簡易免震テーブルの開発とその戸建住宅用耐震装置への応用に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560207
• Research Institution: Meiji University
• Principal Investigator: 大亦 絢一郎 明治大学, 理工学部, 教授 (10061954)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒川 利治 明治大学, 理工学部, 助教授 (80159491)
• Keywords: 免震テーブル / 防振テーブル / 動吸振器 / 戸建住宅 / 耐震装置 / 半円弧はり / 磁気減衰 / 地震応答解析

Research Abstract

最初に、精密機器・美術工芸品用の構造が簡単で安価な免震・防振テーブルを得ることを目的として、テーブル板、テーブル板中央に取り付けた支柱、支柱下部に取り付けた取付け板、取付け板下部に固定した複数のフリーベアと希土類磁石および支柱と基礎板の間に水平に取り付けた4組の半円弧はりから成る免震・防振テーブルを開発した。本免震・防振テーブルのばね定数と減衰係数を理論解析により求めた結果、水平面内の任意の方向に対して等しいばね定数と減衰係数をもつようにテーブルを設計できることがわかった。この免震・防振テーブルを試作し、テーブル板に機器(集中質量)を搭載して周波数応答実験と解析および実地震波応答実験と解析を行った結果、本テーブルは0.7Hz以上の周波数領域で防振効果をもつこと、およびテーブル板の応答加速度は入力加速度の1/10程度に低減することを確認した。また、テーブル板と支柱の間に粘弾性体を取り付けると、本テーブルは上下方向にも防振効果をもつことが実験的に確認された。
次に、この二次元免震テーブルを3層戸建て木造住宅の耐震・防振用動吸振器として用いることを想定して、建物パラメータを種々に変化させたときの建物の固有値解析を行い、伝達関数によって建物の応答低減効果を調べた。その結果、建物最上層に動吸振器を取り付けることにより、建物の地震応答加速度は各層とも1〜3割程度低減することがわかった。また、本動吸振器と3層建物モデルを試作して周波数応答実験と解析および実地震波応答実験と解析を行った結果、本動吸振器を建物モデルの最上層に取り付けると、動吸振器を取り付けない場合に比べて、最上層の1次共振点における加速度は1/8程度に低減すること、および最上層の地震応答加速度は2/3程度に低減することが確認された。

Research Products

• [Publications] 古平有一, 大亦絢一郎, ほか3名: "半円弧ばねを用いた簡易免震テーブルの研究"第8回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集. No.03-8. 267-270 (2003)
• [Publications] 邊見一考, 荒川利治: "複数の金属製半円弧はりを用いた動吸振器による小規模建物の地震応答低減に関する研究"2003年度日本建築学会関東支部研究報告集. No.74. 179-182 (2004)
• [Publications] 松浦正明, 大亦絢一郎, 脇田恒平, 荒川利治: "半円弧ばねと粘弾性体を用いた免震・防振テーブルの研究"日本機械学会北陸信越支部第41期総会・講演会論文集. No.047-1. 235-236 (2004)
• [Publications] 古平有一, 大亦絢一郎, 荒川利治, 日置潤一: "半円弧はりと磁気減衰を用いた動吸振器の研究"日本機械学会九州支部第57期総会・講演会論文集. No.048-1. 443-444 (2004)