2012 Fiscal Year Annual Research Report
長周期地震動に対する複合制震ダンパーを用いた免震建物の構造設計法および耐震補強法
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24360227
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
辻 聖晃 京都大学, 工学研究科, 准教授 (00243121)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉富 信太 立命館大学, 理工学部, 准教授 (30432363)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 長周期地震動 / 免震構造 / 耐震補強 / 複合制震ダンパー / 慣性接続要素 |
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| Research Abstract |
(1)上部構造物に制震(制振)ダンパーを有するハイブリッド免震構造建物について,地震時の免震層に生じる最大変位と,建物頂部に生じる最大加速度の両者が,所定の値の範囲になるような,免震層に設置する積層ゴムの水平剛性とオイルダンパーの減衰係数の組み合わせからなる設計領域を「SC設計領域」(SはSafety, CはComfortablenessを意味する)と定義し,SC設計領域を混合型逆問題定式化により見出す方法を提案した.また,免震層最大変位と建物頂部最大加速度の許容範囲の変化,および,上部構造物に設置する制震ダンパーの容量変化が,SC設計領域にどのような影響を与えるかを明らかにした.
(2)慣性接続要素とオイルダンパーを並列し,弾性バネを介して建物内に組み込む「複合制振ダンパー」について,H∞ノルムを最小化する最適配置問題を定式化して,建物の地震時応答を最小化する最適ダンパー配置を見出す方法を提案した。また,他のダンパーの組み合わせによる制振ダンパーとの効率の比較を行い,本研究で対象とする複合制振ダンパーの方が優れている場合と,そうでない場合があることを明らかにした.
(3)振動数と加速度振幅から決まる「揺れ性能指標」(地震時や台風時の建物の使用性や居住性を規定するために提案された新しい指標)を,(1)で提案したSC設計領域上に転写するための方法を提案し,揺れ性能を向上させるために,ハイブリッド免震構造建物に求められる性能を見出すための方法を提案した.
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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
交付申請書では,研究の目的として,(1)複合制震ダンパーが免震構造建物の地震時挙動に与える影響の解明,(2)免震層と一般層の層剛性分布とダンパー種別・容量を同時に決定する免震構造建物の構造設計法の構築,を挙げていた.(1)については,概ね目的を達成できた,(2)についても,「免震層の積層ゴム水平剛性とオイルダンパー減衰係数を設計する」手法の構築は達成できたが,一般層(上部構造物)の層剛性を設計変数とするには至らなかった.そこで(2)とした.
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)平成24年度の未達成課題である「一般層と免震層の同時設計手法」を確立すること
(2)既存免震構造建物の耐震補強を想定して,免震層への制震ダンパー増設手法を構築すること(3)既存免震構造建物の免震層への制震ダンパー増設法の実証実験を実施すること
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度は,大型の計算機および高価なソフトウェアの使用を必要としない理論的な検討が中心となったため,当該助成金が生じた。平成25年度は,これを当該年度の研究費と合算して,実験に必要な慣性接続要素ならびに振動模型を製作する.
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