2012 Fiscal Year Research-status Report
サブストラクチャ・オンライン実験による全体曲げＲＣ造ピロティ建築物の耐震性能評価
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24560692
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Akita National College of Technology |
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Principal Investigator |
寺本 尚史 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00315631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西田 哲也 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40315627)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ピロティ建物 / サブストラクチャ・オンライン実験 / 鉄筋コンクリート造柱 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、1層部分が柱のみで構成されるピロティ建物のうち、全体曲げにより降伏機構を形成する建物の耐震性能を、サブストラクチャ・オンライン実験手法を用いて詳細に評価し、より正確な応答推定手法の確立を行う事である。ここでサブストラクチャ・オンライン実験手法とは、構造物の一部を試験体として製作し、試験体に静的載荷した時の復元力と、解析モデルで構築された2階以上の架構解析とを同期させて建物全体の変形を再現する実験手法である。
本研究では水平静的外力を擬似的に加える静的漸増載荷実験と、擬似的に数値積分法(OS法)により応答実験を行う仮動的実験の2種類の実験を平成25年度以降に行う。
平成24年度はその準備段階として、まず静的漸増載荷実験および擬似動的実験手法に関する検討、全体曲げ崩壊形となるピロティ建物の力学的性状の把握、および同建物の設計方法に関する検討を行った。
実験手法に関する検討では、研究分担者らと同手法を用いて行った実験結果を基に、両実験手法において改善すべき点を検証した。その結果、柱の軸力変動が大きくなる場合、軸力に関係する不釣合い力が大きくなる傾向があることや、柱の試験体が軸方向に大きく変形する場合、載荷装置の変位計測器具を改善する必要があることが分かった。
全体曲げ崩壊形と、ピロティ層が層降伏する降伏機構を持つピロティ建物の崩壊形成立後の力学的性状を比較検討した結果、全体曲げ崩壊形の建物の場合、ピロティ柱の軸方向変形によるエネルギー吸収能力が層崩壊形のものと比べより大きくなり、耐震性上の優位性が確認された。なお全体曲げ崩壊形となるピロティ建物の設計に関しては、ピロティ階の柱の設計や建物の塔状比といった条件から重要であり、より合理的な設計を行うための条件について引き続き検討を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成24年度の研究実施計画のうち、主にピロティ建物の合理的な設計方法の検討に関する研究の進捗にやや遅れが出ている。これは、採択年度である平成24年度に研究代表者の所属先が変わったことにより、特に年度初めの研究の進捗に遅れが出たことや、実験手法の検証に想定以上の時間を要したことが主な理由であり、平成25年度に研究の推進をはかる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. 全体曲げ崩壊形となるピロティ建物の合理的な設計方法の検討：平成24年度に引き続き、ピロティ建物を全体曲げ崩壊形とするための、合理的な設計方法の検討を行う。
2. ピロティ階の2本の側柱を対象としたオンライン静的漸増載荷実験とその評価：
ピロティ建物の基本的性状を把握するための漸増載荷実験を行う。試験体については、2体(1パターン×2体)を製作し、交番繰り返し載荷の実験を行う。本実験により、終局状態を検証した上での架構の残存耐力の評価や、繰り返し載荷による等価粘性減衰の評価も行えると考えており、耐震性能について多角的に検討を行う。なお、試験体製作および実験は、共同研究者(西田)が所属する秋田県立大学の実験棟および実験設備を用いて行う。
また、試験体の制作費は試験体の制作費は、試作本数が多い程安くなるため、平成26年度に行う実験用の試験体も併せて製作することも検討する。
3. 柱の軸方向における詳細なモデル化の構築：
ピロティ柱の軸方向変位についてはこれまで詳細な検討が行われておらず、現行の一般的な架構解析モデルを用いても、そうした点を考慮した詳細な解析を行う事は難しいのが現状である。詳細に設計を行う上ではそうした軸方向に関する検証も必要となることから、ピロティ柱の軸方向の荷重(軸力)－軸方向変形関係の実験結果を基に、柱の軸方向における、詳細なモデル化を行う。その際、いわゆるスケルトンカーブを合わせるだけでなく、戻り剛性に対してもできるだけ良い対応となるモデルを構築する事を目標とする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究の進捗状況の遅れにより、平成24年度に解析用ソフトウエアとして使用予定分（36万円）を平成25年度に持ち越した。
平成25年度は、研究代表者分（約61万円、平成24年度未使用分も含む）は、ピロティ建物の合理的な設計方法を検討するための有限要素解析ソフトおよび解析用計算機の導入に使用する。また、オンライン静的漸増載荷実験を行う際の実験補助のための人件費、学会参加に伴う費用（旅費など）も併せて計上した。
研究分担者（西田哲也）へ配分する研究費（165万円）は、ほぼ全てをオンライン静的漸増載荷実験用のピロティ階側柱試験体の製作費およびひずみゲージなどの実験用機材（主に消耗品）の購入費として使用する。
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