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Advanced Design Method of Multiple Tuned Mass Dampers for Vibration Control of Spatial structures

Research Project

Project/Area Number 16K06583
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

YOSHINAKA SUSUMU  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70401271)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉富 信太  立命館大学, 理工学部, 教授 (30432363)
山川 誠  東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (50378816)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords建築構造 / 振動制御 / TMD / 空間構造 / 最適設計 / ロバスト性 / 吊り天井 / ケーブル / TMD / 初期変位 / 床スラブ / 構造制御
Outline of Final Research Achievements

In this study, we formulated a design method of TMD to improve the seismic performance of spatial structures, focusing on the variation of vibration properties by using multiple TMDs with different design parameters. (1) By using multiple TMDs, it was founded that any initial structural conditions to release TMDs became possible. And we developed a spatial arrangement method of TMDs focusing on the excitation of non-control modes. (2) We proposed a stochastic optimization to design of distributed multiple tuned mass dampers in a single layer lattice dome and confirmed its performance. (3) We developed a cable arrangement method of proposed ceilings suspended by diagonal cables. And it was confirmed that this method was highly effective to the seismic reinforcement of existing suspended ceilings.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年に発生した2011年東日本大震災や2016年熊本地震では、空間構造の主構造体や吊り天井の落下事故が多発し、多くの人命が損なわれた。地震時に避難場所として使用されることが多い空間構造の耐震安全性を考える場合は、主構造体の安全性はもちろんのこと、吊り天井など2次部材の安全性を考慮する必要がある。本研究で構築した応答制御法を用いることで、主構造体に加えて2次部材の安全性の向上が可能となる。さらに社会的要請が高い施工性に優れたケーブルを用いた既設の吊り天井補強法が、耐震性能が非常に高いことを確認できたことは、社会的意義が大きいと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 初期変位付与型TMDの同調比の設定2017

    • Author(s)
      吉中進,小鶴桂太,谷口与史也
    • Journal Title

      日本建築学会構造系論文集

      Volume: 738 Pages: 1177-1187

    • NAID

      130006026359

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 初期変位付与型TMDを設置したアーチモデルの打撃試験2016

    • Author(s)
      吉中進,谷口与史也,山川誠
    • Journal Title

      日本建築学会構造系論文集

      Volume: 722 Pages: 735-745

    • NAID

      130005148568

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 逆対称モード形状に着目したアーチ構造の振動制御2018

    • Author(s)
      吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 初期変位付与型TMDの空間配置に関する評価式の提案2018

    • Author(s)
      小鶴桂太,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(東北)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 単層ラチスドームにおける分散型TMD設計への順序統計量に基づく確率的最適化法の適用2018

    • Author(s)
      山川誠,吉中進
    • Organizer
      日本建築学会大会(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 構造体に取り付けた斜行ケーブル吊り天井の地震応答性状2018

    • Author(s)
      多田光汰,吉中進,大庭直,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆対称モード形状に着目したアーチ構造の振動制御の提案2018

    • Author(s)
      吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ストローク長さに着目した衝撃ダンパ組み込み型TMDの制振効果に関する一考察2018

    • Author(s)
      楠本倖子,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 単層ラチスドームにおける分散型 TMD設計への順序統計量に基づく確率的最適化法の適用2018

    • Author(s)
      山川誠
    • Organizer
      日本機械学会第13回最適化シンポジウム2018講演論文集
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Simultaneous optimum design of multiple tuned mass dampers in spatial and frequency domain with closely spaced natural frequencies2018

    • Author(s)
      Makoto Yamakawa and Susumu Yoshinaka
    • Organizer
      The Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact test of an arch model using TMDs with initial displacement2017

    • Author(s)
      Susumu YOSHINAKA and Yoshiya TANIGUCHI
    • Organizer
      IASS(国際シェル空間構造学会) Annual Symposium 2017
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多自由度系における初期変位付与型TMDの設計法に関する一考察2017

    • Author(s)
      小鶴桂太,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(中国)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 斜行ケーブル型吊り天井の水平荷重に対する応答性状 その1 ケーブル配置法の提案2017

    • Author(s)
      吉中進,大庭直,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(中国)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 斜行ケーブル型吊り天井の水平荷重に対する応答性状 その2 自由振動試験と構造体との連成の影響2017

    • Author(s)
      多田光汰,吉中進,大庭直,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(中国)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 斜行ケーブル吊り天井の地震応答に及ぼすケーブル配置の効果2017

    • Author(s)
      大庭直,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 初期変位付与型TMDの空間配置に関する一考察2017

    • Author(s)
      小鶴桂太,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 多層構造物におけるTMD床の最適配置法を用いたTMD床の課題の検討2017

    • Author(s)
      津留崎聖斗,吉富信太
    • Organizer
      日本建築学会大会(中国)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 凸集合内の不確定変動に対し順序統計量を用いた建築構造の最悪地震時応答解析2016

    • Author(s)
      山川誠,大崎純
    • Organizer
      第39回 情報・システム・利用・技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      日本建築学会会議室(東京都港区)
    • Year and Date
      2016-12-08
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Formulation of release conditions for TMDs with initial displacement and its application to an arch model2016

    • Author(s)
      Susumu YOSHINAKA, Riki YOSHIDA and Yoshiya TANIGUCHI
    • Organizer
      IASS(国際シェル空間構造学会) Annual Symposium 2016
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 自由振動における初期変位付与型TMDの制振効果に関する研究 その1 複数の初期変位付与型TMDの個数と同調比がインパルス応答へ与える影響2016

    • Author(s)
      小鶴桂太,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(九州)
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 自由振動における初期変位付与型TMDの制振効果に関する研究 その2 TMD power flowによる制振効果の評価と解の存在条件に関する考察2016

    • Author(s)
      吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会大会(九州)
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 複数の初期変位付与型TMDの個数と同調比がインパルス応答へ与える影響2016

    • Author(s)
      小鶴桂太,吉中進,谷口与史也
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • Place of Presentation
      大阪工業技術専門学校(大阪府大阪市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 単層ラチスドームの振動制御における TMDの空間的配置の検討2016

    • Author(s)
      菅生和政,山川誠
    • Organizer
      日本建築学会大会(九州)
    • Place of Presentation
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 大阪市立大学工学部研究者総覧

    • URL

      https://research-soran17.osaka-cu.ac.jp/html/100001198_ja.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪市立大学工学部建築学科 建築構造学研究室

    • URL

      http://www.arch.eng.osaka-cu.ac.jp/struct/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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