| 研究課題/領域番号 |
13450228
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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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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
曽田 五月也 早稲田大学, 理工学部, 教授 (70134351)
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| 研究分担者 |
藤谷 秀雄 独立行政法人建築研究所, 構造研究グループ, 上席研究員
前田 寿朗 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (80329086)
山田 真 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 教授 (40174734)
岩田 範生 近畿大学, 理工学部, 講師 (20298152)
森下 信 横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 教授 (80166404)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | MRダンパー / 免震建物モデル / セミアクティブ制御 / 最適制御 / スカイフック制御 / 原点復帰型履歴制御 / Binghamモデル / ローラーベアリング支承 |
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| 研究概要 |
初年度(平成13年度)
本研究プロジェクト研究の事前に試作した20kNMRダンパーによる実験で得た知見を踏まえて、本課題で実施予定の振動台実験で用いる大ストロークの免震建物用40kNダンパーを設計・製作した。各種の動加力実験による性能検証結果を踏まえてデティルの変更を行い、安定した性能の得られるMRダンパーを利用できることと、MRダンパーの力学モデルをダッシュポットとクーロンスライダーの並列結合とするBinghamモデルにより代表できることを確認した。引き続き、約10tfの鋼製重量をローラーベアリングで支える簡易免震建物モデルに上記のMRダンパーを設置して、参加研究者がそれぞれに考案するセミアクティブ制御アルゴリズムの策定を行った。
次年度(平成14年度)
初年度に実施した小型免震建物モデルによる振動台実験の成果を踏まえて、さらに実建物に近い大きさ(約2/3)の建物モデルによる振動台実験を実施した。総重量約20.0tfの3層鉄骨造フレームモデルをその1階床の四隅においてベアリング式のローラーベアリングにより支える免震システムとし、固有周期を約3秒に設定するために天然積層ゴムを水平ばねとして設置した。積層ゴムは建物重量を支えていない。ダンパーとしてセミアクティブ可変制御が可能なMRダンパーを用いることが本実験の大きな特徴である。研究参加者それぞれによるオリジナルなセミアクティブ制御の何れも有効であることを確認した。免震構造に対する既往パッシブダンパーの利用に対する優位性を持つためには、「変形の増加を招くことなく加速度応答の低減を実現する」事が必要であるが、(1)最適制御、(2)スカイフック制御、(3)原点復帰型履歴制御の何れにおいても目標がよく達成できることを確認した。初年度に実施したMRダンパー単体に対する模擬制御実験で確認されていた、制御信号に対する制御力に遅れが生じることも、免震建物のように比較的周期の長い建物においては問題が無かった。また、何れの制御実験においても、実験結果と解析結果との対応は極めて良好であった。
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