実験の概要

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第３章 制振ラックの振動台実験とシミュレーション解析

3.1 まえがき

本研究において提案する「一対のラックにおいて片側の柱脚が滑動し、その位置に減衰装 置を付加した制振ラック」について、第 2 章の地震応答解析から、通常の耐震ラックや既存 技術であるTMDを用いた制振構造と比較して、本研究で提案する制振ラックの優位性を示 した。本章では、地震応答解析による検討から得られた制振ラックの効果を、振動台実験に よって確認する。

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計測項目は、振動台と一対のラック（1、6、10段目）の応答加速度、および制振ユニット の応答変位とした。計測器について、変位計の設置状況を写真 3.2に、加速度計の設置状況 を写真 3.3に示す。可動側ラックの応答変位（制振装置の応答変位）は転がり支承の可動方 向に対して計測し、ラックの応答加速度は腕木に固定された錘上に加速度計を設置して計 測した。振動台の入力加速度は、振動台上に加速度計を設置して計測した

部材 サイズ ( mm ) 材質 柱 □‐50×50×2.3 STKR400

腕木 L‐30×30×3 SS400

トップビーム C‐75×45×15×2.3 SSC400

ラチス 27.2φ×2.3 STK400

軸ブレース M10 SS400 表 3.1 ラックの部材リスト

図 3.1 ラックの形状と計測点

正面 搬出入側

6 2 8 5

1940 400 1550 400 485 485 485 485

変位計

軸ブレース 腕木

トップ ビーム

ラチス 背面側

柱

制振ユニット 加速度計

（単位：mm）

3.2 小型ラックの振動台実験（フェーズⅠ）

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写真 3.2 変位計の設置状況（可動側ラック柱脚の応答変位）

変位計

写真 3.3 加速度計の設置状況（積載物の応答加速度）

加速度計

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振動台実験において、制振ユニットを組み込んだ制振ラックと、転がり支承を治具で固定 した非制振ラックの2種類の実験が行えるラックを製作した。制振ユニットには、5基の転 がり支承と粘性ダンパーが取り付けられている。転がり支承の摩擦係数は、製品（リニアガ

イドHSR-30A）の仕様から0.006である。粘性ダンパーは、転がり支承の直線的な動きを回

転運動に変換し、減衰力を発揮する。制振ユニットを図 3.2に、1基あたりの粘性ダンパー の減衰特性を図 3.3 に示す。また、制振ユニットに用いた転がり支承の型式を図 3.4 に示 す。ダンパーなしの制振ラックの実験も行うため、個々の粘性ダンパーは脱着式とした。

図 3.2 制振ユニット

図 3.3 粘性ダンパーの減衰特性（１基あたり）

-2 -1 0 1 2

-75 -50 -25 0 25 50 75

減衰力（kN）

速度（cm/s）

実験値

2155

1060 ストローク：±250

（単位：mm） 粘性ダンパー 転がり支承

断面図

ラック柱脚 転がり支承

粘性ダンパー

ラック柱脚

平面図

3.2 小型ラックの振動台実験（フェーズⅠ）

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図3.4 制振ユニットに用いた転がり支承の型式〔3.1〕 （赤枠のリニアガイドHSR30Aを使用）

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実験は、4〔m〕×4〔m〕の最大積載量60〔ton〕、水平方向の最大振幅±125〔mm〕、鉛直 方向の最大振幅±75〔mm〕、最大加速度3Gの3次元振動台（株式会社奥村組技術研究所）

を使用した。振動台の透視パースを図 3.5に、振動台の外観を写真 3.4に示す。また、振動 台の性能を表 3.2に、振動台の加振限界線図を図 3.6に示す。

振動台寸法 4〔m〕×4〔m〕 最大速度 X,Y = ±100〔cm/s〕, Z = ±50〔cm/s〕 積載重量 最大 60〔ton〕,

定格〔20ton〕 最大加速度 X,Y = ±3G,

Z = ±3G 加振方向 3軸方向および

3軸回り回転 加振振動数範囲 DC～70〔Hz〕 最大振幅 X,Y = ±125〔mm〕,

Z = ±75〔mm〕

表 3.2 振動台の性能 図 3.5 振動台の透視パース

写真 3.4 振動台の外観

3.2 小型ラックの振動台実験（フェーズⅠ）

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図 3.6 振動台の加振限界線図（正弦波、単軸加振時）

(a） 水平 X、Y 軸加振限界線図

(b） 垂直 Z 軸加振限界線図

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