2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the damage mechanism and proposal of damage control method in space structure
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15K06316
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 智己 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 祥裕 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (60280997)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 鉄骨置屋根構造 / 避難施設 / 静的増分解析 / 地震応答解析 / 免震 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究期間全体を通して、災害時の避難所として使用される重要施設である空間構造物で用いられている鉄骨置屋根構造で確認された置屋根支承部の損傷メカニズムの解明と制御方法の提案を実験と解析の両面から検討を行った。検討結果より、実被害を概ねシミュレーション解析で再現することができ、RC繋ぎ梁、屋根面せん断剛性、屋根勾配等のパラメトリックスタディーから得られた知見とを総合して、鉄骨置屋根構造における置屋根支承部の損傷メカニズムを解明することができた。また、支承部に作用するせん断力が屋根面RCつなぎ梁のせん断剛性の剛性比に依存し、置屋根支承部に作用するせん断力は屋根面およびRC下部構造に作用する水平力の組み合わせで評価する必要があることを確認し、その制御方法を見出した。加えて、置屋根支承部に免震装置を設けることで鉄骨置屋根構造の避難所としての安全性を確保できることを確認した。
研究期間中の平成29年度では以下に示す検討を実施した。①被災建物の詳細モデルを基に屋根勾配をパラメータとした地震応答解析を実施し、屋根勾配に起因する屋根面上下応答の増幅を確認するとともに、その上下応答による置屋根支承部に作用する曲げモーメントが支承部の損傷に影響を与えない程度であることを確認した。②鉄骨置屋根構造の置屋根支承部に免震装置を設置した地震応答解析を実施し、免震装置の導入により屋根面に作用する応答加速度と屋根面上下応答を抑制できることを確認した。③鉄骨置屋根構造の縮小試験体による振動台加振試験を実施し、解析的検討で得られた屋根面に作用する水平力の下部構造への分配および下部構造から屋根面に伝達される水平力に関する知見をはじめとした同構造の動的特性を確認した。
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