2018 Fiscal Year Annual Research Report
Advanced Design Method of Multiple Tuned Mass Dampers for Vibration Control of Spatial structures
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16K06583
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
吉中 進 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70401271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉富 信太 立命館大学, 理工学部, 教授 (30432363)
山川 誠 東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (50378816)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 振動制御 / TMD / 空間構造 / 吊り天井 / 初期変位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．地震応答制御のための簡易な初期変位付与型TMDの構築：複数個のTMDを自由度が大きい構造物に適用する場合、空間配置が課題となる。初期変位付与型TMDの場合は初期変位によるばね力により非制御モードが励起されることから、この点を考慮した空間配置が求められる。そこで非制御モードの励起に着目した空間配置評価式を提案し、アーチモデルを用いて検討した結果、通常のTMDと異なる結果となり、評価式の有効性が確認された。一方で空間構造のように多数のモードが励起する構造物における実用化を考えた場合、必要とされる精度から適用範囲に限界が存在する。今後はTMDに限らず、新たに提案した逆対称モード制御法など、簡易で実用化しやすい方法も開発を進める。
２．ロバストTMD最適設計法の開発：分散型TMD最適設計法を単層ラチスドームに適用した結果、約半数程度のTMDで均等配置と同程度の応答低減が可能であることが分かった。但し、応答低減量が改善されるTMD設置数には上限が存在し、入力の方向性の影響が強い設計解が最適解となった。多方向入力の考慮など各種不確定性に対するロバスト性の確保が課題となる。
３．吊り天井の耐震安全性検討のためのTMD設計法と斜行ケーブルで構成された新しい吊り天井の開発：これまでの研究により、斜行ケーブル吊り天井において最も重要な課題であるケーブル配置に関して、グランドストラクチャ法を準用した手法を開発し、小ユニット天井での効果を確認している。本年度は多様な形状の天井、屋根面へも適用可能なプログラムを開発した。地震応答解析の結果、通常のブレース補強の天井に比較して、応答変位が大幅に低減することが確かめられた。さらに既設の吊り天井に対する耐震補強にプログラムを適用した結果、部材応力が大幅に低減することが分かった。ケーブルを用いた耐震補強は施工的にも有利であり、実用化に向けた検討を開始する。
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