2016 Fiscal Year Annual Research Report
様々な制振・免震構造の統一的評価法による応答制御性能の把握と改善
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16H04447
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
笠井 和彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10293060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 大樹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40447561)
松田 和浩 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80567397)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 制振構造 / 免震構造 / 設計法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
制振、免震それぞれの多様化、免震構造に似て最下層を変形させる制振構造、最近の超高層制振建物や免震構造での異種の減衰機構の混用などから、統一的な扱いが重要になっている。さらに、現状の受動的制御の限界を引き上げる例として、免震と上部構造制振の併用が有効な場合も理論から導かれた。延長として中間層免震も含め複数層の免震、その間の層の制振化も考えられ、これらを断片的、試行錯誤的でなく合理的に評価でき、例えば制振・免震それぞれの制能曲線をひとつに纏めあげて共通の尺度で表すような、統一理論が必要である。
本研究は、制振・免震構造やそれらの併用も包括できる統一理論を築き、上記の様々な設計の変位・加速度の評価を可能にしたうえで、従来の受動的応答制御の限界の引き上げの提案することを目的とする。
1年目の研究実績としては、申請書で定義した研究課題1を前倒しで終了した。研究課題1では下記の研究成果を上げた。
減衰機構の履歴形状を、バイリニアの弾塑性要素（変位依存）と、楕円の粘性要素（速度依存）の2つの基本要素の並列で近似して、統一的に表現できるようになった。これにより、非線形・バイリニア粘性ダンパー、線形・非線形粘弾性ダンパー、鋼材ダンパー、摩擦ダンパー、慣性質量ダンパー、高硬度ゴム、高減衰ゴムなど申請者らが詳細を熟知するものほか殆どの減衰機構を近似できる。減衰機構の貯蔵・損失剛性、最大力、エネルギー吸収などの動的特性を、2つの基本要素の周知の動的特性の組合せで表し、履歴形状の再現精度も確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題１年目として、十分な成果が得られたと考えている。自己点検による評価では「（2）おおむね順調に進展している。」といえる。以下にその理由について述べる。
研究計画書では研究課題1（履歴特性の統一的表現）の遂行・完了を１年目の目標としていた。これについては前倒しで目標を達成しており、すでに日本建築学会大会学術講演で発表した。また、研究課題4についても順調に研究をすすめ、日本建築学会大会学術講演で発表した。さらに28年度の交付申請書では２年目に行うこととしていた研究課題5については来年度からの着手であったが、その萌芽的な研究はすでにスタートさせ、日本建築学会大会学術講演で発表した。他に、アメリカ、中国、ルーマニアなどのシンポジウムでもそれぞれの研究内容について発表した。
以上のように、１年目の研究成果としてはおおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書で定義した研究課題2、4を継続して実施し、研究課題5を開始する。研究課題5は下記の研究内容である。
建物応答の評価法は究極的には損傷予測を目的とし、損傷の被害額が非構造材や設備機器に支配されることや、事業継続性が益々懸念されていることもふまえて、構造の応答制御による非構造材応答・損傷の抑制効果を、決定論・確率論的に評価する。評価にあたっては、構造、非構造の時刻歴解析をせずに、汎用性のある床応答スペクトル作成して、非構造材加速度・変位を求める。また、確率論的評価法では、カリフォルニア大学PEERの手法の概念を新たな方向に展開した手法による。
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