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本研究は、軸方向の強制変位が配管系の挙動に及ぼす影響について調査したものである。加振による慣性力に加え、強制変位入力を同時に与える加振実験を行い、基本特性、変位応答について考察するとともに、地震時に大きな被害発生の原因の一つとなる、フランジ部の曲げモーメントについて、慣性力と強制変位が及ぼす影響について調査した。
この実験を通じて、以下のような知見を得た。
1) 強制変位を与えることにより、拘束部であるレストレイント等に大きな反力が生じ、その結果接触面の摩擦が増加し、一次、二次の固有振動数が高くなった。また、減衰比も著しく増加した。
2) 配管直管部の変位応答は、共振時よりもむしろ強制変位入力後の方が大きいことから、慣性力による変位応答よりも、強制変位による変位応答が大きいことがわかった。
3) 本供試体において、強制変位の入力によりフランジ部には大きな曲げモーメントが生じた。配管軸方向の共振時は曲げモーメントの変動は小さいが、配管垂直方向の共振時には曲げモーメントの変動は大きかった。
加振による慣性力のみの場合、曲げモーメントの生じる方向は時々刻々と変動するが、強制変位入力後は、その方向はわずかに変動するのみであった。
曲げモーメントについては、加振による入力レベルの影響は、強制変位による影響に比べて小さい。同じ入力レベルにおいて、強制変位量の影響が顕著であり、慣性力による曲げモーメントと強制変位による曲げモーメントとは分離独立した形で考えることができた。
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