2016 Fiscal Year Annual Research Report
Research on response-control bearings for mitigating earthquake damages of steel roof gymnasia supported by RC frames
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15H04075
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹内 徹 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80361757)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 良太 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (00624397)
薛 松濤 東北工業大学, 工学部, 教授 (70236107)
熊谷 知彦 明治大学, 理工学部, 専任准教授 (70376945)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 耐震設計 / 防災拠点 / 鉄骨置き屋根構造 / 支承部 / 応答制御 / 摩擦ダンパー / 免震支承 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は昨年度の支承部実験に加え、均しモルタルでの破壊が予想される従来型試験体、モルタル部をゴムシートに置き換えたゴム支承試験体、および昨年と同様の摩擦ダンパー型支承を脆弱モルタルの上に組み込んだ試験体の3種を製作し、動的繰返し載荷実験および終局破壊実験を行った。従来型試験体ではアンカー部の側方破壊が発生し、過去の地震被害で見られたのと同様の破壊形式が再現された。また、ゴム支承試験体では面圧・振動数の依存性が観察されるなど興味深い結果が得られた。
12月に熊本地震(2016年4月発生)による体育館被害の調査を実施し、6件の体育館において、研究対象としている支承部被害、部材被害が発生していることを確認した。ゴムシート支承を適用した福島県内の体育館については、引き続き微動測定およびドローンによる観察を行った。
一方、屋根免震構造を想定し、球面滑り支承の2方向振動台実験を実施した。本実験では地震波の2方向入力により、1方向入力に対し応答変位が増大する傾向が確認された。得られた特性を再現した解析モデルによる応答特性の分析を行った結果、応答変位の増大メカニズムを明らかにするとともに上部構造の応答加速度が低減される傾向があるなどの貴重な結果を得た。
以上の成果は1編の審査付論文に投稿し、さらにもう一遍の審査付論文として投稿予定である。また、提案したRC片持ち架構の応答評価法については、H28年11月に日本建築学会より出版された「ラチスシェル屋根構造設計指針」に反映され、東京・大阪で講習会が実施された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
摩擦ダンパー型支承部の実験についてはまだ継続中であるが、概ねH28年度中に予定された成果を挙げることができたと考えている。なお、摩擦ダンパー型支承については、具体的な耐震改修建物への適用が検討されている。
一方、H29年度のテーマとなっている屋根部への免震支承の挿入については、今年度振動台実験を行うことを予定しており、治具設計を既に終えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度では昨年度の実験で特性が確認された球面すべり免震支承を使用し、縮小屋根架構の振動台実験を実施する。まず球面すべり支承単体の2方向入力下の応答履歴特性を確認した後、4点の球面すべり免震支承で支持された鉄骨屋根架構を製作し、正弦波入力および地震動入力を行い屋根応答低減効果に対する振幅・振動数依存性および各地震波による屋根部応答性状の分析を行う。その一方で、支承部の履歴特性を再現した数値解析モデルを用い、振動台実験で得られた応答特性の再現と下部RC片持ち架構の応答制御効果についての検証を行う。通常の免震構造に用いられる支承部仕様では下部RC片持ち架構の応答を十分に制御できない可能性も予想される。その場合は数値解析モデルによりRC片持ち架構および屋根部の応答を最小化し得る最適な摩擦係数の探索を行う。
さらに3年間の研究により得られた知見を総合し、3種の応答制御型支承の設計法、適用時の屋根架構の耐震診断、応答評価手法の提案を行う。
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