2019 Fiscal Year Annual Research Report
外乱作用中にダンパーが損傷した場合の応答逆転現象の解明と極限応答増幅率の簡易評価
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19H02292
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| Research Institution | Osaka Electro-Communication University |
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Principal Investigator |
辻 聖晃 大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (00243121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北尾 聡子 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (40273552)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オイルダンパー / 応答逆転現象 / ダンパー取付部材の損傷 / 時刻歴応答解析 / 極限応答増幅率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オイルダンパーや履歴ダンパーなどの制振装置を設置した建物に地震動が作用したときに，制振装置やその取付部材が損傷したりや破断すると，制振装置が最初から設置されていない場合よりも地震時最大応答が増幅する可能性があることを先行研究により発見し，これを「地震時応答逆転現象」と名付けた．本研究課題では，単純な建物モデルに対する数値シミュレーションならびに実験によりその存在を明らかにした地震時応答逆転現象が，現実的な建物モデルでも生じるかどうかを明らかにするとともに，その発生条件を数値的・解析的に明らかにすることを目的としている．
2020年度は．先行研究で取り扱ったのと同じ単純モデルを用いて，どのような条件が揃えば地震時応答逆転現象が発生するのかを，解析的に明らかにすることを試みた．地震動作用中に制振装置等が損傷することにより振動系の特性が変化するため，応答の最大値を解析的に表現することは困難である．そこで，先行研究でも利用した「ダブルインパルス入力」を地震入力として用い，エネルギーの釣合から応答の最大値を表現することで，地震時応答逆転現象の発生条件の解明を試みたが，論文として公表するに値する結論には到達できなかった．2020年度以降も引き続いての検討を行う．
上記と並行して，現実的な建物モデルを用いた数値シミュレーションにより，現実の建物においても地震時応答逆転現象が発生するかどうかを明らかにする検討を実施した．解析の信頼性を高めるため，解析には市販の汎用構造解析プログラムも併用している．先行研究でも明らかにしたように，多層モデルでも地震時応答逆転現象が発生する事例は確認できたものの，発生条件の整理にまでは至っていない．2020年度以降も引き続いての検討を行う．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は，数値シミュレーションによる現実的な建物モデルにおける地震時応答逆転現象の発生条件の検討と，単純モデルに対する解析的手法による地震時応答逆転現象の発生条件の解明とを並行して実施する予定であったが，後者の解明が順調には進まず，前者の数値シミュレーションの開始が大幅に遅れ，大規模なシミュレーション結果の集約には至らなかった．このため「やや遅れている」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は，当該年度に導入予定の小型振動台を使用して，任意の時刻に損傷を模擬することが可能なオイルダンパーを設置した多層せん断型構造物モデルに対する振動実験を実施し，多層モデルにおける地震時応答逆転現象の発生を確認するとともに，地震時応答逆転現象の発生条件の理論的解明ならびに数値シミュレーションの妥当性について検証する．
2021年度も，振動台による実験と数値シミュレーションを並行して実施するとともに，ダンパーに損傷が生じたとしても応答逆転現象が発生しないようなフェールセーフ装置開発のための予備的検討を実施する．
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