2018 Fiscal Year Research-status Report
長時間の多数回繰返しによるダンパー性能の低下を考慮した制振構造の設計手法の確立
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17K06634
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 大樹 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40447561)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 和浩 名城大学, 理工学部, 准教授 (80567397)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 制振構造 / 粘性ダンパー / 粘弾性ダンパー / 長周期地震動 / 性能低下 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大都市の超高層建物は都市機能の中枢を担い，かつ数千人規模の人間が建物内部で社会活動をしているため，地震時には，建物の構造を無損傷にするだけでなく，建物機能を維持し地震直後から社会活動を再開することが強く望まれている。その解決策の一つとして建物内部に地震エネルギーを吸収する制振装置（ダンパー）を設置する制振構造が採用されている例が多い。本研究は長周期地震動をうける超高層制振建物の多数回繰返しによるダンパーの性能低下を考慮した設計手法の提案を最終目的する。
今年度は，昨年度に開発した，粘性ダンパーの長時間の繰返しによる性能低下を考慮した解析モデルを，市販の構造解析ソフトに実装することができた。さらに部材構成モデルを用いて，粘性ダンパーの性能低下が応答に及ぼす影響を検討した。部材モデルを用いることで，ダンパーを設置した際の周辺架構の影響を考慮した解析が可能となった。また，今年度はさらに建物の高さの高い，超高層建物を部材構成モデルで作成し，その建物モデルを用いた応答解析も行った。これにより，建物特性が異なった場合における，長周期地震動による応答性状の違いや，性能低回に与える影響についても検討することができた。
実大の粘弾性ダンパーを用いて長時間の正弦波加振実験を行い，ダンパーの性能低下と温度上昇を確認した。
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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
今年度は，昨年度開発した長時間の繰返しによる性能低下を再現できる，時刻歴応答解析用の粘性ダンパーの解析モデルを，市販の構造解析ソフトに実装した。これにより，開発した解析モデルを一般の研究者や技術者が使用できるようになった。また，昨年度はせん断モデルのみでの検討であったが，市販ソフトを使用できるようになったので，部材構成モデルを用いた検討も行えるようになった。粘弾性ダンパーの長時間加振実験を実施し，性能低下や温度上昇が得られた。これらの結果は次年度の粘弾性ダンパーの解析の精度検証として使用される。以上，当初の予定通り，順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
粘性ダンパーについは，時刻歴応答解析を用いない簡易応答予測手法を，エネルギー法の考えを基に構築する予定である。これにより，地震動や建物特性やダンパー配置が変更された場合に，時刻歴応答解析による試行錯誤を行う必要がなくなるため，建築構造設計の大きい手助けとなる。粘弾性ダンパーについては熱伝導や熱伝達を考慮した３次元FEM解析を実施し，実験結果をシミュレートできるかを確認する。また，時刻歴応答解析に用いるための新たな簡易モデルを提案する予定である。さらに風応答波によるランダム振動時における検討も進める。
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| Causes of Carryover |
研究は当初の計画とおり概ね順調に進展している。粘弾性ダンパーの実験も実施した。ただし，実験に使用する治具にトラブルが発生したため，予定していた全ての実験を終えることができなかった。そのため，次年度使用金額が生じた。残りの実験は次年度に行う予定である。
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