各種制震装置を複合配置した場合の減衰性能評価とその最適制御設計法に関する研究

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本年度は、履歴系と粘性系ダンパーを複合配置した場合の減衰性能について、振動台実験と地震応答解析を実施した。具体的内容として、木造建物の耐震補強用に開発された梯子状梁に粘弾性ダンパーを取り付けた場合の耐震補強効果について振動台実験により検討を行った。履歴減衰をもつ梯子状梁に粘弾性ダンパーを組み込むことにより、変位応答の低減効果を確認し、梯子状梁の等価粘性減衰定数が5%程度であるのに対し、粘弾性ダンパーを設置した梯子状梁は18%程度の高い減衰が得られることを示した。さらに、それらを伝統木造軸組に取り付けた場合、軸組の変形増大にともない、耐力と剛性が増加するとともに、復元力特性のループ面積全体も増大し、耐震補強材として有用であることを示した。また、履歴系と粘性系ダンパーを併用した制震構造システムの地震応答と減衰効果について地震応答解析により検証を行った。地震応答については、粘性部材の総剛性の影響を大きく受けることがわかった。また、制震構造システムの層間変形が大きくなる応答状態では、粘性減衰よりも履歴減衰によるエネルギー吸収量が相対的に大きくなることを指摘し、履歴減衰と粘性減衰を効果的に配分することにより応答低減が可能であること示した。また、累積塑性変形倍率の値は、履歴減衰の値が大きく、粘性部材の総剛性が大きい制震構造システムほど、粘性減衰の併用効果が履歴減衰の配分に応じて比例的に生じず、履歴減衰によるエネルギー吸収量が相対的に大きくなることを明らかにした。以上より、履歴減衰と粘性減衰を有する構造システムの関与度や複合効果、複合度合いによる地震応答との関連性、地震入力レベルの違いによる減衰性能の差など比較を含めた減衰性能評価方法の妥当性と適用性の検証を実施し、履歴減衰と粘性減衰を複合配置した構造システムの減衰性能を定量的に表すことが可能な減衰性能評価基準を新たに確立・提案しました。