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変形分布制御機構を備えた摩擦/粘性ダンパと滑り基礎の併用による低層軽量構造の制振

研究課題

研究課題/領域番号 17H03346
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
研究機関早稲田大学

研究代表者

曽田 五月也  早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (70134351)

研究分担者 脇田 健裕  早稲田大学, 理工学術院, 客員主任研究員(研究院客員准教授) (10469025)
渡井 一樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (30778189)
宮津 裕次  東京理科大学, 理工学部建築学科, 講師 (70547091)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
キーワード制振構造 / 摩擦機構 / 損傷分散 / 滑り基礎構造 / 低層建築物 / 変形分布制御 / 高減衰 / ロバスト / 薄板軽量形構造 / 高靭性高減衰構造 / 摩擦機構内蔵耐力壁 / 油圧式リンク機構 / 機械式リンク機構 / 震度7地震動 / 過酷な地震動 / オイルダンパ / 粘弾性ダンパ / リンク機構 / 滑り基礎 / ハイブリッドパッシブ制振構造 / 摩擦ダンパ / 粘性/粘弾性ダンパ / 薄板軽量形鋼造 / 建築機能の保全 / パッシブ制振 / 高靭性
研究成果の概要

本研究では、想定を大幅に超えるような地震動が発生した場合にも、建物内部や構造体に大きな損傷を与えることなく機能を維持し続けることが可能な構造システムを、摩擦力と粘性力を高度に組み合わせたパッシブかつ安定した機構によりローコストで実現する技術を開発した。また、各種の実大実験と解析検討により、提案した構造システムが上部構造の高減衰化、損傷集中の抑制、過大応答の防止を可能とすることを明らかとした。本研究の成果は、既往の技術にとらわれない極めて独創的な発想により、建築物の耐震性能を劇的に向上させる具体策を高い学術的信頼性を備えて提示したことであり、将来の都市地震防災体制の強化に貢献するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発した構造システムは、制振構造と免震構造の特徴を熟知したうえで、それらをシンプルかつ合理的に統合することで、ローコストでありながら安定性・ロバスト性を備えた高い耐震性能を実現している。入念かつ膨大な実験検討により策定されたディテイルそのものに学術的に貴重な知見が含まれており、また実用性を意識して構成された構造システムは高い普及力も備えており、地震安全性の向上に対する学術的・社会的意義は大きい。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] リンク式流体慣性ダンパによる構造物の地震応答制御2019

    • 著者名/発表者名
      曽田 五月也, 渡井 一樹, 脇田健裕, 宮津 裕次
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 84 号: 757 ページ: 351-360

    • DOI

      10.3130/aijs.84.351

    • NAID

      130007627719

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 摩擦機構内蔵型耐力壁を適用した薄板軽量形鋼造建築物の構造特性係数に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      脇田健裕、曽田五月也
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: 25 号: 97 ページ: 97_39-97_46

    • DOI

      10.11273/jssc.25.97_39

    • NAID

      130007626703

    • ISSN
      1880-9928, 1884-0329
    • 年月日
      2018-03-16
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] リンク式流体慣性ダンパによる層間変形制御機構の動力学特性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      渡井一樹、曽田五月也
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 746 ページ: 547-554

    • DOI

      10.3130/aijs.83.547

    • NAID

      130006728733

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 摩擦機構を内蔵した薄板軽量形鋼造耐力壁の構造性能と数値解析モデル2018

    • 著者名/発表者名
      脇田健裕,曽田五月也, 渡邊力
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 750 ページ: 1183-1191

    • DOI

      10.3130/aijs.83.1183

    • NAID

      130007475232

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 部分空間法による2層木造軸組工法住宅の振動特性同定2018

    • 著者名/発表者名
      宮津裕次, 曽田五月也
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 745 ページ: 409-419

    • DOI

      10.3130/aijs.83.409

    • NAID

      130006588606

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高靱性・高減衰薄板軽量形鋼造耐力壁の開発とその基本力学性能2018

    • 著者名/発表者名
      曽田 五月也、脇田 健裕
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 743 ページ: 201-210

    • DOI

      10.3130/aijs.83.201

    • NAID

      130006321896

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 滑り基礎構造を適用した建築物の水平上下地震動入力に対する応答性状に関する研究 その1:小型鋼製フレームの振動台加振実験2020

    • 著者名/発表者名
      大塚琢也, 富田愛, 宮津裕次, 脇田健裕, 渡井一樹, 曽田五月也
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会大会(関東)学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦/粘性ダンパとすべり基礎を併用した薄板軽量形鋼造フレームの振動台加振実験 その3 滑り基礎構造を適用した場合2019

    • 著者名/発表者名
      宮津裕次, 曽田五月也, 渡井一樹, 脇田健裕, 富田愛
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦/粘性ダンパとすべり基礎を併用した薄板軽量形鋼造フレームの振動台加振実験 その2 リンク式流体慣性ダンパを設置した場合2019

    • 著者名/発表者名
      渡井一樹, 曽田五月也, 宮津裕次, 脇田健裕
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 摩擦/粘性ダンパとすべり基礎を併用した薄板軽量形鋼造フレームの振動台加振実験 その1 主構造の応答性状2019

    • 著者名/発表者名
      脇田健裕, 曽田五月也, 宮津裕次, 渡井一樹
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 変形分布制御機構を備えた実寸2層薄板軽量形鋼造試験体の振動台実験 その3.機械式リンク機構を設置した場合2018

    • 著者名/発表者名
      宮津裕次
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 変形分布制御機構を備えた実寸2層薄板軽量形鋼造試験体の振動台実験 その1.実験概要2018

    • 著者名/発表者名
      曽田五月也
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 変形分布制御機構を備えた実寸2層薄板軽量形鋼造試験体の振動台実験 その2.油圧式リンク機構を設置した場合2018

    • 著者名/発表者名
      渡井一樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 複数層の変形制御を目的としたリンク式流体慣性ダンパの動力学特性2018

    • 著者名/発表者名
      渡井一樹
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF A STRUCTURAL SYSTEM FOR BUILDINGS WITH HIGH ENERGY ABSORPTION UTILIZING BOTH WOOD-BASED MATERIALS AND COLD-FORMED STEEL FRAMING2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Wakita
    • 学会等名
      World Conference on Timber Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高靭性・高減衰・高耐力型薄板軽量形鋼造建築物の開発 その11.摩擦機構に使用する高力ボルトの締付力に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      脇田健裕
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 変形分布制御機構を備えた実寸2層薄板軽量形鋼造振動台実験 その1 実験概要2018

    • 著者名/発表者名
      曽田五月也
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 変形分布制御機構を備えた実寸2層薄板軽量形鋼造振動台実験 その2 油圧式リンク機構を設置した場合2018

    • 著者名/発表者名
      渡井一樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 変形分布制御機構を備えた実寸2層薄板軽量形鋼造振動台実験 その3 機械式リンク機構を設置した場合2018

    • 著者名/発表者名
      宮津裕次
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リンク式流体慣性ダンパによる構造物の層間変形制御システムの動力学特性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      渡井一樹
    • 学会等名
      Dynamics and Design Conference 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高靭性・高減衰・高耐力型薄板軽量形鋼造建築物の開発 その8.ボルト締付軸力を変化させた実大耐力壁の静的加力試験と2 次元フレームモデルによる解析的検証2017

    • 著者名/発表者名
      脇田健裕
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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