[其他]遏制建筑物振动的方法及其结构

说明书

本发明涉及一种遏制建筑物振动的方法和结构。

建筑物和民用建筑由于地震、刮风、交通运输和其他振源等而引起振动。另一方面，大多数现代建筑物和结构由于在现代结构件和精密制造技术方面富于适应性，因此和传统的建筑物相比具有更大的挠性和更少的减振能力。但是，由于现代建筑允许有比过去更大的位移，现代建筑的振动就会比传统建筑的振动更大。这样，就会产生过大的振动，在建筑物内导致各种麻烦和问题，例如建筑物非结构件的破坏、安装在建筑物内的各种实施的误动作以及住户受到不舒适的运动感觉等等。建筑物的结构件自然还要求减小振动。

为解决这些麻烦，本发明人在日本专利申请62-241045的图1中曾提出一种建筑用振动遏制装置。该专利申请所公开的一种振动遏制装置，包括液箱和保持在液箱内的液体，该装置安装在建筑物的屋面。当建筑物振动时，建筑物的振动能传递给液体，该液体的晃动固有频率与建筑物的固有频率一致，液体就以和建筑物谐振的方式晃动。因此，建筑物的振动由失去振动能向被遏制。保持在液箱内的液体重量最好大于建筑物重量的1%，以便有效地遏制建筑物的振动。

前述的遏制建筑物振动的传统装置和方法存在一个问题在于，该装置需要很大的安装空间，从而安装该装置的空间只能是在建筑物顶部。

传统装置和方法存在的另一个问题在于，必须安装许多这样的液箱，这是因为液箱尺寸的确定应使其液面晃动频率等于建筑物的频率，液箱通常较小，而总重量为建筑物重量1%的液体必须全部保持在液箱内的缘故。

存在的下一个问题在于，当液箱安装在建筑物顶部时，合乎逻辑的结果是该装置只有有效遏制建筑物的第一振动模式。

本发明的目的在于提供一种遏制建筑物振动的方法和结构，其中设置一种节省空间墙状结构，可保持液体于其内并调节液体的晃动频率，使之与建筑物的固有频率一致。

为使本发明可实际应用，振动遏制结构可包括一对限定其间的内部空间的墙构件，多个将内部空间分隔成小室的分隔墙，以及保持在小室内具有自由液面的液体。

建筑物振动时，保持在小室内的液体随之晃动。建筑物的振动能传递给液体使其晃动。结果，建筑物的振动被遏制。当液面晃动的固有频率与建筑物的固有频率一致时，可以更有效地遏制建筑物的振动。换句话说，建筑物和液体组成了单一的振荡系统，该系统的基频振动模式是一种液面晃动和建筑物位移一起发生的模式。只要液体的有效质量远小于建筑物的质量，并且液面晃动的固有频率与建筑物的固有频率一致，限定在复合空间内的振荡系统的本征模式，其所包括的液面晃动的位移相对于建筑物的位移移相90度。在单一振荡系统的基频模式中，建筑物的位移要比不带有液体的建筑物的位移小。因此，当建筑物装设有振动遏制结构时，振动变得小得多。

本发明的其它目的和优点，从下文的叙述中就会更加清楚。

附图图面说明如下：

图1显示一种应用于五层建筑物的传统的振动遏制结构;

图2显示两个自由度振动系统的振动特性;

图3是本发明的振动遏制结构的一种实施方案的纵向剖视图;

图4是图3所示实施方案的横剖视图;

图5是本发明的振动遏制结构的另一种实施方案的纵向剖视图;

图6是图5所示实施方案的横剖视图;

图7是本发明的又一种实施方案的透视简图;

图8显示本发明的又一种实施方案的套筒和内管;

图9显示本发明的又一种实施方案的套筒和内管所形成的内槽;

图10（A）和10（B）分别显示和带有本发明的振动遏制结构的建筑的位移一时间关系曲线图。

下面参照附图详述本发明的最佳实施方案。