複数の同一構造要素を有する構造物の振動性状と振動制御法に関する基礎研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450170
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 山口 宏樹 埼玉大学, 工学部, 教授 (50134474)
• Keywords: 構造システム / 部分構造 / 地震応答 / 風応答 / モード減衰 / 高架橋システム / 送電線システム / 斜張橋

Research Abstract

本研究は,複数の同一構造要素を有する構造物の固有振動(減衰)特性,強制振動特性,自励振動特性,ならびにパッシブ制御特性を,構造要素間の連成性に着目して解明し,一般化することを最終目的とする.今年度は,高架橋システム,多導体送電線ケーブルシステム,斜張橋システムを対象として,有限要素法,部分構造合成法による解析を行い,地震応答,風応答,モード減衰性状等の構造全体挙動における部分構造振動の役割を明確にした.具体的な研究概要は以下のとおりである.
1.高架橋システムの地震応答解析:3径間連続箱桁橋を対象に,全体構造システムモデルおよび1本橋脚のみを取り出した部分構造モデルを考え,それぞれについて固有振動解析ならびに非線形地震応答解析を行った.その結果を比較することにより,地震応答時の部分構造の挙動が全体挙動に及ぼす影響を考察している.
2.多スパン送電線システムのギャロッピング解析:多導体送電線システムのギャロッピング解析(複素固有値解析,非線型風応答シミュレーション)を行い,現地観測データと比較することによって,送電線システムにおけるスパン間の連成ギャロッピングの可能性,モードの選択性等を明らかにした.
3.斜張橋システムにおける連成ケーブル振動の減衰効果に関する解析:多々羅大橋の振動実験結果を基に,連成ケーブル振動が斜張橋のモード減衰を小さくし得ることを示した後,部分構造合成法に基づく斜張橋の減衰解析を行った.これは,斜張橋をケーブル部分とそれ以外(桁,タワー)の部分から成る2自由度系でモデル化し,それぞれの部分構造の減衰を適切に仮定することで複数固有値解析に持ち込み,斜張橋のモード減衰を算出するものである.これにより,部分構造であるケーブルの減衰性が小さい場合に,全体構造としての斜張橋のモード減衰性が連成ケーブル振動により引き下げられることが明確になった.

Research Products

• [Publications] 山口宏樹,Md.アラウディン: "部分構造連成を利用したケーブルシステムの振動制御"第6回運動と振動の制御シンポジウム講演論文集(日本機械学会). 141-146 (1999)
• [Publications] Md. Alauddin & H. Yamaguchi: "Control on cable vibraition through interaction among main and secondary cables"Proc.of the 2nd World Conf.on Structural Control. Vol.2. 1303-1312 (1999)
• [Publications] H. Yamaguchi ,X. Xie & T. Yukino: "Galloping of overhead transmission lines with bundled multiple conductors"Proc. of the 10th Int. Conf. on Wind Eng.. 615-622 (1999)
• [Publications] H. Yamaguchi, X. Xie & T. Yukino: "Galloping analysis of transmission lines with bundled conductors"Proc. of the 3rd Int. Symp. on Cable Dynamics. 61-66 (1999)
• [Publications] 中崎俊三,山口宏樹: "モード空力減衰に着目した暴風時質量付加型吊橋のフラッター特性"土木学会論文集. 626/I-48. 121-133 (1999)