免震効率の高い受動的制振装置の開発に関する研究

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特別研究員S.Berton博士(イタリア)の本研究における課題は,「免震効率の高い受動的制振装置の開発」である.日本と同様に地震国のイタリアでは,大型構造物に対して各種の免震・制振装置が開発・採用されているが,日本と欧米では耐震技術に関する思想の相違があり,欧米の装置が導入されている事例は殆ど見られない.一方,1995年の兵庫県南部地震以降は,我が国においても長大橋梁や高層建築物に免震支承を設置する機会が増加しているが,大きな鉛直支持力と水平せん断耐力が要求されるだけでなく,構造物の大きな水平変位に対応した可動範囲が求められるため,装置の寸法がかなり大きくなるだけでなく,コスト的にも採用しづらいケースも生じている.本研究は,Berton博士自身が開発した,梃子と歯車の機械的な作用による変位増幅機構を免震支承のダンパーに直列に挿入することで,大型構造物の地震時の応答変位を抑制すると同時に高い制振効果も得られる小型で低コストな「受動的制振ダンパー」を,実構造物へ適用するための解析的検討を行ったものである.さらに,本装置を実構造物へ適用した場合を想定し,以下の2例の検討を行った.1)建築構造物に適用した場合を想定し,受動的制振ダンパーの寸法と配置箇所に関する最適案を,遺伝的アルゴリズムを用いた2次元・3次元構造解析により検討した.2)PC長大橋の伸縮継手部に適用した場合を想定し,非線形粘性流体ダンパーの適切なサイズと配置箇所を決定する数値解析手法を提示した.