| 研究課題/領域番号 |
17K06652
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| 研究機関 | 東北工業大学 |
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研究代表者 |
船木 尚己 東北工業大学, 工学部, 教授 (70347897)
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| 研究分担者 |
藤田 智己 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458)
飯藤 將之 仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (40198940)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 制振 / ダンパー / 慣性質量 / 液流 / 振動台加振試験 / 力学モデル / 抵抗力特性 / 地震動特性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、液流による内圧抵抗および慣性質量効果を利用し、建物の応答低減と周期特性を容易に調整できる簡便な装置を考案し、実験と解析の両面から実建物への適用の可能性について検証するものである。
本申請の初年度である2017年度には、ダンパー単体による加振試験を行い、得られた結果より、加振条件や液流の流路形状の違いがダンパーの発揮する慣性質量効果とエネルギー吸収能力に与える影響を確認した。また、試験結果に基づき、ダンパーの抵抗力特性を忠実に再現できる力学モデルを構築した。シリンダー間を連結する細い管に、塩化ビニール製のチューブを使用していたため、シリンダー内に生じる高い内圧により連結管自身が激しく振動するとともに、連結管断面が変化したことによって安定した履歴性状が得られないことが課題として残された。
そこで、本申請の2年目である2018年度は、本ダンパーがいかなる加振条件下においても安定した抵抗力を発揮するための改修を優先課題として取り組んだ。具体的には、連結管をステンレス管に変更してダンパー単体の加振試験を行った。結果として、改修前と比較して改修後のダンパーは安定した履歴ループを描くことを確認した。その後、1層骨組試験体に改良を施したダンパーを組み込んで振動台加振試験を行った。昨年度は、正弦波のみの入力であったが、今年度は複数種類の観測地震波を入力した実験を行い、振動特性の異なる地震動が、本ダンパーの発揮する応答低減効果に与える影響について明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本申請の初年度に明らかとなったダンパーの問題点を解決すべく、今年度は、安定した履歴性状を発揮するための改修に取り組み、結果として、いかなる加振条件下においても安定した履歴性状を発揮できるダンパーを提案することができた。
また、本ダンパーが組み込まれた骨組の振動応答特性を確認するため、1層の縮小骨組試験体による振動台加振試験を行った。本年度は、正弦波に加えて複数種類の観測地震波を入力して加振試験を行い、振動特性の異なる入力波に対して、本システムの内圧抵抗による応答低減効果と、連結管内の液流による慣性質量効果について、入力地震動の応答スペクトルを用いた評価手法を提案した。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までの研究の進捗状況を鑑みると、本研究課題について今後の研究計画に大幅な変更はないものと考えている。これまでに取り組んできた一連の実験および解析により、本システムを有する骨組の基本的な振動特性を確認できたと考えている。本申請の最終年度にあたる2019年度については、多層の骨組試験体による振動台加振試験を行い、建物と入力地震動の振動特性の違いが応答に与える影響を確認する。また、実験で得られた結果を再現する解析手法を構築し、それを基に、本システムを実建物に適用する際の設計手法を構築するための基礎データを蓄積する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新規で製作を予定していたダンパー試験体と骨組試験体の一部が製作できなかったことが、次年度使用額が生じた理由である。今年度は、3層骨組に組み込むダンパーの製作に加え、骨組試験体の改修費や液体の圧力センサー等の設備機器を購入する計画である。
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