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2010 年度 実績報告書

建築物の地震時損傷制御を目的とした同調粘性マスダンパー制振システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21360260
研究機関東北大学

研究代表者

五十子 幸樹  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20521983)

研究分担者 井上 範夫  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50250725)
キーワード同調粘性マスダンパー / 制振 / 動吸振器 / Tuned Mass Damper / 定点理論 / 最適設計
研究概要

今年度は、昨年度までの知見を基に、下記め成果を得た。
1.提案ダンパーシステムを取り付ける建物が高層化することにより、その質量効果が目減りしてしまう問題については、ダンパーの外筒を回転させる機構に変更することと、ボールネジ部のリード長の変更により50層程度まで十分対応可能とした。
2.実際の建物を想定した多層建築構造物について、その応答量を目的関数とした最適化問題を定式化し、数値最適化により実現可能な解を得た。
3.多層建築物に対して、地震時のモード毎の応答特性を明らかにした。更に、1次モードと2次モードの応答をそれぞれ対象とした、ダンパー付加質量の最適配置問題を定式化し、数値最適化により実行可能解を得た。1次・2次それぞれの単モード制御解を組合わせて、1次・2次モードの同時制御システムを構築し、数値計算によりその有効性を確認した。
4.上記の成果を基に、3層の縮小試験体の試設計を行った。今年度は、縮小試験体の摩擦の影響を最小限に留めるための検討を行い、試験体諸元を決定した。
5.提案ダンパーシステムの特性を調べる中で、地震時の応答ダンパー反力が大きくなる問題が生じた。これについては、回転滑り機構による応答ダンパー力制限機構を提案した。軸力制限機構付きの実物大ダンパーの試作、単体加振実験にも成功した。
以上の成果により、提案ダンパーシステムを高層建築物に対する地震時応答制御システムとして適用するに当たり必要となる基礎的要素技術をほぼ確立した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Seismic control of single-degree-of-freedom structure using tuned viscous mass damper.(accepted)2011

    • 著者名/発表者名
      Kohju Ikago, Kenji Saito, Norio Inoue
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering & Structural Dynamics

      巻: 40

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 複素剛性モデルを用いた免震構造物の地震時応答変位制御2010

    • 著者名/発表者名
      五十子幸樹, 井上範夫
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 75 ページ: 1653-1660

    • 査読あり
  • [学会発表] Optimum Seismic Response Control of Multiple Degree of Freedom Structures using Tuned Viscous Mass Dampers2010

    • 著者名/発表者名
      Kohju Ikago, Kenji Saito, Yoshifumi Sugimura, Norio Inoue
    • 学会等名
      Tenth International Conference on Computational Structures Technology
    • 発表場所
      Valencia, Spain
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 同調粘性マスダンパーを有する一自由度建物振動系の地震時における最適応答制御設計2010

    • 著者名/発表者名
      杉村義文、斉藤賢二、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-11
  • [学会発表] 同調粘性マスダンパーの実大加振実験とその解析的検証その1加振実験概要と解析モデル2010

    • 著者名/発表者名
      木田英範、藤田政也、中南滋樹、斉藤賢二、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 同調粘性マスダンパーの実大加振実験とその解析的検証その2正弦波や地震応答波加振実験による検証2010

    • 著者名/発表者名
      藤田政也、木田英範、中南滋樹、斉藤賢二、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 2重同調粘性マスダンパーを組み込んだ制振試験体の応答性状その1:装置概要および解析的検討2010

    • 著者名/発表者名
      長瀬拓也、中南滋樹、木田英範、田中久也、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 2重同調粘性マスダンパーを組み込んだ制振試験体の応答性状:その2単一同調型と2重同調型システムの検証実験2010

    • 著者名/発表者名
      中南滋樹、木田英範、田中久也、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 2重同調粘性マスダンパーを組み込んだ制振試験体の応答性状:その3各ダンパーシステムによる検証実験2010

    • 著者名/発表者名
      田中久也、中南滋樹、木田英範、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 作動原理の異なる振動制御ダンパーの周波数応答特性比較2010

    • 著者名/発表者名
      五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(北陸)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 同調粘性マスダンパー制振システムを組み込んだ構造物に関する研究その1リリーフ機構の有効性に関する検討2010

    • 著者名/発表者名
      墨山智大、荒井達朗、池永昌容、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      東北芸術工科大学
    • 年月日
      2010-06-20
  • [学会発表] 同調粘性マスダンパー制振システムを組み込んだ構造物に関する研究その2多層構造物に対する同調粘性マスダンパーの適用性2010

    • 著者名/発表者名
      荒井達朗、墨山智大、池永昌容、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      東北芸術工科大学
    • 年月日
      2010-06-20
  • [学会発表] 二重同調型同調粘性マスダンパーを組み込んだ1質点系制振試験体の応答性状2010

    • 著者名/発表者名
      長瀬拓也、墨山智大、荒井達朗、池永昌容、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      東北芸術工科大学
    • 年月日
      2010-06-20
  • [学会発表] 実大同調粘性マスダンパーを用いた加振実験および解析的検討2010

    • 著者名/発表者名
      藤田政也、池永昌容、五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      東北芸術工科大学
    • 年月日
      2010-06-20
  • [学会発表] 同調粘性マスダシパーを用いた多質点系構造物の地震時応答制御設計2010

    • 著者名/発表者名
      五十子幸樹、井上範夫
    • 学会等名
      日本建築学会東北支部研究報告会
    • 発表場所
      東北芸術工科大学
    • 年月日
      2010-06-20

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公開日: 2012-07-19  

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