2014 Fiscal Year Annual Research Report
スロッシングで被害を受けた貯水槽の原因究明とその制振対策に関する研究
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25289140
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
平野 廣和 中央大学, 総合政策学部, 教授 (80256023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 尚次 中央大学, 理工学部, 教授 (30162457)
丸岡 晃 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (30310973)
鈴木 森晶 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90273276)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スロッシング / バルジング / やや長周期地震動 / 制振装置 / 貯水槽 / 振動実験 / 実機実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、愛知工業大学耐震実験センター裏に設置した大型振動台に4種類の貯水槽（タンク）を設置いて振動実験を実施した。タンクは、3m×3m×3mのステンレス鋼板製パネルタンク（以下，SUS製タンク）、3m×3m×3mならびに2m×2m×2mのFRP製パネルタンク（以下，FRP製タンク）、3m×3m×3m鋼製一体型タンク（以下、鋼製タンク）の実際に使われている貯水槽である。まず地震波一軸加振実験にり加振振動下による各形式毎の特徴を把握した。
実験の結果、側板の剛性の違いにより損傷が生じる過程が大きく分けて2種類あることが判った。一つは天井や上部の側板が破損した事例、もう一つは下部を中心としての側板や偶角部が破損した事例である。前者は、やや長周期地震動により励起されたスロッシングなどの表面波動の液面揺動に起因し、後者はタンク構造体の振動が主体となるバルジングに起因すると考えられる。ところでスロッシング問題は、受水槽を完全剛体と仮定しているのに対し、バルジング問題は側板が液体と接して振動することから、流体と構造の連成振動であり、側板は弾性体として変形しながら振動することである。そのため、明らかに両者にはその性状に違いがあることを掴んだ。
スロッシングならびにバルジングの両方に制振効果のある制振装置の開発を行うことが重要である。次年度の研究課題とする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
東日本大震災での受水槽の被害調査と本研究結果とを関連付ける事ができたことが大きな研究の進展に繋がった。被害調査では、天井や上部の側板が破損した事例、真ん中より下側の側板や偶角部が破損した事例の二種類が顕著であった。前者はスロッシングによる液面揺動に起因し、後者はタンク構造体の振動が主体となるバルジングに起因すると考えられる。本研究での成果では、同一寸法のステンレス製，鋼製，FRP製の三種類の受水槽を大型振動台に設置して振動実験を行い、タンク構造形式の違いによるバルジング挙動の違いを明らかにすることができた。この結果、側板剛性の低い構造ではバルジング現象の発生が顕著であり、この剛性がバルジング振動の発生に寄与していることを明らかにしたことである。
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| Strategy for Future Research Activity |
スロッシングならびにバルジングの異なる二つの現象に制振効果のある制振装置の開発を行うことである。特に既存の貯水槽への設置を前提とするので、施工性、経済性、安全性等々解決すべき課題を一つ一つ明らかにして行くことである。
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| Causes of Carryover |
旅費が予定より安くすんだ。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度に執行する。
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