2016 Fiscal Year Annual Research Report
終局限界に対する余裕度評価と外乱の不確定性を考慮したロバスト設計法の構築
| Project/Area Number |
15H04083
|
|---|
| Research Institution | Setsunan University |
|---|
Principal Investigator |
上谷 宏二 摂南大学, 理工学部, 教授 (40026349)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 慶一 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50324653)
伊藤 拓海 東京理科大学, 工学部建築学科, 准教授 (50376498)
田川 浩 広島大学, 工学研究院, 教授 (70283629)
谷口 与史也 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30254387)
辻 聖晃 京都大学, 工学研究科, 准教授 (00243121)
山川 誠 東京電機大学, 未来科学部, 准教授 (50378816)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 耐震設計 / 終局限界 / 下層部変形集中 / ロバスト性 / 補修・補強 / 立体骨組構造 / 心棒架構 / 変位制御 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
法令で想定されるレベルの入力までは機能維持を優先し、過大入力に対しては終局性能を向上させ、入力レベルに応じて応答が変化する構造システム・補強法を提案した。個々の研究実績はつぎの通りである。(1)不確定性を有する構造最適化問題における最悪応答値の予測法について、より一般的な形で不確定変動を扱えるように理論を拡張し，変動領域が凸集合として与えられる場合に適用可能な方法を示した。(2)オイルダンパー付き建物において、オイルダンパーの損傷と、ダンパー取付部材の損傷が、単独で、あるいは連成して生じる場合に、損傷が生じない場合と比較して最大応答値にどのような影響があるのかを、正弦波入力および記録地震波入力に対する数値解析的検討により明らかにした。(3)過去に観測された最大級の断層近傍地震動を模擬した矩形パルス地震動群に対し、心棒架構システムによる下層部変形集中の抑制、および崩壊機構の制御が可能なことを例証した。また、変位制御型ブレースにおける作用開始点誤差の影響の検討、および最適設計手法による応答制御を検討した。 (4)静的な荷重変形関係と地震入力加速度を漸増させた場合の二弦平面ラチス構造の動的応答結果に基づき、静的および動的荷重を受ける場合の弾塑性挙動を分析し、静的な耐荷特性より許容地震動レベル推定法を提案した。(5)震災等で損傷した鉄骨骨組に対して、骨組の継続使用を目的として補修法を提案し、その適用性・有効性や修復性について検討した。補修した鉄骨骨組の終局耐震挙動や弾塑性挙動を明らかにするため、十字型鉄骨骨組模型の試験体による載荷実験を実施した。さらに、有限要素法解析を実施し、耐荷機構や復元力特性について詳細な検討を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に立案した項目に沿って、(1)断層近傍地震動に対する最悪ケース解析法を拡張し、より一般的な形の不確定変動領域が扱える方法を提案し，数値実験システムを開発した。(2)高いロバスト性を有するダンパー付き構造物を設計するための基礎資料として、ダンパーやその取付部材に損傷が生じたときの挙動の特徴を明らかにした。(3)重層式骨組構造を対象とした終局性能（倒壊・崩壊余裕度）向上技術を開発し、その有効性を検証した。(4)二弦平面ラチス構造が静的および動的荷重を受ける場合の弾塑性挙動を比較し、静的な耐荷特性より許容地震動レベル推定の可能性を示した。(5)骨組レベルの弾塑性挙動や補修法の適用性、修復性について実験的検討を行い、震災等で被災した鉄骨骨組に関して、具体的な柱梁部材の補修法とその修復性、ならびに解析手法を示した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策はつぎの通りである。(1)心棒トラスおよび変位制御型ブレースについて、部材間の利用効率の向上、各種ダンパーとの併用による応答低減効果の向上について検討を行う。(2)骨組レベルの終局耐震挙動や修復性について実験的検討を行う。特に、柱梁接合部や、立体骨組として直交構面の影響について検討する。(3)単層ラチスドームが鉛直荷重を受ける場合について静的および動的弾塑性挙動を比較考察する。(4)ダンパーやその取付部材に損傷が生じたときの挙動の特徴を踏まえて、高いロバスト性を有するダンパー付き構造物の設計法を構築する。(5)地震動の位相スペクトルおよび表層地盤の性状の不確定性が構造物の応答に与える影響を評価し、ロバスト性向上という点から有効な構造形式についての分析を定量的に行う．
|
