2021 Fiscal Year Research-status Report
Practical application of combined vibration damping device corresponding to different vibration phenomena of sloshing and bulging of water tank
| Project/Area Number |
20K04667
|
|---|
| Research Institution | Chuo University |
|---|
Principal Investigator |
平野 廣和 中央大学, 総合政策学部, 教授 (80256023)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 尚次 中央大学, 理工学部, 教授 (30162457)
鈴木 森晶 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90273276)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | バルジング / スロッシング / 振動実験 / 構造と流体の連成解析 / 制振装置 / 貯水槽 / 耐震設計 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、スロッシング、バルジングの二種類の異なった振動現象に対応し、かつ既存の貯水槽の耐震性向上を可能とする複合制振装置を実用化する事を目的としている。
本年度は、まず、1980年に水槽耐震設計基準（案）が制定された後の耐震仕様のFRP製貯水槽（以下，FRPタンク）を用いて、このFRPタンクのバルジング振動特性を把握した。続いてこの耐震性の低いFRPタンクに新たに試作したバルジング用に開発した制振装置を組み込み、既存タンクの耐震性能を向上することを試みた。この結果、既存タンクの耐震性能の向上が確認出来た。但し、取り付け方等、改良を要することも課題となった。
次に、熊本地震で多くの被害を生じたステンレス製パネル貯水槽（以下、SUSタンク）に関しては、昨年度に引き続き流体と構造を連成したSUSタンクの時刻歴応答解析を実施した。まず、SUSタンクの固有振動数解析より算出した振動数での正弦波加速度での加振を行った。最後に、熊本地震（前震）益城NS波を入力加速度として加振した。これにより変位及びミーゼス応力を算出し、地震波がタンクに与える影響を考察した。その結果タンクの隅角部に降伏点を超える応力集中が生じ、下部隅角部が耐震上の弱点になっている可能性が高いことを明らかにした。
次年度に向けてバルジングに対応する設計基準を規定するための基礎データ収集行うことが出来た。またデータの整理から、バルジングを生じやすい構造側の条件の体系化を目指すことも可能となった。既存のタンクのバルジングに対応した耐震性向上に関しては、次年度に検討をする必要事項とする。具体的には、後付で取付が容易な制振装置等を検討をすることである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍のため大型振動台での実験は1回（2週間余り）だけであったが、1980年に水槽耐震設計基準（案）が制定されて以降の耐震仕様のFRPタンクを用いて、このFRPタンクのバルジング振動特性を把握することができた。
一方、数値解析（構造と流体の連成振動解析）は順調に進んでおり、ステンレス製タンク、鋼板製一体型タンクは解析面で十分に現象を再現できる様になっている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
バルジング振動への対策が必要であるステンレス製パネルタンク及びFRP製タンクの隅角部に制振装置を装着した場合の時刻歴応答解析を中心に進める。また、制振装置に関しては、取付方法に問題があったので、これを解決することを検討する。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍による緊急事態宣言期間中の出張ができなかったため。
|
