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Development of next-generation high-performance seismic isolation system to prepare for earthquake ground motions with various properties

Research Project

Project/Area Number 19H00788
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Kikuchi Masaru  北海道大学, 工学研究院, 教授 (50344479)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 宏一  清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 研究員 (10811094)
白井 和貴  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20610968)
石井 建  北海道大学, 工学研究院, 助教 (50840550)
壇 一男  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90393561)
齊藤 隆典  地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 建築研究本部 北方建築総合研究所, 主査 (90586497)
小穴 温子  株式会社大崎総合研究所, 研究部, 研究職(主任研究員) (60811172)
宮本 皓  清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 研究員 (20904717)
飯場 正紀  北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (40344006)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥45,110,000 (Direct Cost: ¥34,700,000、Indirect Cost: ¥10,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥24,830,000 (Direct Cost: ¥19,100,000、Indirect Cost: ¥5,730,000)
Fiscal Year 2019: ¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
Keywords免震構造 / 積層ゴム / 弾性すべり支承 / 回転慣性装置 / 振動実験 / 画像解析 / 長周期地震動 / 大振幅地震動 / 耐震設計 / 地震防災
Outline of Research at the Start

本研究では、海溝型巨大地震による長周期長時間地震動および内陸直下型地震による大振幅パルス性地震動という多様な特性を有する地震動に対しても所要の性能を確実に発揮できる高機能免震構造を開発する。長周期長時間地震動に対しては大変形・多数回繰り返し変形時にも減衰性能を維持できる高耐久免震構造を、大振幅地震動に対しては限界変形を超えずに加速度低減効果を発揮できる変位抑制免震構造を、それぞれ提案する。本研究で開発する高機能免震構造は、今後の地震防災対策の一翼を担う次世代型の免震構造である。

Outline of Final Research Achievements

In this work, we proposed a seismic isolation system that harnesses cutting-edge seismic isolation technology to form an effective structural system for earthquake disaster prevention. Our aim is to create a seismic isolation structure that is sufficiently robust to a variety of ground motions, such as long-period motions caused by mega subduction earthquakes and large-amplitude pulse-like motions caused by inland earthquakes. We developed two high-performance isolation systems: a highly durable isolation system that can maintain operation even for large and repeated deformations, and a displacement-controlled isolation system that can reduce acceleration without exceeding the deformation limit even for large-amplitude seismic ground motions. The proposed systems will form a vital part of the next-generation structural systems for future earthquake disaster prevention.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

免震構造は1995年兵庫県南部地震でその有効性が実証されたことを契機に、建物と内部収容物の両方を震害から守る構法として広く普及してきた。一方、日本では南海トラフ沿いの巨大地震の発生が懸念される一方で内陸直下型地震にも頻繁に見舞われ、長周期構造物である免震構造の安全性への懸念が生まれている。本研究では、その懸念を払しょくすべく、長周期地震動や大振幅パルス性地震動という多様な特性を有する地震動に対して所要の性能を確実に発揮できる新たな免震構造を提案した。従前の免震構造に高耐久性と変位抑制という2つの機能を付与した高機能免震構造の基本コンセプトを確立し、その有効性を検証した。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (45 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (37 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] A Seismic Mass Damper System Using Scrap Tire Pads: Loading Tests on Mechanical Properties and Numerical Assessment of the Response Control Effects2022

    • Author(s)
      Jihyun PARK, Kazutaka SHIRAI, Masaru KIKUCHI
    • Journal Title

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      Volume: 157 Pages: 1-15

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      柳勝幸,清水美雪,齊木健司,安永亮,菊地優
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      Volume: Vol.67B Pages: 519-529

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      射場淳,渡辺宏一,石井建,菊地優
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      荻野伸行,菊地優,岡本真成,中原学
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      壇一男
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      日本建築学会構造系論文集

      Volume: 第86巻第789号 Pages: 1495-1506

    • NAID

      130008109827

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      WAKE Tomotaka、ISHII Ken、KIKUCHI Masaru
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 84 Issue: 763 Pages: 1187-1197

    • DOI

      10.3130/aijs.84.1187

    • NAID

      130007719933

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
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      壇一男,藤堂正喜,小穴温子
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      日本地震工学会論文集

      Volume: 19 Pages: 96-110

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      130007719037

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      日本地震工学会論文集

      Volume: 19 Pages: 76-90

    • NAID

      130007739803

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      射場淳,宮本晧,渡辺宏一,石井建,菊地優
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      入澤祐太,和氣知貴,石井建,菊地優,高田悠大
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      高田悠大,石井建,菊地優,入澤祐太,和氣知貴
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      石井建,菊地優,高田悠大,入澤祐太,和氣知貴
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      Ken Ishii, Masaru Kikuchi, Masanori Iiba, Toshihide Kashima
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      17th World Conference on Earthquake Engineering
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      Jihyun Park, Kazutaka Shirai, Masaru Kikuchi
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      射場淳,渡辺宏一,石井建,菊地優
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      柳勝幸,清水美雪,齊木健司,安永 亮,菊地優
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      小林直暉, 石井建, 菊地優, 長濱温子, 黒沢亮太郎, 杉山洋, 小泉貴宏
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      石井建, 菊地優, 小林直暉, 長濱温子, 黒沢亮太郎, 杉山洋, 小泉貴宏
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演
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      Ken Ishii, Masaru Kikuchi
    • Organizer
      16th world conference on seismic isolation, energy dissipation and active vibration control of structures, , Saint-Petersburg, Russia
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      Wake Tomotaka, Masaru Kikuchi, Ken Ishii
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  • [Presentation] An Analytical Model for Low-shear Modulus High-damping Rubber Isolation Bearings under Large Shear Deformation2019

    • Author(s)
      Masaru Kikuchi, Ken Ishii, Hideaki Kato, Masahiro Nakamura
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    • Author(s)
      Masaru Kikuchi, Ken Ishii
    • Organizer
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      菊地優
    • Organizer
      シンポジウム「巨大地震に備えて免震・制振技術に期待すること」,日本建築学会近畿支部
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      2019 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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