2022 Fiscal Year Annual Research Report
地震応答低減及び損傷修復性により建物の長寿命化を目指した鋼構造柱脚部システム
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19K04707
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
井上 圭一 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (70333630)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 制振構造 / 地震応答 / 柱脚浮き上がり / 振動実験 / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である2022年度には、振動台を用いた建物の模型に水平方向の地震動を入力した振動実験を実施し、柱脚浮き上がり時の振動性状に関する考察を行った。画像解析による計測を行った。柱脚部の性状を変えた振動実験を実施し、柱脚部の剛性の違いによる浮き上がり時の振動性状の変化について検証した。試験体の柱脚部に厚さの異なる弾性ゴムを設置した実験によって、ゴム厚が厚いほど浮き上がりに必要な転倒モーメントが大きいが、最大浮き上がり量も大きいことを提示した。また、振動性状について、柱脚剛性が低いほど卓越振動数の影響が小さくなるが、2次固有振動数前後の振動の影響が大きくなること提示した。さらに、振動模型の最上層の時刻歴応答変形をウェーブレット変換を行うことにより、浮き上がり挙動を生じている間には、1次固有周期よりも長い周期での振動が見られるが、それよりも2次周期と3次周期の影響が大きいことを示した。
研究期間全体を通じた成果としては、浮き上がり挙動時にアンカーボルトの降伏によってエネルギーを吸収し、長寿命化のため損傷したアンカーボルトを交換できるような柱脚システム試験体を作成し載荷実験を実施した。エネルギー吸収能力の確認を行い、アンカーボルトの交換が可能であり補修による性能低下はごく小さいことを示した。提案したシステムの柱脚は、初期剛性、降伏強度などはＲＣ柱の設計式を適用できる可能性があることを示した。また、柱脚部分の材料非線形FEM解析を実施し、シミュレーションのためには、アンカーボルトの付着性能やベースプレートと基礎コンクリートの付着性能の評価が重要であることを示した。
解析的研究としては、柱脚幅と建物幅が異なる場合の固有値解析によって、柱脚部と上部建物が逆位相で振動する振動モードに対してのみ影響が大きく、そのほかのモードでは影響がごく僅かであることを示した。
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