2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of an aperiodic and no power required vertical seismic isolation system using a hydraulic cylinder
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20K04676
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
山田 学 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主幹研究員 (10835763)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 鉛直免震 / パラレルリンク / 固有周期 / 力学特性 / 復元力特性 / 摩擦力 / 無動力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度は，パラレルリンク構造の力学特性を解析及び小型モックアップによる実験で検討し，その挙動が概ね理論式と一致することと，機械的な損失のレベルを把握した。また，静的力学特性から，これまで検討していなかった水平方向に移動した場合の復元力特性についても検討し，シリンダと地表面の傾き角の影響を明らかにした。これらの検討の結果，免震対象となる上部構造の質量に対して，水平復元力に配慮しつつ，目標鉛直固有周期を定めれば装置が設計できる状況となった。尚，質量と鉛直固有周期が定まれば，様々な地震波における免震性能がシミュレーションできる。一方，蓄圧器（アキュムレータ）の数量を減らすことで低コスト化できると考え，１脚６本のシリンダを１台の蓄圧器に連結する方式を検討中。この方式では天板の回転に対する復元力が働ないため，下部関節を球面座（２自由度）からヒンジ（１自由度）に変更することである程度の回転抑制をかけようとしたが，ヒンジ部に応力集中があり，スムーズなシリンダ動作にも影響するため断念した。今後，間接を球面座に戻し，多脚にして互いに回転を抑制する方式を検討する。また，摩擦抵抗の関係から油圧式で確認する必要が生じているため，油圧式のモックアップを製作し加振実験を実施する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
パラレルリンク構造の力学的な解析と実験により，その特性を把握することができた。コスト低減のための取り組みも実施中である。学術発表・報告に関しては，日本建築学会等で予定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年に引き続き，パラレルリンクの小型モックアップ４台の実験により，目標仕様おけるシリンダの口径，ストローク，蓄圧器の容量，圧力などを設計できる状況となった。特に今年度は力学特性の解析に注力したため，実験でこれを検証し，さらなる大容量化についての設計仕様を得られるようにする。さらに実用的な油圧式のモックアップも製作し，加振実験を実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
空気圧式モックアップの実験にて課題が生じたため，油圧式モックアップの製作を延期したため。
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