| 研究課題/領域番号 |
19H02279
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
白井 和貴 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20610968)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | パッシブ制振構造 / 地震応答制御 / 可変摩擦ダンパー / 剛性リセット式装置 / 鉄筋コンクリート構造 |
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| 研究実績の概要 |
2021年度には、可変摩擦ダンパーと剛性リセット装置を並列配置したハイブリッド制振システムの振動台加振実験の計画と準備を実施した。また、建物と地盤の動的相互作用を考慮した摩擦ダンパーを有するパッシブ制振建物の最適ダンパー滑り力について数値解析的および実験的に検討を行い、得られた成果を査読付き英文ジャーナル論文に発表した。この検討は、地震時の制振構造物の振動特性と地盤のスウェイ・ロッキング挙動を考慮した摩擦ダンパーの最適特性を理解することを狙いとした。地盤のスウェイ・ロッキングばねと減衰要素を考慮した摩擦ダンパー付き6階建て鉄筋コンクリート造建物モデルを使用して、数値的に非線形地震応答性状を評価した。その結果、地盤のスウェイ・ロッキング挙動を考慮した時には基礎固定時と比べてダンパー摩擦力の増加に伴う最大応答の変化の程度が鈍感であり、最適なダンパー摩擦力が高くなる傾向が示された。また、基礎固定の場合とスウェイ・ロッキングの場合とで、ダンパー摩擦力に対する平均最大層間変形の応答曲線に逆転現象が発生する場合が認められた。この応答逆転現象について、スウェイ・ロッキング機構で支持された摩擦装置を備えた振動試験体を用いた振動台加振試験の実験データを用いてさらに分析を実施した。さらに、歴史的鉄筋コンクリート造建物を想定した振動モデルに可変摩擦ダンパーを組み込んだ場合の地震応答性状に関する数値解析的検討を行い、得られた成果を国際会議で発表した。加えて、摩擦ダンパーを組み込んだ振動システムを対象に深層機械学習を用いた最適制御設計に関する数値解析的調査を行い、得られた成果を国際会議で発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
現在までの進捗状況としては、可変摩擦ダンパーの動的加力実験に関しては、おおむね当初計画の通りに、順調に進展した。一方、当初計画では、2020年度に剛性リセット式装置の開発と試験体製作を行いその後に振動台実験を実施する計画であったが、新型コロナウイルスの世界的感染拡大の影響を受け、それらの2021年度内の実施が困難となったため、2022年度へと順延することとなった。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度には、可変摩擦ダンパーと剛性リセット式装置を並列に配置したハイブリッド制振システムの振動台実験を実施する計画である。１層の振動フレーム試験体に可変摩擦ダンパーおよび剛性リセット式装置を組み込んだハイブリッド制振システム試験体を使用する予定である。入力波として、観測地震動・模擬地震動・正弦波を用い、応答性状を把握する。比較のために、ダンパー無し・可変摩擦ダンパーのみを設置・剛性リセット式装置のみを設置の各ケースについても調査する。
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