2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of earthquake response analysis method up to near the final stage of buildings by simulation of large shaking table experiments
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18H01588
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中村 尚弘 広島大学, 工学研究科, 教授 (50416640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梶原 浩一 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 総括主任研究員 (10450256)
木下 拓也 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員(移行) (60591328)
宮津 裕次 東京理科大学, 理工学部建築学科, 講師 (70547091)
東城 峻樹 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (70752103)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 大型震動台 / 地震応答解析 / 耐震設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではE－ディフェンスの実験より代表的なケースとしてRC構造試験体4体と、S構造試験体4体を対象とし、次の４項目の検討を行う。1) 建築物の振動特性の把握と整理 2) シミュレーション解析による検証とモデルの改良 3)小振幅から終局レベル付近まで適用可能な減衰モデルの作成 4)実用的な3次元フレームモデルの作成。これらのうち、本年度は1)～3)に関して下記を行った。
１）建築物の振動特性の把握と整理：上記の試験体について、多数の実験データを統括的に整理し、建築物の振動特性が、入力レベルに応じてどのように変化するかを、1次、2次の固有周期と減衰定数について分析評価した。また比較のために、実構造物の振動特性も整理した。
２）シミュレーション解析による検証とモデルの改良：ＲＣ構造とＳ構造試験体各1体について解析モデルを作成し、シミュレーション解析を行った。建物の全部材情報より質点系モデルと3次元フレームモデルを作成し、震動台上の地震動を与えることにより非線形応答解析を行った。解析の初期モデルとしては、現状で一般的に用いられているモデルとした。本年度はこの結果と実験結果の比較を行い、現在の方法の課題の抽出を行った。
３）小振幅から終局レベル付近まで適用可能な減衰モデルの作成：これまでの地震記録の分析から、建築構造物の減衰は、振動数への非依存性と振幅への依存性を有することがわかってきた。このような現象に対して、従来のRayleigh減衰やモード減衰では変化の対応が困難である。代表者はこれらに替わる時刻歴応答解析用の減衰モデルとして、因果的履歴減衰モデルを提案してきた。このモデルは振動数への非依存性について良好な性状を有するが、振幅への依存性に対しては課題があった。そこで、このモデルを改良し、振幅依存性等の非線形現象に有効で、かつ解析負荷が小さく、実用性の高いモデルを作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記２）に関して、本年度はＲＣ構造とＳ構造試験体各4体のうち、先行して検討するモデルとして各1体に絞り、質点系モデルと3次元フレームモデルの動特性を検討し、今後の見通しを得た。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、次の４項目の検討を行う。1) 建築物の振動特性の把握と整理 2) シミュレーション解析による検証とモデルの改良 3)小振幅から終局レベル付近まで適用可能な減衰モデルの作成 4)実用的な耐震設計モデルの作成。
これらについて、今後は以下を行う。
１）建築物の振動特性の把握と整理：前年度の分析で主要な実験の固有周期と減衰値数の結果を得た。しかし一部の減衰定数の結果に課題のあることがわかった。今後はこの原因分析と改良について検討を行う。
２）シミュレーション解析による検証とモデルの改良：質点系モデルにより、ＲＣ造４ケース、Ｓ造４ケースの解析を行い、実験結果との比較を行う。この結果に基づき、ＲＣ造とＳ造の各々で、設計モデルと実験結果の差異の性状について分析する。
３）新たな減衰モデルの提案：前年度の検討に基づき、耐震設計に適用可能な新たな減衰モデルとして、非線形解析用の因果的履歴減衰を提案する。また各種の問題に対して試検討を行い、適用性を確認する。この結果に基づき、必要に応じてモデルを改良する。
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