日本地震工学会論文集(特集号)に掲載されました!(浮揚免震,パラレルリンク)
本研究室で取り組んでいる浮揚免震システムとパラレルリンク機構に関する査読付き論文がそれぞれ
「浮揚免震システムの地震時応答に関する考察」
「懸架型パラレルリンク機構を用いた鉛直免震システムの加振実験」
と題して、日本地震工学会論文集 特集号「第16回日本地震工学シンポジウム 免震・制振」に掲載されました。
該当する論文は下記のURLから↓
浮揚免震システムの地震時応答に関する考察
https://doi.org/10.5610/jaee.25.2_143
懸架型パラレルリンク機構を用いた鉛直免震システムの加振実験
https://doi.org/10.5610/jaee.25.2_194
以下は,論文のタイトルと要旨です。
題目
浮揚免震システムの地震時応答に関する考察
和文要旨
近年の相次ぐ巨大地震の発生とその被害の経験から,より高度な安全性を実現するため,レジリエントな都市の実現構想研究が進められている.水平免震は高性能な免震が可能な浮揚方式の開発が進められる一方で,鉛直免震は改良が必要となっている.これまでの鉛直免震システムの開発では性能試験は多く報告されているものの,その要求性能を定量的に示した研究は少ない.本研究では観測鉛直動の特性に基づき,浮揚免震システムの地震時応答を解析的に分析し,鉛直免震の要求性能を明らかにするとともに,重量偏心と塔状比が地震時応答に及ぼす影響を定量的に示し,応答増加が軽微である閾値を提案している.また,水平長周期化により,ロッキング応答が小さくなる傾向も明らかにしている.
Title
A Study on Seismic Response of Levitation Seismic Isolation System
Abstract
The experience of recent massive earthquakes and the damage they have caused have prompted conceptual studies for realizing resilient cities in order to achieve a higher level of safety. While levitation systems have been developed for horizontal seismic isolation that can provide high performance, improvements are needed for vertical seismic isolation. Although many performance verification tests have been conducted in the development of vertical seismic isolation systems, few studies have quantitatively demonstrated the required performance. This paper analyzes the seismic response of levitation base isolation systems based on the characteristics of observed vertical seismic motions, clarifies the required performance of vertical base isolation, quantitatively shows the effects of weight eccentricity and tower ratio on the response, and proposes a threshold value where the response increase is negligible. It also clarifies the tendency for the rocking response to become smaller with horizontal long periodization.
題目
懸架型パラレルリンク機構を用いた鉛直免震システムの加振実験
和文要旨
近年日本では強い揺れを伴う地震が頻発し,南海トラフ地震や直下型地震の発生が予測されている. 従来の免震装置は建物の被害軽減に絶大な効果を示すが,震度6強以上の強い揺れを伴う地震において,上部構造の応答加速度を震度換算した場合,震度4以下にすることは困難である.これは殆どの免震装置が水平方向の揺れの低減を目的に作られているのに対して,震度が鉛直方向を含めた3次元の加速度で評価されることにも起因する.一方,都市ガスやエレベータなどのインフラが,緊急停止や地震後点検が必要となる条件の閾値は,震度5弱以上とされているケースが多い.そこで強い揺れを伴う地震について,免震装置上の上部構造の応答加速度を震度換算し,これを震度4以下にできる3次元免震装置の開発を目標とした.免震装置の構想は,流体浮揚式水平免震とパラレルリンク式鉛直免震を組み合わせたもので,パッシブ式での実現を目指す.本報告では,パラレルリンク式鉛直免震の小型モックアップを製作し,その特性の把握と,鉛直方向加速度を1/3以下にすることを目標に,ランダム波と地震波による加振実験を行った.この結果,鉛直免震は摩擦型の挙動を示し,共振は発生せず,加速度を1/4以下にできることを確認した.今後,流体浮揚式水平免震装置と組み合わせることで,強い揺れを伴う地震を震度4以下に低減できる見通しを得た.
Title
Excitation Experiment of a Vertical Seismic Isolation System Using a Suspended Type of Parallel Link Mechanism
Abstract
In recent years, earthquakes have frequently occurred in Japan, and the occurrence of events such as the Nankai Trough earthquake and near-field earthquakes is predicted. Traditional seismic isolation systems are effective in reducing damage to buildings, but they are insufficient to prevent infrastructure shutdowns, such as urban gas and elevators, which typically occur at seismic intensities of 4 or lower. To reduce the impact of strong earthquakes to a seismic intensity of 4 or less on a seismic isolation device, we are currently considering a passive 3D seismic isolation system. This system uses fluid levitation for horizontal isolation and a parallel link mechanism with hydraulic cylinders for vertical isolation. In this report, based on prior knowledge of horizontal isolation, we developed a mock-up to determine the required performance of vertical isolation, aiming to reduce vertical acceleration by one-third. Excitations were conducted using random waves and observed seismic waves. The results showed that the vertical isolation behaved as a friction-type mechanism, without resonance, and successfully reduced acceleration by one-fourth. It was confirmed that by combining this with the fluid levitation-type horizontal isolation system, it is possible to reduce the impact of strong earthquakes to a seismic intensity of 4 or less.