| 研究課題/領域番号 |
17360263
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井上 範夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50250725)
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| 研究分担者 |
前田 匡樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30262413)
船木 尚己 東北工業大学, 工学部, 講師 (70347897)
堀 則男 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60292249)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
10,020千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 420千円)
2007年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2006年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
2005年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
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| キーワード | 建築構造 / 耐震 / 応答制御 / 振動実験 / エネルギー応答 / ダンパー / ストッパー / 硬化型復元力特性 |
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| 研究概要 |
本研究は、粘性抵抗に依存した粘(弾)性ダンパーあるいはオイルダンパーと、変形を拘束するストッパーを併設することにより、硬化型復元力特性を有するエネルギー吸収デバイスを考案し、それを建物内に設置して建物の応答変形を制御するものであり、二つの目的がある。以下に、それぞれの目的と得られた成果を述べる。
1.中地震時の居住性向上と大地震時の損傷拡大防止を目標とする二段階耐震設計法の開発
本システムでは、中地震時にはダンパーがエネルギーして建物応答を低減させ、居住性を高める制震効果を発揮する。また、大地震時にはダンパーがエネルギー吸収を行いながら、設定した変形を超えるとストッパーに接触して通常のブレース補強建物に変化し、制震型機構から(制震十強度)型抵抗機構に変化していくことになり、建物の損傷拡大を防止できる。この効果については、縮小模型試験体による振動台加振実験により検証するとともに、鉄筋コンクリート造(RC)建物を対象として様々な条件で解析を行い、実建物への適用性を明らかにした。
2.大地震時における建物の応答変形分布を制御する設計法の開発
本システムでは、大地震時に過大な変形が生じるとストッパーが作動し、設計で意図した変形に制御することができるので、建物高さ方向の剛性・耐力分布のアンバランスや高次モードにより局所変形が大きくなる場合に対して、均一な変形分布に近づけるような制御が可能となる。よって、本研究では設計法として、地震入カエネルギーと、仮定した変形レベルにおいて骨組とデバイスが消費するエネルギーを等値することにより、デバイスの必要性能を算定する手法を提案した。この手法の有効性については、3層の縮小試験体による振動台実験による検証と、実際のRC建物を想定し、剛性・耐力分布や地震動の種類などをパラメータにした解析による検証を行った。
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