2019 Fiscal Year Annual Research Report
Closed-form elastic-plastic response of buildings subjected to critical near-fault ground motion and critical long-period ground motion
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17K18922
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
竹脇 出 京都大学, 工学研究科, 教授 (20155055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 皓平 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40648713)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 耐震設計 / 断層近傍地震動 / 長周期地震動 / ダブルインパルス / 極限地震動 / 非線形ダンパー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに展開されている負勾配の2次剛性を有する非減衰１自由度系に対するダブルインパルス入力の倒壊限界に関する理論を、減衰１自由度系に拡張した。非減衰系ではエネルギーの釣り合いが比較的容易に記述できるのに対して、減衰系では減衰力の成した仕事の表現の複雑さに起因して困難が生じる。本研究では、減衰力の変位に関する2次関数近似を導入することによりこの困難を克服した。非減衰系に比べて減衰系では倒壊限界としてのダブルインパルスの速度振幅が大きくなることを定量的に明らかにした。
これまでは1自由度系や2自由度系に対するダブルインパルスを用いた極限外乱法を展開したのに対して、多自由度モデルに対する極限外乱法を展開し、ダブルインパルスプッシュオーバー（DIP）という概念を新たに導入した。DIPは共振としてのダブルインパルスのみを扱い、弾塑性域での構造物の応答性状を明らかにすることに優れている。第2インパルスの極限タイミングは、入力エネルギー増分に着目した検討から1層の層せん断力（復元力と減衰力の和）が0となることと定義されており、そのタイミングは第１インパルス作用後の自由振動解析から繰り返しを伴わずに見出すことが可能である。さらに、従来の弾性構造物に対する伝達関数を指標としたダンパーの最適配置と提案する極限的ダブルインパルスに対する最適配置を比較検討し、後者の提案法は、高次モードが現れやすい弾塑性系のダンパー配置にとって優れた方法であることを明らかにした。
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