2009 Fiscal Year Annual Research Report
浮き上がり活用型制振架構形式の展開に関する基礎研究
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21560607
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| Research Institution | National Institute for Land and Infrastructure Management |
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Principal Investigator |
石原 直 National Institute for Land and Infrastructure Management, 建築研究部, 主任研究官 (50370747)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小豆畑 逹哉 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 室長 (00251629)
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| Keywords | 浮き上がり / 架構形式 / 中間層 / 均一せん断棒 / 重複固有値 / 振動台実験 / 有効質量 |
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| Research Abstract |
自らの重さを耐震上の正の効果として利用し、いわば倒立振子として簡易かつ安価に地震応答を低減しようとする浮き上がり活用型制振架構に関して、本研究では浮き上がり発生レベルを構造設計上調整可能とする架構形式などを提案した上で、解析及び振動台実験を通じて基礎的な振動特性や応答低減効果を明らかにすることを目的としている。従来の架構では建築物全体の塔状比によっては応答低減効果をあまり期待できないが、本研究で提案する架構形式によれば、簡易かつ安価な浮き上がり活用型制振架構の適用範囲を広げることになり、しばしば費用対効果の面で悩ましい建築物の耐震性能の決定にあたり、安価な選択肢を増やすことにつながる。
今年度はまず浮き上がり活用型制振架構の基礎的な特性について、2種の立体架構試験体を用いた振動台実験結果を分析し、3次元地震動を受ける場合の挙動や上部構造の偏心によるねじれ応答と浮き上がり応答との連成効果を明らかにした。また地震応答解析結果に基づき、エネルギー応答や等価粘性係数等を検討した。続いて、中間層で浮き上がりが生じる架構("上部"浮き上がり架構)を取り上げ、振動特性や地震応答について検討した。いわゆる免震構造に中間層免震があるように、設計上の自由度を増す架構形式として取り上げた。理論的な検討として、均一せん断棒でモデル化した架構を対象にモード解析を実施し、浮き上がり時のモード特性として重複固有値が存在する場合があること等を明らかにした。また、既存の試験体を改良したものを用いて地震応答に関する振動台実験を行い、浮き上がり部近傍の層では負担せん断力の低減効果が得られるものの、上部や下部ではあまり低減効果がみられないこと等を確認した。その他、多次元モードの有効質量に関する一般的特性に関する考察、多スパン方向への浮き上がり活用の検討、実験実施の容易性を指向した小型模型試験体の検討、なども行った。
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