2016 Fiscal Year Annual Research Report
木質高層建物を対象とした制振技術開発と制振設計法の提案
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16H06107
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松田 和浩 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80567397)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 木質高層建物 / ダンパー / CLT / 時刻歴応答解析 / 等価線形化手法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本では戦後に植樹されたスギを主とする樹木が伐採時期を迎え、木材使用量を増やす必要性が生じており、CLTによる木質高層建物への需要が世界的に高まっている。しかしながら、CLT木造はRC造や鉄骨造と比べて宿命的にエネルギー吸収性能が小さくという重大な問題が明らかになっている。その耐震性向上に向けて、建物に剛性・減衰を付加する制振技術（ダンパー）は極めて有用と考えられる。本研究では、そのような背景のもと、高層建物用の高性能なCLT制振架構を開発し、それを用いるための制振設計法を提案することを目的としている。
1年目はさまざまなダンパーを対象とし、簡易モデルを用いて時刻歴応答解析を行う手法を提案した。具体的には、速度依存ダンパーと変位依存ダンパーの中間的な特性を有する非線形粘性ダンパーを対象とし、木質多層建物にそれを適用する場合について検討した。簡易なダンパーモデルによる提案手法と、複雑なダンパーモデルによる時刻歴応答解析手法を比較し、簡易なモデルによる提案手法の精度が高いことを確認した。
また、高層建物用のCLT制振架構を試設計し、その架構の強制変形実験を行った。ダンパー部には、耐力の調整を容易に行うことができる摩擦ダンパーを用いた。一般的なCLT耐震架構についても制振架構と同様に実験を行い、両者を比較した。その結果、CLT制振架構はCLT耐震架構より剛性・耐力そしてエネルギー吸収能力が高く、高い耐震性を示すことを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題１年目として、十分な成果が得られたと考えている。自己点検による評価では「（１）当初の計画以上に進展している。」といえる。以下にその理由について述べる。
研究計画書では各種ダンパーを対象とした包括的制振設計法を提案することを１年目の目標としていた。これについては概ね目標を達成しており、日本建築学会大会学術講演ですでに発表している。また、その内容をさらに発展させ、日本建築学会の構造系論文集へと投稿準備をしている段階である。
また、研究計画書では２年目に行うこととしていたCLT制振架構の強制変形実験についても着手し、CLT制振架構の試設計とその架構の強制変形実験を行った。前倒し請求により２年目の配当分を使用したのはそのためである。研究成果は日本建築学会大会学術講演で発表予定であり、かつ日本建築学会の構造系論文集へと投稿の準備を進めている。
以上のように、１年目の研究成果としては十分なものと判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策を以下にまとめる。
①１年目に試設計を行ったCLT制振架構について、実験結果を詳細に文責し、改良点を整理する。その上で、より優れたCLT制振架構を製作する。
②１年目に提案した簡易モデルの時刻歴応答解析による制振設計法を応用し、等価線形化法による制振設計法を提案する。
③１年目に得られた研究成果をまとめ、ジャーナル論文に投稿する。
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