2014 Fiscal Year Research-status Report
アルミ合金押出し成型材を用いた組立型制振壁の提案と実用化
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26630259
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
新谷 眞人 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (30434319)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アルミニウム合金 / 押出し成型 / 木質構造 / 組立壁 / 形状最適化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、アルミニウム合金材によるエネルギー吸収効率の高い木質耐力壁に関する研究を主に行った。提案する木質耐力壁「組立壁」の概要を以下に述べる。壁と梁・土台との接合部が最大耐力を決定することが多い通常の耐力壁に対して、木角材を並べその間にアルミ合金によるエネルギー吸収材（以降、アルミEN吸収材と称する）を挿入して組立壁を構成する。これにより壁と他部材の接合部ではなく、アルミEN吸収材が先行して降伏する形式とする。アルミEN吸収材は、稀地震までは、弾性状態にあり、壁は高剛性である。極稀地震時には降伏することで、履歴によるエネルギー吸収をし応答を低減させる。
アルミEN吸収材の形状は、最適化手法に基づき決定し、要素実験を行うことで形状が目標履歴性状を満たすことを確認した。次に組立壁の実大試験を行うことで壁性能の評価を行い、時刻歴応答解析のための組立壁のモデル化を行った。時刻歴応答解析では、今年度に提案する組立壁を用いた場合に単材の実験結果による解析では、十分な応答低減効果があることが確認された。今後、めり込み等の影響を少なくするために、柱梁接合部を改良し、実験による確認を行う必要があるなどの課題を有している。
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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
平成26年度には、当初の計画に示す項目について以下のような研究成果を得た。
アルミEN吸収材の形状について、最適化手法であるESO手法を用いて、設計耐力及び剛性を目的関数とし形状最適化手法を実践した。そして、形状最適化により得られた形状を、実試験体で製作し、載荷試験による性能評価を実施した。
前述のアルミEN吸収材を配置した実大壁試験体においては、試験結果では、剛性は事前の解析の1/2程度の値であり、事前の解析結果と大きく異なる結果となった。変形角1/20rad程度までであってもアルミEN吸収材は降伏していない実験結果となった。実験結果と解析結果の剛性が大きく異なる理由として、実験では履歴がスリップ性状であること、および鉛直部材の引き抜け・めり込み変位が生じている。一方で、解析では柱梁接合部の剛性が適切に評価されていなかったことが挙げられる。そのため、鉛直部材の引き抜きとめり込みを考慮したモデル化を行い検証解析を行い、非常に高い精度で実験と解析結果が一致することを確認した。
以上のように概ね順調に研究は進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度より、組立壁のより実践的な応用を目指し、更なる研究の高度化を図る。具体的には、より安定した性能を得るための柱脚接合部の改良が最初の改良課題である。また、機構等の改良以外に、動的数値解析におけるより詳細な検証を実施予定である。加えて、各種建物への適用性についても各種検討を実施する計画である。
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| Causes of Carryover |
試験体作成や実験実施などにおいて、大学院生らの手作業による作業を多く実施したため、試験体作成のための製作費及び実験実施費用を安価に収めることができたことが、差額が生じた最も大きな要因である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度には、平成26年度の実大試験により明確になった課題点を改良した実験等を実施予定である。加えて、数値解析等により重点を置いた研究を進める予定である。
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Research Products
(1 results)
