地震動入力レベルに対応したクライテリアを満たす免震建物の変位制御設計の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360239
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 井上 範夫 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (50250725)
• 研究分担者: 五十子 幸樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20521983) ; 池永 昌容 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50552402)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 免震構造 / 変位制御設計 / ダンパー / 地震入力レベル / 多目的最適設計

研究概要

より性能の高い免震建物を設計するためには、頻繁に発生する小さな地震から一般的な設計レベルを超える巨大地震までを対象として、地震入力レベルに対応した設計目標を満たす設計法が必要であり、本研究では応答変位に応じて特性を変化させることのできるダンパーを開発し、それを用いた「変位制御設計」を提案した。これにより、各地震レベルに対して、上部建物の応答加速度をあまり大きくしないで、免震層の応答変位を効果的に抑制できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] DEVELOPMENT OF FRICTION DAMPER WITH COUPLING MECHANISM FOR DISPLACEMENT CONTROL OF BASE-ISOLATED SYSTEM (2013)
  • 著者名/発表者名: Zou Shuang, Masahiro Ikenaga, Norio Hori, Kohju Ikago, Norio Inoue
  • 雑誌名: AIJ Journal of Technology and Design 巻: Vol.19, No.43 ページ: 855-860
  • DOI: 10.3130/aijt.19.855
  • 査読あり
• [雑誌論文] 免震用ダンパーにおける周波数依存性の有無がダンパー力に与える影響に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐上瑶子, 堀則男, 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: 第77巻, 第674号 ページ: 529-536
  • DOI: 10.3130/aijs.77.529
  • 査読あり
• [雑誌論文] 軸力制限機構付き粘性マスダンパーの免震構造物への適用とその有効性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中南滋樹, 木田英範, 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: 第76巻, 第670号 ページ: 2077-2086
  • DOI: 10.3130/aijs.76.2077
  • 査読あり
• [雑誌論文] 複素剛性ダンパーを用いた免震構造物の地震入力エネルギー (2011)
  • 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: 第76巻, 第664号 ページ: 1095-1100
  • DOI: 10.3130/aijs.76.1095
  • 査読あり
• [学会発表] Seismic Control of Buildings Using Apparent Mass Dampers with Rotational Amplifying Mechanisms - A Review of the State of the Art (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ikago, N. Inoue
  • 学会等名: Antiseismic Systems International Society
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Seismic Control of Base-isolated Structures incorporated with a Force-restricted Viscous Mass Damper (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kakemoto, M. Ikenaga, K. Ikago, N. Inoue
  • 学会等名: Antiseismic Systems International Society
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Control of Seismic Response Displacement of Base Isolated Structure Specimen by Friction Damper with Coupling Mechanism (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Hori, S. Zou, M. Ikenaga, K. Ikago, N. Inoue
  • 学会等名: Antiseismic Systems International Society
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-09-25
• [学会発表] Displacement Control Design Concept for Long-period Structures - Design Strategies for High-rise and Seismically Isolated Buildings Subjected to Strong Ground Motions (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Inoue, K. Ikago
  • 学会等名: Antiseismic Systems International Society
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] Feasiblity of Variable Oil Damper for Base-Isolated Detached Houses (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ikenaga, K. Ikago, N. Inoue
  • 学会等名: Antiseismic Systems International Society
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] Application of Friction Damper with Coupling Mechanism Designed in Accordance with Input Ground Motion Levels to a Base-Isolated Detached House (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ikenaga, K. Ikago, N. Inoue
  • 学会等名: Antiseismic Systems International Society
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2013-09-24
• [学会発表] A Study of a Base Isolated Structure with Complex Damping for Displacement Control Design (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ikenaga, K. Ikago, N. Inoue
  • 学会等名: International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing
  • 発表場所: Sardinia, Italy
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] Optimum Base-Isolation System Control using Force Restricted Viscous Mass Dampers (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Ikago, M. Ikenaga, K. Kakemoto, N. Inoue
  • 学会等名: International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing
  • 発表場所: Sardinia, Italy
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] 主系剛性分布に比例する付加質量を有する同調粘性マスダンパー制振システムの固有モード応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 掛本啓太, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-09-01
• [学会発表] 性能可変オイルダンパーを有する4 質点系免震試験体の振動台実験およびその適用性の検討 : その1 性能可変オイルダンパーの概要・単体実験結果および振動台実験の概要 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池永昌容, 三木広志, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 性能可変オイルダンパーを有する4質点系免震試験体の振動台実験およびその適用性の検討 : その2振動台実験結果およびVODの適用性の解析検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 三木広志, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 軸力制限機構付き粘性マスダンパーを有する免震構造物の加振実験とその解析的検証 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊地淳哉, 掛本啓太, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 軸力制限機構付き粘性マスダンパーの免震構造物への適用性に関する研究 : その7 : 実大ダンパーの単体加振実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中南滋樹, 木田秀範, 田中久也, 渡邉義仁, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 速度非依存型ダンパー付き免震建物の有効性とその実現性 : その1 速度非依存型ダンパーの有効性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 五十子幸樹, 柏倉優太, 成田悠, 熊谷成晃, 池永昌容, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 日本建築学会
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 変位依存型と速度依存型のダンパーを用いた免震構造の地震応答性状比較 : その4 地震時総入力エネルギーの比較 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柏倉優太, 成田悠, 熊谷成晃, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 速度非依存型ダンパー付き免震建物の有効性とその実現性 : その3 擬似複素減衰制御の修正案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 成田悠, 熊谷成晃, 柏倉優太, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 速度非依存型ダンパー付き免震建物の有効性とその実現性 : その4 修正案の有効性と実現性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 熊谷成晃, 成田悠, 柏倉優太, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 地震入力レベルを考慮したMR ダンパー用可変楕円制御の制御力-変位関係の実験的検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村俊介, 熊谷成晃, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 連結機構摩擦ダンパー付きすべり支承免震住宅の設計法 : その1.ストッパーとしての設計法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福見祐司, 鄒爽, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] 連結機構摩擦ダンパー付きすべり支承免震住宅の設計法 : その2.地震入力レベル毎の設計法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鄒爽, 福見祐司, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2013-08-30
• [学会発表] Response Characteristics of a Base-Isolated Structure Incorporated with a Force-Restricted Viscous Mass Damper (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakaminami, K. Ikago, H. Kida, N. Inoue
  • 学会等名: World Conference on Earthquake Engineering
  • 発表場所: Lisbon, Portuga l
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] 性能とコストを考慮した免震建物の設計方法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺真司, 三木広志, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Seismic displacement control design of base isolated structures by MR dampers based on pseudo complex damping control rules (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ikenaga, Kohju Ikago, Norio Inoue
  • 学会等名: International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing
  • 発表場所: Greece
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 変位依存型と速度依存型のダンパーを用いた免震構造の地震応答性状比較 : その1 時刻歴応答解析による応答性状の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 堀則男, 佐上瑶子, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] 変位依存型と速度依存型のダンパーを用いた免震構造の地震応答性状比較 : その2 ダンパー力割増率の検討及び複素減衰モデルへの置換 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐上瑶子, 堀則男, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] 変位依存型と速度依存型のダンパーを用いた免震構造の地震応答性状比較 : その3 変位依存型ダンパーの減衰力低減理由に関する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 津裕也, 五十子幸樹, 佐上瑶子, 堀則男, 池永昌容, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] 変位依存型と速度依存型のダンパーを用いた免震構造の地震応答性状比較 : その4 地震時総入力エネルギーの比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 五十子幸樹, 津裕也, 佐上瑶子, 池永昌容, 堀則男, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] 弾性摩擦ダンパーを用いたソフトストーリー建物の地震応答制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤達也, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-24
• [学会発表] 連結機構摩擦ダンパーを用いたすべり支承免震構造物の変位制御に関する検討 : その1 連結機構摩擦ダンパー概要および地震波加振実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福見祐司, 全昌龍, 幸山寛和, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] 連結機構摩擦ダンパーを用いたすべり支承免震構造物の変位制御に関する検討 : その2 巨大地震時の応答性状に関する解析的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 全昌龍, 福見祐司, 幸山寛和, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] 擬似複素減衰制御則に基づくMR ダンパーを用いた免震構造物の地震時応答変位制御 : その1 擬似複素減衰制御則の概要 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柏倉優太, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] 擬似複素減衰制御則に基づくMR ダンパーを用いた免震構造物の地震時応答変位制御 : その2 振動台実験結果と擬似複素減衰制御の改善 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池永昌容, 柏倉優太, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] 連結機構摩擦ダンパーを用いた免震構造物の巨大地震時過大変位制御設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 幸山寛和, 全昌龍, 福見祐司, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] ユニフロー式性能可変オイルダンパーの開発とその応答性状に関する実験的検討 : その1ユニフロー式性能可変オイルダンパーの概要と特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺真司, 三木広志, 根本真孝, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] ユニフロー式性能可変オイルダンパーの開発とその応答性状に関する実験的検討 : その2 単体加振実験および地震波加振実験の概要と結果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木広志, 渡辺真司, 根本真孝, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] 地震入力レベルを考慮した性能可変オイルダンパー付免震構造の設計法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 根本真孝, 渡辺真司, 池永昌容, 五十子幸樹, 井上範夫
  • 学会等名: 日本建築学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] 軸力制限機構付き粘性マスダンパーの免震構造物への適用性に関する研究 : その1 システムの伝達特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Development of a design method for base-isolated houses with a variable oil damper by an optimum design method (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ikenaga, Kohju Ikago, Norio Inoue
  • 学会等名: International Conference on Structural Dynamics, EURODYN 2011
  • 発表場所: Belgium
  • 年月日: 2011-07-06
• [図書] 建築物の変位制御設計-地震に対する免震・長周期建物の設計法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上範夫, 五十子幸樹
  • 総ページ数: 1-314
  • 出版者: 丸善出版
• [産業財産権] フリクションダンパ (2012)
  • 発明者名: 井上範夫, 鎭目武治
  • 権利者名: 国立大学法人東北大学, 鎭目武治
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特許第4915705号
  • 取得年月日: 2012-02-03