2014 Fiscal Year Research-status Report
大地震時に制震装置が損傷した建物の損傷原因究明と補修方法の検証
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26420559
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| Research Institution | Tohoku Institute of Technology |
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Principal Investigator |
薛 松濤 東北工業大学, 工学部, 教授 (70236107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 則男 東北工業大学, 工学部, 教授 (60292249)
大沼 正昭 東北工業大学, 工学部, 教授 (70085447)
船木 尚己 東北工業大学, 工学部, 准教授 (70347897)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 制震建物 / ダンパー / 改修 / 破損プロセス / 積層ゴムアイソレータ― / 地震観測 / 破壊実験 / 動的挙動特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、東北地方太平洋沖地震の際に、仙台市内に建つ8階建て制震建物のダンパーの破損および補修した事例に基づいて、複数の地震観測記録に基づく分析により制震装置の破損プロセスを明らかにしようとしたものである。また、新たな制震装置を用いた補修の効果を確かめるとともに、地震観測などにより補修方針および方法の有効性を継続的に検証することを目的としている。
申請期間の初年度を終え、得られた成果の概要を以下に示す。
初年度の主な研究実施計画として、実構造物に組み込まれたオイルダンパーの破壊プロセスの検証、積層ゴムアイソレータにより補修された実建物の動的挙動特性と極限耐震性能を、実験と解析により把握することを挙げた。
継続的な地震観測により、これまでに大小多数の観測記録が得られている。例えば2014年6月16日の地震加速データを基に構造物を再同定した結果、伝達関数の最大値が小さくなっていることが分った。これらの結果、補修に用いた積層ゴムアイソレータによる制震効果が再度確認できた。地震観測の結果とシミュレーション結果がおおむね一致したことから、本モデルの妥当性を明らかにすることができた。また、一連の観測および解析の結果から、新しく提案した制振改修方法が、地震時の応答を十分抑制できていることを確認し、一定の成果が得られたものと考える。しかしながら、極大地震が作用した際のダンパーの破損プロセスを考慮した解析については、破壊実験が完了していないために、その力学モデルの構築には至っておらず、今年度、早急に取り組む予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要で示したように、解析のための骨組モデルの構築、観測地震記録に基づいた本制振機構の有効性については、当初の計画通りに遂行できたと考えている。建物の竣工直後から継続的に実施している地震観測についても、初年度の1年間でさらなる貴重な記録を得ることができた。
しかしながら、2011年東北地方太平洋沖地震のような極大地震が作用した際の、建物の動的挙動を知るためには、制震装置の破壊をも考慮した解析が不可欠であり、それを考慮した力学モデルを構築するためには、各制震装置の破壊実験が必要である。破壊実験については、大規模で精度の高い加力装置が必要で、試験機の選定に時間を要した為に、今年度中に実施することはできなかったが、現在、実験を実施できる目途が立ち、その計画を作成中である。年度早々には実施可能であることから、区分については（3）のやや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
若干計画が遅れている、ダンパーの破壊実験の遂行を最優先課題として研究を進める。また、申請時に計画した大地震時における本機構の有効性についての検証を行う。
さらに、これまで継続して行っている地震観測についても、観測点を増設し、さらに精度の高い記録が収集できるように観測システムを更新する。これにより、構築してきた骨組モデルによるシミュレーションの精度も増し、極大地震における建物の動的挙動が明らかになると期待できる。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、前述のとおり、破壊実験が実施できなかったことにある。本実験を行うには、規模、精度共に高い性能を有する装置が必要であり、その試験機の選定に時間を要した事が大きな原因であった。次年度使用額も大部分が実験のための試験体製作やその諸経費分となっている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
破壊実験については試験機の選定に解決の目途が立ったため、現在、その計画案を作成している。実験は、破損したダンパーと、新しく設置した積層ゴムアイソレータについて行い、それぞれの試験体に対して、破損までのメカニズムを同定するための詳細なデータを収録する。
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