油圧式変位増幅機構を有するマスダンパを用いた免震構造物の応答制御手法の開発

使用具有液压位移放大机构的质量阻尼器的隔震结构响应控制方法的开发

基本信息

批准号：
18K13874
负责人：
渡井一樹
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で提案する油圧式変位増幅機構を有するマスダンパ（パッシブマスドライバー）は、免震構造物の上部構造最上階に設置した錘（マス）と免震層の変形をリンクさせて、免震層の変形を増幅させて錘に入力することで応答制御を行うシステムである。本システム、免震層の変形を制御しつつ、上部構造の応答低減効果にも期待できる。また、錘の制御方法によっては上部構造の転倒モーメントを低減できるため、ロッキング応答の抑制にも期待できるシステムとなっている。2019年度は提案機構の根幹をなす油圧式リンク機構について詳細な検討を行った。前年度の検討結果より、現在油圧式リンク機構として用いているリンク式流体慣性ダンパは粘性減衰力が大きすぎることが判明したため、これを低減する機構としてリリーフ機構を採用した。パッシブマスドライバーを構築するためには粘性減衰力を低減させたとしてもリンク機構の抵抗力を下げないことが重要であるが、リンク式としたダンパにリリーフ機構を適用しても一定のリンク剛性を保ちながら粘性減衰力のみを低減できることを確認した。また、リリーフ機構を適用するだけでなく、ダンパに封入する流体の特性を変えることでも粘性減衰力を低減させた。このダンパーを用いて1層縮小鉄骨試験体を用いて振動台実験を行い、パッシブマスドライバーの動力学特性を検証した。本実験では免震層をベアリングを用いた転がり支承で模擬したことから、免震層自体の摩擦力がやや大きく周期特性の変化についての評価は厳密に行えなかったものの、パッシブマスドライバーを設置することで応答低減効果が得られることは確認できた。

这项研究中提出的具有液压位移放大机制的质量阻尼器（被动质量驱动器）是一个系统，该系统通过将安装在地震隔离结构上层结构上的重量（质量）连接到地震隔离层的变形上，以扩大地震隔离层的变形，扩大了地震隔离层的变形，从而可以控制响应，从而扩大了地震隔离层的变形。在控制该系统中的地震隔离层的变形时，也可以期望上层建筑的响应减少效应。此外，根据重量控制方法，可以减少上部结构的倾斜力矩，因此可以预期系统抑制锁定响应。在2019财年，我们对液压链路机制进行了详细检查，该机制构成了提案组织的基础。根据上一年的结果，发现链接型流体惯性阻尼器目前用作液压连接机制，具有粘性阻尼力，并采用了一种救济机制来减少这一点。为了构建一个被动的质量驱动器，即使粘性阻尼力减少了，也必须不降低连接机制的阻力，但也可以证实，即使将救济机构应用于链接型阻尼器，也只能降低粘性阻尼力，同时可以降低一定的链路刚度。此外，不仅应用了浮雕机制，而且通过改变阻尼器中封闭的流体的特征来降低粘性阻尼力。使用此阻尼器，使用单层还原钢框架标本进行摇桌实验，以验证被动质量驱动器的动力学。在该实验中，使用轴承侧滚动轴承模拟地震隔离层，因此，尽管地震隔离层的摩擦力本身略大，我们无法严格评估周期性特征的变化，但已确认安装一个被动质量驱动器会提供响应降低效果。