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巨大地震に対するRCパッシブ制振建物-地盤連成系の非線形最適制御設計法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K06564
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関北海道大学

研究代表者

白井 和貴  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20610968)

研究分担者 飯場 正紀  北海道大学, 工学研究院, 教授 (40344006)
菊地 優  北海道大学, 工学研究院, 教授 (50344479)
研究協力者 藤森 健史  
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードパッシブ制振構造 / 地震応答 / 最適ダンパー / 建物と地盤の動的相互作用 / スウェイ・ロッキング / 鉄筋コンクリート造 / 履歴ダンパー / 振動台実験 / 摩擦ダンパー / 非線形地震応答
研究成果の概要

本研究では、鉄筋コンクリート造(RC)のパッシブ制振建物と地盤の連成系を対象とし、巨大地震に対する最適な制御設計手法の構築に取り組んだ。下部にスウェイ・ロッキング(SR)動を考慮した制振構造の振動台実験、SRモデルおよびPenzien型の多質点系モデルを用いた地震応答解析を実施し、RC制振建物の最適ダンパー特性について検討した。これらの結果、地盤条件、ダンパー支持材剛性、地震波入力レベル等の違いによって、地震応答を最小化する最適ダンパー耐力が変化することを示した。さらに、伝達関数に基づき最適ダンパー値を理論的に評価する手法について検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、地盤の影響を考慮した非線形パッシブ制振構造の最適制御設計について検討を行った。地盤の影響と非線形系の最適制御設計の両方にまたがる既往研究はこれまでに少なく、これに踏み込んだことが本研究の学術的特色といえる。本研究の結果、パッシブ制振構造の設計の際に建物と地盤の動的相互作用の影響を適切に考慮することの重要性が示された。本研究で得られた成果は、地盤の影響を適切に考慮した合理的・効率的・簡易な制振設計の実現を通して将来の地震被害軽減に貢献することを期待している。

報告書

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

    (8件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Optimal Damper Slip Force for Vibration Control Structures Incorporating Friction Device with Sway-Rocking Motion Obtained Using Shaking Table Tests2019

    • 著者名/発表者名
      Kazutaka Shirai, Akari Nagaoka, Nami Fujita, Takeshi Fujimori
    • 雑誌名

      Advances in Civil Engineering

      巻: 6356497 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1155/2019/6356497

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] スウェイ・ロッキング機構を有する摩擦ダンパー付きパッシブ制振構造の振動台実験に基づく最適ダンパー特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      白井和貴、飯田俊郎、藤森健史
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 65B ページ: 31-40

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Penzien型モデルの地震応答解析に基づく制振建物の最適ダンパー特性 その1 解析方法2019

    • 著者名/発表者名
      白井和貴、藤森健史、飯場正紀
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Penzien型モデルの地震応答解析に基づく制振建物の最適ダンパー特性 その2 解析結果2019

    • 著者名/発表者名
      釣井陽介、白井和貴、藤森健史、飯場正紀
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Study on Optimum Damping Characteristic of Maxwell Damper Based on Transfer Function Considering Sway-rocking Behavior under Various Power Spectral Density Inputs2019

    • 著者名/発表者名
      Ika Rahmawati SUYANTO, Kazutaka SHIRAI
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] USE OF SHAKING TABLE TESTS TO OBTAIN OPTIMAL DAMPER CHARACTERISTICS OF PASSIVE VIBRATION CONTROL STRUCTURES CONSIDERING SOIL-STRUCTURE INTERACTION2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shirai, T. Fujimori, M. Kikuchi
    • 学会等名
      16th World Conference on Earthquake Engineering
    • 発表場所
      Santiago (Chile)
    • 年月日
      2017-01-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 建物地盤動的相互作用を考慮したパッシブ制振構造の最適ダンパー特性に関する実験的研究 その5 質点系モデルによる地震応答解析2017

    • 著者名/発表者名
      藤田菜美、白井和貴、飯田俊郎、藤森健史、菊地優
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 建物地盤動的相互作用を考慮したパッシブ制振構造の最適ダンパー特性に関する実験的研究 その6 中層建物の地震応答解析2017

    • 著者名/発表者名
      リイモウ、白井和貴、飯田俊郎、藤森健史、飯場正紀、菊地優
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2025-11-18  

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