2012 Fiscal Year Research-status Report
長周期地震動を受ける超高層建物の接合部破断を考慮した耐震性能評価手法の提案
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24760448
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
松井 良太 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (00624397)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 長周期地震動 / 超高層建物 / 梁端接合部 / 接合部破断 / 部材破断 / 耐震性能 / 累積変形性能 / エネルギー吸収性能 |
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| Research Abstract |
本年度は，長周期地震動を受ける超高層建物の応答性状について，基礎的な検討を行った。具体的には，米国において汎用的に用いられつつあるIncrement Dynamic Analysis (IDA)により，ブレースの部材破断も含めた接合部破断が建物の応答性状に与える影響について，長周期地震動を含めた10種程度の地震波を用いて検証し，以下の成果を得た。
1)梁降伏型のブレース付骨組では，円形鋼管ブレースを有するモデルにおいて部材破断が最大変形に着目したIDAカーブに与える影響は微小である。一方，累積吸収エネルギーの点からは部材破断により主架構の累積損傷度が増大することが確認され，部材破断考慮／非考慮の影響を受ける。2)制振構造においてより小さな層間変形角から制振部材を塑性化させたとしても，想定を超えた大地震動に対して主架構の最大塑性率が抑制されるとは限らない。しかし主架構の累積損傷度を抑制する上では，高い入力地震動倍率までその優位性を維持できることが確認された。
この検討とは別に，繰返し荷重下におけるH形断面梁の部材耐力を決定する要因の一つであり，超高層建物の性能を評価する上でも重要である横座屈挙動について実験的に調査，かつ解析的に分析し，諸設計指針における規定と比較検証した。これより，H形断面梁の横座屈耐力に，繰返し荷重の与える影響が確認され，得られた知見については次年度の学会大会等において発表予定である。
また，これまでの研究成果について国内会議にて発表し， H形鋼梁の梁端接合部における破断挙動について以前よりも多い既往の実験結果を参照し，研究代表者が提案してきた同接合部の精度について検証し，以前と同等であることを確認したことについて報告している。
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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
建物主架構やブレースを変化させたモデルを用意し，崩壊系が梁降伏型の場合において，建物の変位応答については，接合部破断の考慮／非考慮に差異は見られないが，エネルギー吸収性能については有意な差が見られることを確認している等，本研究課題において本年度に設定した目標をほぼ達成していると考えられるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度では，梁がH形断面の場合における梁端接合部破断の実験結果について照査し，研究代表者がこれまで提案してきた，繰返し軸力下において梁端接合部の破断時期予測手法の精度が概ね妥当であることを確認した。これを受け次年度では，他の部材による接合方法における破断挙動について調査することを目的とし，円形鋼管を梁に用いた場合について検証を行う。
載荷の試験フレームとしては，21世紀COEプログラム「都市地震工学の展開と体系化」の予算により導入された500kN載荷試験機を使用する。アクチュエータにより加力台に強制変位を与えることにより，部分架構に繰返し荷重を与え，梁端接合部における挙動について把握する。
この実験結果を元に，必要に応じ，梁端接合部の破断予測手法の改善を試みる。有限要素等を用いた詳細な数値解析により，実験で用いたモデルを再現し，繰返し載荷を受ける梁端接合部の力学的性状を解明することを試みる。
また，本年度において検証していない崩壊系が柱降伏型の建物や，100mを超える超高層建物を対象として，長周期地震動下のみならず他の地震波においても，接合部破断が同建物の動的応答性状に与える影響について，数値解析より検証することを試みる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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