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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強い地震動により、中長大橋の継手部に生じる相対変位が大きくなると落橋事故を招く危険性があることから、従来、さまざまな免震・制振装置が研究開発されてきたが、より低コストでかつコンパクトな装置の開発が望まれている。そこで、本研究では歯車を用いた変位増幅機構を橋梁構造物の免震用ダンパーに直列に挿入することで低コストかつコンパクトな装置の開発を行ったものである。これまでに本研究で得られた成果を要約すると以下のようになる。1)歯車を用いた変位増幅機構を免震用ダンパーに挿入することで、長大橋梁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ことを、実橋を対象にした解析により明らかにした。2)本装置は、橋梁のみならず建築構造物の免震装置の小型化およびコスト低減にも大いに寄与するものと考え、梃子を用いた変位増幅装置を新たに提案し、実用化を図るためのシミュレーション解析を行った。その結果、本装置は建築構造物の風に対する有効な制振手法として期待できることが明らかとなった。3)本装置を実際に構造物に用いる場合には、免震用ダンパーのサイズと配置を適切に選択する必要がある。そこで、遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた解析により、2次元および3次元建築構造物における受動的制振ダンパーのサイズと配置に関する最適な解を得るための手法を構築した。4)地震の多いカリフォルニア州で建設中のPC長大橋を対象に、伸縮継手部の寸法を減ずるために使われた非線形粘性流体ダンパーの適切なサイズと配置を評価する数値解析手法を示した。