油圧式変位増幅機構を有するマスダンパを用いた免震構造物の応答制御手法の開発

Research Project

Project/Area Number	18K13874
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	渡井一樹東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (30778189)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000) Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords	油圧式変位増幅機構 / リンク式流体慣性ダンパ / 免震構造物 / 粘性減効果 / リリーフ効果 / 粘性減衰効果 / リリーフ機構 / マスダンパ / 免振・制振 / パッシブ制御 / リンク式流体完成ダンパ
Outline of Annual Research Achievements	本研究で提案する油圧式変位増幅機構を有するマスダンパ（パッシブマスドライバー）は、免震構造物の上部構造最上階に設置した錘（マス）と免震層の変形をリンクさせて、免震層の変形を増幅させて錘に入力することで応答制御を行うシステムである。本システム、免震層の変形を制御しつつ、上部構造の応答低減効果にも期待できる。また、錘の制御方法によっては上部構造の転倒モーメントを低減できるため、ロッキング応答の抑制にも期待できるシステムとなっている。 2019年度は提案機構の根幹をなす油圧式リンク機構について詳細な検討を行った。前年度の検討結果より、現在油圧式リンク機構として用いているリンク式流体慣性ダンパは粘性減衰力が大きすぎることが判明したため、これを低減する機構としてリリーフ機構を採用した。パッシブマスドライバーを構築するためには粘性減衰力を低減させたとしてもリンク機構の抵抗力を下げないことが重要であるが、リンク式としたダンパにリリーフ機構を適用しても一定のリンク剛性を保ちながら粘性減衰力のみを低減できることを確認した。また、リリーフ機構を適用するだけでなく、ダンパに封入する流体の特性を変えることでも粘性減衰力を低減させた。このダンパーを用いて1層縮小鉄骨試験体を用いて振動台実験を行い、パッシブマスドライバーの動力学特性を検証した。本実験では免震層をベアリングを用いた転がり支承で模擬したことから、免震層自体の摩擦力がやや大きく周期特性の変化についての評価は厳密に行えなかったものの、パッシブマスドライバーを設置することで応答低減効果が得られることは確認できた。