2021 Fiscal Year Research-status Report
Integrated Response Control Method using TMD and Cable to Improve the Seismic Performance of Spatial Structures
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20K04774
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
吉中 進 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70401271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山川 誠 東京理科大学, 工学部建築学科, 教授 (50378816)
藤原 淳 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, 主幹研究員 (80817049)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 制振 / 耐震補強 / 体育館屋根 / TMD / ケーブル / 振動台実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．TMDを用いた体育館屋根の振動台実験
山形体育館の縮小1/4モデルに設置するTMD装置の最適パラメータに関する解析的検討を行い，製作する装置のパラメータを決定した。TMD装置は，錘，ばね，ダンパーで構成される。このうちダンパーに関し，本実験で使用するレベルの小型の装置に適する既製品を広く調査した結果，最適パラメータに近いエアーダンパーを用いることに決定した。エアーダンパーの性状は不明確な点が多いため，まず小型の試作機を用いてダンパーの性能を自由振動実験により検証した。その結果，必要な振動性状および減衰特性を得ることが出来ることを確認した。そこでエアーダンパーを用いて山形体育館モデルに設置する2個のTMD装置を製作した。最後にTMD装置単体での振動台実験を行い基本的な振動性状を確認した。
２．ケーブルの非抗圧性に着目した空間構造の耐震補強
これまでの研究により，非抗圧性のケーブルを用いた場合，減衰性状が構造物の応答に与える影響が大きいことが分かっている。そこで３層３スパンの小型模型を製作し，ケーブルを用いた場合の減衰性状を自由振動実験により実験的に確認した。その結果，高次の応答が大きく影響する質量比例型の減衰ではなく，一般的な剛性比例型の減衰性状に近いことを確認した。さらに圧縮力に対しても抵抗する部材と比較して減衰値は大きくなることを確認した。
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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
山形体育館屋根に設置するTMD装置を製作し，振動実験によりTMD装置単体での振動性状を確認した。さらに，ケーブルを用いた場合の振動性状に大きな影響を与える減衰性状を小型模型を用いた振動実験により確認した。以上により，現在のところおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は山形体育館の縮小モデルにTMD装置を設置し，制振性能を確認するための振動台実験を行う予定である。山形屋根を用いた振動台実験は当初は防災科学技術研究所で実施する予定であったが，振動台の故障により防災科学技術研究所での実施が不可能となった。そのため，現在振動台実験の実施が可能な施設を検討しているところである。
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| Causes of Carryover |
次年度は学外の振動台施設を借りて振動実験を行う予定です。施設までの旅費として使用する予定です。
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