2022 Fiscal Year Annual Research Report
Robustness Enhancement of Vibration-Controlled Structures by Damping Capacity Design Method
| Project/Area Number |
22H01643
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
藤谷 秀雄 神戸大学, 工学研究科, 教授 (10344011)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
向井 洋一 神戸大学, 工学研究科, 教授 (70252616)
山邊 友一郎 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (70362762)
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)
榎田 竜太 東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20788624)
伊藤 麻衣 国立研究開発法人建築研究所, 国際地震工学センター, 主任研究員 (90647421)
福井 弘久 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, 特別研究員 (50881520)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | システム同定 / 減衰評価 / 振動制御構造 / 地震応答スペクトル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
まず、アクティブ免震構造の実験システムを構築した。免震構造試験体の固有周期と減衰定数を評価し、特にパルス性地震動を入力した際のアクティブ制御効果を確認することが可能になった。
続いて、いくつかの振動制御構造に対して、制御効果をARXモデルを用いて減衰定数で評価することを試みた。免震構造の大スケール実験では転がり支承による非線形性への対処に困難な点はあるが、積層ゴムで支持された構造モデルに対するリアルタイムハイブリッド実験の結果に対しては、概ね良好に減衰定数が得られた。一部で、特に免震層の変位制御効果が高いときに、上部構造の絶対加速度が上昇した場合には、減衰定数が小さく評価されるなど今後の課題も得られた。また低層部集中セミアクティブ制振構造においては、1入力多出力のARXモデルを適用する試みを継続しているが、最上階の応答だけに着目し1入力1出力モデルを適用した時には、ほぼ適切に評価できた。さらに構造本体の周期伸長に対応できる適応型TMDについては、概ね制御効果を減衰定数で評価できることがわかった。
神戸ポートタワーの振動計測については、2022年度にTMD単体の振動計測が行われることになったので、前倒しで振動計測システムの一部を導入し、その計測を行った。その結果TMDの固有周期を特定できた。このとき無線で各計測点（GL。高さ100m付近、TMD）のデータを無線で集約できるか確認したが、困難であることが分かったので、2023年度には、計測位置毎にゲートウェイを設置しクラウドに出力する方法を採用することとした。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
すべてのテーマは予定通り進捗していることに加えて、神戸ポートタワーの振動計測については、2022年度にTMD単体の振動計測が行われたことを機に、前倒しで振動計測システムの一部を導入し、本設の計測計画を立案することができた。
さらに免震構造のセミアクティブ制御について、最適制御を適用した場合、等価線形化手法を用いて、評価関数の制御変数と応答の関係を示す手がかりを得た。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2023年度には、免震構造については、①アクティブ免震構造の応答低減効果を減衰定数で評価する方法の検討、②セミアクティブ免震構造の強非線形応答にシステム同定手法を適用した減衰評価、③免震構造が制動部材によって変形制御されたときのダンパーによる上部構造の応答低減について取り組む。
制振構造については、①低層部集中セミアクティブ制御された構造モデルに対して1入力多出力のARXモデルを適用、②適応型TMDを多質点系モデルに適用し減衰定数で制御効果を評価、③AMDによるアクティブ制振構造の減衰性能評価に取り組む。
また神戸ポートタワーについては、竣工後に振動計測システムを設置し、長期の計測を開始し、制振改修による減衰効果を評価する。
リアルタイムハイブリッド実験に関しては、高速アクチュエータおよび振動台の遅れ時間を最小限に低減する高精度化を行う。
|
