(57)【要約】【課題】地震対策、特に大規模地震への対策に適用し得る連結制振構造及び連結制振方法を提供する。【解決手段】隣接配置された４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄと、当該４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの間に設けられたパッシブ式の４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daとを備え、一方の対角線上に位置する２つのタワー構造物１Ａ，１Ｃは第１の固有振動数を有し、他方の対角線上に位置する２つのタワー構造物１Ｂ，１Ｄは第２の固有振動数を有し、また第１の固有振動数と第２の固有振動数とは異なる。【選択図】図１
2017043906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接配置され、かつ振動特性が異なる少なくとも２つの構造物と、
当該構造物の間に設けられたパッシブ型の振動減衰装置と
を備えることを特徴とする連結制振構造。
【請求項２】
前記構造物は、長方形の各頂点に位置する４つであり、
同一の対角線上に位置する前記構造物は同一の振動特性を有し、かつ、異なる対角線上に位置する前記構造物は異なる振動特性を有することを特徴とする請求項１記載の連結制振構造。
【請求項３】
前記振動減衰装置は、前記構造物の上端部に可動方向が水平方向となるように設けられることを特徴とする請求項１または２記載の連結制振構造。
【請求項４】
前記振動減衰装置は、複数の振動減衰器を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の連結制振構造。
【請求項５】
前記構造物の２次モード振動の腹部に相当する高さにパッシブ型の第２の振動減衰装置を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の連結制振構造。
【請求項６】
隣接配置され、かつ振動特性が異なる少なくとも２つの構造物の間に、差し渡すようにパッシブ型の振動減衰装置を設けることを特徴とする連結制振方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結制振構造及び連結制振方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１，２及び非特許文献１には、少なくとも２つの構造物をアクチュエータ（例えばリニアアクチュエータ）で連結し、当該アクチュエータを所定の制御装置で操作することにより構造物の振動を抑制する技術（制振技術）が開示されている。すなわち、この従来技術は、構造物の振動状態検出量に基づいてアクチュエータの推力を動的（アクティブ）に調節するアクティブ制振装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−１９０１３６号公報
【特許文献２】特開平０８−１７１４０３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】松本幸人、土井文夫、背戸一登（1998）「多連ビル構造物のアクティブ振動制御」、日本機械学会論文集（Ｃ編）、64巻624号56-62頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来技術は実用化において幾つかの問題点がある。
その第１は、アクチュエータの推力に限界があるため地震対策、特に大規模地震（例えば震度６以上）に対する地震対策に適用し難いことである。近未来的に発生が予測されている大規模地震（例えば震度６以上）の振動エネルギーは比較的大きいため、アクチュエータとして大きな推力のものが必要になるが、現実的には大規模地震の振動エネルギーに対応できるアクチュエータは存在しない。また、上記従来技術の実用化例は１例あるが、高層ビルの風による渦励振対策用に設計されたもの、つまり高層ビルの渦励振による比較的小振幅の揺れに対して制振効果を発揮するものである。
その第２は、アクティブ制振装置が電源を必要とするため地震対策に適用し難いことである。特に大規模地震では電源喪失が十分に予想されるので、電源喪失によってアクティブ制振装置が正常に機能せず、この結果として構造物の制振機能が十分に発揮されないことが懸念される。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、地震対策、特に大規模地震への対策に適用し得る連結制振構造及び連結制振方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、連結制振構造に係る第１の解決手段として、隣接配置され、かつ振動特性が異なる少なくとも２つの構造物と、当該構造物の間に設けられたパッシブ型の振動減衰装置とを備える、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、連結制振構造に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、構造物は、長方形の各頂点に位置する４つであり、同一の対角線上に位置する構造物は同一の振動特性を有し、かつ、異なる対角線上に位置する構造物は異なる振動特性を有する、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、連結制振構造に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、振動減衰装置は、構造物の上端部に可動方向が水平方向となるように設けられる、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、連結制振構造に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、振動減衰装置は、複数の振動減衰器を備える、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、連結制振構造に係る第５の解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの解決手段において、構造物の２次モード振動の腹部に相当する高さにパッシブ型の第２の振動減衰装置を備える、という手段を採用する。
【００１２】
本発明では、連結制振方法に係る解決手段として、隣接配置され、かつ振動特性が異なる少なくとも２つの構造物の間に、差し渡すようにパッシブ型の振動減衰装置を設ける、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大規模地震に対応し得る推力が得られると共に電力を必要としないパッシブ型の振動減衰装置を構造物間に設けるので、地震対策、特に大規模地震への対策に適用し得る連結制振構造及び連結制振方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る連結制振構造を示す正面図（ａ）及び水平断面を模式的に示す模式図（ｂ）である。
【図２】本発明の一実施形態に係る連結制振構造に対応する構造模型の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る連結制振構造に対応する構造模型の上面図である。
【図４】本発明の一実施形態の構造模型の一次振動モデル（ａ）及び当該一次振動モデルのパラメータ値（ｂ）である。
【図５】本発明の一実施形態の構造模型に対応する並列構造モデル（ａ）、結合モデル（ｂ）及び振動モデル（ｃ）である。
【図６】本発明の一実施形態の構造模型に定点理論を適用した場合における第１の振動特性図である。
【図７】本発明の一実施形態の構造模型に定点理論を適用した場合における第２の振動特性図である。
【図８】本発明の一実施形態の構造模型に定点理論を適用した場合における第３の振動特性図である。
【図９】本発明の一実施形態の構造模型におけるＡブロック及びＢブロックのインパルス応答特性図である。
【図１０】本発明の一実施形態の構造模型におけるＣブロック及びＤブロックのインパルス応答特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る連結制振構造は、図１に示すように、地上に垂直に構築された４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄを４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daで相互に連結した構造を備える。４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄは、水平断面形状が全て正方形かつ所定距離を隔てて隣接配置されている。このようなタワー構造物１Ａ〜１Ｄは、例えば高層ビルあるいは超高層ビルである。
【００１６】
より具体的には、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄのうち、タワー構造物１Ａは、直交関係にある２つの側面ａ１，ａ２のうち、一方の側面ａ１がタワー構造物１Ｂの側面ｂ１と並行対峙するように、また他方の側面ａ２がタワー構造物１Ｄの側面ｄ１と並行対峙するように立設されている。タワー構造物１Ｂは、上記側面ｂ１がタワー構造物１Ａの側面ａ１に並行対峙するように、また上記側面ｂ１と直交関係にある側面ｂ２がタワー構造物１Ｃの側面ｃ１と並行対峙するように立設されている。
【００１７】
タワー構造物１Ｃは、上記側面ｃ１がタワー構造物１Ｂの側面ｂ２と並行対峙するように、また上記側面ｃ１と直交関係にある側面ｃ２がタワー構造物１Ｄの側面ｄ２と並行対峙するように立設されている。タワー構造物１Ｄは、上記側面ｄ１がタワー構造物１Ａの側面ａ２と並行対峙すると共に上記側面ｄ１と直交関係にある側面ｄ２がタワー構造物１Ｃの側面ｃ２と並行対峙するように立設されている。
【００１８】
すなわち、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄは、水平面上において、各側面が一定の距離を隔てて平行に対向すると共に、各々の中心が正方形の各頂点に位置する状態で地面上に構築されている。このような４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄは、地震によって地面が振動した場合に自らの振動特性に応じた振動を起こす。
【００１９】
ここで、正方形の各頂点に位置する４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄのうち、同一の対角線上に位置するものは同一の振動特性を有し、かつ、異なる対角線上に位置するものは異なる振動特性を有する。すなわち、一方の対角線上に位置するタワー構造物１Ａ及びタワー構造物１Ｃは同一の振動特性Ｓ１を有し、また他方の対角線上に位置するタワー構造物１Ｂ及びタワー構造物１Ｄは同一の振動特性Ｓ２を有する。また、一方の対角線上に位置するタワー構造物１Ａ及びタワー構造物１Ｃの振動特性Ｓ１と他方の対角線上に位置するタワー構造物１Ｂ及びタワー構造物１Ｄの振動特性Ｓ２とは異なる。
【００２０】
より具体的には、タワー構造物１Ａ及びタワー構造物１Ｃは、同一の固有振動数（第１の固有振動数ｆ１）を有し、またタワー構造物１Ｂ及びタワー構造物１Ｄは、上記第１の固有振動数ｆ１とは異なる同一の固有振動数（第２の固有振動数ｆ２）を有する。また、第１の固有振動数ｆ１と第２の固有振動数ｆ２とは異なる値である。
【００２１】
このような４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの間には、所定の減衰係数を有する４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daが設けられている。これら４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daは、パッシブ型の振動減衰装置であり、例えばオイルダンパである。なお、オイルダンパは、調圧弁付きのピストンが内装されたシリンダー内にオイルが封入されたパッシブ型の振動減衰装置として周知のものである。
【００２２】
より具体的には、タワー構造物１Ａの上端近傍部位とタワー構造物１Ｂの上端近傍部位との間には、差し渡すように振動減衰装置２abが設けられ、タワー構造物１Ｂの上端近傍部位とタワー構造物１Ｃの上端近傍部位との間には、同じく差し渡すように振動減衰装置２bcが設けられている。また、タワー構造物１Ｃの上端近傍部位とタワー構造物１Ｄの上端近傍部位との間には、差し渡すように振動減衰装置２cdが設けられ、タワー構造物１Ｄの上端近傍部位とタワー構造物１Ａの上端近傍部位との間には、同じく差し渡すように振動減衰装置２daが設けられている。
【００２３】
これら４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daのうち、振動減衰装置２abは、タワー構造物１Ａとタワー構造物１Ｂとの間で振動減衰機能を発揮するものであり、タワー構造物１Ａとタワー構造物１Ｂとの対向方向、つまり側面ａ１及び側面ｂ１の直交方向（水平方向）が可動方向（伸縮方向）となるように設けられている。また、振動減衰装置２bcは、タワー構造物１Ｂとタワー構造物１Ｃとの間で振動減衰機能を発揮するものであり、タワー構造物１Ｂとタワー構造物１Ｃとの対向方向、つまり側面ｂ２及び側面ｃ１の直交方向（水平方向）が可動方向（伸縮方向）となるように設けられている。
【００２４】
また、振動減衰装置２cdは、タワー構造物１Ｃとタワー構造物１Ｄとの間で振動減衰機能を発揮するものであり、タワー構造物１Ｃとタワー構造物１Ｄとの対向方向つまり、側面ｃ２及び側面ｄ２の直交方向（水平方向）が可動方向（伸縮方向）となるように設けられている。さらに、振動減衰装置２daは、タワー構造物１Ｄとタワー構造物１Ａとの間で振動減衰機能を発揮するものであり、タワー構造物１Ｄとタワー構造物１Ａとの対向方向、つまり側面ｄ１及び側面ａ２の直交方向（水平方向）が可動方向（伸縮方向）となるように設けられている。
【００２５】
本実施形態に係る連結制振構造では、上記４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄ及び振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daに加えて、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄを相互に繋ぐ連絡通路３が複数設けられている。すなわち、連絡通路３は、タワー構造物１Ａとタワー構造物１Ｂとの間、タワー構造物１Ｂとタワー構造物１Ｃとの間、タワー構造物１Ｃとタワー構造物１Ｄとの間、タワー構造物１Ｄとタワー構造物１Ａとの間に設けられており、また４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの複数階（複数フロア）に設けられている。このような複数の連絡通路３は、各振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daの振動減衰機能を阻害しない構造（伸縮構造）を備えている。
【００２６】
ここで、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄは、複数の連絡通路３で相互に接続されており、全体として１つの高層ビルあるいは超高層ビルを構成している。換言すると、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄは、本来であれば一棟として建設されるべき高層ビルあるいは超高層ビルを垂直方向かつ十文字に４分割し、その上で複数の連絡通路３を各階に設けた構造と捉えることができる。このような見方をした場合、タワー構造物１Ａ〜１Ｄは、一棟の高層ビルあるいは超高層ビルを構成する４つのブロック構造体と捉えることができる。
【００２７】
次に、本実施形態に係る連結制振構造の制振作用及び制振効果について、図２〜図１０をも参照して詳しく説明する。
【００２８】
ここで、本実施形態に係る連結制振構造の効果を示すために実構造物として建設することは費用等の面から困難である。そこで、以下では本実施形態に係る連結制振構造の模型（構造模型）を作成し、当該構造模型の数値解析モデルに基づくシミュレーション結果によって本実施形態に係る連結制振構造の制振作用及び制振効果を説明する。
【００２９】
上記構造模型は、図２及び図３に示す構造及び寸法のものである。すなわち、この構造模型は、基礎５（基台）上に立方体形状の枠構造体６を垂直方向に８段重ねた４つのブロックａ〜ｄを隣接して設け、各ブロックａ〜ｄにおける８段目の枠構造体６の間に磁気ダンパ７ab，７bc，７cd，７daを設けたものである。このような構造模型において、４つのブロックａ〜ｄは、上述した連結制振構造のタワー構造物１Ａ〜１Ｄに対応し、また４つの磁気ダンパ７ab，７bc，７cd，７daは同じく連結制振構造の振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daに対応する。なお、上記磁気ダンパ７ab，７bc，７cd，７daは、数値解析の利便性を考慮してオイルダンパに代えて採用したものである。
【００３０】
上記４つのブロックａ〜ｄのうち、一方の対角線上に位置する２つのブロックａ及びブロックｃは枠構造体６の縦材の直径がφ４に設定され、他方の対角線上に位置する２つのブロックｂ及びブロックｄは、枠構造体６の縦材の直径がφ５に設定されている。すなわち、この構造模型では、縦材の直径をブロックａ，ｃとブロックｂ，ｄとで相違させることにより、振動特性（固有振動数）をブロックａ，ｃとブロックｂ，ｄとで相違させている。なお、以下ではブロックａを「Ａブロック」、ブロックｂを「Ｂブロック」、ブロックｃを「Ｃブロック」、またブロックｄを「Ｄブロック」という。
【００３１】
〔構造模型のパラメータ算出〕
実際の地震、特に大規模地震において、高層ビルあるいは超高層ビルの振動対策で問題になるのは一次モードの振動である。この一次モードの振動に対応した上記構造模型の平面表示モデル（平面等価モデル）は、図４（ａ）に示すものとなる。そして、この平面表示モデルについて所定の構造解析プログラム（例えば「ＡＮＳＹＳ」）を用いて数値解析を行った結果、平面表示モデルにおける各パラメータは、図４（ｂ）に示す値となった。なお、図４（ｂ）における等価減衰ｃは下式に基づいて算出した。
【００３２】
【数１】
2017043906.tif 000003
【００３３】
また、上記構造模型では、互いに隣り合う一対のブロックと当該一対のブロック間に設けられた磁気ダンパが基本要素となるので、Ａブロック、Ｂブロック、Ｃブロック及びＤブロックのうち、ＡブロックとＢブロックとを基本要素として取り上げると、当該ＡブロックとＢブロックに対応する並列構造モデル（ａ）、結合モデル（ｂ）及び振動モデル（ｃ）は、図５に示すものとなる。
【００３４】
この図５の振動モデル（ｃ）について、上記構造解析プログラムを用いて一次モード振動を数値解析した結果、固有振動数ｆｎ１，ｆａ１、等価質量ｍ１，等価剛性ｋ１が以下のように求められた。
・Ａブロックの１次モードの固有振動数：ｆｎ１＝７．２５[Ｈｚ]
・Ａブロックの同頂部に０．４[ｋｇ]の重りを付加した時の固有振動数：ｆａ１＝６．５８[Ｈｚ]
【００３５】
【数２】
2017043906.tif 000004
【００３６】
・Ｂブロックの固有振動数：ｆｎ２＝１０．８１[Ｈｚ]
・Ｂブロックの同頂部に０．４[ｋｇ]の重りを付加した時の固有振動数：ｆａ２＝９．８４[Ｈｚ] 
【００３７】
【数３】
2017043906.tif 000005
【００３８】
〔理論解析〕  
次に、上記振動モデル（ｃ）に基づいて構造模型の理論解析を行う。
（１）運動方程式と変位振幅倍率    
最初に、振動モデル（ｃ）について運動方程式（連立方程式）を求めると、下式（１）となる。なお、この運動方程式における変数ｕは、基礎５の変位であり、変数ｘ１は等価質量ｍ１（質点）の変位であり、変数ｘ２は等価質量ｍ２（質点）の変位である。
【００３９】
【数４】
2017043906.tif 000006
【００４０】
このような運動方程式（１）を解いて各質点の振幅Ｘ１，Ｘ２，Ｕについて整理すると下式（２），（３）が得られる。
【００４１】
【数５】
2017043906.tif 000007
【００４２】
ここで、固有振動数ω１，ω２、質量比μ、減衰率ζ及び固有振動数比γを以下のように定義すると、上式（２），（３）は下式（４），（５）のように表される。
【００４３】
【数６】
2017043906.tif 000008
【００４４】
【数７】
2017043906.tif 000009
【００４５】
この式（４），（５）に基づいて定常振動下の基礎５の水平変位ｕの振幅Ｕと等価質量ｍ１，ｍ２の水平変位ｘ１，ｘ２の振幅Ｘ１，Ｘ２との間の関係、つまり変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜，｜Ｘ２／Ｕ｜を求めると、次式（６）〜（８）のようになる。
【００４６】
【数８】
2017043906.tif 000010
【００４７】
ただし、上記式（６）、（７）における「Δ」は、下式（８）によって表される。
【００４８】
【数９】
2017043906.tif 000011
【００４９】
（２）最適調整条件    
図５の振動モデル（ｃ）は、このような式（６）〜（８）によって最終的に表されるが、この振動モデル（ｃ）に定点理論を適用することにより減衰率ζの最適値を求める。定点理論は、動吸振器（ダイナミックダンパ）の設計手法として周知のものである。減衰率ζを「０」に設定した場合及び減衰率ζを「∞」に設定した場合における変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜，｜Ｘ２／Ｕ｜を求めると、下式（９）〜（１１）のようになる。
【００５０】
【数１０】
2017043906.tif 000012
【００５１】
図６は、固有振動数ω１，ω２について「ω１＜ω２」と仮定し、上式（６）、（７）で与えられる変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜，｜Ｘ２／Ｕ｜の変化（振動周波数に対する変化）を示す第1の振動特性図である。この図６において，Ａブロック(非減衰時)は、上式（６）において減衰率ζを「０」とした場合の変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜（式（９））の周波数変化を示し、Ｂブロック(非減衰時)は、上式（７）において減衰率ζを「０」とした場合の変位振幅倍率｜Ｘ２／Ｕ｜（式（１０））の周波数変化を示している。
【００５２】
ここで、式 （９ ）と式 （１１) の交点を「Ｐ点」、式（１０）と式（１１） の交点を「Ｑ点」と定義する。このＰ点は、減衰率ζを０から∞まで変化させたときの変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜を示す全ての変化曲線が通過する点である。一方、Ｑ点は、同様に減衰率ζを０から∞まで変化させたときの変位振幅倍率｜Ｘ２／Ｕ｜を示す全ての変化曲線が通過する点である。すなわち、Ｐ，Ｑ点は、減衰率ζに無関係な、つまり減衰率ζに依存しない定点である。このことから、定点理論は、振動モデル（ｃ）に対して適用可能なものである。 
【００５３】
ここで、定点理論では、一般に以下の２つの条件を最適調整条件とする。
〔条件１〕：Ｐ点の変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜とＱ点の変位振幅倍率｜Ｘ２／Ｕ｜とが等しい。
〔条件２〕：変位振幅倍率｜Ｘ１／Ｕ｜はＰ点を極大点とし、変位振幅倍率｜Ｘ２／Ｕ｜はＱ点を極大点とする。
しかしながら、このような２つの条件１，２のうち、条件１は等価質量ｍ１，ｍ２を自由に変えなければならないので現実的ではない。したがって、本実施形態では、上記条件２のみを最適調整条件として採用する。
【００５４】
（３）最適調整条件下の応答特性
〔周波数応答特性〕
上式（６），（７）において、Ｐ点付近及びＱ点付近を極大点とする周波数応答は、減衰率ζを可変することによって知ることができる。すなわち、この場合、Ｐ点における減衰率ζＰ及びＱ点における減衰率ζＱについて、例えばζＰ＝０．１、かつ、ζＱ＝０.１１に設定することによって、最適調整条件として条件２を満足する周波数応答を得ることができる。なお、上述した図４（ｂ）における最適設計時の減衰係数は、ζＰ＝０．１、ζＱ＝０.１１である。
【００５５】
図７は、ζＰ＝０．１、かつ、ζＱ＝０.１１に設定した場合におけるＡブロックの変位振幅倍率｜Ａ／Ｕ｜の周波数応答及びＢブロックの変位振幅倍率｜Ｂ／Ｕ｜の周波数特性を示し、また図８は、同じくζＰ＝０．１、かつ、ζＱ＝０.１１に設定した場合におけるＢブロックの変位振幅倍率｜Ｂ／Ｕ｜の周波数応答及びＣブロックの変位振幅倍率｜Ｃ／Ｕ｜の周波数特性を示している。なお、ＣブロックとＤブロックとの間の周波数応答は、図７に示した周波数応答と同様であり、ＤブロックとＡブロックとの間の周波数応答は、図８と同様である。
【００５６】
〔インパルス応答〕
次に、条件２を最適調整条件として満足するインパルス応答について説明する。なお、このインパルス応答は、インパルス入力が基礎５に与えられた場合のＡブロック、Ｂブロック、Ｃブロック及びＤブロックの各頂部の時間応答である。
【００５７】
図９は、非減衰時及び最適減衰時におけるＡブロック及びＢブロックのインパルス応答を示している。基礎５へのインパルス入力に基づくＡブロック及びＢブロックの各頂部の振動は、インパルスが基礎５に入力された基準時点（０秒）から０．３秒が経過した時点で大きく減衰し、０．５秒経過した時点ではほぼ消滅している。
【００５８】
ここで、上述したようにＡブロックの固有振動数はｆｎ１＝７．２５[Ｈｚ]、またＢブロックの固有振動数はｆｎ２＝１０．８１[Ｈｚ]に設定されている。この結果としてＡブロック及びＢブロックの振動が０．５秒程度で十分に静止していることを考えると、実際の連結制振構造の固有振動数がｆｎ１＝１．０[Ｈｚ]と想定した場合に、タワー構造物１Ａ〜１Ｄの各頂部の振動は５秒程度で静止することが期待される。また、実際の連結制振構造の固有振動数をｆｎ１＝０．２[Ｈｚ]と想定した場合には、２５秒程度で静止することが期待される。
【００５９】
図１０は、非減衰時及び最適減衰時におけるＣブロック及びＤブロックのインパルス応答を示している。このＣブロック及びＤブロックのインパルス応答は、上述した図９と比較すると解るように同様なインパルス応答になっている。なお、Ｂブロック及びＣブロックのインパルス応答、またＤブロック及びＡブロックのインパルス応答は、図９、図１０と同様なインパルス応答であり、省略する。
【００６０】
このような構造模型に基づく振動モデル（ｃ）の数値解析によって、本実施形態に係る連結制振構造の制振性能が確認された。すなわち、本実施形態によれば、固有振動数が異なるタワー構造物１Ａとタワー構造物１Ｂとの間に振動減衰装置２abを設け、同じく固有振動数が異なるタワー構造物１Ｂとタワー構造物１Ｃとの間に振動減衰装置２bcを設け、同じく固有振動数が異なるタワー構造物１Ｃとタワー構造物１Ｄとの間に振動減衰装置２cdを設け、また同じく固有振動数が異なるタワー構造物１Ｄとタワー構造物１Ａとの間に振動減衰装置２daを設け、さらに上記振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daは大規模地震に対応し得る推力が得られると共に電力を必要としないパッシブ型の振動減衰装置なので、通常規模の地震や大規模地震への対策に適用し得る連結制振構造及び連結制振方法を提供することができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの上端近傍部位に振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daが設けられるので、大規模地震による４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの一次モード振動を効果的に減衰させることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、特に大規模地震で問題となる一次モード振動に着目して振動解析（効果解析）を行ったが、本発明に係る連結制振構造には二次モード振動や三次モード振動が発生し得る。このような二次モード振動や三次モード振動を考慮した場合、高さ方向におけるタワー構造物１Ａ〜１Ｄの上端近傍部位だけではなく、タワー構造物１Ａ〜１Ｄの途中部位にも第２の振動減衰装置を設けることが考えられる。この第２の振動減衰装置は、４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daと同様なものであり、例えば二次モード振動の腹部に相当する高さ及び／または三次モード振動の腹部に相当する高さに設けられる。この場合には、一次モード振動に加えて、二次モード振動及び／または三次モード振動を効果的に減衰させることができる。
【００６３】
（２）上記実施形態では、４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daを設けたが、これら振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daについては、各々に単一の振動減衰器から構成してもよく、または複数の振動減衰器の集合体から構成してもよい。このように複数の振動減衰器の集合体として振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daを構成した場合には、単一の振動減衰器から構成した場合に比較して連結制振構造の設計が容易である。
【００６４】
（３）上記実施形態では、４つの振動減衰装置２ab，２bc，２cd，２daとしてオイルダンパを例示したが、本発明における振動減衰装置は、オイルダンパに限定されず、パッシブ型の振動減衰装置であればオイルダンパ以外のものでもよい。また、タワー構造物１Ａ〜１Ｄとして高層ビルや超高層ビルを例示したが、本発明における構造物は、高層ビルや超高層ビルに限定されない。本発明は、ビル以外の構造物にも適用可能である。
【００６５】
（４）上記実施形態では、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの水平断面形状を正方形とすると共にタワー構造物１Ａ〜１Ｄの中心の位置を正方形の各頂点としたが、本発明はこれに限定されない。例えば４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄの水平断面形状を長辺と短辺とを有する長方形（矩形）とし、またタワー構造物１Ａ〜１Ｄの中心の位置を長方形（矩形）の各頂点としてもよい。この場合の４つのタワー構造物は、長辺方向と短辺方向とで固有振動数が異なるが、図７及び図８と同様に定点であるＰ点及びＱ点が存在するので、当該Ｐ点近傍及びＱ点近傍が極大点となるように４つの振動減衰装置の減衰係数ζを決定すれば良い。
【００６６】
（５）上記実施形態では、４つのタワー構造物１Ａ〜１Ｄを設けたが、本発明はこれに限定されない。タワー構造物は少なくとも２つ設けられていれば良く、本発明はタワー構造物の個数が２つの場合、３つの場合あるいは５個以上の場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１Ａ  タワー構造物
１Ｂ  タワー構造物
１Ｃ  タワー構造物
１Ｄ  タワー構造物
２ab  振動減衰装置
２bc  振動減衰装置
２cd  振動減衰装置
２da  振動減衰装置
３  連絡通路
５  基礎
７ab  磁気ダンパ
７bc  磁気ダンパ
７cd  磁気ダンパ
７da  磁気ダンパ
ａ  ブロック（Ａブロック）
ｂ  ブロック（Ｂブロック）
ｃ  ブロック（Ｃブロック）
ｄ  ブロック（Ｄブロック）
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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