2020 Fiscal Year Research-status Report
鋼構造骨組における丸鋼ダンパーの高性能化および設計法構築
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19K04711
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
田川 浩 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (70283629)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陳 星辰 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (00816564)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 丸鋼ダンパー / 座屈拘束 / 方杖ダンパー / 繰返し載荷実験 / 心棒架構 / 鋼構造 / 地震応答解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では座屈拘束丸鋼ダンパーの高性能化を目指して，提案ダンパーの構造特性を詳細に明らかにしダンパーの性能向上について検討するとともにダンパー設計法を構築することを目的としている。2020年度は，主として（１）座屈拘束柱ダンパー，（２）座屈拘束方杖ダンパー，（３）並列する心棒架構間に配置する座屈拘束ブレース，（４）複数の丸鋼芯材を座屈拘束ブレース，を中心に研究を進めた。
（１）で検討する座屈拘束柱ダンパーは心棒架構の両側に配置され、地震時に心棒の揺動に伴い丸鋼の塑性変形によりエネルギー吸収することを期待したものであり、前年度に行った小型模型試験体による繰返し載荷実験結果に基づき、丸鋼芯材の特性を詳細に分析するとともに設計法を構築した。２カ所の縮み代を与えることの有効性を確認した。（２）で検討する座屈拘束方杖ダンパーは丸鋼芯材と円形鋼管座屈拘束部材で構成されている。前年度の繰返し載荷実験で使用した方杖よりも長い方杖を対象とした実験を行い、中央カプラーの両側を補剛する部材の必要長さを明らかにした。（３）では前年度に心棒架構間に丸鋼を用いた座屈拘束ブレースを配置したシステムの繰返し載荷実験を通じて性能を確認している。そこで５層鋼構造骨組に提案システムを組み込んだモデルの地震応答解析を通じて制振性能を分析した。さらに理論検討に基づく等価モデルを適用することにより設計効率を高める手法を提案した。（４）では４本の丸鋼芯材を座屈拘束する１次鋼管を複数のスペーサーで２次鋼管に連結する全く新しい形式の座屈拘束ブレースを考案し繰返し載荷実験を通じて性能を確認した。
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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
次に示す各項目を遂行しており本研究はおおむね順調に進展していると判断できる。
（１）心棒架構の両側に配置される座屈拘束柱ダンパーについて、前年度に行った小型模型試験体による繰返し載荷実験結果に基づき、丸鋼芯材の特性を詳細に分析するとともに設計法を構築している。
（２）座屈拘束方杖ダンパーについて長い方杖を対象とした実験を行い特性を明らかにしている。
（３）心棒架構間にダンパーを配置したシステムを５層鋼構造骨組に組み込んだモデルの地震応答解析を通じて制振性能を分析している。
（４）４本の丸鋼芯材を有する新しい形式の座屈拘束ブレースを考案し繰返し載荷実験を通じて性能を確認している。
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| Strategy for Future Research Activity |
心棒架構の両側に丸鋼芯材を有する座屈拘束柱ダンパーを配置したシステムと心棒架構間に座屈拘束ブレースを配置したシステムを組み込んだ鋼構造骨組の地震応答解析をパラメトリックに行う。
解析結果を分析しダンパー性能を効率よく発揮させるための設計法を構築する。
複数の丸鋼芯材を有する座屈拘束ブレースを改良し軽量化と施工性の向上を図り、繰返し載荷実験を通じて改良効果を分析するとともにブレースの設計法を構築する。
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