(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体貯留槽と、該液体貯留槽の内部に貯留される液体とからなり、構造物の上部に設置されて当該構造物の振動を吸収する同調液体制振装置において、前記液体として、電解質のベントナイト水にバライトの微粒子を増粘剤、分散剤、アルカリ剤とともに混合してなる泥水を使用することを特徴とする同調液体制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、同調液体制振装置に関し、特に、液体貯留槽と、該液体貯留槽の内部に貯留される液体とからなり、構造物の上部に設置されて当該構造物の振動を吸収する同調液体制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば高層建築物や橋脚などのタワー系構造物における、地震や強風等による揺れを抑制する方法に、貯留槽内の液体の揺動を利用した同調液体制振装置による方法がある。
【０００３】
かかる同調液体制振装置は、液体貯留槽と、この液体貯留槽の内部に貯留される、水又は水と同程度かそれよりも大なる粘性を備えた液体とからなり、この同調液体制振装置を、例えば高層建物の屋上などに取付けて高層建物とともに揺れ動かすことにより、この高層建物の揺れを貯留槽の壁面などに作用する水圧や粘性によって吸収するものである。
【０００４】
すなわち、液体貯留槽に貯留される液体の揺動周期は、貯留槽の大きさや形状、液体の深さや粘性等によって調整することができ、これを例えば高層建物の一次固有振動周期と一致させることにより、液体は高層建物の振動によって容易に揺動を開始し、その波動によって高層建物の振動エネルギーを吸収することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の同調液体制振装置によれば、効果的な制振作用を得るためには、例えば被制振対象構造物の質量の１％程度以上の重量を備えた液体を用いることが好しいとされるが、従来の水又は水と同程度以上の粘性を備えた液体は、１．０かそれよりも小さい比重であるため、要求される質量を得るためには大規模な液体貯留槽とこれの設置スペースを必要とすることになるという課題があった。
【０００６】
また、例えば特開平１−１４６０８３号公報に記載されているように、液体貯留槽の液体内に例えばメッシュや多数の突起を設けた隔壁などからなる減衰部材を配置して粘性抵抗を高め、これによって液体の動揺を効果的に減衰させるようにしたものも考えられているが、制振装置の設計が複雑になるとともに、製作コストも増加することになるという課題があった。
【０００７】
そこで、この発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、液体貯留槽の大きさやこれの設置スペースを小さくすることができるとともに、減衰部材を特に必要とすることなく構造物の振動を効果的に吸収することのできる同調液体制振装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するためになされたもので、その要旨は、液体貯留槽と、該液体貯留槽の内部に貯留される液体とからなり、構造物の上部に設置されて当該構造物の振動を吸収する同調液体制振装置において、前記液体として、電解質のベントナイト水にバライトの微粒子を増粘剤、分散剤、アルカリ剤とともに混合してなる泥水を使用することを特徴とする同調液体制振装置にある。
【０００９】
上記泥水は、水に対するベントナイト量を増減させることにより、その比重を１．０より大きな範囲で調整して使用するとともに、増粘剤や分散剤を加えて使用する。
【００１１】
ここで、泥水は、好ましくは１．４〜２．０程度の比重を有する重泥水であって、ベントナイト泥水をベースとし、これにバライト（ＢａＳＯ４）、石灰石、酸化鉄等を加重材として混合して比重調整を行ったものである。
【００１２】
すなわち、この重泥水は、例えば電解質のベントナイト水に、例えば比重４．３のバライトの微粒子を増粘剤、分散剤、アルカリ剤とともに混合することによって構成され、ミクロン級、サブミクロン級の微粒子群が相互に電気２重層で反発力と吸引力を発生し、さらに高分子のイオンも加勢して３次元的な網目構造を形成し、結合水、半結合水、自由水で加重材であるバライトを取り囲み、移動を拘束した密な状態となって、長期にわたって粘性的な液体圧を発揮することになる。
【００１３】
そして、この実施例の同調液体制振装置によれば、泥水は１．０より大きな比重を有し、従来の水や粘性液体と比較して、効果的な制振作用を得るのに必要な質量を確保するための液体量を容易に低減することができるので、液体貯留槽やこれの設置スペースの規模を減少することができるとともに、泥水の比重を調整することによって、液体の動揺を効果的に減衰させるための減衰部材を特に必要とすることなく構造物の振動を効果的に吸収することを可能にする。
【００１４】
また、泥水に加重材を加えてなる重泥水を液体として使用するようにすれば、その大きな比重によって、液体貯留槽やこれの設置スペースの規模をさらに容易に減少することができるとともに、構造物の振動をさらに効果的に吸収することが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図１（ａ）及び（ｂ）に示すこの実施形態にかかる同調液体制振装置１０は、高層ビル１１の屋上に取り付けられて、地震や強風等によって高層ビル１１が揺れるのを抑制するためのものであって、液体貯留槽１２と、これの内部に貯留される、泥水に加重材を加えてなる比重が１．４〜２．０程度の重泥水１３とによって構成されている。なお、この同調液体制振装置１０は、その長手方向が少なくとも水平２方向に向くように高層ビル１１の屋上に複数配設され、高層ビル１１に生じる様々な方向の揺れを吸収することがができるようになっている。
【００１６】
そして、同調液体制振装置１０を構成する液体貯留槽１２は、平面形状が長方形のコンクリート製あるいは鋼製の密封された函体からなり、その内部には、重泥水１３が、これの揺動周期が高層ビル１１の一次固有振動周期と一致するような深さで、かつ波動水面を形成するようにして封入されている。
【００１７】
また、液体貯留槽１２内に封入される重泥水１３は、電解質のベントナイト水に、加重材として比重４．３のバライトの微粒子を、増粘剤、分散剤、アルカリ剤とともに混合することによって構成されたもので、ミクロン級、サブミクロン級の微粒子群が相互に電気２重層で反発力と吸引力を発生し、さらに高分子のイオンも加勢して３次元的な網目構造を形成し、結合水、半結合水、自由水で加重材であるバライトを取り囲み、移動を拘束した密な状態となって、バライト粉末を沈降させることなく例えば半年程度以上の長期にわたって粘性的な液体圧を発揮することになる。また、かかる重泥水１３によれば、バライト粉末が沈降してゲル圧すなわち粘性的な液体圧を発揮することができなくなった場合でも、これを攪拌することによって容易にその機能を回復することができる。
【００１８】
そして、上述のような構成を有するこの実施形態の同調液体制振装置１０によれば、液体貯留槽１２の内部に貯留される重泥水１３が、１．４〜２．０程度の比重を備えるため、比重のみに着目してこれの比重を例えば１．４と仮定した場合でも、従来の粘性液体の比重を０．９とすると、α＝１．４／０．９＝１．６となって、従来の粘性液体と比較して１．６倍程度の減衰効果を得ることが可能になる。また、この重泥水１３には、粘性特性もあるためかかる粘性による減衰効果も付加されることになる。
【００１９】
したがって、このような減衰効果の増大によって、液体貯留槽１２内に貯留すべき液体の量を低減して液体貯留槽１２やこれの設置スペースの規模を減少することが可能になるとともに、液体内に設ける減衰部材を不要として、設計の容易化や制振装置１０の製作コストの低減を図ることが可能になる。
【００２０】
なお、この発明は、上記実施形態の実施の態様のものに限定されるものではなく、各請求項に記載された構成の範囲内において種々に変更して採用することができる。例えば、液体貯留槽の内部に貯留される液体としては、必ずしも重泥水を使用する必要はなく、ベントナイト泥水等の、比重が１．０５〜１．１０程度の一般の泥水を使用することもできる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この発明の同調液体制振装置によれば、液体貯留槽の内部に貯留される液体として、泥水を使用しているので、効果的な制振作用を得るのに必要な質量を確保するための液体量を容易に低減して、液体貯留槽やこれの設置スペースの規模を減少することができるとともに、泥水の比重を調整することによって、液体の動揺を効果的に減衰させるための減衰部材を特に必要とすることなく構造物の振動を効果的に吸収することができる。
また、液体として電解質のベントナイト水にバライトの微粒子を増粘剤、分散剤、アルカリ剤とともに混合してなる泥水を用いることにより、ミクロン級、サブミクロン級の微粒子群が相互に電気２重層で反発力と吸引力を発生し、さらに高分子のイオンも加勢して３次元的な網目構造を形成し、結合水、半結合水、自由水で加重材であるバライトを取り囲み、移動を拘束した密な状態となって、バライト粉末を沈降させることなく例えば半年程度以上の長期にわたって粘性的な液体圧を発揮すると共に、バライト粉末が沈降してゲル圧すなわち粘性的な液体圧を発揮することができなくなった場合でも、これを攪拌することによって容易にその機能を回復することができる。
【００２２】
また、重泥水を液体として使用するようにすれば、その大きな比重によって、液体貯留槽やこれの設置スペースの規模をさらに容易に減少することができるとともに、構造物の振動をさらに効果的に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はこの発明の一実施形態にかかる同調液体制振装置の使用態様を示す説明図、（ｂ）は同調液体制振装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  同調液体制振装置
１１  高層ビル（構造物）
１２  液体貯留槽
１３  重泥水（泥水、液体）
【図１】
0003929106.tif 000002