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各種制振構造の架構および装置取付け部材の非線形性を考慮した設計・評価法の展開

研究課題

研究課題/領域番号 16360273
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

笠井 和彦  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10293060)

研究分担者 坂田 弘安  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (80205749)
山田 哲  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (60230455)
大木 洋司  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (20323842)
緑川 光正  独立行政法人建築研究所, 研究専門役 (90126285)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2005年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2004年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード制振構造 / 制振装置 / 架構 / 装置取付け部材 / 非線形性 / 木質架構 / 鉄骨架構 / コンクリート架構 / 制御装置
研究概要

本研究の目的は、装置種別と架構形式の様々な組み合わせからなる各種制振構造について、架構や装置取付け部材の非線形性を考慮した設計・評価法を、できるだけ包括的な形で構築することである。装置はオイル・粘性・粘弾性・鋼材・摩擦の各ダンパーを対象とし、架構材料は鉄骨、木質、コンクリートの3種類、架構形式は、ブレース型、シエアリンク型、その他である。
装置が粘性で架構が弾塑性という2種の異なる減衰を併用する構造の動的特性の評価法と、線形応答スペクトルによる最大応答の予測法を提案し、同系の他手法と比べながら精度を検証した。粘性要素と弾塑性要素をもつ一質点構造を対象とし、本手法により2種減衰併用の効果を明らかにした。これらにより、架構や装置取付け部材の非線形性を考慮した設計・評価法の基礎を築いたと言える。なお、装置が粘弾性で架構が断塑性という場合についても、包括的に評価できる方法を提案した。これまで研究代表者は一貫して線形応答スペクトルを用いながら、主架構が弾性の制振構造の応答評価や設計を実現する方法を提案してきたが、主架構が非線形性を示す場合にも、同じ手法を拡張可能であることを示すことができた。
粘弾性もしくは摩擦装置とシエアリンク型やブレース型の木質架構の組み合わせを実験し、また、それらの動的特性の評価法も構築した。その中でも画期的と思われる手法は、装置を取り付けずに架構の解析もしくは実験を行ってその非線形性を把握すれば、組み込む装置の諸元を用いて予測式のみにより制振構造全体としての動的特性が評価できるというものである。さらに、木質架構用制振壁については、平成20年5月に特許を取得した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] 様々な形式の制振構造における自由度縮約法と水平バネ系への変換法2006

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 岩崎啓介
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 605

      ページ: 37-46

    • NAID

      110004763684

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced expression for various passive control systems and conversion to shear spring model2006

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Iwasaki, K
    • 雑誌名

      Journal of Struct Constr.Engng., Architectural Institute of Japan 605

      ページ: 37-46

    • NAID

      110004763684

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 様々な形式の制振構造における自由度縮約法と水平バネ系への変換法2006

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 岩崎啓介
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第605号

      ページ: 37-46

    • NAID

      110004763684

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 粘弾性ダンパー付き間柱を設置した鉄骨フレームの動的挙動2006

    • 著者名/発表者名
      倉本洋, 小平渉, 加藤清也, 松井智哉, 中村博志, 所健, 植松工, 笠井和彦, 和田章
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第606号

      ページ: 97-104

    • NAID

      110004763714

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 架構の塑性化を考慮した粘弾性ダンパー制振構造の設計法(降伏変形角と2次剛性比が各層で不均一な場合)2006

    • 著者名/発表者名
      清川喜世, 笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会学術講演梗概集 B-2

      ページ: 805-806

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 財産保持に優れた制振住宅に関する開発の経過報告 その17 2層木質制振架構の振動台実験2006

    • 著者名/発表者名
      松田和浩, 笠井和彦, 坂田弘安, 大木洋司, 和田章, 中山一孝
    • 雑誌名

      日本建築学会学術講演梗概集 B-2

      ページ: 851-852

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 財産保持に優れた制振住宅に関する開発の経過報告 その18 平面フレームの地震応答解析2006

    • 著者名/発表者名
      西原耕作, 笠井和彦, 坂田弘安, 大木洋司, 松田和浩, 和田章, 中山一孝
    • 雑誌名

      日本建築学会学術講演梗概集 B-2

      ページ: 853-854

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Passive Control Design for Elasto-Plasticaly Damped Buiding Structure2006

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Ito, H.
    • 雑誌名

      Proceedings of The Conference on Behavior of Steel Structures in Seimic Areas, Yokohama, Japan

      ページ: 717-722

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Progress in E-defense Shaking Table Experiments of Full-Scale 5-story Building with Dampers2006

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Ooki, Y., Motoyui, S., Takeuchi, T.
    • 雑誌名

      Proc.of Third International Conference on Urban Earthquake Engineering, CUEE, Tokyo Tech

      ページ: 737-746

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 粘性減衰・履歴減衰を併用する構造における動的特性と地震最大応答の簡易評価法2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 川鍋佳史
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 591

      ページ: 43-51

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要 2004 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] K型ブレースによるシアリンク制振機構を用いた木質架構の動的挙動2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 坂田弘安, 和田章, 宮下健
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 598

      ページ: 51-59

    • NAID

      110004839851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Equivalent linearization to predict dynamic properties and seismic peak responses of a structural system with high viscous damping and hysteretic damping2005

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Kawanabe, Y
    • 雑誌名

      Journal of Struct Constr.Engng., Architectural Institute of Japan 591

      ページ: 43-51

    • NAID

      110004839692

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic Behavior of A Wood Frame with Shear Link Passive Control Mechanism Involving K-Brace2005

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Sakata, H., Wada, A., Miyashita, T
    • 雑誌名

      Journal of Struct Constr.Engng., Architectural Institute of Japan 598

      ページ: 51-59

    • NAID

      110004839851

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 粘性減衰・履歴減衰を併用する構造における動的特性と地震最大応答の簡易評価法2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 川鍋佳史
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第591号

      ページ: 43-51

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 合板パネルによるシアリンク機構を用いた木質制振架構の動的挙動に関する実験研究2005

    • 著者名/発表者名
      坂田弘安, 笠井和彦, 和田章, 宮下健
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第594号

      ページ: 65-73

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 変位依存ダンパーをもつ木質架構の振動台実験2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 和田章, 坂田弘安, 緑川光正, 大木洋司, 中川徹
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第594号

      ページ: 101-110

    • NAID

      110004839772

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 弾塑性ダンパーの剛性・降伏力・塑性率の調節による制振構造の応答制御手法2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 伊藤浩資
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第595号

      ページ: 45-55

    • NAID

      110004839788

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] K型ブレースによるシアリンク制振機構を用いた木質架構の動的挙動2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 坂田弘安, 和田章, 宮下健
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 第598号

      ページ: 51-59

    • NAID

      110004839851

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 粘弾塑性ダンパーをもつ制振構造の動的挙動に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 渡邉祐一, 湊直生
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 588

      ページ: 87-94

    • NAID

      110004839624

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 木造住宅の制振 その1:制振架構および各接合部の挙動と設計2004

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 和田章, 坂田弘安, 大木洋司, 宮下健
    • 雑誌名

      東京工業大学パッシブ制振構造シンポジウム2004

      ページ: 169-184

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 制振軽量鉄骨住宅の制振:架構動的実験,振動台実験および解析的検証2004

    • 著者名/発表者名
      大木洋司, 笠井和彦, 和田章, 緑川光正, 横山重和, 岩崎啓介
    • 雑誌名

      東京工業大学パッシブ制振構造シンポジウム2004

      ページ: 202-218

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 財産保持性に優れた戸建制振住宅に関する研究開発 その1 研究の概要2004

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 和田章, 緑川光正, 坂田弘安, 大木洋司
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 B2

      ページ: 115-116

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 財産保持性に優れた戸建制振住宅に関する研究開発 その2 制振性能の理論的評価方法2004

    • 著者名/発表者名
      山崎啓介, 笠井和彦, 大木洋司
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 B2

      ページ: 117-118

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] 架構の非線形性を考慮した粘弾性ダンパー制振構造の設計法2007

    • 著者名/発表者名
      清川貴世, 笠井和彦
    • 学会等名
      2007年度日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2007-08-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Design Method of a Passive Control System with Elasto-plastic Frame and Visco-elastic Damper2007

    • 著者名/発表者名
      Kiyokawa, T., Kasai, K
    • 学会等名
      Annual Meeting of Architectural Institute of Japan (AIJ)
    • 発表場所
      Fukuoka University
    • 年月日
      2007-08-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.serc.titech.ac.jp/~kasailab/reserch.html

    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ・木造建物の制振構造及び木造建物の制振方法・木造建物の制振装置及び木造建物の制振方法2005

    • 発明者名
      笠井・坂田・大木, 笠井・大木・坂田
    • 権利者名
      笠井・坂田・大木, 笠井・大木・坂田
    • 産業財産権番号
      2005-021980
    • 出願年月日
      2005-01-31
    • 取得年月日
      2008-05-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ・木造建物の制振構造及び木造建物の制振方法・木造建物の制振装置及び木造建物の制振方法2005

    • 発明者名
      笠井・坂田・大木, 笠井・大木・坂田
    • 権利者名
      笠井・坂田・大木, 笠井・大木・坂田
    • 産業財産権番号
      2005-021975
    • 出願年月日
      2005-01-31
    • 取得年月日
      2008-05-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 木造建物の制振構造及び木造建物の制振方法2005

    • 発明者名
      笠井 和彦, 坂田 弘安, 大木 洋司
    • 権利者名
      笠井 和彦, 坂田 弘安, 大木 洋司
    • 産業財産権番号
      2005-021980
    • 出願年月日
      2005-01-31
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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