Development of an innovative inerter-damper for high-performance seismic isolation system
| Project/Area Number |
20F20796
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
五十子 幸樹 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (20521983)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GUO XUEYUAN 東北大学, 災害科学国際研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 長周期地震動 / 免震構造 / 複素減衰 / ダイナミック・マス / Maxwell要素 / 負剛性 / 一般化マクスウェルモデル / damping function |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では，これまでに研究代表者の研究で明らかとなってきた複素減衰の長周期構造物における地震時過大変形の抑制効果に着目し，これを近似的に実現する方法を検討する．複素減衰は，周波数領域において複素数のバネで表されるもので，時間領域では因果律（原因となる外乱が作用してから構造物が応答することを指す）を満足しないことが知られている．そこで，因果律を満足しながら，複素減衰の特性を近似的に実現する方法として一般化マクスウェルモデルの減衰要素として非整数次導関数モデルに従う要素を検討し，既往研究より少ない要素数でより高い近似精度を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，免震構造物の更なる高性能化を目指したダイナミック・マスダンパーに基づく制御システムについて検討した．
受け入れ研究者の研究グループでは，複素減衰と呼ばれる減衰特性が振動数に依存しない減衰モデルを免震構造物の地震時応答制御に活用することで，高性能な免震構造システムを提案している．このようなシステムを物理的に実現する方法として，緩和時間の異なる複数のMaxwell体(線形粘性減衰要素とバネを直列結合したもの)を並列結合した所謂Maxwell-Wiechertモデルに，更にダイナミック・マスを並列に配置することで，複素減衰の振る舞いを近似する方法を提案している．本研究課題では，提案システムについて，従来確定論的に検討されて来た効果を確率論的な立場から改めて検証することで，理論の拡張を行なった．
複素減衰モデルが長周期構造物の変位制御において優位性を有することは受け入れ研究者が既に明らかにして来たことであるが，本共同研究により減衰モデルパラメータが様々な不確定要因によりばらついた場合においても優位性が保たれることが定量的に明らかとなった．本研究課題のテーマであるダイナミック・マスダンパーにより複素減衰を因果的・物理的に模擬することを考慮した時の，ダンパー製造誤差を含めた適用可能性が明らかになったと言える．
発表した研究成果の中で，日本建築学会大会学術講演会において若手優秀発表賞を受賞したことは特筆すべきである．採用期間中にjournalへの投稿までに至らなかったが，母国へ帰国後も研究機関で働くこととなっているので今後も本共同研究を継続して成果を発表する予定であり，おおむね当初の期待に沿った成果を挙げたと評価している．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
