2015 Fiscal Year Research-status Report
巨大長周期地震動に対する超高層建物の耐震性評価指標の構築と制振改修設計手法の提案
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26420574
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
佐藤 大樹 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (40447561)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 春幸 東京理科大学, 理工学部, 教授 (20339112)
長江 拓也 名古屋大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (90402932)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 既存超高層建物 / 長周期地震動 / 制振改修 / 時刻歴応答解析 / 累積損傷評価 / 鋼構造 / 柱梁接合部 / 性能評価シート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1980年代までに設計された既存の超高層建物に対して，近年高い確率で発生が予測されている長周期地震動に対する耐震性評価は行われていない。本研究では，既存超高層建物に巨大な長周期地震動が作用した場合の被害・損傷状況を評価し，さらに制振装置（ダンパー）を用いた被害軽減対策を提案することを目的としている。
今年度は長周期地震動対策として，下層部に部分的にオイルダンパーや鋼製ダンパーを設置した制振補強による耐震性能について，21層と35層の鋼構造建物を部材レベルでモデル化し，時刻歴応答解析結果を基に分析・評価を行なった。ダンパーを下層部に設置することで，長周期地震動入力時における最大変形および梁端部の累積損傷を大幅に低減できることが確認された。またオイルダンパーを設置することで非設置層との切り替わり層付近での応答増大が低減されることが分かった。
また，長時間の繰返しによってダンパーの特性がどのように変化するかを，実大・実速度の加振実験により明らかにし，時刻歴解析結果からダンパーの特性低下を評価できる指標を構築した。
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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
今年度は，3次元の部材モデルを使って部分制振補強の耐震性能を，２種類のダンパーと２種類の建物を用いて広い範囲で検討することができた。加えて実大ダンパーの長時間加振実験結果を整理し，長時間の繰返しによるダンパーの性能低下を評価できる指標を構築した。これらの成果を基に次年度では長時間の繰返しによるダンパーの性能低下を考慮した制振構造の耐震性能評価手法および設計手法の構築を行なう準備は整いつつある。以上より，今年度の計画を概ね達成できたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，これまでに行なわれていない範囲での実大ダンパーの長時間加振実験を行ない，広範囲でのパラメータをカバーできる実験結果を整備する予定である。また，実験結果用いて，昨年度に構築したダンパー特性の低下を評価できる指標の再評価を行ない，本指標が幅広いパラメータにおいても適用可能であるかを確認する。さらに時刻歴解析および応答スペクトルを用いて長時間の繰返しによるダンパー特性の低下を考慮した制振構造の耐震安全性評価手法の構築および設計手法の提案を目指す。
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| Causes of Carryover |
研究は当初の計画とおり概ね順調に進展している。ただし，長時間の繰返しによるダンパーの性能低下が当初に予想していたより大きく，本研究課題を遂行するに当たり重要な解決課題となったため，それを優先課題として今年度は取り組んだため，当初の予定を少しことなる実施状況となった。しかし，この問題も性能低下を評価できる指標を構築することができたので，次年度において当初の最終目標を達成できると考える。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は，昨年度に購入予定であった任意形状立体フレームの弾塑性解析ソフトと非線形有限要素解析プログラムを購入する予定である。また，膨大な解析および実験結果を保存するためのハードディスクも購入予定である。
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