Development of an innovative inerter-damper for high-performance seismic isolation system

开发用于高性能隔震系统的创新惯性阻尼器

基本信息

批准号：
20F20796
负责人：
五十子幸樹
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では，免震構造物の更なる高性能化を目指したダイナミック・マスダンパーに基づく制御システムについて検討した．受け入れ研究者の研究グループでは，複素減衰と呼ばれる減衰特性が振動数に依存しない減衰モデルを免震構造物の地震時応答制御に活用することで，高性能な免震構造システムを提案している．このようなシステムを物理的に実現する方法として，緩和時間の異なる複数のMaxwell体(線形粘性減衰要素とバネを直列結合したもの)を並列結合した所謂Maxwell-Wiechertモデルに，更にダイナミック・マスを並列に配置することで，複素減衰の振る舞いを近似する方法を提案している．本研究課題では，提案システムについて，従来確定論的に検討されて来た効果を確率論的な立場から改めて検証することで，理論の拡張を行なった．複素減衰モデルが長周期構造物の変位制御において優位性を有することは受け入れ研究者が既に明らかにして来たことであるが，本共同研究により減衰モデルパラメータが様々な不確定要因によりばらついた場合においても優位性が保たれることが定量的に明らかとなった．本研究課題のテーマであるダイナミック・マスダンパーにより複素減衰を因果的・物理的に模擬することを考慮した時の，ダンパー製造誤差を含めた適用可能性が明らかになったと言える．発表した研究成果の中で，日本建築学会大会学術講演会において若手優秀発表賞を受賞したことは特筆すべきである．採用期間中にjournalへの投稿までに至らなかったが，母国へ帰国後も研究機関で働くこととなっているので今後も本共同研究を継続して成果を発表する予定であり，おおむね当初の期待に沿った成果を挙げたと評価している．

在这个研究项目中，我们研究了一种基于动态质量阻尼器的控制系统，旨在进一步提高隔震结构的性能。主持研究人员的研究小组正在提出一种高性能隔震结构系统，利用称为复合阻尼的阻尼模型来控制隔震结构的地震反应。作为物理实现此类系统的一种方式，在所谓的 Maxwell-Wiechert 模型中添加动态质量，该模型是具有不同弛豫时间的多个麦克斯韦体（串联的线性粘性阻尼元件和弹簧）的并联组合。我们提出了一种通过并行排列它们来近似复杂阻尼行为的方法。在这个研究项目中，我们通过从概率的角度重新审视之前从确定性角度研究的影响，扩展了所提出系统的理论。尽管受理研究人员已经明确复杂阻尼模型在控制长周期结构位移方面具有优势，但本次联合研究揭示，当阻尼模型参数因各种不确定因素而发生变化时，已经定量明确了即使在当考虑使用动态质量阻尼器对复杂阻尼进行因果和物理模拟时（这是本研究项目的主题），可以说该方法的适用性（包括阻尼器制造误差）已经得到澄清。在我所发表的研究成果中，值得注意的是，我在日本建筑学会学术会议上获得了杰出青年艺术家奖。虽然在招募期间未能向期刊提交结果，但由于回国后将在研究机构工作，因此我计划继续进行这项联合研究并发表结果。结果符合预期。