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High-resilient rocking wall-frame structural systems with hybrid damping devices for earthquake load

Research Project

Project/Area Number 19F19077
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西山 峰広  京都大学, 工学研究科, 教授 (50183900)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) WANG BIN  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-07-24 – 2022-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords形状記憶合金 / 耐震性 / 復旧性 / アンボンド / プレストレストコンクリート / プレキャスト / コンクリート / ダンパー
Outline of Research at the Start

現在,耐震性とは地震時に崩壊,倒壊しないだけでなく,地震後の早期復旧をも含めて定義されている。本研究の目的は,鋼材ダンパーと粘性ダンパーとを組み合わせたハイブリッド・パッシブ・ダンパーを使って,耐震性の高い建築構造骨組を提案することにある。対象とする骨組は,アンボンドPC鋼材により建物高さ方向にプレストレスを導入したプレキャスト連層壁と,柱梁骨組で構成される。プレキャスト連層壁の地震時挙動は,残留変形の小さな非線形弾性的なものとなる。これに適切なダンパーを組み合わせることにより,大地震時にも人命が損なわれず,地震後にダウンタイムなく,早期復旧できる建築構造物の開発を目指している。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は,鋼材ダンパーと粘性ダンパーとを組み合わせたハイブリッド・パッシブ・ダンパーを使って,耐震性の高い建築構造骨組を提案することにある。対象とする骨組は,アンボンドPC鋼材により建物高さ方向にプレストレスを導入したプレキャスト連層壁(UPT壁)と柱梁骨組で構成される。プレキャスト連 層壁の地震時挙動は,非線形弾性的なものとなり,地震時応答が大きくなる。適切なダンパーを組み合わせることにより地震時応答を低減するとともに,残留変 形をできるだけ小さくし,大地震時にも人命が損なわれず,かつ,早期復旧できる建築構造物の開発を目指している。
2020年度は,2019年度に引き続き,ふたつの構造システムに対して,地震時応答を数値解析的に検討した。形状記憶合金(SMA)をダンパーとして使用した場合のUPT壁と,鋼製梁で連結されたふたつの鉄筋コンクリート造連層耐震壁である。有限要素解析を用いた数値解析シミュレーションも行った。
SMAの挙動を詳細に調べ,その挙動をモデル化し,ダンパーを設置した建物の静的および動的数値解析 シミュレーションに反映させるため銅ベースのSMAに対して載荷試験を実施し,その性状を把握する予定であった。しかし,銅ベースのSMAが入手できず,NiTiベースのSMAを入手し,再加熱温度による力学挙動への影響を調査した。入手できたのが遅かったため,載荷試験は2021年度に実施予定である。載荷試験の際には,ひずみ振幅,ひずみ速度,載荷 履歴,および,温度をパラメータとする予定である。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Development of novel self-centering steel coupling beams without beam elongation for earthquake resilience2021

    • Author(s)
      Bin Wang, Minehiro Nishiyama, Songye Zhu, Masanori Tani, Huanjun Jiang
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 232 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2020.111827

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of superelastic SMA angles as seismic-resistant self-centering devices2020

    • Author(s)
      Bin Wang, Songye Zhu, Kaixin Chen, Jiahao Huang
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 218 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2020.110836

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a novel self-centering steel coupling beam with SMA bolts and energy dissipation devices2020

    • Author(s)
      B. Wang, M. Nishiyama, M. Tani, S.S. Wang, Y. Liu, S. Nagaya
    • Journal Title

      17th World Conference on Earthquake Engineering

      Volume: -

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of novel self-centering seismic base isolators incorporating SMAs for earthquake resilience2020

    • Author(s)
      B. Wang, S. Zhu and F. Casciati
    • Journal Title

      The 15th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering

      Volume: -

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Seismic upgrade of self-centering RC walls using shape memory alloy bars and replaceable energy dissipating devices2019

    • Author(s)
      B. Wang, S.Y. Zhu
    • Journal Title

      16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction (EASEC16), Brisbane, Australia

      Volume: -

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of a novel self-centering coupling beam for RC coupled wall system2020

    • Author(s)
      Bin Wang
    • Organizer
      fib Symposium 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of novel self-centering seismic base isolators incorporating SMAs for earthquake resilience2020

    • Author(s)
      Bin Wang
    • Organizer
      The 15th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Seismic upgrade of self-centering RC walls using shape memory alloy bars and replaceable energy dissipating devices2019

    • Author(s)
      B. Wang
    • Organizer
      16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction (EASEC16), Brisbane, Australia
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-07-30   Modified: 2024-03-26  

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