リアルタイムサブストラクチャーハイブリッド実験手法による能動的制振機構の開発

利用实时子结构混合实验方法开发主动阻尼机构

• 批准号: 04555107
• 负责人: 山田 善一
• 金额: $ 9.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04555107/
• 关键词: 免震構造; サブストラクチャー法; ハイブリッド実験; 免震効果; パッシブコントロール; アクティブコントロール; ハイブリッドコントロール; 制震効率

本研究費により購入した大ストロークの油圧アクチュエーターと既設の実験システムとを組み合わせて,免震支承の大変形領域でのサブストラクチャーハイブリッド実験装置を完成させた。その結果得られた主な成果は次の通りである。1.免震支承を有する構造物のサブストラクチャーハイブリッド実験結果と,免震支承部分を剛とした非免震構造の数値シミュレーション結果との比較より,線形橋脚モデルにおいては,最大加速度100galから200galの入力地震動に対して,免震化によって上部構造の最大加速度を免震前のおよそ50%から70%に低減できることがわかった。2.非線形橋脚モデルにおける同上の比較より,最大加速度200galの入力地震動に対して,上部構造の最大加速度は免震前のおよそ65%から85%に低減されるが,300galの入力に対しては免震支承にハードニング現象が起こるため,加速度低減効果が小さくなることがわかった。次に3自由度振動モデル,ならびに5自由度振動モデルを用いて地震動入力に対する制振実験を振動台を用いて行った。その際,パッシブコントロール,アクティブコントロール,ハイブリッドコントロールとしてTunedMass Damper(TMD),Active Mass Damper(AMD),Active Tuned Mass Damper(ATMD)を採用した。その主な成果は次のとおりである。3.TMDは同調させた1次振動モードに対して高い制振効果を示すが,高次振動モードに対してはほとんど効果がない。またAMDとATMDで同程度の制振効果を得るような場合,制振に要する制御力はATMDの方が圧倒的に少なくて済むことがわかった。4.一方,AMDとATMDで同程度の制御力を作用させた場合,AMDでは制御力のほとんどを1次振動の制御に費やすが,ATMDではTMDのパッシブな効果により1次振動に対する制御力が少なくて済み,高次振動に対しても制御力を配分していることがわかった。

This study fee に よ り buy し た big ス ト ロ ー ク の oil 圧 ア ク チ ュ エ ー タ ー と both set の be 験 シ ス テ ム と を group み close わ せ て, avoid shock bearing の big - shaped area で の サ ブ ス ト ラ ク チ ャ ー ハ イ ブ リ ッ ド be 験 device を complete さ せ た. The そ そ result is the られた main な outcome, the そ secondary <s:1> general られた である. 1. Avoid shock bearing を have す る structure の サ ブ ス ト ラ ク チ ャ ー ハ イ ブ リ ッ ド be と 験 results, avoid shock supporting part を just と し た the seismogenic structure free の the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン results と の is よ り, linear bridge foot モ デ ル に お い て は, maximum acceleration 100 gal か ら 200 gal の ground motion into force に し seaborne て, avoid shock the に よ っ て superstructure の maximum acceleration を from before the earthquake の お よ そ 50% か ら に low 70% reduction で き る こ と が わ か っ た. 2. Nonlinear bridge foot モ デ ル に お け る ditto の is よ り, maximum acceleration 200 gal の ground motion into force に し seaborne て, superstructure の maximum acceleration は from before the earthquake の お よ そ 65% か ら に low 85% reduction さ れ る が, 300 gal の に into force し seaborne て は free vibration bearing に ハ ー ド ニ ン グ phenomenon が up こ る た め, low acceleration unseen fruit が reduction Xiao さくなる とがわ とがわ った った. に three degree of freedom vibration モ デ ル, な ら び に 5 degree of freedom vibration モ デ ル を with い て ground motion into force に す seaborne る vibration system be 験 を vibration table を with い て line っ た. そ の interstate, パ ッ シ ブ コ ン ト ロ ー ル, ア ク テ ィ ブ コ ン ト ロ ー ル, ハ イ ブ リ ッ ド コ ン ト ロ ー ル と し て TunedMass Damper (TMD), the Active Mass Damper (AMD), the Active Tuned Mass Youdaoplaceholder0 (ATMD)を uses た た. Youdaoplaceholder0 な main な results そ secondary とお とお である. 3. TMD は homology さ せ た one vibration モ ー ド に し seaborne て high い unseen fruit を of vibration system in す が, high order vibration モ ー ド に し seaborne て は ほ と ん ど unseen fruit が な い. ま た AMD と ATMD で の is made the same extent vibration fruit comes unseen を る よ う な occasions, system vibration に to す る system of imperial power は ATMD の party が 圧 fell less に な く て 済 む こ と が わ か っ た. 4. A party, AMD と ATMD で を の is made the same extent royal force さ せ た occasions, AMD で は system royal force の ほ と ん ど を one vibration の suppression に fee や す が, ATMD で は TMD の パ ッ シ ブ な unseen fruit に よ り one vibration に す seaborne る system less imperial power が な く て 済 み, high order vibration に し seaborne て も system royal force distribution し を て い る こ と が わ か Youdaoplaceholder0.

项目成果

家村 浩和: "Comparison of Passive,Active and Hybrid Control Techniques on Earthquake Response of Flexural Structures" Proc.of the U.S.-Italy-Japan Workshop/Symposium on Structural Control and Intelligent Systems. 117-125 (1992)

Hirokazu Iemura：“弯曲结构地震响应的被动、主动和混合控制技术的比较”美国-意大利-日本结构控制和智能系统研讨会/研讨会的会议记录（1992）。

山田 善一: "Substructured hybrid loading tests of high-dawping rubber seismic isolators for inelastic earthguake response of strucfures" Proc.of 10th World Conference on Earthqualce Engineering. 4. 2233-2236 (1992)

Yoshiichi Yamada：“用于结构非弹性地震响应的高阻尼橡胶隔震器的下部结构混合加载试验”第十届世界地球工程会议论文集 4. 2233-2236 (1992)。

家村 浩和: "Hybrid Earthquake Loading Tests of Various Types of Base Isolation Bearings" Proc.of the 2nd U.S.-Japan Workshop on Earthquake Protective Systems of Bridges. (1992)

Hirokazu Iemura：“各类基础隔震轴承的混合地震荷载试验”，第二届美日桥梁地震防护系统研讨会论文集（1992 年）。