2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19H00788
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
菊地 優 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50344479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 宏一 清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 研究員 (10811094)
白井 和貴 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20610968)
石井 建 北海道大学, 工学研究院, 助教 (50840550)
壇 一男 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90393561)
齊藤 隆典 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 建築研究本部 北方建築総合研究所, 主査 (90586497)
小穴 温子 株式会社大崎総合研究所, 研究部, 研究職(主任研究員) (60811172)
宮本 皓 清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 研究員 (20904717)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 免震構造 / 積層ゴム / 弾性すべり支承 / 振動実験 / 長周期地震動 / 大振幅地震動 / 耐震設計 / 地震防災 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、多様な特性を有する地震動に対処可能な次世代型の高機能免震構造の創出である。この目的に沿い、①多様な地震動の予測、②高耐久免震構造の開発、③変位抑制免震構造の開発の３項目を同時並行で実施した。以下に各項目の実績概要を記す。
①多様な地震動の予測では、切迫性が高いとされる千島海溝沿いの巨大地震による地震動予測を行った。マグニチュードMw9.1、長さ850km×幅170kmという超大すべり域の断層モデルを設定し、経験的グリーン関数法を用いて地震動を計算した。予測地震動は、海溝型巨大地震による地震動であるにもかかわらず短周期成分の卓越するものであった。これらの予測地震動を後続の②、③の免震建物の地震応答解析へ適用して、予測地震動が建物応答に与える影響について検討した。
②高耐久免震構造については、鉛プラグ入り積層ゴムに対して、開発した熱・力学連成挙動解析システムを用いて装置の寸法効果を考慮したシミュレーション解析を行い、実大免震部材の力学特性変化を再現した。弾性すべり支承に対して、速度依存性と温度依存性を分離して評価するための試験プログラムを考案し、試験結果の分析と再現解析を実施した。画像解析による大変形時の積層ゴムひずみ分布評価では、せん断変形成分の卓越しやすい二次形状係数の大きな積層ゴムに対して、加力試験および画像解析を行った。
③変位抑制免震構造については、前年度の大型試験体加振実験結果を解析により良好に再現できていたことを踏まえ、その解析手法により提案システムの最適化を行い、硬化型復元力と回転慣性質量の具体的な最適設計条件を得た。また、提案システムは様々な特性の地震波加振に対する変位抑制効果があるものの、一部のケースで応答変位が増大する課題があった。この問題は慣性質量ダンパーを用いることで解決を試み、再度、免震縮小試験体による検証を実施して、その有効性を確認した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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