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ダイナミック・マスと性能可変ダンパーを併用した超長周期ハイブリッド免震構造の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04454
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
研究機関東北工業大学

研究代表者

堀 則男  東北工業大学, 工学部, 教授 (60292249)

研究分担者 五十子 幸樹  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (20521983)
菅野 秀人  秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (20336449)
池永 昌容  関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (50552402)
研究協力者 井上 範夫  
鎮目 武治  
木田 英範  
村尾 秀己  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード免震構造 / 長周期地震動 / 応答制御 / ダイナミック・マス / オイルダンパー
研究成果の概要

本研究課題では,ダイナミック・マスと性能可変オイルダンパーを併用したハイブリッドシステムを提案し,免震建物の地震時応答性能のさらなる高度化を目的としている。
提案システムで用いているダンパーにはいくつかの設計変数があり,本研究では多目的遺伝アルゴリズムを用いて,効果的な地震応答低減を実現するための最適設計解の導出と地震応答に与える影響を検討した。これらの検討結果に基づき,ダイナミック・マス試験体,及び実大性能可変オイルダンパーの部分試験体を作製し,リアルタイム・ハイブリッドシミュレーション実験によって検証を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

免震構造は固有周期を伸長することによって地震力の低減を図るものであるが,水平剛性の低減は構造物の安定性を犠牲にし,また建物質量の増加は基礎構造への負担増を招くこととなる。本研究課題で用いたダイナミック・マスは見掛けの慣性質量を増大するデバイスであるため,水平剛性低減も質量増加も伴わずに,免震構造を超長周期化することが可能となる。
また性能可変オイルダンパーを併用することで,免震層の変位・速度・加速度の応答量をパッシブに検知しながら最適な制御力を発揮する免震制御性能を実現できると期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書

研究成果

(7件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] 流体軸力制限機構付きダイナミック・マス・ダンパーの基礎的検討2018

    • 著者名/発表者名
      半澤吉将,五十子幸樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ダイナミック・マス‐バネ‐ダンパー直列システムによる複素剛性ダンパー模擬2018

    • 著者名/発表者名
      日向野颯,五十子幸樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 軸力制限機構付き粘性マスダンパー免震システムの多目的最適設計と設計解感度解析2017

    • 著者名/発表者名
      南遼太,五十子幸樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝的アルゴリズムを用いた性能可変オイルダンパー付免震建物の多目的最適設計2017

    • 著者名/発表者名
      倉重万梨乃,五十子幸樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multi-objective optimal design of a base-isolated structure equipped with a series-configured inerter-spring-damper system2017

    • 著者名/発表者名
      Kohju Ikago, Hayate Higano, Cholap Chong, Brian M.Phillips
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 地震動入力レベルを考慮した粘性-マス直列型ダンパー免震システムの多目的最適制御2016

    • 著者名/発表者名
      南遼太,護法亜弥,池永昌容,五十子幸樹
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 非線形性を有するダンパーに対するリアルタイム・ハイブリッドシミュレーションの適用2016

    • 著者名/発表者名
      五十子幸樹,池永昌容,谷口洵,菅野秀人,黒澤祐,Brian M. Phillips
    • 学会等名
      日本建築学会学術講演会
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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