基礎免震構造システムの実験研究

【

論

　

文

】

UDC ；

624

．

042

．

7 ；620

．

1 日本建 築 学 会 構 造 系 論 文 報告 集 第

36Z

号

・

昭和 61 年 4 月

基 礎 免 震 構 造

シ

ス

テ

ム の

_{実 験研 究}

正 会 員 正 会 員 正 会 員

多

酒

高

田

井

山

英

峯

之

＊

章

＊ ＊

夫

＊ ＊ ＊

　§

1．

序

　

わ が

国

にお

け

る

構 造 設

計

に

占

め る

耐

震

要素

は

極

め て

大

き く，

耐 震 設 計

即

構 造 設 計

といっ た

観

が あ る

。

耐

震

設 計

が 内 包 す

る

科 学 的 弱 点

は

，

その

_{解 析}

_手

法

が

_完

全

で は な く_，

大 幅

な工

学 的 判 断

を

伴

っ て いるこ と で あ る

。

こ の

意 味

で，

建

築

基

準

法

の

定 着 以 来 採 用

さ れて き た 震 度 法 は

，

経

験 的

な

設 計 力

に

依 存

して

き

た

も

の とい え る。

1964 年

以

降

，

超 高 層 建 築

の

出 現

と と

も

に

普 及

し た 地

震 応

答解析

は

，

振

動

理

論

の

導

入 に よ る地

震

入 力の

_評

価 とい う

点

で

重

要な

進

歩 を果

した

。

こ の

結 果

，

高

さ

方

向

へ の

_{設 計}

の

自由 度

は

著

し

く増 大

し た が

，一

方

，1981

年

成 立

し た

新 耐 震 設 計 法

で は_，

中低 層

の

構

造に

関

して

，

その構 造

規 模

の もつ

_{特 性}

の

ゆ

えに

，

旧 来

の

_震

_度

法

に

_関

する

苦 慮 もあ

り_，

設 計

の

自

由度 拡 大

とい う

視

点

か ら は

余

り

多

く

を期 待

で

き な

い

現 状

で はな か ろ う か

。

現

在

，

地 震 動

に よる

建 物

の

挙 動

を

予 測

す

る た めの

_{解 析}

_手

法

の

_中

で

残

さ れ て い る

難 問

を あ げ れ ば

，

　

1．

　 地 震 波

の予

測

　

2

．

地 盤

一

上

部 構 造

の地

震 時 相 関

　 3

．

振 動 応 答 解 析

に

必 要

な

諸 定 数

（

減

衰

に か か わ る

）

　 　

の

確 実

な

把 握

　 4

．

　

弾 塑 性 変 形

に よ る

崩 壊

過 程 に

対

する

経 験 不 足

，

さ

　　

らに

2

次部 材

，

仕

上

材等

との取 り

合

い に

関

する

変 形

　　

性 状

の

研

究

不

足

　 5

．

建 築

の シス テムが

持

つ

異 業 種

，

異 種 材 料

の

総 合 的

　　

結 合

の

困

難

さ

等

であ る。

上 述

の

問

題

につ い て は

早 期

の

解 決

は

望

み

薄

で ある

。

　1960

年

代

か ら

徐

々 に

表

れ て き た

免 震 構 法

の

_{研 究}

の

_中

に

，

これ らの

難 問 解 決

と までは

行

か ないまで も，

設 計 側

の

要 求

を

満

た し

得

る設

計

シス テム

を 発 見

し た

。Base

Isolation

　

System

で ある

。

　 著

者

等

は

昭

和

53

年

以 来

，

免震 構 造

の

実 践 的研 究

を

続

け 　1 _{福 岡 大 学 　 教 授}

・

_工博 ＊ ＊ _{福 岡 大 学}



_{助 手}

・

_工

_修

＊t＊ _{東 京 大 学 　 大 学 院生} 　 　〔昭和 60 年 4 月

10

日 原 稿 受 理

1

て き た

。

構 造 物

の

基 礎 絶 縁

の た め の

「

ア

イ

ソ レ

ー

タ

」

と い う

弾 性

フ ィ ル

タ

ー

を使 用

し

，

地 震 動

のエ

_ネ

ル

ギ

ー

吸 収

装

置

を併 設

する ことに より

，

現

実

的

に

設 計 可 能

なレ ベ ル で

地 震 時

の

建 物

の

応 答 挙

動 を 振 動 理

論

の

_{素 朴}

な 適 用によ り

，

か な り正

確

に

予 測

す ること が

可 能

と なっ た

。

こ の こ とは

_中

低 層

の

_建物

に

_特

に

_有

効

な

地 震

入

力

低

減

シス テム

が

具 体 化

し た

事

にな り

，

設 計の自 由 度 が

，

振 動 理 論の

適

用 によっ て

，

水 平 方

向

に も

拡

がっ た と

考

え る

。

本報告

は， これら の

基 礎 的 実 験 研 究

の

最 終 段 階

の

成

果に

関

す る

も

の であ る

。

　

§

2．

実験

目

的

　 構 造 物

の

地 震 動

による

大 変形 時

の

動 的 挙 動 を調

べ るに は_， 通

常 構 造 物 を 直接 振 動 台

に

設 置

し て

振 動 実 験

を

行

う

方 法

が

あ

る

。

し か し，

振 動 台

の

制 約

か ら

試 験 体

は

小 型 模

型

に なる

場 合

が

多

く

，

相 似 則 を満 足

さ せ る

試 験 体

の

製 作

や

測 定 技 術

な どに

制 約

が 生 じ

，

実 験

がか な り

困

難

であ る こと は よ く

知

ら れて い る

。

ま

た

，

これ

を解 決 す

る た めに は で きるだ け

大

き な

振 動 台

が

要 求

さ れる。 そ こ で

実 大

レ ベ ル の

振 動 台

シ ス テム を

考 案

し

，

基

礎 免 震 構 造

の

動 的挙

動 を把 握 す

ると と

も

に

，

数 式

モ デル による

応 答

の

妥 当 性

お

よ

びエ

_ネ

ルギ

ー

吸

収

ダ

ン パ

ー

の

性 能

の

定 量 化 を 確 認 す

る

目的

で

，

実

大 振 動 実 験 を行

っ た

。

　

§

3．

実験概

要

　

図

一1

は

実 験 施 設

の

配 置

，

図

一

₂

_は

_{振 動 台}

_{お よ}

_{び 上 部}

構 造

の

解 説 図

で

あ

る

。

本 実 験

はすべ て

水 平

一

方 向

の

加 振

で

_行

っ た

。

加 振

に は

電 気 油 圧

サ

ー

ボ

型

ア ク チ ュ エ

ー

タ

（

最

大 加 振 力

±

100

　

t

，

最 大

ス

ト

ロ

ー

_{ク ±}

_250mm

_{） を使 用}

_し

_，

最 大 振 幅 時

の

速 度 を

60kine

で

数 波 維 持 さ

せ る

目 的

で ア キュ ム レ

ー

タ を

増 設

した。

振 動 台

は

剛

な鉄

骨

フ レ

ー

ム で

作 製

し

，

これ を ボ

ー

ルジョ

イ

ン トで

加 振 機

と

接続

し た

。

ま た

，

振 動 台

と

振 動 台 基 礎

との間 に ア

イ

ソ レ

ー

タ

6

個 を

設 け

，

振 動 台

のベ ア リングとして

使

用し た

。

供 試 体

は

プ

レキャ ス トコ ン ク リ

ー

トパ ネル

製

の

2

階 建

屋 をベ

ー

ス マ ッ ト上に建 設 し

，

こ の上 部 構 造 物 と 振 動 台 との間 に

6

個

の ア

イ

ソ レ

ー

タ と

減 衰 装 置

を

設

け た

免 震 構 造 物

で あ る

。

使

．

用 し た ア

イ

ソ レ

ー

タは

，

直 径

30cm

，

高

さ

8

．

2

cm で

，

軟 鋼 （

SS

　

41

_）

_{とゴ ムを}

_{高 温 高}

_圧

_下

で

加 硫 接 着

一 54

成 形 を

行

っ た もの であ る_。 この ア

イ

ソ レ

ー

タの

圧

縮

せ ん

断 実 験

か ら

得

ら れ た

性 能 曲 線 を 図

二

₃

_に

_示

_す

_。

_{同 図 か ら}

圧 縮 力

の

違

い に よ る

水

平 カ

ー

水 平 変 位 関 係

の差 異 は

少

な く， ア

イ

ソ レ

ー

タの

水 平

バ

ネ 定 数

は

0．

533t

／

cm

（

変

位

鹵

図

一1

実 験 場 配 置 図 6e

一

50e 己eR30 邊20 漂 　 10

（

⊆ o ご

唱

_ロ

o 日 図

一

2

　 実 験装 置 概 要 図 e 　 　 　 変　形　母　　s　〔ma） 図

一

3

圧

縮

せ ん断 実 験によ るアイソレ

ー

タの

特

性 曲線 　 　N　　 δ

　　↓† 　 　

＾40

−

30。X5

−

【2

重

士

。

。

．

嘲 。 ， 　 　破 断 破 断

蠶

　 　

，

一

，

服

　　　　　　

1

　 　 　

．

1

　

　ノ

　1

　

！

　　

「

ノ

κ

一一一

： σ

＝

且oo匂／  

σ

二

50勾／

σ

雇　〔N

＝

42

．

4t） 　 　 　 （N

＝

70

．

7 り

_，

　’

　　ド

　　’



’









_！

冱

　　　一

　　

ド

’

−F

_章

_＿

＿

一

’

　　

　r尸

，

’

　

’

尸

50　　　　　　　LOO　　　　　　　」5 　　　　　　200　　　　　　250 20 10

一

10 平 面 図 口45

−

qc） 口50呵C ） 　 わ

簗

TYPEd （副 R 伽 ｝ h 伽 ） 口45

−

4匸 45250250 口50

−

4C50250Z50 図

一

4

　

弾 塑 性 ダンパ

ー

の形

状

一

三

9

、Q

−

12D

−

8。

．

、 。

　

。

　

4。

　

， 。

　

、2。 、6。 　 　 　 Dlsp

．

　（旧 皿） 　 図

一

5

　静的 繰返 しによ る弾塑性バ_ネ型ダン パ

ー

の特性 レベ ル

100

− 150mm

_）

で あ る。 ま た

，

鉛 直

バ

ネ 定 数

は

390t

／

cm であ り

，

鉛

直

と

水

平

との バ

ネ 比

は

約

730

で あ る

。

この バネ 比に より

，

構

造

物

を

鉛 直 方 向

に は剛に_，

_水

平

方

向

に は

柔

に

支

持

す

ること が

可 能

にな る

。

次

に

減

衰装

置

はエ

ネ

ル

ギ

ー

吸

収

量 を

定

量 化

する

上

で

非 常

に

単 純

かつ

信 頼 性

が

高

く， ま た

経

済

的

で あ る とい

う利 点

か ら

鋼棒

（

SS

　

41

）

の

塑 性

変

形 を

利

用

し た

弾 塑 性

バ

_{ネ 型 ダ}

ン パ

ー

（

以 後 ダ

ンパ

ー

と呼 称

す る

）

を

用

い た

。

図

一

4

に

使

用 し たダン パ

ー

を示

す が

，

これ はル

ー

_プ状

に

曲 げ

た

鋼 材 を

4

個 組

み

合

わ せ て

一

体

化

し た

も

ので

，

成 形後

，

焼 鈍 を

行

っ て い る

。

ま た，

4

個 を

一

体

化

す ることに よ り

，

円

形 状 単

体

に

見

ら れ た

加 力 方 向

に よ る

初 期 剛 性

および

耐 力

の

_{差 異}

を解 消 す

る こ

と

が で き てい る。

図

一

5

に

，

こ の

ダ

ンパ

ー

の

静 的 繰 返

し

実 験

か ら

得

ら れ た

履

歴

曲

線

を

示

す

。

以 上

の

実

験 室

内

で

得

ら れ た ア

イ

ソレ

ー

タ お よ び ダン パ

ー

の

弾 性

剛 性

と

供 試 体 建 物 重 量

283．

8t

か ら

算 定

し た

固 有 周 期

は

，

ダン パ

ー

無

しの

場 合

1

．

89sec，

ダ

ン パ

ー

有

り の

場 合

1

，

19sec （

口

50

−

4

　

C

使 用 時 ）

1

．

32

　sec

_（

口

45

−

4C

使 用 時 ）

で あ る。 な お

，

本 実 験 装 置

に は

振

動 台

よ り

RC

造

2

〜

3

階

床

に

相 当 す

る

応 答 増 幅 性 を有

す る

体験床

を

設置

し

，

非

免 震

の

床

と

免 震 構 造

の

床

との

直

接

的

な

振 動 比 較

を

行

っ た。

　 §

4．

実 験 内 容

　

4

．

1

入

力 波 形

　

一

般

に

，

振 動 台

の

制 御

は

地 震

時

に

観

測

さ れ た

加 速 度 波

形 を

積

分 器

により

変 位 信 号

に

変 換

_レ

電 気 油

圧 サ

ー

ボ

型

の

加 振

機

を

駆 動

さ せ る

。

こ こ で

，

積

分 回 路に正

弦 波

を 入

力

した

時

，

積 分 器

の

周 波数 応 答

は 下 図 の よ うにな る。 こ の 雷 3 魑 習 丶 丶 　 丶 　 ＼ 　 　 丶 o 　

_Ip

　 　 　 i 　　　 　 fa 周 渡 数 〔H

：

）

時 実 際

に

積 分 動 作 を 行

うの は

，

図

中

の

f

。

〜

fa

の

区 間

の みで

，

fp

より

低

い

周 波 数 領 域

は フ ィル タ

ー

を

使 用

し た

状 態

に な る

。

図

一

6

に

，

HACHINOHE

　

EW

_の

_{観 測 加 速}

度波

形

を

積 分 器

を

使 用 し

て

得

た

変 位 波

形

とフ

ー

リエ

_{変 換}

に よ る

数

値積

分

か ら

求

め た

変 位 波

形 を 時 刻 歴で

示

す。 ま た， こ れ らの

変

位 波 形

の フ

ー

リ

エ スペ ク トル を

図

一

7

に （c皿 ） 7

，

5Q

一

7

．

5 ）

一

プ

ー

リ工積分によ る 変 位 波 形

一

債 分 器によ る 変 位 彼 形 15 z5

35

　 （… ） 図

一

6

　 積 分 変 位 波 形の比 較

示

す。 こ の

図

より

使

用

し た

積

分 器の

fp

が

約

0

．

25Hz

で

，

そ れ よ り低い周

波 数

領 域

は

減 衰

し てい る こ と が

判

る

。

し た がっ て

，

本実

験

の

地 震 波

入

力

に は，

観

測 加

速 度 波

形 をフ

ー

リエ

変 換

して

求

め た

変位

波

形

を

用

い ること に し た

。

ま

た，

時 間 領

域

で逐

次数値積

分 す る

方 法 （

線

形

加 速 度 法 な ど

）

は，

2

回

積

分

を行

う と

drift

の

問 題

が

生

じ，

振

り

子 補 正

な

ど を

行

う

必

要

が あ

るの で

採 用 しな

かっ た

。

地 震

波

の入

力 方 法

は

，

上

記

の

方 法

で

得

ら れ た

変 位 波 形 （

デ ジ タ

ル

値 ）

を

DIA

変 換

の

後

，

デ

ー

タ

レコ

ー

ダ

に テ

ー

プ

ス ピ

ー

ド

30i

皿

ch

／

sec

で

記 録

し

，

こ れ

を

10Hz

の ロ

ー

バス フ ィ ル タ

ー

を用

いてアク

チ

ュ エ

ー

タ

制 御

シス テム の

外

部

入

力 器

に

直 接 入 力

し

_．

た

。

IO

　

Hz

　

a5

ロ

ー

パ ス フィ ル

タ

ー

を用

い

た理 由

は

，

デ

ー

タレコ

ー

ダ

に

Capstan

　

Motor

の

影 響

と

思

わ れ る ノ

イ ズ

（

こ の

場

合

，

レ 　 O

．

四

　 　

〇

_，

凵 ロ コ レ

一

」

ら

＝ ‘ o 　 　 　

FR

匸

O

．

　〔Hz冫 図

一

7

　積 分 変 位 波 形の フ

ー

リエ

　 　 　

．

［ス ペ ク トル の比

較

表

一

1

入 力に使 用し た地 震 波 　 　 　 肱加 磁 地 蟹 波名 　 　 　 　〔941 ） 最 大憂位 　 〔ω 欟 　　 　　 　 破 形 提 供 者 〔sed 略 　 　35L

．

19

．

255

．

5 長 齬鰓掛 大 刪 ELCε国TRO

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Ω

．

5

，

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．

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．

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．

25

．

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．

7

．

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．

₁₅

遇

．

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，

5

．

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，

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2

．

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．

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．

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_跚

_．

工 大 和田助 教匿 D 厚s 　 　259

，

0

　

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．

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　．

　 　 　 剿L六学 和 尉 踟 受 41

．

0 T  0騨田【桃 ‘1978

．

M21303 」 冂

．

59

．

1 注1最 大 変 位は

フ

ー

1丿

工

願分 に よる

。

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’

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｛

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舶151 11 ト IIIlllIIII 「 匠 1 IIlllllllIhlIIlIlIL 「IlIllll 『 lB α 匸E サ

ー

ボ

モ

ジ

ュ

ー

ル

底 ポ ン プ

 

Y プ

ロ

ッ

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．

．

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一

151 デ

ー

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呷

ダ

ー

　［τ巴闇R

−

270唖 ク

ー

リ

ン

グ タ ワ

ー

入 力 旧｛｝切 塗 盤 勧 力 設 備_1L

＿

_鋤

2

_「テム 」」 ヲロ ク ラ ム 彌 振 閼 　 　 　

ペ

ン レ

コ

ー

メ

ー

　 　　　 　　 　　　 　　 酎 測システム 」 コ

ー

_ダ

の

性 能 規 準

で あ る

S

／

N

値

は

満

足 し

て

い る

_）

が

33

，

6Hz

付 近

に

有

り， これ を カッ トる す た め で あ る

。

ま

た

，

_{変位 波形}

であ るので

10Hz

の フィルタ

ー

を用

い て

も

再 現 性

に

影 響

を

及

ぼ さ ない と

考

え た

。

次

に_，

正 弦 波

入

力

の

場 合

は

制 御

シス テム

_内

の

プ

ロ

グ

ラム

発 振 器 を

_使

用

し た。

実験

に

採

用

し た

地 震 波 を表

一

₁

_に

_示

_す

_。

_なお

_．

_{各 地}

震 波

お

よ

び

_正

弦 波

入

力

時

にお け る

ダ

ンパ

ー

の

効 果 を評 価

す る

目

的

で

ダ

ン パ

ー

の

有

無

の

両 様

につ

_い

て

も実 験 を行

っ て いる。 入

力

レ ベ ルは

観

測 時

の レベ ル にす るこ

と を原 則

と し

た が

，

ア

イ

ソ レ

ー

タの

_直

_径

が

30cm

の ため，

実 験

の

安 全 性

を

考

慮

し

ダ

ンパ

ー

無

しの

場 合

お よ び

，

振 動 台 変

位

が

21cm

に な る

EL

　

CENTRO

　

EW 「

は

入 力 振 幅

を

縮

少

し た。

　

4．

2

　 計 測

シス

テ

ム

　 図

一

8

に は

試 験 機

の

駆 動

お よ び

実 験 計 測

の シス テムを

示

す が，

本 実 験

におい て は

計 測 精 度

を

検 証

する

目的

で

，

図

一

8

振 動 実 験 計 測シ ステム図 1贈 床 計 側位置 R階 計 測 位 置 も

「

　 加 速 度 言†‘矢 印 は

、

滸 測 方 同 を 示 ず 　 　 　 　 但 し1は

、

船 囿 方 向 を 示 す 〕

0

　3方向醸 麗群

匚

｝

　絶対蛭位 測足用蛮位胼 ●　 3方 同 加屈 度 曾r 〔テレ パ イ プ

ロ

メ

ー

列 擬 勸 含 計 測 位 置

　 　 　

図ト

ー

9

　

各 階 計 測 位 置 図

変 位

，

速 度

お

よ び

，

加 速 度 を別

々 のシステム で

同

時

に

計

測

し，

変 換

する ことに より

相 互 比 較

を

行

っ て いる。

ダ

ン 表

一

2

　

実 験にお げ る最 大 応 答 値 加 速 度 ；g8L

，

速 展 ：kine

，

変 位 ：c皿 ダ ン パ

ー

有 り の 場 合 ダ ン パ

ー

無 しの 鋤 合 入 　 力 地箇 波 成 継 　 続 　 時 分　間 入　 　 力 掘 画 台 入 　 　 力 振 動 台 1FL 速 度 変 位 加 速 度 慶 位 加 速 度 且凡 　 　　肌

_．

扣 速 展 加遼 度 体験 台 加 速 度 1FL

．

速 展 且FL 相対変 位 変位 加 遼 度 変 位 加 連 度

1FL

加 速 度 肌 細 逗度 体 験 台 加 逮 度 1凡 帽 対 変 位 瓧 c日団 駅o 隠

55

．

59

．

2 団L監

・

 

_：

_訓　2

．

．

7

₅₁₂₉

．

．

91L8

₆₁₃₅

．

．

_o614

627

．

3685

．

33

：

91

｝

3

．

66139

，

73

．

75lo6

．

3 胃

．

5

麗

．

o482

．

226

一

．

8

7

．

3 田

53

．

415

，

0156

．

213

．

6173

．

4125

．

512

．

33 盤

．

234

．

46

．

87

。

3D76

．

O7

．

34

圃〕

．

059

．

263

．

2424

．

321

．

25

．

4

6

．

0173

．

26

．

11 α7

．

1104

．

O107

。

4 冊9

．

027

．

44

．

86

．

oo173

．

25

．

笥 12呂

．

874

。

081

．

4434

。

724

．

97

．

0 闘S54

，

39 ；

o259

．

819

．

32 〔

8

．

4115

．

8120

」

4

α

i

．

831

．

57

．

2 TAFT

8

．

1191

．

38

．

1125

．

5lo5

．

4115

．

O317

．

33D

．

65

．

O5

．

26i24

．

25

．

3989

．

乙 84

．

489

．

o523

。

328

。

27

。

9

E

曽

54

．

314

_。

03

跚

．

614

．

2246

．

01 幻

．

6

　　」

：器

．

5426

．

039

．

07

．

3

NS

　

12D9

．

9

躪

．

010

。

1257

．

81 蜜｝

．

0

　　」

127

．

3637

．

337

，

56

．

L3

。

4578

．

43

．

61 駆

．

351

．

855

．

34 ）

6

，

6

昆

9

．

34

．

7

H

ハ

Qi

匸 → 研IE 即 且

2012

．

01 麗

．

9

｝

竇

：

8375

　

．

．

99143（139

．

．

3o149

．

6L 覗

．

8

） 922

．

8 飢

4

．

鋤 2n

．

7 侮1

．

8｝  

．

．

7鮎｝

6

，

45

囎

．

36

．

罰 124

．

951

．

6 聞

．

5464

．

1a5

．

75

．

8

9D

囂

0

田口 UMv

．

隔 4113

．

8259

．

o02

．

3

）価15

．

幼 ｛1昭

．

1） （147

．

91

留 4

．

1｝個

o

．

o

）  

．

5） 3

．

3763

．

23

，

恥 997183

．

485

．

5 舘9

．

o ％

．

08

．

O 匝

4

且

9

ピ

1 黔3

．

L9

．

1 旦77

．

7134

．

且

140

．

O3

瓰

．

135

．

47

．

43

．

5479

．

o3

．

  石5

．

954

．

469

．

1422

．

3 路

．

56

。

o

注） ｛ ） 内の数 値 は

、

醐 性ダン パ

ー

□

45

−

4C

を 使 屠 し 鵬 合を示 す

・

また

・

_{振 動 台}の計 測加 速 度 値には

・

10H

・のロ

ー

パ ス フ ィ丿嘘

一

を 使罵し た

・

一 56 一

パ

ー

に は

塑 性 域

ひ

ず

み ゲ

ー

ジ

（

東 京 測 器 ｝を

， ア

イ

ソ レ

ー　　

有

無

に よ る

比 較

を

行

う た め

，

無 次 元 化

して

示 す

。

図 中

の

夕の アンカ

ー

ボル トに は ボル トゲ

ー

ジ

（

東 京 測

器

）

を

使 　 応 答倍率

は

変位

の

場

合

，

（

1FL

最 大 相 対 変 位 ）

／（

振 動 台

用

して

，

その ひ

ず

み

_計

測 を行

っ て いる

。

変 位 計

測に

使 用

　　

最 大 変 位 ）

，

加 速 度

の

場 合

，

（

1FL

最 大絶 対 加 速 度

）

／

（

振

し た セ ンサ

ー

は

加 振 方 向

に

反 力 盤

か ら

振

動 台

お

よ

び

1



動 台 最 大 加 速 度 ） よ

り

求

め た

。

次

に_，

図

一11

，

12

に は

FL

に

差

動 ト ラン ス

型 変 位 計 （

±

250

　mm

，

シェ

ー

ビッ

　　

EL

　

CENTRO

　

NS

，

　

HAC

且

rNOHE

　

EW

_{波 入 力 時}

の

ダ

ツ

社 ）

，

振 動 台

と

1FL

との

相 対 変 位

は巻 込 み 型

変 位 計



ンパ

ー

_無

しの

_{場 合}

の

振 動 台

と

1FL

との

応 答 値

（

絶 対 加

（

士

500mm

_，

東 京

測 器

）

である

。

速 度

は

3

方 向 速

度計

（

村

　　

速

度

，

絶 対 速 度

，

絶 対 変 位 〉

の

比 較

を

時 刻 歴

で

示 す

。

また

，

松 式

，

東 京 測 振

）

を

振

動 台

お

よ

び

1FL

に

設

置

し た

。

加

　　

ダ

ン パ

ー

有

り の

場 合

につ い て

も 同

様

に

図

一

13

，

14

に

示

速 度 計

は

1G

計 （

共 和 電

業

，

東 京 測 器 ） を 振 動 台

，

1

　

す

。

この

実

験 に おい て

，

地 震

体 験 台

と

免 震 構 造 体

の

地 震

FL

お よ び

RFL

に そ れ ぞ れ

加 振 方 向

，

加 振 直 角 方

向

に

　　

_{応 答}

を

体 験 す

ることに

よ

り

，

免 震 効 果

が

視 覚 的

，

体 感 的

各

々

2

個

，

振 動

台

の

上 下

方 向

に は

5G

計 （

共 和 電 業 ） を

　　

に も

明

瞭

に

把

握

さ れ た。 す な わ ち

，

観 測 地 震 波

を

最 大 記

4

個

，

lFL

に は テ レバ イ

ブ

ロメ

ー

タ

（明

石

製 作 所

）

を

　　

録

レ ベ ル で入

力

し た

結 果

，

免 震 装 置

を

施

し た

構 造 体

へ の

設 置

し た

。

セ ンサ

ー

の設 置 位

置

を

図

一

9

に

示

す

。

計

測

は

鼇麟灘

1

繋 　　　

lll

：

：

_「

ill

_］

ダ

に

記 録

し

，一

部 を実 験 中

モ ニ タ

ー

とし てペ ンレコ

ー

ダ

に

出

力

した

。

　 §

5．

実 験 結 果

　

地

震

波

入 力

実 験

にお

け

る

最 大 応 答 値

を

表

一

2

に

示

す

。

ま た

，

図

一

10a ）

，

　

b

）

に は こ の

_{最 大 応 答 値}

を ダン パ

ー

の （c皿 》 　 100 　

一

10

（

kine

） 　

30

O　　　　　O

．

5　　　　1

．

e　　　　I

．

5　　　　2

．

O　　　　Z

．

5　　0　　　　　0

．

5　　　　1

．

O 　 　 　 膏

ン

パ

ー

無 　 　 　ダン パ

ー

無 　 　 　 　a）変 位 応 答 倍 率の比較　　　　　　b，加速 度応 答 倍率の比 較 タ

「

ノ’

ぐ

一

_（B50

−

4C ）　　　　　　　ダ ン

〆

ξ

一

_（045

−

4C ） O

−

EL　CENTRO NS　ロ

ー

随ACH 【PtOHE　　NS　　　　　　誉

一

EL　CEHTRO 　　NS

●

−

Eし　CENTRO 　 　匚U 　

■

−

HACHINOHE 　　EU 　　 　　　 　　X

−」

HACH 匸HOHE 　　EV

ム

ー

_τAFτ　　　　　　　NS　 ■

−

TOHOKU 　UNIV

．

EU 　　　　　　　十

一

丁0日OKU 　VNIV

．

NS

ム

ー

TAFT　 　 　　 　　 　 　 巳u

　 　

図

一

10

　

ダン パ

ー

の有 無に よ る最 大 応 答 値の比 較 振 勵台 変 位 1

，

FL変 位

0

　

一

30

（gal ） 　

100

一

100 図

一

11EL

　

CENTRO

　

NS

ダン パ

ー

無しの

_{場 合計}

_測

_波

_形 （cm ） 　 100 　

一

10Ckine

） 　 300 ∩ 〜 03 工 0

　

a − 　 冒 　 （ 1

．

FL 変 位 振 勧台変 位 振動 台 速 度

LFL

G

一

10017

20



25



30

　　　　　　　

35

図

一

12HACHINOHE

　

EW

ダン パ

ー

無しの場 合 計 測 波 形 40　 （sec ）

一 57 一

（c皿 ） 　 　100 　

−

1o （ktne ） 　 　

30o

　

一

30 （gal ） 　

2000

一

200

振 動台変位

’

₁

_・

_{匹 変位}

1

振 勧台速 匿 　 　 　 　　 　 　 　　

、

r

　　　　　　　．

L凡 速度 振 動 台加遠度 　α  zL

．

P

．

フィルタ

ー

を使 勵

．

．

L糺 _{加 速 度} （gal ） 400

0

一

400

3

5 　 　 　 10　 　　 　 　 　　 　 　 　　 　 　 　

r5

　 　　 　 　 　　 　 　 　　 　 　 　

20

図

一

13EL

　

CENTRO

　

NS

ダンパ

ー

（口

50

−

4C

）有り の場 合

計

測 波 形 25 （sec ） （cm ） 　 　lo0 　

一

10

（

k

⊥ne） 　 　

3D0

　

一

30

（ga　

1

， 　2000

一

200 L凡 変位 　 振 酌台変位

．

振 動 台 速度

．

L凡 速 度

　　　　　　 ．

　　　　　　厂

「

1

．

凡 加 速 度 　 　 　 振 動 台 加 速 度

q

〔旧zL

．

P

，

フィル タ

ー

を 使 用 ） （

gal

） 400 o

一

400

17

zo

　 　 　 25　 　 　 　　 　 　 　　 　 　 　　

30

　　 　 　 　　 　 　 　　 　 　 　　

35

図

一

14HACHINOHE

　

EW

_ダンパ

ー

（口

50

−

4C

） 有り の場 合 計 測 波 形 40 　 （sec ）

一 58

入

力

は_， 加 速 度 レ ベ ル で大

部 分

が

1

／

2

程 度

とな り，

非免

震

の

_構

_{造 物}

の

増 幅 を 考 慮 す

れ ば

，

その

加 速 度 応 答 比

は

大

部

分

が

4

− 6

倍

に

達 す

るこ

と が 認

め ら れ た

。

変位

応

答

に つ い て は

，

ダン パ

ー

無

しの

場 合

に

地 震

波

の

_種

_類

に より

，

応 答 倍 率

が

0

．

74

−

2

．

　

37

倍

の

範

囲に分

散

す るの に

_対

し_て

，

ダ

ン パ

ー

の

使 用

によっ て

，

応 答 倍 率

が

0

．

45

〜

O

．

81

倍

と

，

LO

以 下に な るこ とか ら

，

こ の

減 衰 効 果

に よる

相 対

変位

の

減

少

に は歴

然

た る

も

の が あ る。 ま た

lFL

と

RFL

の

応 答 加 速 度

を 比

較

す る と

増 幅

は

数

ガル

程 度

で

あ

る こと か ら

，

上

部 構 造 は 剛

体

の

併

進 運

動

を

行

っ て い る といえ る

。

　§

6．

実験結 果

の

解析

お よ

び 考 察

　6

，

1　

計 測 波 形

の フ

ー

リエ ス ペク

ト

ル

　

EL

　

CENTRO

　

NS

，

　

HACHINOHE

　

EW

の ダン パ

ー

無

し の

場 合

の フ

ー

リエ ス ペ ク トル を

図

一

ユ

5

，

16

に_，

ダ

ン パ

ー

（

口

50

−4

　

C

）有

_りの

_場

_合

を

図

一17，

18

に

示 す

。

こ れ ら の図か ら，

ダ

ン パ

ー

無 しの

場 合

に

，

EL

　

CEN ・

TRO

　

NS

は

固 有

周

期

1

．

89

　sec の

_所

の フ

ー

リエ

_{振 幅}

が

顕

著

に

現

れて いる が_，

HACHINOHE

　

EW

は フ

ー

リエ

_{振 幅}

が

固 有 周 期 近 傍

か ら

3

．

Osec

の

範

囲 に 分

散

して いる。 こ れ は

，HACHINOHE

　

EW

が 地 震 動

特 性

とし て

長 周 期 成

分 が

卓

越

し てい る た め と

考

え ら れ る。 また

，

ダ

ンパ

ー

有

り の

場 合

に

，

弾 性 域 剛

性

の 固

有

周

期 1

．

19sec

に よ る

影

響

が

卓 越

し て い て

，

ダン パ

ー

の塑 性

変

形に よ る

伸

び た

周

期

の

影 響

は

あ ま

り

顕 著

に現 れ てい ない _。 この こと は

，

地

震 時

の

揺

れ

を周 期

1

．

19sec

で

体 感

す ること を

意 味

す る

。

し か し

，

ダ

ン パ

ー

の

弾 性 域 剛 性

，

降 伏 変 位

な ど を 選

定

す ることに

よ

り

，

応 答周 期 を長

く す ること は

可 能

で あ る と

考

え る。 これに

関

し て は

，

6

．

4

で

詳 細

に

述

べ る

。

　

6

．

2

　

正

弦 波

入

力

による

実 験

の

検 討

　

a

_）



ダン パ

ー

無

しの

場

合

　

地

動

が 正

弦 波

の

場 合

の

加 速 度 応 答 倍

率

お よ び

変 位 応 答

倍 率

を

図

一

19a

）

，

　

b

）

に

示

す

。

加

速 度 応

答 倍 率

は

，

（

応

答 絶 対 加 速 度 ）

／（

振 動 台 絶 対 加 速 度

）

で

求

め ら れ る が

，

振

動

台

の

_{加 速 度}

は

高 周 波

が

存 在 す

る た めに

振

幅

を

決定

す

80

（

　

　

O

頃

ぐ

り

芻 二 巴

）

o o 振 動 台加速 度

9

振 動 台 速 度 o ◎ 振 動 台 変 位 1FL 加速 度 君 1｝弧 速 度

A

且FL 相 対 変 位 o o  

8

芻晩 窪

一

邑

せ

1印

図

り

∀

）

一

　 〇 o

o

，

1

0

．

5LZ

（sec ） D

．

5

2 5 〔sec0

．

512

510

　 （5ec》

図

一

15

　

EL

　

CENTRO

　

NS

ダン パ

ー

無 しの場合の フ

ー

リエ ス ペク トル 　 　 　 O

巴

n

（

冨

り

一

禺 oo 卜

一

振 動 台 加 速 度 lFL加 速 度 o

巴

n 0

．

1 ONN 　

　

　

O ＝

〔

o

，

o の

・

o 口

一

謡

｝

〔

　 　 O 曽 9  

鄲

_゜

目 O 　 　 　 0

0

．

5

　　　　

1

　　　　　

Z

　　　（sec）　　

O

．

5

　　　　　　

1

　　　　　　 2　　　　　　　　　5 　　　（see ） 　 　 　 　 図

一

16

　

HACHINOHE

　

EW

_ダン パ

ー

無 しの場 合 のフ

ー

リエ _{ス ペ} ク トル 龕 振 動 台 変 位 1凡 相 対変 位 o 曽 　 　 　 　 　 OO

．

5 工

2

51O

（sec） 　 　 　

8

寸

〔

oo

リ

_・

ゥ

［

帽 90

∀

o

 

振 動 含 加 速 度 1FL 加 度

8

寸 o

．

1

0

．

5

　　

1

　 　　

2

．

　 　 　 　 図

一

1

ア OOH

〔

u 霧 O  

・

 

ロ コ

V

　 　 o （sec ｝　　 0

．

5 　　　　　　1　　　　　　 2 　　　　　　　　　

5

　　　〔sec）　　

0

．

5

　　　　

1

EL

　

CENTRO

　

NS

_ダンパ

ー

_有りの場 合の フ

ー

リエ _{ス ペ} ク トル

α

9

一

_{振 動 台 速度}

一

_{振 動 台変 位} lFL 速度

〔

lFL 相対変 位

3

 

_，

_o

　

噌

日

り

）

，

o　 「 1 ， r 、 ₂

_5IO

　 （sec ） OO 日 　 　 　 OO9

（

_り

 

の

_・

一

彈 賦

〕

o o マ 振 動 台加速度 N 振 動 台 速 壓 1FL 加 速 度 宕

 

1FL 速 度

腕

疊

o N

盥

一

自

・

H

昌

）

　　　　1

0

．

1 0512 　 　 　 o （sec）　

0

．

51

2 5 （sec O

頃

一

（

O

 

の

ト

明

_゜

臼

⇔

）

　 　 　 0 　 　 　 0

．

5　 　 　 1　 　 　 2 図

一

18　HACHINOHE

　

EW

ダン パ

ー

有 りの場 合の フ

ー

リエ _{ス ペ} ク トル

一

振 励 台 変 位

一

1FL 椙 対 変 位

510

　 （sec ）

一 59 一

る の が

困

難

であ る

。

そこ で

，

振 動

台

の

変位

振

幅

A

．か ら

加

速

度

振 幅

Aa

を

．

4

。＝

Ad・

　toz

（

ω ：加

振

円 振 動 数

）

によ り

算 出

し た。ま た，

変位

応

答倍率

は，

（

応

答相対変位 ）

／（

静

的 変位

）

で

求

め ら れ る

。

こ こで，

静 的 変 位 と

は

地 動

によ る

慣 性 力

を

静 的

に

加

え た

場 合

の

変 位

で

，

A

。

／

　

_w

_；

　

＝

ん

・

（

ω

／

as

）

‘

（

as

：

固

有

円 振 動 数

）

に よる

。

固 有 円 振 動 数

は ア

イ

ソ レ

ー

タの バ

ネ 定 数 を

3

．

　

198

　

t

_／

cm

，

建 物 重 量

283

．

8t

か ら

算 定

し た

。

1

こ れ ら の

実 験

か ら

得

ら れ た

値

に

対

して，

減

衰

定 数 を

パ ラメ

ー

タ と して

理 論 解 を求

めた

結

果

，

減

衰

定 数 が

h ＝O．

02

の

場 合

に

実 験 値

に

よ く

一

致

し てい る

（

図

一

19

参 照 ）

。

こ の ことか ら

，

ダン パ

ー

が

無

い 場

合

， こ の

構 造 物

の

粘 性 減 衰 定 数

は

2

％

程 度

と

考

え ら れ

，

あ ま

り

減 衰

が

大

き く ない こと が

判

る。

　

b

）

ダン パ

ー

（

囗

50

−

4C ）有

りの

場

合

　 弾 塑 性

ダン パ

ー

を

用

いた

場 合

は

，

履

歴 減 衰 が 行 われ る の で

，一

般

にダン パ

ー

無

しの

場

合

の よ う に

完

全

弾性

と

仮

定

した

共 振

曲線

を

求

め ること ができ ないが

，

定常

振 動

の 24 鮒 勵 6 蝦 8 0 P （t） h

＝

0

．

02

24

h

冨

0

。

02 闘 聖 即L6 漣

瀑

・ 　 o

■

．

O　 　　　 　　 　　　 　　D

．

5　 　　　 　　 1

．

O

　 　 　 （Hz） 　 　 　 〔Hz） a）加速度 応答倍 番 　 　 　 b）変 位応 答倍率 　 図

一

19

　正弦 波入力に対する応 答 倍 率 PCt） iK

＝

3 　198〔t／ co， 　 　 δ 脚〕 p （t）

Il

：

i

図

一

20

dt3

−

01fiT［t ／ cm ） 硫π） a｝アイ ソレ

ー

タの 但 元 力悖 性 Pce 　 　 　 閑

．

4 dK2

＝

：

e

　

557 〔t／ et ） 　 　 　 24

，

匹 0

．

dK【

三

4　s3s ‘

ヒ

／

‘

且

） 2 　 　 　 　 　 ユ O 　 　

　

　 　 　 　 　 　 　 D 麟 置 鵬 堪 單 馳 　 　 　 b ｛ce〕 　 3

．

0　　 　5

．

o b）ダン パ

ー

OP祖 元力特 性 n3

［

3：aSCtfCTl 　 x2

＝

31fislt／

［

■

｝ Kt

＝

8 　033 〔t ／6助 　 　 　 e 〔cz） C）全 体 の 復 元 力 特性 図

一21

モデル化 した復 元 力

特性

1 図

一

22

　 z　　 　 　　 　 　3　 　　 　 　　 　4　 　　 　 　 　　5 　 　 　 塑 　 性 　 ＄ 等 価 減 衰 定 数と塑性 率との関係

一 60 一

場 合

にル

ー

プ

は

一

定

であ る か ら

，

あ る

決

まっ た

減 衰 量

が 与 え ら れ る

。

し た がっ て，

定 常

ル

ー

_プ

_の

_描

_{く ひ}

_ず

_みエ

_ネ

ル

ギ

ー

が_，

_等価

剛 性

Ke

を仮 定

し た

弾 性 振 動

に おける

粘

性 減 衰 力

のな す

1

周 期 間

の

仕 事

に

等

し い と

考

える

。

1

質

点 系

に

地 震 動

α

・

sin

ω

・

t

が

作 用

する

場 合

の

振 動 方 程 式

の

定

常

振 動 解 を

X

　

・

！

　

X

_．

・

sin

ω

・

t

と

仮 定

す れ ば ， そ の

時

の

顳

力

・な す

1

躙

当

…

膊

・

，

AW

−

∬

「／ω

c ・

x

　 　 　 　

dX

＝

2

π

’

h

。

・

Ke

−

X7

で

表

さ れ る

。

こ の

仕 事

量

AW

が 　 　 　 ω

θ

図

一

20

に

示

すモ デル

化

を

行

っ た ル

ー

プ

の

面 積

S

（

X

。

）

に

等

しい

と 考

え る と

等 価 減 衰 定 数

んe は

次 式

で

求 め

ら れ る

。

　

μ〉

β

の

時

　　　 　　 21

μ

一

1

＋

nl

（

β

一1

）

（

μ

一

β

一

1

）

＋η_ゴ

_β（

_μ

一

_β）

｝

　 　 　

h。

＝

　 　

Ke＝

　 　 　 μ

1

〈μ≦

β

の

時

　　 　　　

2

（

μ

一1

）

（

1

−

nT

）

　 　

he＝

　　

π

・

ω

・

μ

11

＋冗

超

一

1

｝

＋ n 、

（

μ

一

β〕

1

　 　 　 ω e

ll

十

nl

（

β

一

1

）十

n

：

（

μ

一

β

）

｝

　 　 　

K

　　　　　

π

・

ω

・

μ

q

−

n

、＋

n

，

・

μ

）

　 　 　 ω

ε

　　 　　　

1

十

n

且

（

μ

一1

）

　 　 　

K

　 　 　

Ke

； 　 　 　 μ こ こ に

　

　

　

・

一

嘉

・

一

騫

碗

一

〜

辱

次

に_，

実 験

に

用

い た ア

イ

ソ レ

ー

タ お よ び

弾

塑

性

ダ

ン パ

ー

の

復 元 力 特性 を静 的 繰 返

し

実 験

の

結 果

か ら， ア

イ

ソ レ

ー

タ は

図

一

21a

）

に

示 す よ う

に

Linear

に

仮 定

し

，

ダ

ンパ

ー

（

口

50

−

4C

）

は

図

一

21

　

b

_）

に

示

すよ

う

に

Tri

・

Linear

に

仮 定

し

，

全 体

の

復 元 力 を 図

一

21c

）

に

示

す よ うに モ

デ

ル

化

を

行

っ た

。

これ らの

関 係

を

用

い て

等 価 減 衰 定 数

he

を

求

め る と

図

一

22

の よ うにな るe こ の

等 価 減 衰 定 数

h

。を

用

いて

線 形 応 答 解 析

を

行

い

，

実 験 値

と

比 較

し たのが

表

一

3

であ る。 こ れ らの こ と か ら

，

ダン パ

ー

の

履 歴 減 衰 量

を

等 価 粘 性 減 衰 定 数

で

評 価

し た が

，

ア

イ

ソ レ

ー

タ だ けの

場

合

に

_{粘性 減 衰定 数}

が

2

％

程

度

で あ るの に

対

して

，

か な り

高

い

減 衰

量 が

得

ら れ ること が

確

認 さ れ た

。

　

6

．

3

　

地 震

波

入

力

による シ ミュ レ

ー

ショ ン

　

振 動

モ デル は_，

実 験

か ら

上

部

構 造

が

剛

体

運 動 を

行

うこ 表

一

3

　実 験 値と等 価 線形解 析 値と の応 答比較 加振 周　 　 IFL応 簪 加 速 匿（ga1＞応答 相 対 変 位（c囮） 佃z）　 　実 験 値 解 析 値 　 実 験 埴 解 析 値 0

．

526　 　 93

．

4106

．

9

　 　

4

．

L34

．

41 0

．

556　 　 125

．

2L37

．

3　 　 　6

．

556

．

73 0

．

588

　 　し55

．

1172

．

1　 　 9

．

519

．

47 O

．

625　 　 169

．

6188

．

4　 　 且0

．

8410

．

91

0

．

833　 　 1】3

．

7L48

．

0　 　 7

．

257

．

58

0

．

909　 　 99

，

8L3

呂

．

36

，

056

，

64 1

．

0　 　 　 　 9L3122

．

45

．

155

．

49

（ga1 ） 　 50

一

50 〔

kine

） 　 20 　 　0 　

−

20 （こ 皿 ） 　 　 5 　 　

0

　

−

5

相 対変位 3　　

5

lo L5 20

25

〔3e ε） 　 　 　

一

計 測 波 形 　 　 　

一

解 析 波 形 図

一

23EL

　

CENTRO

　

NS

ダン パ

ー

無しの場合の応答 時 刻 歴 （ga1 ） 　 50 　 0 　

¶

50 〔kine） 　 20 　 0 　

−

20

（cm ） 　 5 　 0 　

−

5

絶 対 加逮度 相 対 速 度 相 対 変 位 3　 　 5 図

一

24

（gal ） 　 上00 　 50 　 　0 　

−

50

−

100 （kine ） 　

20

　 　0 　

層

20

） 505 m 　

一

C 10 15 と が

認

め ら れ て い る の で_， ア

イ

ソ レ

ー

タ

と ダ

ン パ

ー

と

の バ

_ネ

に

よ

る

i

質 点 系 と

し た

。

これ らの バ

ネ

の

復 元 力 特

性

は

図

一

21

に

示 し

た

Tri・

Linear

型 を

採

用

し た

。

上 部 構 造

物

の

重 量

は

283

．

8t

で あ る。 ま た

，

減 衰

に

関

し て は

，

ダ

ン パ

ー

が

履 歴 減 衰

すると し，

粘 性 減 衰 定 数 を正 弦 波

入

力

に

よ

る

検 討 （ダ

ン パ

ー

無

し の

場

合 ）

か ら

得

られた

値

ん＝

O

．

　

02

を

_用

い た

。

これ らの

_{諸 定}

_数

を

用

い て

下 記

に

示

す

増

分

型の

非 線 形 振 動 方

程式

に よ り シ ミュ レ

ー

ション

を

行

う。 　 　 　

M

。

AX

十

C 。

AX

十

KO ・

AX

＝

AP

こ こ に

　　　

ム

P

＝− M ・Xn −

1

− C ・Xn一

量

一R

（

X

）

η

一

1

− M ・

雪

　　 　

R

（

X

）

n

；

κo

・

△

X

十

R

（

X

〕H

　　 　　　

K

° ：

（

n

−

1

）

ステ ッ

プ

で の

変

位 状 態

に

よ

っ て

　　 　　　 　　

定 ま

る

接 線 剛

性

　

逐

次積

分

に は

，

Newmark

の

_β

法

（

β

；

1

_／

6

_）

を

_用

_{い た}

。

振 動

台

加

速

度 波 形

を

入 力 と

して_， シ ミュ レ

ー

ショ ン

を

行

っ た

結

果 を 図

一

23

に

EL

　

CENTRO

　

NS ，

_図

一

24

に

HACHINOHE

　

EW

の ダンパ

ー

無

しの

_{場 合}

_，

ま た

，

図

一

25

に

EL

　

CENTRO

　

NS

，

図

一

26

に

HACHINQHE

　

EW

zo

　

＿

闇

瀛

議〜

の

ダ

ン パ

ー

有

りの

場 合

に

つ

い て_，

絶 対 加 速

度

，

相 対 速 度

　 　 　

一

解 析 波形

HACHINOHE

　

EW

ダンパ

ー

_無し の場 合の応 答時 刻 歴 絶 対 加速_慶 帽 対 速 度 帽 対 変 位 3　　　　5　　　　　　

1D

　　　　　　　l5　　　　　　　20 25 〔3ec ｝ 　 　 　

一

計 測 波 形 　 　 　

一

解 析 波 形 図

一

25EL

　

CENTRO

　

NS

_ダンパ

ー

_有

りの_{場 合}の応 答 時 刻 歴 （胆

1

｝ 　 100 　 50 　 　 0 　

−

50

一

工OD （kine） 　 20 　 　

0

　

＿

20 （cm ）

一

5 絶 対 加 速 度 ） 柑 対 変 位 50 　 5L7 　 　 　20 25 30 35 （sec ） 　 　 　

一

計 側 波 形 　 　 　

一

解 析 渡 形 図

一

26HACHINOHE

　

EW

_ダンパ

ー

_有

り の場 合の応 答 時 刻歴

お よ び

相 対変位

を

計

測

値

と

一

緒

に

応 答 時 刻

歴で

示

す。 こ れ らの シ ミュ レ

ー

ショ ンと

計 測 値

との

比

較結

果

は

良

く

一

致

し て お り，

解析

に

用

い た

諸 定 数

の

妥 当 性

と 同

時

に

，

免

震 構 造

の

動 的 挙 動 を

，

か なり正

確

に

把 握

し

得

るこ と を

確

認

した

。EL

　

CENTRO

　

NS

_{お よ び}

HACHINOHE

　

EW

ダ

ンパ

ー

_有

_{り の}

_{場 合}

_の

_{履 歴}

_ル

ー

_プ

_を図

一

₂₇

_，28

_に

_示

_す 。

同 図

に おい て，

動 的

復

元

力

を

変

位 速 度 を 考慮

し，

（

質 量

）

（ton ） ］e20DOO Q 旧 鶴 濫 嗣

一

2D

一

30 　 　 　

一

40 　 　 　 6Ccm ｝ 　 　 　 ゼ 　 　 な

図

一

27　EL

　

CENTRO

　

NS

の履 歴ル

ー

プ （

4

−

19sec

＞

Cton） 　 　 　 d 　

_。

只 暇 暉 呂 爵

一

3

一

4 　 　 　 0　 　1　 　4（cm 〕 　 　 　 　Stなbl 図

一

28HACHINOHE

　

EW

の 履 歴ル

ー

プ ｛

17

−

32sec

）

一 61 一

×

（

絶 対 加 速 度 ）

で

算 出

し た

。

ま た，

静 的 復

元

力

R

（

X

）

n と

実 験

に よる

動 的 復

元

力

と

を 時 刻

歴 で

比

較

し，

EL

CENTRO

　

NS

の

場 合 を 図

一

29

に，　

HACHINOHE

　

EW

（亡 on ） 250

＿

2S 〔ton） 　 25

＿

25 3 　 2 勵 覃 奮

一

_{動 的 復 元 刀 信}†_{測 値}

1

一

_{静的 復 元 力 （解 析 値}

₁

3 　　 5 　　　　　　　10 　　　　　　　15 　　　　　　 ZO 　　　　　　 25 〔5e⊂） 図

一

29

復 元 力の応 答 時 刻 歴 （

EL

　

CENTRO

　

NS

_） 17　　　20　　　　　　（sec ） 図

一

30

復元 力 の 応 答 時 刻 歴 （

HACHINOHE

　

EW

_｝

r （t） 5

．

14 の

場 合 を図

一

3

  に

示 す

。 これ らの

図

か ら

，

解 析

は

静 的

実 験

か ら

得

られた

復 元 力特 性

を

評 価

して

行

っ た が

，

実 験

による

動 的復

元

力

と 大 差 はな く

，

ダン パ

ー

の ひずみ速

度

の

影 響

は

少

ない こと が

認

め ら れ る。

　6

，

4

応答

周

期

に

関

す る

考 察

　

ダン パ

ー

付

きの場

合

は その振 動 は ダンパ

ー

_付

き 初

期

剛

性

の

振 動

が

顕 著

に

現

れ

，

予 期

し た 塑

性 域

で の

2

秒 付 近

の

長 周

期振

動

の

記

録

は わ

ず

かであっ た

。

こ の

点 を考 察

す る 目 的で

6，

3

で述べ _{た 振 動}モ デルを 用い て 正

弦 波

入 力に よ る

強

制振

動 に お け る

応

答

周

期 （

正

弦 波

に よ る

強

制

振 動

の

場

合

，

応

答

周

期

は

加 振

周

期

と

同

じ

）

と

塑

性

率

（

降伏

変位

勗

＝

3．

Ocm

＞ との

_関

係 を 加 振

加 速 度 振 幅

a

をパ ラメ

ー

タ と し て

解析

を

行

っ た

（

図

一31

）

。

ま た， 図

中

の ●

印

は

強制変位

を

与

え た 場

合

の

応 答 速 度

の

_最

初

の

半

サ

イ

クル

を

評 価 した 周 期 を

プ

ロ ッ ト し た もので ある

。

こ の図か ら，

実

験

で の

最

大 塑

性

率

は μ

＝3

程 度

で あ り，

現 実 的

に は あ り え ない

_変

形 量

に

達

し な け れ

ば

，

塑 性 域

の

接 線 剛性

によ 　 　 　 　Sichl　IVI　30 　 9ンパ

ー

の 廻 元 力 特 性 　 　 　 弦 　 E

’

［

匸

〕 　 　 　 爵 20 9

．

1 　 ／cm） 　 　 　 Sim ） D　　　　　　　o 　 　 　 応　答　周　賜　　 　　　　　　〔sec 》　 　　全嬉 の 復 元 ソコ特 性

　

図

一

31

実

験モ デル の応 答 周 期 と塑 性 率との



図

一

32

_、

シ ミュ レ

ー

ション



図

一

33

　 　　　

関係



モ デル （

gal

） 　 100 　 50

一

50

−

leo （cm ）

一

5

　 　 　 1　 　 　 2　 　 　 　3 　 　 　 　応　答　周　期　 　 　 　　 　 　 　　（sec ） シ ミュ レ

ー

シ ョン モ デル の応

答

周

期

と 塑 性 率と の関 係 ） 絶 対 加 速 度 00000 ） _相対変位 5 　

　

053

5

　　　　　　　10　　　　　　1520

・



25

（5ec ） 図

一34EL

　

CENTRO

　

NS

シミュ レ

ー

ション モ デルに よ る応 答 時 刻 歴

一

実 験 （口

se

−

4C

＞

一

シ ミ

ュ

レ

ー

シ ョン （ga1 ） 　 1〔｝0 　 5Q

一

50

−

tOO

（⊂m ）

一

5

） 　 0

1

 絶 対加速度 QO

ー

0 　 0 　 　

　

）

5

　₀₅ 相 対 変 位 1ア

20

　　　　　　25 　　　　　　30 　　　　　　35 　　　　　　　40 　　　　（写ec 図

一

35HACHINOHE

　

EW

シ ミュ レ

ー

ショ ンモ デ ル によ る 応答 時 刻歴

一

実 験 （口

5

〕

−

4c ）

一

_{シ ミ}

_ュ

_レ

ー

シ ョン

一 62 一