物の制振装置。
【請求項３】
前記張力部材を、相互に回動自在に連結された複数の鋼棒によって構成したことを特徴とする請求項１に記載の構造物の制振装置。
【請求項４】
前記第１のリンク片および第２のリンク片を、前記張力部材の長さ方向に間隔をおいた２カ所に一組ずつ配設し、これらの各組を構成する第１のリンク片あるいは第２のリンク片間に、前記付勢部材および緩衝部材を配設したことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項５】
前記スペースフレームのスパン長の略中央部に連結部材を配設するとともに、相互に連結された前記第１のリンク片および第２のリンク片の複数組を、前記連結部材に対して水平方向に放射状に配設し、これら各組の第１のリンク片と第２のリンク片との連結部と前記連結部材との間に、前記付勢部材および前記緩衝部材を配設したことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項６】
前記緩衝部材が、オイルダンパであることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項７】
前記緩衝部材が、減衰係数が可変であるアクティブダンパであり、前記水平構造体に、その揺れを検出するセンサを設けるとともに、このセンサからの検出信号に基づき、前記アクティブダンパの減衰係数の調整を行うコントローラを設けてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項８】
前記センサが、加速度センサであることを特徴とする請求項７に記載の構造物の制振装置。
【請求項９】
前記緩衝部材が、粘弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の構造物の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は構造物の制振装置に係わり、特に、大屋根を構成するいわゆるスペースフレームに適用されて、前記スペースフレームの面外方向の振動を抑制するようにした構造物の制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、競技場、プール、体育館、あるいは、劇場等の大きな空間部を有する構造物に設けられる大屋根においては、その中間部に柱等の支持構造体を設けることができないことから、その周縁部において支持しなければならず、これに伴って、前記大屋根の支持スパンも長い。
【０００３】
そして、前述したように支持スパンが長くなると、台風時等における前記大屋根の面外方向の振動も発生しやすくなることから、その対策が要望されている。
【０００４】
そこで従来では、前記大屋根の周縁部、あるいは、前記大屋根の周縁部を支持する柱や壁に制振装置を設置して、前記大屋根に発生する面外方向の振動を抑制するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術においては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
【０００６】
すなわち、周縁部で支持された大屋根の面外方向の振動は、その中央部が最も大きくなるが、前述した従来の技術にあっては、前記制振装置の設置場所が配設し、これら各組の第１のリンク片と第２のリンク片との連結部と前記連結部材との間に、前記付勢部材および前記緩衝部材を配設したことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、構造物を構成する大屋根を構成するスペースフレームの面外方向の振動を効率よくかつ効果的に抑制することの可能な構造物の制振装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の構造物の制振装置は、前述した目的を達成するために、構造物を構成する大屋根を構成するスペースフレームの、各スペースフレームの面に鉛直な方向の振動を抑制するようにした構造物の制振装置であって、前記各スペースフレームのスパン長よりも長い全長を有する張力部材を配設し、この張力部材の途中に第１のリンク片を回動自在に連結するとともに、前記屋根に第２のリンク片を回動自在に連結し、これらの第１のリンク片の他端部と第２のリンク片の他端部とを回動自在に連結し、これらの第１のリンク片と第２のリンク片との連結部に、これらの第１のリンク片と第２のリンク片を付勢することにより、前記張力部材に張力を与える付勢部材と、前記第１のリンク片と第２のリンク片の回動によって作動させられる緩衝部材とを設けてなることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の構造物の制振装置は、請求項１に記載の前記張力部材をロープによって構成したことを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の構造物の制振装置は、請求項１に記載の前記張力部材を、相互に回動自在に連結された複数の鋼棒によって構成したことを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の前記第１のリンク片および第２のリンク片を、前記張力部材の長さ方向に間隔をおいた２カ所に一組ずつ配設し、これらの各組を構成する第１のリンク片あるいは第２のリンク片間に、前記付勢部材および緩衝部材を配設したことを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の前記スペースフレームのスパン長の略中央部に連結部材を配設するとともに、相互に連結された前記第１のリンク片および第２のリンク片の複数組を、前記連結部材に対して水平方向に放射状に配設し、これら各組の第１のリンク片と第２のリンク片との連結部と前記連結部材との間に、前記付勢部材および前記緩衝部材を配設したことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項５の何れかに記載の前記緩衝部材が、オイルダンパであることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項５の何れかに記載の前記緩衝部材が、前記緩衝部材が、減衰係数が可変であるアクティブダンパであり、前記水平構造体に、その揺れを検出するセンサを設けるとともに、このセンサからの検出信号に基づき、前記アクティブダンパの減衰係数の調整を行うコントローラを設けてなることを特徴とする。
本発明の請求項８に記載の構造物の制振装置は、請求項７に記載の前記センサが、加速度センサであることを特徴とする。
本発明の請求項９に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項５の何れかに記載の前記緩衝部材が、粘弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。
図１において符号１で示す本実施形態に係わる構造物の制振装置は、大屋根４を構成するスペースフレーム２に適用したもので、このスペースフレーム２に、そのスパン長よりも長い全長を有する張力部材６を配設し、この張力部材６の途中に第１のリンク片７を回動自在に連結するとともに、前記大屋根４に第２のリンク片８を回動自在に連結し、これらの第１のリンク片７の他端部と第２のリンク片８の他端部とを回動自在に連結し、これらの第１のリンク片７と第２のリンク片８との連結部に、これらの第１のリンク片７と第２のリンク片８を付勢することにより、前記張力部材６に張力を与える付勢部材９と、前記第１のリンク片７と第２のリンク片８の回動によって作動させられる緩衝部材１０とを設けた基本構成となっている。
【００１０】
ついでこれらの詳細について説明すれば、前記張力部材６は、本実施形態においてはロープが用いられており、図３に示すように、その一端部が、前記スペースフレーム２のコーナ部に設けられている前記支持部５に固定され、また、他端部が、前記大屋根４の中央部に配設された矩形状の連結枠１１に固定されている。
さらに、本実施形態においては、前記張力部材６は、各支持部５と、前記連結枠１１の各コーナ部とを連結するように合計８本設けられ、水平方向において対向する一対の張力部材６と前記連結枠１１の一辺の長さの合計が、前記対角線上に位置させられている支持部５間の間隔よりも長く設定されている。
【００１１】
前記第１のリンク片７は、前記連結枠１１の一辺方向に間隔をおいて平行に２組設けられて、それぞれ、前記連結枠１１の下部に設けられたピン１２を介して、前記連結枠１１（すなわち、前記張力部材６）に回動自在に連結されている。また、平行に配設された各組の第１のリンク片７の他端部は、平行に配設された一対のピン１３によってそれぞれ相互に連結されており、これによって、一対の第１のリンク片７が、前記ピン１２まわりに一体的に回動させられるようになっている。
【００１２】
前記第２のリンク片８は、本実施形態においては一対設けられており、それぞれの下端部が、前記ピン１３に回動自在に連結され、また、上端部が、前記大屋根４の下部骨格を構成する矩形状の第２の連結枠１４の、対角線上に位置する２つのコーナ部にピン１５を介して回動自在に連結されている。
また、前記第２の連結枠１４は、構造物の外周部を構成する矩形状の前記スペースフレーム２の各コーナ部に取り付けられた４本の梁１６によって、前記スペースフレーム２に固定されている。
【００１３】
そして、前記付勢部材９は、本実施形態においては引張りばねによって構成されており、前記ピン１３間に平行に一対取り付けられて、前記両ピン１３を相互に接近する方向に付勢している。
【００１４】
また、前記緩衝部材１０は、本実施形態においてはオイルダンパを示してあり、前記両付勢部材９間において、前記両ピン１３に掛け渡されるように取り付けられている。
【００１５】
さらに、前記第１のリンク片７は、前記第２のリンク片８よりも長く形成されているとともに、前記第１のリンク片７と連結枠１１との連結部であるピン１２が、前記第１のリンク片７と第２のリンク片８との連結部であるピン１３よりも内側に位置させられている。
したがって、前記付勢部材９の付勢力によって前記両ピン１３が接近する方向に付勢されていることにより、前記第１のリンク片７および第２のリンク片８が、他の第１のリンク片７と第２のリンク片８へ近付く方向に付勢され、これによって、前記連結枠１１が、前記第２の連結枠１４を支持体として上方へ付勢され、この結果、前記各張力部材６が緊張状態に保持されるようになっている。
【００１６】
一方、前記スペースフレーム２は、図２に示すように、相互に面方向に順次連結されるとともに、隣接するスペースフレーム２間が若干の角度を持つようにアーチ型に連結され、これによって、大屋根４を下部から支持するようになっている。
【００１７】
ついで、このように構成された本実施形態に係わる制振装置１の作用について説明する。
たとえば台風時等において、前記大屋根４は、前記スペースフレーム２の面外方向に振動する。
【００１８】
そして、このような振動により、たとえば、前記大屋根４の中央部を構成する第２の連結枠１４が、図４に示すように、実線で通常状態から二点差線で示すように、前記スペースフレーム２の面外方向（図示例では上方）へ向けて変位すると、これに伴って、前記各ピン１５が前記第２の連結枠１４とともに上方へ移動するとともに、これらのピン１５に連結されている前記各第２のリンク片８も同様に上方へ移動させられる。
【００１９】
しかしながら、前記各第１のリンク片７の一方の連結部である各ピン１２は、前記張力部材６が緊張状態に保持されていることによって、その位置が拘束されていることから、前述した各第２のリンク片８の上昇に伴い、前記各第１のリンク片７が、前記各ピン１２を中心として回動させられる。
これらの第１のリンク片７の回動方向は、前記各第２のリンク片８との連結部である各ピン１３が離れる方向である。
【００２０】
この結果、前記両ピン１３間に設けられている両付勢部材９が延びて、前記張力部材６が緊張状態に保持されるとともに、前記緩衝部材１０が伸張するように作動させられて減衰機能が発生する。
これによって、前述した第２の連結枠１４の面外方向の振動、すなわち、大屋根４の面外方向の振動が抑制されることとなる。
【００２１】
一方、図４に示すように、前記第２の連結枠１４の変位量をＸとし、前記ピン１３の横方向への変位量βＸとした場合、前記第１のリンク片７と第２のリンク片８とによって増幅機構が構成されていることにより、「β≫１」となり、この結果、前記緩衝部材１０の作動量が大きくなり、その減衰効果が高められる。
【００２２】
また、前記第２の連結枠１４が下方へ向けて振動した場合、前記張力部材６の緊張状態を解く方向への移動となるが、前記両ピン１３が、前記両付勢部材９によって常時接近する方向に付勢されていることにより、前述した張力部材６が緊張状態に保持される。
したがって、前記第１のリンク片７や緩衝部材１０の動きが前述した方向と逆方向となり、同様の減衰効果が得られる。
【００２３】
この結果、前記大屋根４の上下振動のいずれの方向においても効果的な減衰機能が得られ、高い制振機能を得ることができる。
【００２４】
そして、前記実施形態においては、前記張力部材６をロープによって構成した例について示したが、これに代えて、図５に示すように、複数の鋼棒６ａ・６ｂによって構成することも可能である。
また、前記緩衝部材１０としてオイルダンパを例示したが、これに代えて、粘弾性体あるいは弾塑性体を用いることも可能である。
【００２５】
図６は、本発明の第２の実施形態を示すもので、前記張力部材６を１本のロープによって構成した例を示した。
また、この実施形態においては、前記張力部材６を、前記大屋根４を構成する第２の連結枠１４や梁１６よりも下方に配置している。
このような構成とする場合には、前記各第１のリンク片７を各第２のリンク片８よりも短く形成するとともに、各第１のリンク片７と張力部材６との連結部であるピン１２を、前記第２のリンク片８と前記第２の連結枠１４との連結部であるピン１５よりも内側に位置させる。
このような構成においても、前記第１の実施形態と同様の作用を得ることができる。
【００２６】
図７は、本発明の第３の実施形態を示すもので、図６における第２のリンク片８よりも外側に、一対の支持脚１７を配設するとともに、これらの支持脚１７の下端部を前記張力部材６に固定し、前記各支持脚１７の上端部に、前記第１のリンク片７の上端部を回動自在に連結したものであり、さらに、たとえば、前記第１のリンク片７と第２のリンク片８との連結部であるピン１３を介して、錘１８を取り付けたものである。
この錘１８を取り付けることによって、制振装置１の慣性質量を大きくすることができる。
【００２７】
さらに、図８および図９は、本発明の第４の実施形態を示すもので、３角錐状の屋根に適用したものである。
本実施形態においては、連結枠１９および第２の連結枠２０を３角形に形成するとともに、これらの連結枠１９と第２の連結枠２０のコーナ部間に、第１のリンク片７および第２のリンク片８を配置し、これらの第１のリンク片７と第２のリンク片８との連結部を構成するピン１３に接続される３組の付勢部材９および緩衝部材１０の他端部を、これらの略中央部に配設された連結プレート２１に固定した構成となっている。
本実施形態においても、前述した他の実施形態と同様の作用を得ることができる。
【００２８】
なお、前記各実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
たとえば、前記緩衝部材１０を、減衰係数が可変であるアクティブダンパによって構成しておき、前記大屋根４の振動を変位センサや加速度センサによって検出して、この検出結果に基づいて前記アクティブダンパの減衰係数を調整して、緩衝部材１０の減衰力を調整するようにしておくことにおり、大屋根４の揺れの大きさに対応した適切な減衰機能を発揮させるようにすることも可能である。
【００２９】
また、前記連結枠１１・１９や第２の連結枠１４・２０に代えて、剛体からなる平板を用いることも可能であり、さらに、前記張力部材６を梁部材とするとともに、前記梁１６をロープ等の弦とすることも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる構造物の制振装置によれば、中央部に支持体のない大屋根に対し、大屋根における面外方向の振動を直接緩衝部材へ伝達してその振動を抑制することにより、大きな振動が発生する位置における制振機能を確保することができ、また、前記大屋根の面外方向の振動を拡大して緩衝部材へ伝達することにより、この緩衝部材の作動量を極力大きくして、前記大屋根の振動に伴うエネルギを確実に吸収し、この結果、この大屋根に対する制振機能を確実に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す要部の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す、大屋根を構成するスペースフレームの連結状態の一部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示す要部の概略平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の動作を説明するための要部の拡大概略図である。
【図５】本発明の変形例を示す概略正面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態を示概略正面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す概略正面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態を示す概略平面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１  制振装置
２  スペースフレーム
４  屋根
５  支持部
６  張力部材
６ａ  鋼棒
６ｂ  鋼棒
７  第１のリンク片
８  第２のリンク片
９  付勢部材
１０  緩衝部材
１１  連結枠
１２  ピン
１３  ピン
１４  第２の連結枠
１５  ピン
１６  梁
１７  支持脚
１８  錘
１９  連結枠
２０  第２の連結枠
２１  連結プレート
【図１】
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【図２】
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【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】
2004150505.tif 000009
【図８】
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【図９】
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