地震時に生ずる隣接構造物間の相対変位・相互干渉に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650564
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 笠井 和彦 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10293060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大木 洋司 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (20323842)
• Keywords: 建物衝突 / 建物間相対変位 / 等価線形化法 / 等価周期 / 等価減衰 / 振動モード / エネルギー吸収 / エネルギー伝達

Research Abstract

地震時に隣接構造物が異なる揺れをすると、深刻な被害が起こり得る。例えば二構造物が寄って衝突すると、加速度・慣性力が極端に増大し、非構造物・構造物が打撃をうける。エキスパンションジョイントを持つ構造においても同様である。さらに二構造物が離れると、連結橋があればその落下に至ることもある。本研究は、既存建物における衝突応答の予測と、運動エネルギー吸収による衝突被害の軽減方法を対象とする。
1.制振適用による衝突被害軽減
両構造物の減衰が高まると、周期が異なっても同位相の振動をすることが分かり、これを利用して、一方あるいは両方の建物内部にエネルギー吸収機構を組み込むことにより衝突回避または衝突被害軽減を図ることを研究している。この方法により、高まった建物減衰が変位を抑えることもでき、現在、粘弾性・粘性・鋼材ダンパーを用いた場合の制振構造の設計と、等価周期・減衰の評価方法について検討している。
2.浮き上がりを許容した構造物の柱脚と基礎の衝突問題
アスベクト比の高い構造にて増大する基礎引き抜き力を除くため、柱脚を基礎に締結しない方法の研究を始めた。柱脚浮き上がり後、再び基礎頂部に落ち着く際に発生する衝撃力に対し、本研究で展開した衝突理論を応用している。建物間の衝突について展開した等価線形法を用いれば、柱脚浮き上がり時および落着時の上部構造応答が予測できることが分かった。さらに柱脚に並列にダンパーを配すると、衝撃力緩和および上部構造応答低減が図れることも、制振応答予測の理論を用いて説明可能なことも明らかになった。

Research Products

• [Publications] 佐藤孝則, 笠井和彦ほか: "リユース組立て構造の提案(差し込み柱を用いた制震構造による)"建築雑誌. Vol.117,No.1488. 71-72 (2002)
• [Publications] 笠井和彦, 伊藤浩資: "等価線形化および応答スペクトルの適用による一質点弾塑性構造の最大応答予測法"東京工業大学パッシブ制振構造シンポジウム2002論文集. 237-246 (2002)
• [Publications] 笠井和彦: "剛性調節法による粘弾性ダンパー制振構造の設計について"東京工業大学パッシブ制振構造シンポジウム2002論文集. 261-272 (2002)
• [Publications] 笠井和彦, 所健: "粘弾性体の温度・振動数・振幅依存を考慮した構成則その2温度上昇および歪・歪速度がもたらす非線形性のモデル化"日本建築学会構造系論文集. 561. 55-63 (2002)
• [Publications] 笠井和彦, 伊藤浩資: "減衰定数による応答スペクトル低減に関する統計的検討"日本建築学会大会学術講演梗概集. B2. 367-368 (2002)