極めて稀な地震作用下では、構造物の水平変位が急激に増大し、減衰装置のエネルギー消散能力と調整可能な減衰性能に対してより高い要求が課される。従来の摩擦ダンパーは通常、プリロードボルトによって一定の予張力を加えることに依存しており、その摩擦力は地震強度に応じて適応的に変化しにくく、強震時の適用が制限される。この制約を克服するために、プリロード不要の可変摩擦慣性器（Non-preload Variable Friction Inerter、NVFI）が提案され、理論解析および準静的試験により、予張力不要でありながら減衰力を適応的に調整できる優れた特性を有することが確認された。ABAQUSプラットフォーム上でNVFIのユーザー定義要素を開発し、VUEL-NVFI数値モデルを構築した。調和載荷および地震荷重下におけるMATLAB数値解との比較により、開発した要素は特有の「蝶形」ヒステリシス特性を高精度かつ安定的に模擬できることを検証した。このVUEL要素を10階建て鉄筋コンクリートフレームの3次元モデルに適用し、多段階地震下における減衰機構を体系的に解析した。結果は、NVFIの減衰力とエネルギー消散能力が地震動の強度増加に伴い適応的に向上することを示した。極めて稀な地震作用下でも、本システムは層間変位を効果的に制御でき、最大減衰率は56.05％に達し、構造物の耐震性能を著しく向上させた。開発したVUEL要素はNVFIの実務的解析に信頼できるツールを提供し、その適応減衰機構は極めて稀な地震における構造物の倒壊防止設計で顕著な実用価値と応用展望を有している。

可変摩擦慣性器;プリロード不要;慣性効果;二次開発;耐震性能