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Development of the Highest Accuracy Force Measurement System for Large Biaxial and Triaxial Dynamic Tests

Research Project

Project/Area Number 22K18843
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Kishiki Shoichi  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (00447525)

Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords建築構造 / 実験装置 / 計測方法 / 精度 / 多軸加力
Outline of Research at the Start

これまでに台湾国立地震研究所(NCREE) の大型2軸加力装置での実際の大型実験、および加力・計測精度の調査を行っている。この装置では可動テーブルと鉛直アクチュエータの接触面での摺動抵抗力が、水平力のデータに混入し、水平アクチュエータのデータから、推測した摺動抵抗力を除去することで試験体の反力を評価している。しかし、本試験体の出荷試験と、同条件でのNCREEの試験の結果が著しく異なる問題があった。他の現存する大型装置の全てが同様な状況にあるため、本研究では、水平リンクと鉛直リンクを用いた新たな実験手法を提案し、1/3のモデルを用いて実験検証を行う。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research project is to verify the performance of the components of the experimental apparatus (full-scale testing facility “E-Isolation”), which employs a new measurement method with laminated rubber bearings and four horizontal links, in parallel with the construction of the facility, and to conduct verification experiments for maximum vertical and horizontal loading performance after the apparatus is put into operation. Through these experiments, the characteristics of the natural rubber laminate bearing that constitutes the facility in the extremely small-deformation region, the vertical characteristics when pre-stress is introduced, and the horizontal characteristics of the reaction beam supports were determined. Furthermore, the laminated rubber bearing was inserted as the test specimen, and dynamic experiments were conducted on the maximum vertical load and horizontal performance of the testing machine to confirm the validity of the measurement system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我が国には大型化する免震部材に対して、その破壊実験や性能検証を縮小試験体の静的実験結果などを基に外挿して評価している問題があった。しかしながら、実大免震試験機“E-Isolation”が完成し、それらの実験が可能となった。本研究課題では、実大免震試験機のキーとなる天然ゴム系積層ゴム支承の微小変形時の挙動を把握するとともに、建設時における各部の性能確認を行ったものである。完成後には最大鉛直・水平性能の実験を行い、新たな計測システムの妥当性を検証しており、今後の実大免震試験機の活用に際して重要なデータを得ることに成功している。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] E-Isolationを活用した天然ゴム系積層ゴムの実験研究2023

    • Author(s)
      小林真帆, 酒井一至, 黒澤未來, 吉敷祥一
    • Journal Title

      第16回 日本地震工学シンポジウム論文集

      Volume: 16

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 実大免震試験機“ E-Isolation”における検証実験2023

    • Author(s)
      酒井一至, 小林真帆, 平野一郎, 黒澤未來, 吉敷祥一, 高橋良和
    • Journal Title

      第16回 日本地震工学シンポジウム論文集

      Volume: 16

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 様々な振幅領域における天然ゴム系積層ゴムアイソレータの各種依存性2024

    • Author(s)
      小林真帆, 酒井一至, 黒澤未來, 吉敷祥一
    • Organizer
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 実大免震試験機における性能検証実験-摩擦力と慣性力を除去できる計測システムの検証-2024

    • Author(s)
      酒井一至, 吉敷祥一, 小林真帆, 黒澤未來
    • Organizer
      2023年度日本建築学会関東支部研究報告
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高鉛直荷重下の水平荷重測定において摩擦力と慣性力から解放された実大動的免震実験装置の開発と実現 その13:積層ゴムの微小変形下における挙動2023

    • Author(s)
      小林真帆, 酒井一至, 黒澤未來, 吉敷祥一, 東山孝治, 味野朋裕
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高鉛直荷重下の水平荷重測定において摩擦力と慣性力から解放された実大動的免震実験装置の開発と実現 その14:反力梁支持部分の水平剛性確認実験2023

    • Author(s)
      吉敷祥一, 酒井一至, 小林真帆, 平野一郎, 黒澤未來, 高橋良和
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高鉛直荷重下の水平荷重測定において摩擦力と慣性力から解放された実大動的免震実験装置の開発と実現 その15:計測システムの検証実験2023

    • Author(s)
      黒澤未來, 酒井一至, 小林真帆, 平野一郎, 吉敷祥一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高鉛直荷重下の水平荷重測定において摩擦力と慣性力から解放された実大動的免震実験装置の開発と実現 その16:鉛直荷重下における計測システムの検証実験2023

    • Author(s)
      酒井一至, 小林真帆, 平野一郎, 黒澤未來, 吉敷祥一, 高橋良和
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Evaluation of Various Dependencies in the Reduced and Full-scale Natural Rubber Bearings2023

    • Author(s)
      Maho Kobayashi, Kazushi Sakai, Miku Kurosawa, Shoichi Kishiki
    • Organizer
      18th World Conference on seismic Isolation, Energy Dissipation and Active Vibration Control of Structures
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experiment on Verification of Measuring System of Experimental System for Full-size Seismic Isolator2023

    • Author(s)
      Kazushi Sakai, Maho Kobayashi, Ichiro Hirano, Miku Kurosawa, Shoichi Kishiki, Yoshikazu Takahashi
    • Organizer
      18th World Conference on seismic Isolation, Energy Dissipation and Active Vibration Control of Structures
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小振幅下における天然ゴム系積層ゴムの各種依存性2023

    • Author(s)
      小林真帆, 黒澤未來, 吉敷祥一
    • Organizer
      2022年度日本建築学会関東支部研究報告集
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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