各種制振構造の架構および装置取付け部材の非線形性を考慮した設計・評価法の展開
【研究分野】建築構造・材料
【研究キーワード】
制振構造 / 制振装置 / 架構 / 装置取付け部材 / 非線形性 / 木質架構 / 鉄骨架構 / コンクリート架構 / 制御装置
【研究成果の概要】
本研究の目的は、装置種別と架構形式の様々な組み合わせからなる各種制振構造について、架構や装置取付け部材の非線形性を考慮した設計・評価法を、できるだけ包括的な形で構築することである。装置はオイル・粘性・粘弾性・鋼材・摩擦の各ダンパーを対象とし、架構材料は鉄骨、木質、コンクリートの3種類、架構形式は、ブレース型、シエアリンク型、その他である。
装置が粘性で架構が弾塑性という2種の異なる減衰を併用する構造の動的特性の評価法と、線形応答スペクトルによる最大応答の予測法を提案し、同系の他手法と比べながら精度を検証した。粘性要素と弾塑性要素をもつ一質点構造を対象とし、本手法により2種減衰併用の効果を明らかにした。これらにより、架構や装置取付け部材の非線形性を考慮した設計・評価法の基礎を築いたと言える。なお、装置が粘弾性で架構が断塑性という場合についても、包括的に評価できる方法を提案した。これまで研究代表者は一貫して線形応答スペクトルを用いながら、主架構が弾性の制振構造の応答評価や設計を実現する方法を提案してきたが、主架構が非線形性を示す場合にも、同じ手法を拡張可能であることを示すことができた。
粘弾性もしくは摩擦装置とシエアリンク型やブレース型の木質架構の組み合わせを実験し、また、それらの動的特性の評価法も構築した。その中でも画期的と思われる手法は、装置を取り付けずに架構の解析もしくは実験を行ってその非線形性を把握すれば、組み込む装置の諸元を用いて予測式のみにより制振構造全体としての動的特性が評価できるというものである。さらに、木質架構用制振壁については、平成20年5月に特許を取得した。
【研究代表者】