長周期地震動対策に有効な
３Ｍの摩擦ダンパー！！
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長周期地震動対策をご検討中の方、必見！！
長周期地震動を想定した繰り返し加振試験および実大ブレース型ダンパーをモデル化したFEM解析により、以下の項目について検証を行うことで、弊社摩擦ダンパーが長周期地震動に対して有効であることを確認しました。
- エネルギー吸収による温度上昇と性能（滑り荷重）の変化を確認
- 要素実験とそれをモデル化したFEM解析、加えて実大ブレース型摩擦ダンパーをモデル化したFEM解析により、実製品での温度上昇を推定
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要素実験の試験体
- 試験体は、使用する疲労試験機の最大荷重（200kN）により、ブレース型摩擦ダンパーのボルト1本を取り出した試験体とする。部材板厚などの構成は製品と同様となっている。
- 冶具の一部まで含めた解析モデルを構築し、要素実験と温度上昇について比較する。
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実大ブレース型ダンパーの解析モデル
- 要素実験と比較するために、実大ブレース型ダンパーの解析モデルを作った。
- 滑り荷重は2000kNであり、ボルト16本×4面摩擦となっている。（形状の詳細はカタログに記載）
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加振条件
加振条件は、以下の通りとする。
- 変位制御による正弦波加振
- 加振周期3秒、および 5秒
- 加振振幅、加振時間は以下のとおり
周期3秒：振幅±18mm、加振時間 300秒（100サイクル）
周期5秒：振幅±17mm、加振時間 600秒（120サイクル）
- 加振後に温度が常温に戻った後で、再度同じ条件にて計3回の加振を行い、滑り荷重の変化を確認
- 3回の加振後の累積摺動距離は以下のとおり
周期3秒：累積摺動距離 約22m
周期5秒：累積摺動距離 約24m
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温度上昇の比較
各試験に対して、以下3種類での温度上昇を比較した結果を示す。
- 要素実験
- 要素実験をモデル化した解析モデル
- 実大ブレース型ダンパーの解析モデル
周期3秒の加振では、要素モデルと実大ブレースモデルは同様の結果を示したが、周期5秒では実大ブレースモデルが要素モデルよりも温度上昇が大きい結果となった。これは、構造上、熱がこもりやすいことが原因と推定される。
但し、温度上昇は300℃以下であり、ダンパーの性能に及ぼす影響は無視出来るレベルと考えられる。又、いずれの結果も要素実験の温度が最も低くなっており、空気中への熱伝達現象のモデル化精度によるものと推定さられる。
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結果のまとめ
要素実験とFEM解析の比較結果から、弊社摩擦ダンパーが長周期地震動に対して十分耐えうる能力があることを確認した。
要素実験の結果
① 加振終了後も、初期から大きな性能の低下がないことを確認した。
② FEMによる熱解析（要素実験をモデル化した解析）においても、試験時の温度上昇を推定できることを確認した。
※要素実験結果の詳細につきましては、下記の ”要素実験結果” をクリックしてください。
FEM解析の結果
① 要素実験およびそれをモデル化した熱解析の結果と比較して、やや温度上昇が早い傾向があり、最大温度も高くなる傾向が確認された。
② 周期5秒、±17mmで10分間加振しても、最大上昇温度は300℃程度であり、ダンパーの性能に影響を及ぼすものではないと考えられる。
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