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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Seismic performance and design methodology of steel structures with LVEM-isolated floor

Research Project

Project/Area Number 18F18052
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

聲高 裕治  京都大学, 工学研究科, 准教授 (80343234)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) XIANG YANG  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2018-07-25 – 2021-03-31
Keywords制振 / 鋼構造骨組 / 床 / 粘弾性体 / 動的載荷実験 / 数値解析
Outline of Annual Research Achievements

高層建物等に数多く用いられている制振ダンパーは,壁の中に設置するために建物内部の空間を遮断したり,ダンパーの大きさのせいで建物内部に特別な空間を設けたりする必要がある。これに対して研究代表者らは,鉄骨構造の梁の上に積層型の粘弾性体を設置することで,梁と床スラブを分離した新しい床構造(制振床)を考案し,実用化に向けた研究・開発を行っている。制振床は,梁と床の間に5cm程度のスペースさえあれば設置可能で,上記の問題をクリアできるものである。
制振床を対象としたこれまでの研究では,アクリル系粘弾性体を用いており,制振床による地震応答低減効果を振動台実験や数値解析によって確認してきたが,最適な粘弾性体の選定には至っていない。そこで本研究では,複数の粘弾性体の動的解析モデルを構築し,数値解析によってさまざまな粘弾性体を制振床に用いた場合の地震応答性状を確認することを目的とする。
このような目的を達成するため,2018年度には,積層型粘弾性体のブロックの製作可否について日本国内の複数の製造メーカに確認し,これまでに対象としてきたアクリル系粘弾性体の他に,ジエン系粘弾性体で製造が可能なことを把握した。その上で,2019年度には,アクリル系・ジエン系の2種類の積層型粘弾性体を対象に,床荷重に相当する面圧を与えた場合の動的載荷実験を実施した。実験では,粘弾性体の総厚さを統一し,積層数を1・2・4・8に変化させた試験体を用意し,それに複数の面圧を段階的に与えながら,正弦波およびランダム波の強制変位を動的に与えた。また,粘弾性体の温度依存性を確認するため,夏・秋・冬の3シーズンにおいて,それぞれ室温での実験を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の研究計画に従って粘弾性体の動的載荷実験を実施し,広範なパラメータに対する実験データを取得することができた。

Strategy for Future Research Activity

得られた動的載荷実験結果に基づいて,粘弾性体の動的解析モデルを構築し,数値解析によってさまざまな粘弾性体を制振床に用いた場合の地震応答性状を確認する。

  • Research Products

    (4 results)

All 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Ductility demand of bilinear hysteretic systems with large post-yield stiffness: Spectral model and application in the seismic design of dual-systems2019

    • Author(s)
      Xiang Yang、Koetaka Yuji
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 187 Pages: 504~517

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.02.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-story steel structure with LVEM-isolated floor: Elastic seismic performance and design response spectrum2019

    • Author(s)
      Xiang Yang、Koetaka Yuji、Okuda Naoki
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 196 Pages: 109314~109314

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109314

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural feasibility of incorporating the LVEM-isolated floor in the first story of a two-story steel frame2019

    • Author(s)
      Xiang Yang、Koetaka Yuji
    • Journal Title

      Engineering Structures

      Volume: 199 Pages: 109686~109686

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2019.109686

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Elastic response spectra for single-story steel structures equipped with the LVEM-isolated floor system2019

    • Author(s)
      Yang Xiang, Yuji Koetaka
    • Organizer
      Proc. of 12th Pacific Structural Steel Conference (PSSC'19)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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