2013 Fiscal Year Annual Research Report
制振構造用鋼材ダンパーの残余性能推定方法に関する研究
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23560666
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
松本 由香 横浜国立大学, 都市イノベーション研究院, 准教授 (70313476)
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| Keywords | 制振構造 / 鋼材ダンパー / 塑性ひずみ / 残余性能 |
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| Research Abstract |
地震入力エネルギーをダンパーに集中させる構造形式（制振構造）は、柱梁などの主要骨組の損傷を抑えることができ、強震を受けた建物の継続使用や早期復旧が期待できる。このような構造形式では、損傷したダンパーの交換の要不要を適切に判定する技術が求められる。本研究では、建物棟数が多いこと、被災後の検査が比較的容易であることから、鉄鋼系工業化住宅に用いられる低降伏点鋼ダンパーを対象とし、ダンパーの塑性ひずみによる損傷度や残余変形性能の推定方法について検討を行った。
平成23～24年度の研究成果により、建築構造用低降伏点鋼SSHDおよびLYP225について実験を行い、鋼材の損傷度や残余変形性能と硬さ変化量の間にある程度の相関があることが分かった。さらに、SSHD材を加工したダンパーでは、損傷を受けることによってダンパーの断面形状が変化し、ダンパーの損傷度はフランジ内法寸法と強い相関を示すことが分かった。
平成25年度は、地震入力を想定したランダムな載荷パターンを受けた場合について、前述の知見が適用可能かどうかを検証するため、工業化住宅を想定した解析モデルによる地震応答解析を行い、ダンパーに作用する載荷パターンを調査した。この結果、地震波によっては変形の方向が実験に比べて一方向に偏る場合があり、これによって変形性能は90%程度まで低下する可能性があることを試算によって確かめた。以上の成果により、載荷パターンのばらつきに対する安全率として0.9程度の変形性能低減率を想定しておけば、地震によって被災したSSHD材によるダンパーの損傷度は、フランジ内法寸法を計測することによって推定できることが分かった。さらに、塑性歪を受けた鋼材の引張破断試験を実施し、鋼材の損傷度と硬さ変化量についても更なるデータを蓄積した。
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