| 研究課題/領域番号 |
18H01577
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
五十子 幸樹 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (20521983)
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| 研究分担者 |
薛 松濤 東北工業大学, 建築学部, 教授 (70236107)
堀 則男 東北工業大学, 建築学部, 教授 (60292249)
菅野 秀人 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20336449)
池永 昌容 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (50552402)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | 複素減衰 / Maxwellモデル / Biotモデル / 長周期地震動 / 長周期構造物 / 変位制御設計 / 免震構造 / 制振構造 / 一般化マクスウェルモデル / 因果的フィルター / 負剛性 / レオロジー / 非整数階微積分 / Scott-Blairモデル / パッシブダンパー / マクスウェル要素 / パッシブ制御 / 振動台実験 / マクスウェルモデル / 負剛性要素 |
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| 研究成果の概要 |
免震効果と長周期地震動に伴って発生する恐れのある過大変形抑制効果の両立を目指し，複素減衰に着目して，その利点を活用するパッシブ制御装置の開発を行った．Maxwell型の減衰要素と負バネの組み合わせにより精度良く複素減衰を近似できることを理論的・実験的に確かめた．更に，Scott-Blairモデルと呼ばれる分数階減衰モデルとバネを直列結合した要素に更に負バネを直列接続することで近似精度を高められることを発見した．
この分数次導関数モデルでは，複素減衰の因果的モデルとして個別に提案されていた既往の３つのモデル統一的に表現できるモデルであることを発見し，複素減衰に関する因果的近似の統一理論を構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題では，近年解決すべき社会的課題の一つとなっている長周期長時間地震動によって生じる超高層建物や免震構造物のような長周期構造物の振動制御に有効な複素減衰の実デバイスとしての実装を検討した．
複素減衰が長周期構造物の床応答加速度などを増大させずに同時に過大変形を抑制することに有効であることは理論的に示されていたが，これを物理的にかつパッシブ機構として実装する方法は見出されていなかった．本研究は，非因果性を有する複素減衰について，その利点を損なわずに因果的に精度良く近似する効果的な方法を提案し，上記の社会的課題解決の端緒を開いたことに意義がある．
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