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Towards seismic design of steel buildings addressing collapse risk

Research Project

Project/Area Number 17H03336
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Building structures/Materials
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Okazaki Taichiro  北海道大学, 工学研究院, 教授 (20414964)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松宮 智央  近畿大学, 建築学部, 准教授 (20454639)
高橋 典之  東北大学, 工学研究科, 准教授 (60401270)
麻里 哲広  北海道大学, 工学研究院, 助教 (90250472)
長江 拓也  名古屋大学, 減災連携研究センター, 准教授 (90402932)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2017: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywords建築構造 / 鋼構造 / 動的挙動 / 振動台実験 / 柱梁接合部 / 破壊 / 鋼構造建築物 / 倒壊 / 数値解析
Outline of Final Research Achievements

The primary objective of the research was to obtain experimental data on failure of steel components and to advance the technology to numerically simulate the seismic response of steel building structures. The research was planned towards the larger goal of establishing a methodology to assess whether a steel building can safely survive, or maintain usable, after an extremely large earthquake beyond the consideration of building codes. Dynamic loading test of beam-to-column connections was conducted to examine how seismic performance may be affected by connection type and presence of composite floor slab. Numerical modeling techniques were examined to capture the gradual degradation of steel components due to start and propagation of ductile fracture. The model was used to demonstrate that good agreement can be obtained between simulated and experimental behavior of multi-story steel building systems. An additional study was conducted on damping models suited for nonlinear analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

鋼構造建築物が、設計実務で考慮されるより大きな地震動を受けて、設計で想定されない損傷を受ける過程を評価するための科学技術を蓄積した。具体的には、鋼構造建築物の耐震性能を左右する柱梁接合部について、非常に実情に近い条件で再現実験を実施し、地震を受けて損傷し、最終的に破壊に至るまでの過程に関する詳細なデータを得た。さらに、こうした実験データに対して較正した数値モデルを組み合わせて、鋼構造建築物の全体系が地震を受けて損傷する過程を、数値解析で再現する技術を蓄積した。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] NUMERICAL ANALYSIS FOCUSING ON STIFFNESS DETERIORATION BEHAVIOR OF COMPOSITE BEAM SUBJECTED TO CYCLIC DEFORMATIONS2020

    • Author(s)
      NONOYAMA Yusuke、NAGAE Takuya、OKAZAKI Taichiro、MATSUMIYA Tomohiro、TAKAHASHI Noriyuki、KAJIWARA Koichi、NAKAZAWA Hiroshi、MIKOSHIBA Tadashi
    • Journal Title

      AIJ Journal of Technology and Design

      Volume: 26 Issue: 62 Pages: 153-158

    • DOI

      10.3130/aijt.26.153

    • NAID

      130007800667

    • ISSN
      1341-9463, 1881-8188
    • Year and Date
      2020-02-20
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Full-Scale Testing and Design of Special Truss Moment Frames for High-Seismic Areas2020

    • Author(s)
      Chao Shih-Ho、Jiansinlapadamrong Chatchai、Simasathien Sanputt、Okazaki Taichiro
    • Journal Title

      Journal of Structural Engineering

      Volume: 146 Issue: 3 Pages: 04019229-04019229

    • DOI

      10.1061/(asce)st.1943-541x.0002541

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamic Loading Tests of Typical Japanese Steel Beam-to-Column Moment-Resisting Connections2019

    • Author(s)
      Taichiro Okazaki, Takuya Nagae, Tomohiro Matsumiya, Noriyuki Takahashi, Hiroshi Nakazawa, Tadashi Mikoshiba
    • Organizer
      12th Pacific Structural Steel Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CYCLIC LOADING BEHAVIOR OF STEEL CHEVRON BRACED FRAMES DESIGNED ACCORDING TO CURRENT JAPANESE PRACTICE2019

    • Author(s)
      Akiri SEKI, Taichiro OKAZAKI, Hayato ASADA
    • Organizer
      12th Pacific Structural Steel Conference
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] COMPUTATIONAL STUDY ON THE CYCLIC LOADING BEHAVIOUR OF STEEL CHEVRON BRACED FRAMES2019

    • Author(s)
      Dias L. R. Ilanildo, Seki Akiri, Taichiro Okazaki
    • Organizer
      12th Pacific Structural Steel Conference
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      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fracture Simulation of Beams in a High-Rise Building Subjected to Long Period Ground Motion2019

    • Author(s)
      Hashini Herath, OKAZAKI Taichiro, MATSUI Ryota, NAGAE Takuya
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その9 合成梁の変形性能と剛性劣化挙動2019

    • Author(s)
      野々山 優輔, 長江 拓也, 岡崎 太一郎, 松宮 智央, 高橋 典之, 中澤 博志, 御子柴 正, 梶原 浩一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その8 床スラブの合成効果2019

    • Author(s)
      青柳 克弘, 岡崎 太一郎, 長江 拓也, 松宮 智央, 高橋 典之, 中澤 博志, 御子柴 正, 梶原 浩一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その7 動的載荷実験における画像相関法の適用と部材損傷進展評価2019

    • Author(s)
      根本 結衣, 高橋 典之, 長江 拓也, 丸山 一平, 松宮 智央, 岡崎 太一郎, 中澤 博志, 御子柴 正, 梶原 浩一
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      日本建築学会大会学術講演梗概集
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Bracing Connections on the Cyclic Loading Behavior of Steel Chevron Braced Frames Part 7 Discussion of Test Results2019

    • Author(s)
      Akiri Seki, Shuhei Uesugi, Taichiro Okazaki, Hayato Asada, Ryota Matsui, Tetsuhiro Asari
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Fracture Simulation of Beams in a High-Rise Building Subjected to Long Period Ground Motion2019

    • Author(s)
      Hashini Herath, Taichiro Okazaki, Ryota Matsui, Takuya Nagae
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その8 床スラブの合成効果2019

    • Author(s)
      青柳克弘, 岡崎太一郎, 松宮智央, 高橋典之, 御子柴正, 梶原浩一
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その9 合成梁の変形性能と剛性劣化挙動2019

    • Author(s)
      野々山優輔, 長江拓也, 岡崎太一郎, 松宮智央, 高橋典之, 中澤博志, 御子柴正, 梶原浩一
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 減衰モデルが弾塑性時刻歴応答に与える影響 その1 減衰モデルの分析2019

    • Author(s)
      福富将, 髙橋裕人, 岡崎太一郎, 松井良太, 麻里哲広
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 減衰モデルが弾塑性時刻歴応答に与える影響 その2 時刻歴応答解析2019

    • Author(s)
      髙橋裕人, 福富将, 岡崎太一郎, 松井良太, 麻里哲広
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(東北)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A COMPUTATIONAL STUDY ON THE CYCLIC LOADING BEHAVIOR OF STEEL CHEVRON BRACED FRAMES2018

    • Author(s)
      Ilanildo DIAS, Akiri SEKI , Taichiro OKAZAKI
    • Organizer
      第15 回日本地震工学シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] EXPERIMENTAL BEHAVIOR OF CHEVRON BRACED FRAMES DESIGNED ACCORDING TO CURRENT PRACTCE2018

    • Author(s)
      Akiri SEKI, Taichiro OKAZAKI ,Ilanildo DIAS, Hayato ASADA
    • Organizer
      第15 回日本地震工学シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] H形断面ブレースを用いたK形ブレース付鋼架構の繰返し載荷実験2018

    • Author(s)
      上杉周平, 関あきり, 岡崎太一郎, 浅田勇人
    • Organizer
      鋼構造年次論文報告集
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その5 現場式柱梁接合部の繰返し載荷性能2018

    • Author(s)
      青柳 克弘、岡崎 太一郎、長江 拓也、松宮 智央、高橋 典之、丸山 一平、中澤 博志、御子柴 正
    • Organizer
      日本建築学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その6 床スラブの影響を含めた分析2018

    • Author(s)
      野々山 優輔、鳥谷尾 駿佑、長江 拓也、岡崎 太一郎、松宮 智央、高橋 典之、丸山 一平、御子柴 正、梶原 浩一
    • Organizer
      日本建築学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型振動台を用いた構造骨組加力実験と解析評価 その7 動的載荷実験における画像相関法の適用と部材損傷進展評価2018

    • Author(s)
      根本 結衣、高橋 典之、長江 拓也、丸山 一平、松宮 智央、岡崎太一郎、中澤 博志、御子柴 正、梶原 浩一
    • Organizer
      日本建築学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 接合部性能に着目したブレース付ラーメンの耐震性能評価 その8 部分架構実験42018

    • Author(s)
      上杉 周平、関 あきり、岡崎 太一郎、浅田 勇人、麻里 哲広
    • Organizer
      日本建築学会大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 接合部性能に着目したブレース付ラメンの耐震評価 接合部性能に着目したブレース付ラメンの耐震評価 接合部性能に着目したブレース付ラメンの耐震評価 接合部性能に着目したブレース付ラメンの耐震評価 接合部性能に着目したブレース付ラメンの耐震評価 その 9 H形断面 ブレースの挙動 ブ2018

    • Author(s)
      関 あきり、上杉 周平、中井 沙耶、岡崎太一郎、浅田 勇人、麻里 哲広
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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