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Evaluation of Structural Safety Considering Robustness of Seismically Isolated Structures: Resilience-Oriented Structural Planning for Seismically Isolated Buildings

Research Project

Project/Area Number 20K04799
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

Kobayashi Masahito  明治大学, 理工学部, 専任教授 (50373022)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords建築構造・材料 / 免震 / 構造設計 / 安全余裕度 / ロバスト性 / 冗長性 / レジリエンス
Outline of Research at the Start

本研究では,免震構造のロバスト性の低さを踏まえた構造安全性評価法の構築と安全性確保のための構造計画・構造計算手法の提示を目的とし,以下の項目を実施する。
[1]免震データベースの拡充と免震建物の安全性に関する設計動向の調査(令和2年度)
[2]設計想定レベルを超える地震応答を評価可能な実用的解析モデルの作成(令和2年度)
[3]免震建物のロバスト性と構造安全性の評価(令和3年度)
[4]ロバスト性と安全余裕度を向上させる免震建物の構造計画(令和4年度)

Outline of Final Research Achievements

Seismically isolated buildings are required to cope with earthquake ground motions such as large-scale earthquakes along the Nankai Trough and inland earthquakes in the Osaka Uemachi Fault Zone that greatly exceed conventional design levels. To cope with these situations、 it is essential to evaluate the safety margins of seismically isolated buildings、 but seismically isolated structures lack robustness and redundancy. In this study、 with the aim of developing a structural safety evaluation method that takes into account the robustness and redundancy of seismically isolated buildings、 we conducted a survey of design trends using the database and evaluated the margins of seismically isolated buildings in consideration of their robustness and redundancy with respect to earthquake ground motion levels. Based on the results of these analyses、 we proposed a design method that is oriented toward ensuring safety margins.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

国内外を問わず、想定外事象に対するシステムの性能として、レジリエンスの概念が様々な分野で重要視されるようになってきている。レジリエンシーの向上には冗長性やロバスト性を高めることが有効である。建築防災の観点で免震構造は大きな期待を背負っているが、地震動レベルの増大に対してはロバスト性・冗長性が低いという特性を有している。本研究で提案する免震構造の余裕度評価の方法と余裕度確保を指向した設計法は、免震構造による建築物および都市のレジリエンシーの確保に貢献するものと考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] EARTHQUAKE RESPONSE PREDICTION OF SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS BASED ON RESPONSE SPECTRUM METHOD CONSIDERING CHANGES IN CHARACTERISTICS OF LEAD RUBBER BEARINGS DUE TO REPEATED DEFORMATION (PART 2): IMPROVEMENT OF PREDICTION ACCURACY BY EQUIVALENT DAMPING FACTOR CALCULATION METHOD USING EFFECTIVE DUCTILITY FACTOR2024

    • Author(s)
      KOBAYASHI Masahito、ZHU Zeyu、SENDA Yuto
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 89 Issue: 815 Pages: 54-62

    • DOI

      10.3130/aijs.89.54

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Year and Date
      2024-01-01
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A PROPOSAL OF EVALUATION FORMULA FOR VELOCITY RESPONSE OF SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS TO LONG-PERIOD AND LONG-DURATION GROUND MOTIONS CONSIDERING PERIOD-DEPENDENT CHARACTERISTICS OF SEISMIC RESPONSE SPECTRA2024

    • Author(s)
      KOBAYASHI Masahito、NITTA Satoshi
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 89 Issue: 815 Pages: 10-21

    • DOI

      10.3130/aijs.89.10

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Year and Date
      2024-01-01
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PROPOSAL OF SEISMIC SAFETY EVALUATION METHOD FOR SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS CONSIDERING REDUNDANCY FOR EARTHQUAKE GROUND MOTION LEVELS2023

    • Author(s)
      IZAWA Yasukazu、KOBAYASHI Masahito
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 88 Issue: 807 Pages: 746-757

    • DOI

      10.3130/aijs.88.746

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Year and Date
      2023-05-01
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Earthquake response prediction of seismically isolated buildings based on the response spectrum method considering changes in characteristics of lead rubber bearings due to repeated deformations2023

    • Author(s)
      Kobayashi Masahito、Sato Keita、Sato Kazunori
    • Journal Title

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      Volume: 6 Issue: 1

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12388

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] EARTHQUAKE RESPONSE PREDICTION OF SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS BASED ON RESPONSE SPECTRUM METHOD CONSIDERING CHANGES IN CHARACTERISTICS OF LEAD RUBBER BEARINGS DUE TO REPEATED DEFORMATION2022

    • Author(s)
      KOBAYASHI Masahito、SATO Keita、SATO Kazunori
    • Journal Title

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      Volume: 87 Issue: 802 Pages: 1123-1132

    • DOI

      10.3130/aijs.87.1123

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • Year and Date
      2022-12-01
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  • [Journal Article] EVALUATION OF SAFETY MARGIN OF SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS CONSIDERING HARDENING CHARACTERISTICS OF LAMINATED RUBBER BEARING2022

    • Author(s)
      IZAWA Yasukazu、KOBAYASHI Masahito
    • Journal Title

      AIJ Journal of Technology and Design

      Volume: 28 Issue: 68 Pages: 91-96

    • DOI

      10.3130/aijt.28.91

    • NAID

      130008161989

    • ISSN
      1341-9463, 1881-8188
    • Year and Date
      2022-02-20
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  • [Presentation] SAFETY-MARGIN EVALUATION OF SUPERSTRUCTURE AND ISOLATION INTERFACE OF SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS2024

    • Author(s)
      K. Funada, S. Kaneko, Y. Izawa & M. Kobayashi
    • Organizer
      18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024)
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  • [Presentation] EARTHQUAKE RESPONSE PREDICTION BASED ON RESPONSE SPECTRUM CONSIDERING CHARACTERISTIC CHANGE IN LRB2024

    • Author(s)
      Z. ZHU & M. Kobayashi
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      18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024)
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  • [Presentation] DESIGN TRENDS ON SEISMICALLY ISOLATED BUILDINGS AFTER THE 1995 GREAT HANSHIN-AWAJI EARTHQUAKE2024

    • Author(s)
      M. Kobayashi & Y. Izawa
    • Organizer
      18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024)
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  • [Presentation] 地震動入力レベルに対する冗長性を考慮した免震構造の余裕度評価と設計法の提案2023

    • Author(s)
      井澤保一,小林正人
    • Organizer
      第16回日本地震工学シンポジウム
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  • [Presentation] 設計用地震応答スペクトルの周期特性を考慮した長周期地震動に対する減衰補正式の提案2023

    • Author(s)
      石原大暉,小林正人
    • Organizer
      第16回日本地震工学シンポジウム
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  • [Presentation] 有効塑性率を用いた減衰定数算定に基づく鉛プラグ挿入型積層ゴムの 繰返し変形による特性変化を考慮した応答スペクトル法2023

    • Author(s)
      千田悠人,ZHU ZEYU,小林正人
    • Organizer
      第16回日本地震工学シンポジウム
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  • [Presentation] 大振幅地震動に対する免震構造の上部構造と免震層の 損傷状態に着目した余裕度評価に関する検討2023

    • Author(s)
      金子 奨,舩田恭佑,井澤保一,小林正人
    • Organizer
      第16回日本地震工学シンポジウム
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 性能評価シートに基づく免震建物の設計動向の分析 -1995 年以降に計画された免震建物を主な対象として-2023

    • Author(s)
      小林正人,平田憲史
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
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  • [Presentation] 地震動レベルに対する損傷評価および耐震構造との比較に基づく免震構造の余裕度評価2023

    • Author(s)
      井澤保一,小林正人
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
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  • [Presentation] 上部構造と免震層の限界値を同時に考慮した免震構造の余裕度評価2023

    • Author(s)
      舩田恭佑,金子 奨,井澤保一,小林正人
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 免震部材の繰返し変形による特性変化を考慮した応答スペクトル法に基づく地震応答予測 (その 6)応答スペクトル法の改善を目的とした有効塑性率による減衰定数算定2023

    • Author(s)
      千田悠人,ZHU ZEYU,小林正人
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 免震部材の繰返し変形による特性変化を考慮した応答スペクトル法に基づく地震応答予測 (その 7)有効塑性率を用いた減衰定数の算定法による予測精度の改善2023

    • Author(s)
      ZHU ZEYU,千田悠人,小林正人
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
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  • [Presentation] 応答スペクトル法による免震建物の地震応答予測に関する研究 (その8)擬似速度応答スペクトルの性質を踏まえた長周期地震動に対する速度応答評価式の提案2022

    • Author(s)
      石原大暉、新田哲史、小林正人
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  • [Presentation] 応答スペクトル法による免震建物の地震応答予測に関する研究 (その9)表層地盤の影響を考慮した長周期地震動に対する速度応答評価式の提案2022

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      新田哲史、石原大暉、小林正人
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      井澤保一、小林正人
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      佐藤啓太、小林正人
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      日本地震工学会・大会
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      佐藤啓太,小林正人
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  • [Presentation] 中間階免震建物のデータベースの構築と設計動向の調査2021

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      白井貴裕,齋藤雄太,位田拓磨,小林正人
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      日本地震工学会・大会
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    • Author(s)
      オウホウ,森崎健,小林正人
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      森崎健,オウホウ,小林正人
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)
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      赤江宇宙,小林正人
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      日本建築学会大会学術講演梗概集(関東)
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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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