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Investigation of the effectiveness of vibration control system equipped with inertia mass effect for building structures

Research Project

Project/Area Number 17K06652
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionTohoku Institute of Technology

Principal Investigator

Funaki Naoki  東北工業大学, 工学部, 教授 (70347897)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤田 智己  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458)
飯藤 將之  仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (40198940)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords制振構造 / 振動制御 / 慣性質量 / 振動台加振試験 / 多層骨組 / 地震応答解析 / 液流ダンパー / ダンパー / 慣性質量効果 / 抵抗力特性 / 液流 / エネルギー吸収 / 制振 / 力学モデル / 地震動特性 / 機能維持 / 内圧抵抗
Outline of Final Research Achievements

We have been developing the new type of liquid damper having inertia mass effect by liquid flow in the narrow tube, and investigate the effectiveness of the damper based on test and analysis. Dynamic excitation tests on specimen dampers revealed the property of resisting force of the damper, which was composed of viscoelastic resistance of the sealing materials and inner pressure of the liquid flow, inertia mass effect through a narrow connecting pipe. It was verified that the analytical model for the resisting force constructed based on the excitation test results with enough accuracy. Also, reduced scale single and three-storied steel portal frame specimens were subjected to forced vibration tests on a shaking table and the test results were compared with the responses simulated by the time step integration program was implemented. Thus, the effect of the vibration control by the new damper was demonstrated and the validity of the response analysis program was proved.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

提案した機構が、地震時に建物に入力したエネルギーを吸収するだけでなく、細い管を液体が高速で流れることにより発生する質量効果によって建物の周期特性を調整できることを確認した。それは、地震時における建物躯体の損傷を軽減するだけでなく、建物の機能を維持できることを意味する。従って、本機構を建物に導入することにより、地震後の社会活動が継続して行われることが可能となる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] 災害後の機能維持を目的として屋根支承部に免制振部材を組み込んだ鉄骨置屋根構造の動的挙動に関する解析的研究2020

    • Author(s)
      船木尚己、畑中友、藤田智己
    • Journal Title

      東北工業大学 地域連携センター・研究支援センター紀要

      Volume: 32 Pages: 45-54

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] 地震後の機能維持を目的として屋根支承部に免制振部材を適用した鉄骨置屋根体育館の動的特性(その1)本構造の力学特性および免震部材を適用した建物の時刻歴応答解析2019

    • Author(s)
      船木尚己、畑中友、藤田智己、小野瀬順一、田中礼治
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 65B Pages: 41-47

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを用いた1層フレーム試験体の振動応答特性2017

    • Author(s)
      畑中友、船木尚己
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 63B

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを用いた多層骨組の振動応答特性(その1)試験体概要と振動台加振試験2020

    • Author(s)
      畑中友、藤田智己、船木尚己
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを用いた多層骨組の振動応答特性(その2)解析モデルと時刻歴応答解析2020

    • Author(s)
      藤田智己、畑中友、船木尚己
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを用いた1層フレームの振動応答特性(その4)地震応答解析の精度検証2019

    • Author(s)
      畑中友,船木尚己
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを用いた1層フレーム試験体の振動応答特性2018

    • Author(s)
      畑中友、船木尚己、薛松濤
    • Organizer
      日本地震工学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを付加した1層フレーム試験体の振動台加振試験2018

    • Author(s)
      横田陽大、藤田智己、畑中友、船木尚己、飯藤將之
    • Organizer
      東北地域災害科学研究集会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 慣性質量効果を有する液流ダンパーを用いた1層制振フレームの振動応答特性 その3 地震波加振試験および時刻歴応答解析2017

    • Author(s)
      畑中友
    • Organizer
      日本建築学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 東北地方太平洋沖地震を経験した制振建物の地震観測記録に基づく振動特性評価2017

    • Author(s)
      船木尚己
    • Organizer
      日本自然災害学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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