2021 Fiscal Year Research-status Report
Study on high damping of High-rise Seismic Isolation Building by dynamic mass damper system
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21K04360
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
秦 一平 日本大学, 理工学部, 教授 (50548039)
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2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 免震構造 / 回転慣性質量 / 振動モード制御 / 振動実験 / 超高層構造物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和３年度では，「地震応答」に着目し，M-CK型システムを免震層に配置した場合の高次モードへの減衰効果を検証した．検証方法は，８層の振動モデルに免震層を設置し，振動台による振動実験を行った．上部構造の諸元はパッシブ制震構造設計・施工マニュアルに掲載されている在来タイプ架構の20層鉄骨造建築物を参考に，せん断質点系に置換し，8層に縮約したモデルを用いた．免震層の等価剛性は周期比1.00，1.50の2種類のパラメータを設定した．各層の剛性として2～3本のコイルばねを配置し，リニアガイドを使用することで、せん断変形のみに作用するようにしている．試験における比較対象として，M-CK型モデルとオイルダンパー単体を用いたC型モデルを対象とした．性能を検証するために，正弦波加振実験による応答倍率曲線の比較，模擬地震動加振実験による免震応答性能を比較した．正弦波加振実験より，M-CK型とC型ともに同程度の設計粘性減衰定数が1次モードおよびD.M.モードに付与されていることを確認した．同じ免震層周期比の条件別でのM-CK型とC型の相対変位応答倍率を比較し，長周期側でM-CK型の応答倍率が高くなったが，全体の傾向としては，C型よりM-CK型の応答倍率の低減効果が大きいことを確認した．また，模擬地震動加振実験より，C型及びM-CK型ともに，ダンパーを付与しない免震モデルの応答（解析値）と比較して，高次モードの振動を制御しているM-CK型免震の応答変位の低減効果が確認できた．これにより，M-CK型は上層部の変位に対する応答低減効果の優位性が確認できる．本年度の成果として，免震層に提案するM-CK型ダンパーシステムを用いることで，上部構造の高次モードを制御することで，応答変位を低減可能であることを確認した．
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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
令和３年度では，「地震応答」に着目し，M-CK型システムを免震層に配置した場合の高次モードへの減衰効果を検証した．振動実験により，上部構造の１次固有周期に対し，免震層の等価周期を変更しながら，高次モードへの減衰付与を検証し，その性能を確認することができた．ただし，加速度計のノイズなどにより，予定していた応答加速度の低減効果は予測よりも低減効果が小さかった．令和３年度では全体的におおむね順調に進展しているため，次年度は，試験データを確認し，原因を追究する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度では，「風応答」に着目する．ランク３の極めて稀な暴風を対象として，CFD解析により風力時刻歴波形を作成し，時刻歴応答解析を行うことで，提案システムの超高層免震の風応答に対する効果について検証する．ここで，免震層に配置したデバイスのみでは風応答に対して十分な効果が得られないことが判明した場合，他の層に別途ダンパーを併用して風応答を抑えるための設計法を検討する．
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Research Products
(1 results)
