2019 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the effects of vertical earthquake motion on structures, etc. and advancement of vertical seismic isolation mechanism to reduce the effects
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18K04339
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
佐藤 栄児 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主任研究員 (60343761)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 鉛直地震動 / 鉛直免震機構 / セミアクティブ免震 / 回転慣性マスダンパー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年1Gを超える鉛直地震動が観測され、構造物への影響も問題視されつつある。そこで本研究では、その鉛直動の影響低減をめざし、鉛直免震に関して免震周期の長周期化とセミアクティブ技術を用いた鉛直免震機構を提案、検証する。
昨年度実施した過去の地震記録の収集と分析より得られた鉛直地震動による実験的評価を行うため、鉛直での検証が可能な鉛直免震台の設計製作を行うとともに、解析的評価のための鉛直免震システムのモデル構築を行った。また、セミアクティブ免震に用いる可変ダンパーの検討を行い、仕様等の確定を行った。
鉛直免震台として、上部構造の自重を支え鉛直運動のみを許すリンク機構を採用した免震台の設計製作を行った。免震の周期をより長周期化されるため負剛性の効果を期待した負ばねによる復元力機構を本免震台に組み込み、試験体を完成させた。復元力機構は、負ばねの設置状態を調整することで、免震の周期、支持荷重をある程度の範囲で変更することが可能であり、複数の条件下での評価検証が可能となる。
セミアクティブ免震に用いる可変ダンパー（セミアクティブダンパー）として、回転慣性マスダンパーに磁力により減衰力を可変させる機構を組み込んだ可変減衰回転慣性マスダンパーを考案し、数値解析により性能検証を行い、仕様の検討を行った。本ダンパーは、回転慣性を用いることで、免震システムの見かけの質量を付加させることが可能となり、免震対象物の付加質量や免震機構の復元力を変更しなくとも免震周期の長周期化が可能である。この効果により、免震性能が向上することが検討で明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
試験体としての免震台の設計製作が終わり、並行してセミアクティブダンパーの検討を行ってきたが、望む仕様を満たすダンパー設計において、複数回の再検討が生じ、また一部部品の入手が困難（通常はそのようなことは見込まれないが、社会情勢などにより納期が半年ほどかかる状況となった）となり、当初計画から遅れることとなった。
次年度早々にセミアクティブダンパーの設計製作にとりかかり、当初計画の遅れを取り戻す予定である。
次年度の前半までに一連の検証実験を行い、鉛直地震動の影響を低減させる免震機構の高度化を加速化させる。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度早々に、セミアクティブダンパーを完成させ、鉛直免震台による鉛直地震動による検証実験を実施する予定である。年度の前半までに各種試験を行い、各種データおよび技術的知見の取得をめざす。後半には数値解析等による検討などをあわせて行い、鉛直免震の高度化を実現させ成果の取りまとめを行う予定である。
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| Causes of Carryover |
当該年度において、セミアクティブダンパーの製作等を行うこととしていたが、設計段階において仕様を満たすための検討を複数回実施する事態が生じたことと、一部部品の入手が困難（社会情勢による納期遅延）となり、ダンパー製作が当初計画より遅れた。そのため、次年度以降にダンパーの製作を行うこととなり、使用額が生じることとなった。ただし、次年度早々にダンパーの製作等を行うこととしている。
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