2020 Fiscal Year Annual Research Report
吊り天井システムの地震時の損傷発生機構とその被害軽減方法に関する研究
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16H02375
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
元結 正次郎 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (60272704)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 国男 東京工芸大学, 工学部, 教授 (40468913)
山下 哲郎 工学院大学, 建築学部(公私立大学の部局等), 教授 (80458992)
西川 豊宏 工学院大学, 建築学部(公私立大学の部局等), 教授 (80594069)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 吊り天井 / 設備機器 / 耐震瀬能 / 動的不安定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は３つの課題から成ることから、各課題ごとに記す。
課題Ａ「隙間なし天井システムの耐震性能」では、前年度の実験的検討により水平動のみを受ける天井システムにおいても動的不安定現象が発生することが確認されたことを踏まえて、この現象の発生原因を単純化した解析モデルを用いた数値解析的検討により明らかにした。すなわち、本問題は学術的には軟化特性を有する系の非線形振動現象に属することを見出し、その共振曲線によって過大な応答になる現象発生の有無を説明できることを示した。
課題Ｂ「天井懐に存在する設備機器が天井に及ぼす影響」についてはコロナ禍の影響により実験的研究ができなかったために、同様のテーマとして天井面と周辺壁との間に発生する衝突現象に関して数値解析的検討を実施し、従来から当研究チームが提案してきたHelzモデルによって過去に実施した振動台実験による結果を高精度で再現できることを明らかにした。また、この解析によって、衝突時の衝撃力によって直ちに天井下地材に損傷が発生するのではなく、その後の波動伝播によって天井下地材に発生する圧縮力の大きさで当該部材の損傷発生が規定されることを示した。
課題Ｃ「吊り天井の再定義」では、上記の結果を踏まえて、吊りボルトは引張のみが作用するために極めて細長い棒材が適用されるのが一般的であるが、このために、軟化特性を有する非線形振動現象が発生し、必ずしも固有振動数近傍でない周波数特性を有する加速度波形が入力した場合でも過大な応答が発生し、その結果吊りボルトに過大な軸力が発生する場合があることを示した。地震時に天井システムに生じる不安定現象を抑制するために要求される吊りボルトに対する最低限の構造的条件を提示した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
