制振技術の適用による空間構造の耐震性能向上に関する研究

应用减振技术提高空间结构抗震性能研究

• 批准号: 15760421
• 负责人: 大木 洋司
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760421/
• 关键词: 制振構造; 非比例域衰; 複素モード; 応答スペクトル; CQC法; せん断力係数分布; 空間構造; モード解析; ダンパー; 短周期; 近接固有周期; 応答評価法; 粘弾性ダンパー; 応答評価・設計法

本研究では、応答スペクトルとモード組合せ(CQC法)に基づいた制振構造の応答予測を行ってきた。本研究で提案する手法は特に、非比例減衰系である制振構造を、複素モードを用いずに実数モードに基づいて評価する点に特長があり、良好な精度が得られることを示してきた。しかしながら、その適用性についてはあいまいな部分もあり、平成17年度は、通常のせん断棒モデルを用いて実数モードによる応答予測の精度向上の試みと、応答性状に関する考察を行った。この結果、システムの固有周期が長くなり、高次モードの影響が大きい部分では、実数モードのみで変形や応力(せん断力)を予測することが難しく、さらに、仮に複素モードとCQC法を組み合わせても、評価結果のばらつきが大きくなることがわかった。ただし、高次モードの影響が小さい短周期領域では、実用的な精度が得られると考えられる。システムの減衰が大きい場合の対処については、既に平成15年度に検討した。また通常の耐震設計では、初期段階でベースシアと層せん断力係数の分布(一般の重層構造ならAi分布)が与えられ、得られた静的な設計用層せん断力に対して建物を設計する。ただし、この層せん断力係数の分布には減衰の影響は考えられていないのが現状である。制振構造の実用的かつ合理的な設計のために、静的設計外力に対する減衰の影響を把握することは重要と考えられる。そこで、ここでもまずせん断棒モデルを用いて分析を行い、減衰を考慮した層せん断力係数分布の提案を行った。制振を適用した空間構造においても静的設計用外力の提案が近年行われており、本研究で試みた手法が適用可能となると考えられる。

在本研究中，我们根据响应谱和模式组合（CQC 方法）预测了阻尼结构的响应。本研究中提出的方法特别有利，因为它基于实模态而不是复模态来评估阻尼结构（非比例阻尼系统），并且已被证明能够实现良好的精度。然而，其适用性还存在一些不明确的方面，2005年，我们尝试使用普通剪切杆模型来提高实模响应预测的准确性，并检查了响应特性。结果，系统的自然周期变长，并且在高阶模态影响较大的部分，仅使用实模态很难预测变形和应力（剪切力）。评价结果的分散性加大。然而，认为在高阶模的影响较小的短周期区域中可以获得实用的精度。 2003 财年就已经考虑了在系统衰减较大的情况下要采取的措施。另外，在通常的抗震设计中，初始阶段给出基础剪力和层剪力系数的分布（一般多层结构的Ai分布），并根据获得的静态设计层剪力进行建筑设计。但目前的情况是层剪力系数的分布没有考虑衰减的影响。对于阻尼结构的实用和合理设计，了解阻尼对静态设计外力的影响非常重要。因此，我们首先使用剪力杆模型进行分析，提出考虑阻尼的层剪力系数分布。近年来，针对应用阻尼的空间结构提出了静态设计外力的建议，并且认为本研究中尝试的方法是适用的。

项目成果

JSSI Manual for Building Passive Control Technology ; Part-9 Time-History Analysis Model for Viscoelastic Dampers

JSSI建筑被动控制技术手册；

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc. of 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada (CD-ROM)
• 作者: Kasai;K.;Ooki;Y.;Tokoro;K.;Amemiya;K.;Kimura;K.
• 通讯作者: K.

雨宮健吾, 笠井和彦, 大木洋司: "イソブチレン・スチレン系粘弾性体の非線形モデルおよび簡易応答予測法"日本建築学会大会学術講演梗概集. B2. 801-802 (2003)

Kengo Amemiya、Kazuhiko Kasai、Yoji Oki：“异丁烯-苯乙烯粘弹性材料的非线性模型和简单响应预测方法”日本建筑学会会议记录 B2（2003）。

振れ振動をともなう高減衰建物の変位応答予測に関する研究

含跳动振动的高阻尼建筑物位移响应预测研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集 B-2
• 作者: 山下忠道;大木洋司;Takeru Igusa;笠井和彦
• 通讯作者: 笠井和彦

笠井和彦, 大木洋司, ほか: "パッシブ制振構造設計・施工マニュアル(第5章 制振部材の時刻歴解析モデル)"財団法人日本免震構造協会. 405(79-116) (2003)

Kazuhiko Kasai，Yoji Oki，等：“被动阻尼结构设计和施工手册（第5章阻尼构件的时间历史分析模型）”日本隔震结构协会405（79-116）（2003）。

大木洋司, 笠井和彦, 元結正次郎: "高減衰,高振動数モードを含む制振構造へのCQC法の適用"日本建築学会大会学術講演梗概集. B2. 371 (2003)

Yoji Oki、Kazuhiko Kasai、Shojiro Motoyui：“CQC 方法在包括高阻尼和高频模式的阻尼结构中的应用”日本建筑学会会议学术讲座摘要 371 (2003)。