2017 Fiscal Year Research-status Report
CLTと薄板軽量形鋼のハイブリッドパネルを用いた高減衰型建築構造システムの開発
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17K14765
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
脇田 健裕 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員(研究院講師) (10469025)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 薄板軽量形鋼造 / CLT / 摩擦 / 振動台実験 / IDA / ねじ接合 / 高減衰 / 制振 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では壁及び床構造に薄板軽量形鋼とCLTを適用した、ハイブリッド型高減衰構造システムを開発することを目的としている。提案する構造システムは、耐力壁の復元力特性に摩擦力を利用した機構を適用することで、高い靭性と耐力及びエネルギー吸収能力を発揮し、過酷な地震動の入力に対しても変形と加速度の応答を同時に抑制すると共に、余震等の繰り返しの地震入力に対しても建物機能を維持し続ける。本研究で提案する構造システムは、異なる部材が相互の構造的弱点を補うことで、高い性能を発揮するものであり、本研究成果により、極めて高い耐震性と機能性を有する建築物が省資源かつローコストで実現可能となる。
本年度はまず、提案する構造システムに使用する摩擦機構内蔵耐力壁を構成する各部要素の基本的な力学特性を把握するための検討を行うと共に、薄板軽量形鋼とCLTのねじ接合部に関する実験的検討を行いその性能を明らかとした。次に、摩擦機構内蔵耐力壁の実大試験を実施することで、提案する耐力壁が高い減衰性能を発揮することと容易かつ正確にその性能を変化させることが可能であることが分かった。また、提案する構造システムにより設計を行った実寸2層小型フレームによる振動台実験を実施し、繰り返しの地震動入力に対し極めて安定したバイリニア型の荷重変形関係を示すとともに、上階での加速度応答の増大を効果的に抑制する性能を有することを実証した。
最後に設計的検討として、本研究で提案する構造システムを保有水平耐力計算を用いて設計を行う場合の構造特性係数について、IDA(Incremental Dynamic Analysis)による評価法の提案を行った。
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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
本研究の当初計画においては提案する構造システムを構成する各部要素の性能試験を実験によりおこない、構造システム全体の構造性能に関する検討は設計または解析的検討に行うこととしていた。しかし、今年度の研究において各部要素の性能試験に加えて、構造システム全体の振動台実験を実施することまで出来た。本振動台実験の実施は申請者が分担研究者として参加している別の研究プロジェクトで実施した振動台実験の基本架構体として採用されたことによるものである。本振動台実験の実施により計画時点での想定を上回る有益な成果が数多く得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度実施した各種実験の成果を基に提案する構造システムの実用性を考慮した生産システム及び設計法に関する検討を中心とした研究を進める。また研究成果の実用化に向けて、論文執筆の他シンポジウムの実施等による研究成果の公開に関する活動をおこなう予定である。
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| Causes of Carryover |
申請者が分担研究者と参加する別の研究プロジェクトが今年度に大型予算を獲得して研究を実施することとなった。本研究とは研究目的等が大きく異なる研究ではあるが、実験の一部を共有して実施できたため予算を下回る経費で、計画を上回る成果を得ることが出来た。次年度は今年度得られた研究成果を踏まえ、さらなる研究推進のための追加実験や設計及び解析的検討を進めたいと計画しているので今年度の未使用額を次年度の使用額として計上する。
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