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統一的方法に基づく慣性と運動学的相互作用を考慮した構造物‐杭系の地震応答評価法

Research Project

Project/Area Number 15J00960
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小島 紘太郎  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords極限地震応答 / 弾塑性応答 / 断層近傍地震動 / ダブルインパルス / 粘性減衰 / 長周期長時間地震動 / マルチインパルス / 定常応答 / 熊本地震 / 繰り返し地震動 / 必要強度割増係数 / 倒壊限界 / 建物-杭-地盤系 / 杭地震時応答 / 不確定地盤特性 / ロバスト性解析
Outline of Annual Research Achievements

本年度における研究成果は以下の2点にまとめられる。
1 これまでの研究では、断層近傍地震動を模擬した正弦波モデルに対して、それらとフーリエ振幅スペクトルの最大値が等しいダブルインパルスとトリプルインパルスを導入し、完全弾塑性復元力特性およびノーマルバイリニア型復元力特性を有する非減衰1自由度系の「極限的ダブルインパルス」と「極限的トリプルインパルス」を明らかにした。さらに、それらに対する弾塑性応答の閉形表現を導出する方法を展開した。本年度では、完全弾塑性非減衰1自由度系の極限的ダブルインパルスに関する理論を、完全弾塑性復元力特性と粘性減衰の両方を有する1自由度系に拡張し、極限的ダブルインパルスに対する粘性減衰の影響を考慮した弾塑性応答の近似閉形表現を導出した。粘性減衰と弾塑性履歴減衰の両方を有する1自由度系に極限的ダブルインパルスの理論を拡張することにより、極限的な地震動入力を考慮した、付加的な減衰機構を有する制振構造や免震構造の設計が可能となる。
2 2011年東北地方太平洋沖地震では、1970年代の超高層建築物の設計で想定されていなかった長周期長時間地震動が観測された。本年度では、長周期長時間地震動の主要部分を表現可能である複数サイクル正弦波を、マルチインパルスで近似する方法を導入し、バイリニア型復元力特性を有する非減衰1自由度系の極限的マルチインパルスと、それに対する定常状態時の弾塑性応答(塑性変形振幅)の閉形表現を導出した。正弦波を用いた弾塑性モデルの定常応答に関する既往の研究では、弾塑性モデルの共振応答を導出するために、多くの入力振動数に対する繰り返し計算が必要であり、共振周期の導出が困難である。それに対して本研究では、マルチインパルスに対する極限的な定常状態を仮定することで、弾塑性モデルの極限応答(共振現象と対応)を、繰り返し計算無しに直接評価することが可能である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 12 results,  Acknowledgement Compliant: 10 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Critical earthquake response of a SDOF elastic-perfectly plastic model with viscous damping under double impulse as a substitute for near-fault ground motion2018

    • Author(s)
      Kojima Kotaro, Saotome Yoshito, Takewaki Izuru
    • Journal Title

      Japan Architectural Review

      Volume: 1 Issue: 2 Pages: 207-220

    • DOI

      10.1002/2475-8876.10019

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Critical response of SDOF damped bilinear hysteretic system under double impulse as substitute for near-fault ground motion2018

    • Author(s)
      H.Akehashi, K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 4(5)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2018.00005

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CRITICAL EARTHQUAKE RESPONSE OF SDOF ELASTIC-PERFECTLY PLASTIC MODEL WITH VISCOUS DAMPING UNDER DOUBLE IMPULSE AS SUBSTITUTE OF NEAR-FAULT GROUND MOTION2017

    • Author(s)
      小島 紘太郎、五月女 義人、竹脇 出
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 82 Issue: 735 Pages: 643-652

    • DOI

      10.3130/aijs.82.643

    • NAID

      130005682882

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical steady-state response of SDOF bilinear hysteretic system under multi impulse as substitute of long-duration ground motions2017

    • Author(s)
      K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 3(41)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2017.00041

    • NAID

      120006636658

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] General evaluation method of seismic resistance of residential house under multiple consecutive severe ground motions with high intensity2017

    • Author(s)
      Y.Ogawa, K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Int. J. Earthquake and Impact Engineering

      Volume: 2(2) Issue: 2 Pages: 158-174

    • DOI

      10.1504/ijeie.2017.089055

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Closed-Form Overturning Limit of Rigid Block under Critical Near-Fault Ground Motions2016

    • Author(s)
      Kunihiko Nabeshima, Ryo Taniguchi, Kotaro Kojiam and Izuru Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers Built Environment

      Volume: 2 Pages: 1-14

    • DOI

      10.3389/fbuil.2016.00009

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Simple Evaluation Method of Seismic Resistance of Residential House under Two Consecutive Severe Ground Motions with Intensity 72016

    • Author(s)
      Kotaro Kojima and Izuru Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers Built Environment

      Volume: 2

    • DOI

      10.3389/fbuil.2016.00015

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CLOSED-FORM CRITICAL EARTHQUAKE RESPONSE OF ELASTIC-PLASTIC STRUCTURES WITH BILINEAR HYSTERESIS UNDER NEAR-FAULT GROUND MOTIONS2016

    • Author(s)
      小島紘太郎,竹脇 出
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 81 Issue: 726 Pages: 1209-1219

    • DOI

      10.3130/aijs.81.1209

    • NAID

      130005261176

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Closed-form critical earthquake response of elastic-plastic structures on compliant ground under near-fault ground motions2016

    • Author(s)
      K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 2(1)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2016.00001

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Critical response of 2DOF elastic-plastic building structures under double impulse as substitute of near-fault ground motion2016

    • Author(s)
      R.Taniguchi, K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 2(2)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2016.00002

    • NAID

      120005838155

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Closed-form dynamic stability criterion for elastic-plastic structures under near-fault ground motions2016

    • Author(s)
      K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 2(6)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2016.00006

    • NAID

      120005838156

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Critical double impulse input and bound of earthquake input energy to building structure2015

    • Author(s)
      K.Kojima, K.Fujita and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 1(5)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2015.00005

    • NAID

      120005848242

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Prediction of worst combination of variable soil properties in seismic pile response2015

    • Author(s)
      K.Fujita, K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      Volume: 77 Pages: 369-372

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2015.06.009

    • NAID

      120005669289

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Critical earthquake response of elastic-plastic structures under near-fault ground motions (Part 1: Fling-step input)2015

    • Author(s)
      K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 1(12)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2015.00012

    • NAID

      120005838160

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Critical earthquake response of elastic-plastic structures under near-fault ground motions (Part 2: Forward-directivity input)2015

    • Author(s)
      K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 1(13)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2015.00013

    • NAID

      120005838163

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Critical input and response of elastic-plastic structures under long-duration earthquake ground motions2015

    • Author(s)
      K.Kojima and I.Takewaki
    • Journal Title

      Frontiers in Built Environment

      Volume: 1(15)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2015.00015

    • NAID

      120005838162

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 地盤の不確定性を考慮した建物の地震時杭応力のロバスト性評価法2015

    • Author(s)
      岡田達矢,小島紘太郎,藤田皓平,竹脇 出
    • Journal Title

      鋼構造年次論文報告集

      Volume: 23 Pages: 305-310

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 弾塑性構造物の断層近傍地震動に対する倒壊限界レベルの閉形表現2017

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 極限的トリプルインパルスに対する完全弾塑性復元力特性を有する1自由度系の弾塑性最大応答の閉形表現2017

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本建築学会大会(中国)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 断層近傍地震動と長周期長継続時間地震動に対する弾塑性構造物の極限応答の閉形表現2017

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      第62回構造力学コロキウム「若手研究者からの構造力学への挑戦状」
    • Place of Presentation
      立命館大学大阪梅田キャンパス(大阪府・大阪市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 連続激震を受ける構造物の倒壊防止のための強度割増評価法の提案2016

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本地震工学会・大会-2016
    • Place of Presentation
      高知工科大学永国寺キャンパス(高知県・高知市)
    • Year and Date
      2016-09-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 地盤との動的相互作用を考慮した弾塑性構造物の断層近傍地震動に対する極限応答の閉形表現2016

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本建築学会大会(九州)
    • Place of Presentation
      福岡大学七隈キャンパス(福岡県・福岡市)
    • Year and Date
      2016-08-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 完全弾塑性復元力特性を有する構造物の断層近傍地震動に対する極限応答の閉形表現2016

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • Place of Presentation
      大阪保健医療大学1号館(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-06-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 地盤との動的相互作用を考慮した弾塑性構造物の断層近傍地震動に対する極限応答の閉形表現2015

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本地震工学会・大会-2015
    • Place of Presentation
      東京大学生産技術研究所(東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2015-11-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 地盤特性の不確定性を考慮した杭支持建物の地震時杭応力のロバスト性評価法 その1 杭支持建物の地震時杭応力評価に対する不確定性解析手法の適用2015

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本建築学会大会(関東)
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県・平塚市)
    • Year and Date
      2015-09-04
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 地盤特性の不確定性を考慮した杭支持建物の地震時杭応力のロバスト性評価法 その1 杭支持建物の地震時杭応力評価に対する不確定性解析手法の適用2015

    • Author(s)
      小島紘太郎
    • Organizer
      日本建築学会近畿支部研究発表会
    • Place of Presentation
      大阪保険医療大学1号館(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2015-06-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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