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Catastrophe behavior and failure mechanism of seismically isolated high-rise buildings under extreme earthquakes

Research Project

Project/Area Number 19F19777
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
Research InstitutionTohoku Institute of Technology

Principal Investigator

薛 松濤  東北工業大学, 建築学部, 教授 (70236107)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SONG XIAO  東北工業大学, 建築学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-11-08 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords中間層免震 / 免震 / 振動台実験 / アスペクト比 / 基礎免震 / 振動実験
Outline of Research at the Start

免震構造物がかなり普及されていて、高層免震も数多くみられるようになりました。しかし、構造物の高さの極限がいまだに不明です。高さの極限は構造物の大きさにも関係して、その比をアスペクト比と呼ばれています。本研究は、巨大地震を念頭に置いて、東北工業大学で実測された地震及び振動データを用いて、基礎免震あるいは中間層免震を有する構造物の最適アスペクト比について、解析研究および振動台模型実験をもって検討する。それに従って、構造物の破壊メカニズムを究明することと同時に高さ極限を提案しようとしています。

Outline of Annual Research Achievements

2021年4月より2022年9月までのプロジェクトの最後の半年に、主には確認実験及び解析検証をおこなった。前年度より作成した中間免震層を有する構造モデルを用いて、免震層の高さ位置を変更させながら地震波を入力して実験を行い、中間層免震効果について確認実験を行った。構造モデルを破壊するまでには至っていなかったが、異なる実地震波及び倍率を調整して振動台実験を行い、加速度応答及び変形応答による構造物の高さの極限についても検討を行った。実験の応答を用いて前年度に作成した解析プログラムの係数を修正して、繰り返し計算を行いほぼ振動台実験と一致した解析結果を得ることができた。そのため再度解析によって理論的に最も適切な免震層位置について検討した。実験データの整理及び解析結果の整理が全般的に終わったが、本プロジェクトは、コロナで実験モデルの作成が遅れて解析が先行しました。そのために、解析成果をもって一つの論文をまとめ、2021年9月プロジェクト終了直前に掲載された。Xiao Song(JSPS研究者) and Songtao Xue(指導教員):Evaluation of the Modal Coupling Effect in Midstory Isolation Systems Based on Random Vibration Analysis, Shock and Vibration, Volume 2021, Article ID 9382235, 16 pages, 28 September 2021。(論文の謝辞にはJSPSへの感謝を記入している)。そして実験による成果等については現在論文をまとめている最中である。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020 Other

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

  • [Int'l Joint Research] 広州大学/河南大学(中国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation of the Modal Coupling Effect in Midstory Isolation Systems Based on Random Vibration Analysis2021

    • Author(s)
      Song Xiao、Xue Songtao
    • Journal Title

      Shock and Vibration

      Volume: 2021 Issue: 1 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1155/2021/9382235

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Seismic Fragility Analysis of Mid-Story Isolation Buildings2021

    • Author(s)
      Xiao Song, Songtao Xue
    • Journal Title

      Materials Research Proceedings,

      Volume: 18 Pages: 255-262

    • DOI

      10.21741/9781644901311-31

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis of parameters and seismic properties of mid-story isolation system Part 1: The proposed model2020

    • Author(s)
      宋 暁、薛松濤
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of parameters and seismic properties of mid-story isolation system Part 2: Simulation Analysis and Validation2020

    • Author(s)
      薛松濤、宋 暁
    • Organizer
      日本建築学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report

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Published: 2019-11-29   Modified: 2024-03-26  

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