質量可変型回転慣性質量ダンパーを用いた応答変位・加速度を共に低減する免震技術開発

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3年間の本研究の2年目である2022年度は、以下3項目について研究成果が出た。（a）可変質量ダンパーのダンパー改良と数値解析モデルの提案（動的加力実験と数値解析）:2021年度に製作し、動的加力実験により問題点などを抽出したダンパー装置の挙動をまず詳細に分析した。分析の結果、本システムの性能の問題点としてダンパー力の方向切り替わり時の過渡応答が、作動油の挙動と関係することが推測されるが、確定はできていない。ただし数値解析モデルに改良・追加を加えるとともに、PLSベースアナログフィルタを導入することで、問題となる過渡応答を含めた本ダンパーの動的挙動はある程度の精度で追跡できた。この問題点の解決と2023年度に計画をしている振動台実験のため、当初の研究計画で想定していた可変質量ダンパーの機構を見直した。その結果、従来の油圧方式のダンパーではなく、ボールスプラインとアンギュラーベアリングを用いた減衰性能が小さな可変質量ダンパーを製作することで、上記の過渡応答に関する問題点を解決できると判断し、その設計を行った。（b）ダンパー単体の動的加力実験とRTHSによるパラメトリックスタディ:項目(a)の挙動に問題点が残っている状態ではあるものの、可変質量ダンパーによるRTHSを実施した。RTHSでは6階建て免震建物を数値解析モデルとし、免震層に導入するダンパーを先述の可変質量ダンパーを用いた。RTHSの実験結果とすべての要素を数値解析モデルで置き換えたシミュレーション解析結果を比較したところ、概ねダンパーの挙動を反映した建物の地震時応答を表現することができた。（c）可変質量ダンパーの適用可能な免震構造物の検討:数値解析により、近年増えつつある超高層免震建物に対する可変質量ダンパーの適用可能性と制振性能を検証した。その結果、上部構造が50階建て程度の超高層免震構造物に対しても極めて高い制振性能を実現できることがわかった。