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様々な制振・免震構造の統一的評価法による応答制御性能の把握と改善

研究課題

研究課題/領域番号 16H04447
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

笠井 和彦  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任教授 (10293060)

研究分担者 佐藤 大樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40447561)
松田 和浩  名城大学, 理工学部, 准教授 (80567397)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード制振構造 / 免震構造 / 設計法 / 超高層建物 / 包括的評価法 / 簡易モデル / 非構造部材 / 地震応答記録 / ダンパー / 非構造材
研究成果の概要

制振・免震構造が多様化し、構造モデルが複雑化するなか、本研究はそれらの簡易かつ精度の高い様々な評価手法・設計手法を提案し、更に非構造材の応答にも着目したものである。その内容は以下の4つに大別できる。
(1)任意履歴を有するダンパーの簡易モデル化手法の提案。(2)各種制振建物の簡易モデル化と、その時刻歴応答解析に基づく制振設計法の提案。(3)非構造材の応答に着目したスペクトル法による最大応答評価法の提案。(4)電気配線用ケーブルラックの動的挙動検証。

研究成果の学術的意義や社会的意義

挑戦的な設計や最新技術の導入により、様々な構造モデルが建物ごとに作成されている。しかし、構造モデルが複雑化すると個別性が高くなり、統一的な尺度で評価することが難しい。また、様々なパラメータが及ぼす応答への影響を巨視的に把握することも難しくなる。本研究は個別性を極力なくし、様々な制振・免震構造に共通して適用できる簡易的な構造モデルの提案を試みたものであり、その適用範囲は広い。また、地震後の建物継続使用に向けて非構造材の地震応答にも着目し、応答評価手法を提案するなど多くの検討を行っており、その社会的意義は大きい。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 同済大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 建築物のさらなる超高層化に向けた等価質点モデル化手法(その1):曲げせん断モデル作成に関する既往手法の考察と新たな手法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦,渡井一樹,前田周作,佐藤大樹,鈴木庸介
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 第85巻 第772号 ページ: 791-801

    • NAID

      130007866363

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] オイルダンパーと変形制御機構を併用した大振幅地震動に対する既存超高層建物の制振改修設計法2020

    • 著者名/発表者名
      上野史也,渡井一樹,佐藤大樹,笠井和彦, 佐分利和宏,前田達彦,増田寛之
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 66B ページ: 353-365

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rotation Capacity of I-Shaped Beams under Alternating Axial Forces Based on Buckling-Mode Transitions2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Suzuki, Yoshihiro Kimura, and Kazuhiko Kasai
    • 雑誌名

      Journal of Structural Engineering

      巻: 146(6) 号: 6

    • DOI

      10.1061/(asce)st.1943-541x.0002623

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-pass filtering effect on near-fault ground motion properties and responses of base-isolated building2020

    • 著者名/発表者名
      Yaohui Xue, Wuchuan Pu, Kazuhiro Matsuda, Kazuhiko Kasai
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 地震時における建物非構造材の応答スペクトルの作成法2019

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦,小松真吾,近藤さゆみ,赤塚希美
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 758 ページ: 489-499

    • NAID

      130007639763

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 様々な履歴の制振壁簡易モデルを用いた時刻歴応答解析に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      安藤咲季, 松田和浩, 笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会東海支部研究報告集

      巻: - ページ: 117-120

    • NAID

      40021801368

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Estimation of Plastic Deformation Capacity for Ishaped Beams with Local Buckling under Compressive and Tensile Forces2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Y., Suzuki, A. and Kasai, K.
    • 雑誌名

      Jpn., Archit. Rev.

      巻: 2 ページ: 26-41

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超高層免震建物の地震動観測記録に基づく免震層および上部構造の剛性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      中井亜里沙,佐藤大樹,村上智一,笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集

      巻: 57 ページ: 571-576

    • NAID

      200000100566

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非線形粘性ダンパーをもつ制振構造の架構の塑性化を考慮した応答制御設計法 その1 等価1質点系の時刻歴応答解析による制振設計法2018

    • 著者名/発表者名
      西島正人・笠井和彦・田中清
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      巻: B-2 ページ: 379-380

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 非線形粘性ダンパーをもつ制振構造の架構の塑性化を考慮した応答制御設計法 その2柔らかい低層鉄骨架構に対する制振設計例2018

    • 著者名/発表者名
      田中清・笠井和彦・西島正人
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      巻: B-2 ページ: 381-382

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Simplified Design Method for Frames with Nonlinear Viscous Dampers2018

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Nishijima, M., Tanaka, K., Wang, S. and Mahin S.
    • 雑誌名

      Proceedings of 11th NCEE

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simplified Modeling for Two-directional Behavior of High Damping Rubber Isolation Bearings2018

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Mori, T., Masaki, N. and Murota N.
    • 雑誌名

      Proceedings of 11th NCEE

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電気配線用吊り式ケーブルラックシステムの力学的挙動とその制振化に関する実験研究2018

    • 著者名/発表者名
      松田和浩, 笠井和彦, 中村哲也
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集

      巻: 24 ページ: 63-68

    • NAID

      130006386915

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 観測記録に基づく超高層免震建物の地震応答時の剛性の分析 その1 多質点等価せん断型モデルおよび3次元部材モデルを用いた剛性評価手法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      中井亜里沙,佐藤大樹,笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会関東支部研究報告集

      巻: - ページ: 605-608

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 観測記録に基づく超高層免震建物の地震応答時の剛性の分析 その2 東北地方太平洋沖地震発生前後における上部構造および免震層の剛性の比較2018

    • 著者名/発表者名
      呉 嘉瑞,佐藤大樹,中井亜里沙,笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会関東支部研究報告集

      巻: - ページ: 609-612

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A PREDICTION METHOD OF NON-STRUCTURAL RESPONSE SPECTRA Part 1: Outline of Prediction Method and Verification with SDOF Building2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai, S. Komatsu, and D. Lau
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A PREDICTION METHOD OF NON-STRUCTURAL RESPONSE SPECTRA Part 2: Verification of Components in Multi-story Building2020

    • 著者名/発表者名
      S. Komatsu, K. Kasai, and D. Lau
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF BENDING-SHEAR MODEL FOR SIMPLIFIED ANALYSIS OF SUPER-TALL BUILDINGS2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kasai, K. Watai, S. Maeda, D. Sato, Y. Suzuki
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] APPLICATION OF NEW BENDING-SHEAR MODEL FOR SIMPLIFIED ANALYSIS OF VARIOUS SUPER-TALL BUILDINGS2020

    • 著者名/発表者名
      K. Watai, K. Kasai, S. Maeda, D. Sato, Y. Suzuki
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 間柱型制振構造のダンパー周辺部材変形を考慮した制振設計法 (その1 - 非線形粘性ダンパーを用いた設計の手順と例)2020

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦、田中清
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 間柱型制振構造のダンパー周辺部材変形を考慮した制振設計法(その2- 設計結果および変換則の検証)2020

    • 著者名/発表者名
      田中清、笠井和彦
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Current Status of Motion Control to Mitigate Seismic Damage of High-Rise Buildings and Contents2016

    • 著者名/発表者名
      Kasai Kazuhiko
    • 学会等名
      The 14th International Symposium on Structural Engineering
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2016-10-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電気配線用ケーブルラックの制振化に関する研究開発 その5 親桁と子桁の接合部の実験2016

    • 著者名/発表者名
      関雄佑, 松田和浩, 笠井和彦
    • 学会等名
      日本建築学会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 長周期地震動等を考慮した既存超高層建築の耐震性能とダンパー補強効果の評価 その4 入力地震動特性を考慮した制振補強設計2016

    • 著者名/発表者名
      杜東升, 笠井和彦, 白崎和幸, 山下哲郎, 久田嘉章, 中西真子
    • 学会等名
      日本建築学会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 長周期地震動等を考慮した既存超高層建築の耐震性能とダンパー補強効果の評価 その5 時刻歴解析による非制振建物と制振補強建物の応答比較2016

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 杜東升, 白崎和幸, 山下哲郎, 久田嘉章, 中西真子
    • 学会等名
      日本建築学会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Buildings with Seismic Protective Systems: Full-scale Shake Table Tests and Actual Earthquake Observations2016

    • 著者名/発表者名
      Kasai Kazuhiko
    • 学会等名
      Technical University of Civil Engineering, Bucharest
    • 発表場所
      Romania
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tokyo Tech. Research on Vibration Control Systems for Japanese Houses2016

    • 著者名/発表者名
      Kasai K., Sakata H., Matsuda K., Yamazaki Y.
    • 学会等名
      PEER, SEMM, and Dept. of Civil and Environmental Engineering, University of California
    • 発表場所
      University of California, Berkeley
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Seismic Structural Health Monitoring2019

    • 著者名/発表者名
      Fujino, Y.,Siringoringo, D., Kikuchi, M., Kasai, K. and Kashima, T.
    • 総ページ数
      447
    • 出版者
      Theory to Successful Applications
    • ISBN
      9783030139766
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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