2023 Fiscal Year Annual Research Report
Research on enhancement of resilience by building monitoring system considering complex disasters.
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21K04334
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤田 皓平 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40648713)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 複合災害 / 連成振動 / 免震建物 / 浸水災害 / 流体解析 / 長周期地震動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、都市部での想定外の浸水被害と地震災害が同時に起こることを想定した複合災害を対象として、そのような多様な災害に対する建物の挙動を明らかにし、複合災害に対応したモニタリング手法の開発やレジリエンスの向上に資する対策を見出すことである。本研究では、複合災害として浸水リスクの高い基礎免震の地下ピットに水が滞留している状態で地震を受けるシナリオを前年度から継続して検討しており、本年度の研究実績としては、免震建物が浸水被害と地震被害を同時に受けたの流体-構造連成振動問題を考慮した解析手法を確立したことと、免震建物を模擬した模型を水没させた状態で加振を行う振動台実験を実施して流体-構造連成振動の効果を確認したことである。
前者の実績としては、流体解析と構造解析を連動させることで、免震建物の挙動として免震層が水平振動することで擁壁までの距離が動的に変わることで流体の動きを励起させること、及びその流体力が免震建物に対する抵抗力となることで免震建物の動きに影響を与えることを同時に考慮することができるようになった。流体-構造連成解析手法を用いて水没した免震建物の動特性や免震性能への影響について、免震クリアランスや浸水深の違いによる免震建物の免震層変位や上部構造加速度の変化を検討した。免震ピット内に流体が滞留することで免震建物の変形が抑制されるケースが多く、その場合は上部構造の加速度が非浸水時に比べて増大するため、想定されていた免震性能が発揮されないことを明らかにした。
また、後者の実績については、滞留した流体内で動く物体と地震慣性力を同時に受けたときの流体の挙動について観察し、免震模型の1次固有周期の近傍の様々な振動数帯域で定常加振を行い、免震建物模型の動的な特性変化について連成解析手法と比較することで、シミュレーション方法の妥当性を確認した。
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