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建築構造物の地震に対する総合的なレジリエンス評価法と免震・制振ハイブリッド設計法

研究課題

研究課題/領域番号 18H01584
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関京都大学

研究代表者

竹脇 出  京都大学, 工学研究科, 教授 (20155055)

研究分担者 藤田 皓平  京都大学, 工学研究科, 准教授 (40648713)
辻 聖晃  大阪電気通信大学, 工学部, 教授 (00243121)
吉富 信太  立命館大学, 理工学部, 教授 (30432363)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード断層近傍地震動 / 長周期長時間地震動 / 極限的地震動 / ハイブリッド構造 / レジリエンス / インパルス入力 / 制振構造 / 免震構造 / 耐震設計 / 長周期地震動 / ダブルインパルス / 極限地震動 / ロバスト性 / 制振 / 免震 / 極限外乱
研究成果の概要

本研究の目的は,最悪地震動の概念と構造物のレジリエンスの概念を巧みに組み合わせた信頼性の高い建物の構造設計法の枠組を創出し,「想定外の地震動」に対しても急激な耐震性能の低下を伴わない建築構造物の設計を可能とする体系を構築することにある。同時に,地震動入力と構造物特性の両者の不確定性を考慮した最悪ケースの想定に基づく新しい構造設計の枠組を構築する。さらに、地震発生から建物応答に至る「建築物の総合的なレジリエンス評価」という概念に焦点を当て、幅広い特性の地震動に対して早期に復旧可能な構造物の設計体系についても新たな指針を考える。特に、免震と制振を組み合わせたハイブリッド構造の設計法に注目する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでは、応答スペクトルや地震動基準化量(地動最大速度等)のレベル調整による名目上の安全率や余裕度の設定のみが可能であったが、これらは真の意味での安全率や余裕度を与えているとは言い難い。地震動の発生・伝播・サイト増幅メカニズムを考慮した一層高精度の安全レベル指標に対応する「設計用地震動の設定」が要請されている。本研究は、この要請に直接的に応えるものであるといえる。さらに、レジリエンスの概念について論じた研究は多いが、それを定量化して定式化した研究や、それを向上させるための設計法を提案した研究は国内外に存在しない。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (32件) (うち査読あり 32件、 オープンアクセス 25件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Inverse optimal damper placement via shear model for elastic?plastic moment-resisting frames under large-amplitude ground motions2022

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 250 ページ: 113457-113457

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2021.113457

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bounding of earthquake response via critical double impulse for efficient optimal design of viscous dampers for elastic‐plastic moment frames2022

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      JAPAN ARCHITECTURAL REVIEW

      巻: 5 号: 2 ページ: 131-149

    • DOI

      10.1002/2475-8876.12262

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Frequency‐domain optimal viscous damper placement using lower‐bound transfer function and multimodal adaptability2022

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: - 号: 7

    • DOI

      10.1002/stc.2951

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Closed-form critical response of undamped bilinear hysteretic MDOF system under pseudo-double impulse for estimating resonant response under one-cycle sine wave2022

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: 157 ページ: 107254-107254

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2022.107254

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 弾塑性多層建物に対する履歴ダンパーの実数値GAと局所探索を組み合わせた大域的最適設計法2021

    • 著者名/発表者名
      明橋弘樹,竹脇 出
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 86 号: 787 ページ: 1335-1344

    • DOI

      10.3130/aijs.86.1335

    • NAID

      130008094705

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 年月日
      2021-09-30
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 系統別復旧シナリオに基づくレジリエンス性能評価モデルと粘性ダンパーによるレジリエンス性能の改善2021

    • 著者名/発表者名
      明橋弘樹、竹脇出
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 86 号: 782 ページ: 577-588

    • DOI

      10.3130/aijs.86.577

    • NAID

      130008031445

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 年月日
      2021-04-30
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive Review of Optimal and Smart Design of Nonlinear Building Structures With and Without Passive Dampers Subjected to Earthquake Loading2021

    • 著者名/発表者名
      Takewaki Izuru、Akehashi Hiroki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.631114

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical Response of High-Rise Buildings With Deformation-Concentration Seismic Control System Under Double and Multi Impulses Representing Pulse-Type and Long-Duration Ground Motions2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Akira、Maeda Tatsuhiko、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.649224

    • NAID

      120007038796

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optimal Seismic Design of Stiffness and Gap of Hysteretic-Viscous Hybrid Damper System in Nonlinear Building Frames for Simultaneous Reduction of Interstory Drift and Acceleration2021

    • 著者名/発表者名
      Ishida Soichiro、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.656606

    • NAID

      120007038797

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ideal Drift Response Curve for Robust Optimal Damper Design for Elastic-Plastic MDOF Structures under Multi-Level Earthquakes2021

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Computer Modeling in Engineering & Sciences

      巻: 129 号: 3 ページ: 1181-1207

    • DOI

      10.32604/cmes.2021.017204

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pseudo-double impulse for simulating critical response of elastic-plastic MDOF model under near-fault earthquake ground motion2021

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: 150 ページ: 106887-106887

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2021.106887

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robust Optimal Damper Placement of Nonlinear Oil Dampers With Uncertainty Using Critical Double Impulse2021

    • 著者名/発表者名
      Fujita Kohei、Wataya Ryota、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.744973

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Explicit Overturning Limit of Rigid Block Using Triple and Pseudo-Triple Impulses Under Critical Near-Fault Ground Motions2021

    • 著者名/発表者名
      Homma Sae、Nabeshima Kunihiko、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.731670

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Simple Critical Response Evaluation Method for Base-Isolation Building-Connection Hybrid System Under Double Impulse as Representative of Near-Fault Ground Motion2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tomoya、Fujita Kohei、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.790584

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global Simultaneous Optimization of Oil, Hysteretic and Inertial Dampers Using Real-Valued Genetic Algorithm and Local Search2021

    • 著者名/発表者名
      Uemura Ryohei、Akehashi Hiroki、Fujita Kohei、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 7

    • DOI

      10.3389/fbuil.2021.795577

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hysteretic-Viscous Hybrid Damper System With Stopper Mechanism for Tall Buildings Under Earthquake Ground Motions of Extremely Large Amplitude2020

    • 著者名/発表者名
      Hashizume Shoki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 6

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.583543

    • NAID

      120007038791

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical Response of Multi-Story Damped Bilinear Hysteretic Shear Building Under Multi Impulse as Representative of Long-Period, Long-Duration Earthquake Ground Motions2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai Akira、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 6

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.588980

    • NAID

      120007038792

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous Optimization of Elastic-Plastic Building Structures and Viscous Dampers Under Critical Double Impulse2020

    • 著者名/発表者名
      Akehashi Hiroki、Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 6

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.623832

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparative Investigation on Optimal Viscous Damper Placement for Elastic-Plastic MDOF Structures: Transfer Function Amplitude or Double Impulse2020

    • 著者名/発表者名
      H. Akehashi, I. Takewaki
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: 130 ページ: 105987-105987

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2019.105987

    • NAID

      120006773949

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smart seismic control system for high-rise buildings using large-stroke viscous dampers through connection to strong-back core frame2020

    • 著者名/発表者名
      A. Kawai, T. Maeda and I. Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 6(29)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.00029

    • NAID

      120006956719

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Model-free identification of hysteretic restoring-force characteristic of multi-plane and multi-story frame model with in-plane flexible floor2020

    • 著者名/発表者名
      Kenichirou Shintani, Shinta Yoshitomi and Izuru Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment (Specialty Section: Earthquake Engineering)

      巻: Volume 6

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.00048

    • NAID

      120006956720

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hysteretic-viscous hybrid damper system for long-period pulse-type earthquake ground motions of large amplitude2020

    • 著者名/発表者名
      S. Hashizume and I. Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 6(62)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.00062

    • NAID

      120007033631

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] General dynamic collapse criterion for elastic-plastic structures under double impulse as substitute of near-fault ground motion2020

    • 著者名/発表者名
      S. Homma, K. Kojima and I. Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 6(84)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2020.00084

    • NAID

      120007033632

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ダンパー取付部材の破断によって生じる地震時最大応答逆転現象の小型模型振動台実験による検証2019

    • 著者名/発表者名
      辻聖晃,小川勇大,藤田皓平
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: 26 号: 104 ページ: 104_17-104_24

    • DOI

      10.11273/jssc.26.104_17

    • NAID

      130007959233

    • ISSN
      1880-9928, 1884-0329
    • 年月日
      2019-12-27
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stiffness and damping identification for asymmetric building frame with in-plane flexible floors2019

    • 著者名/発表者名
      K.Shintani, S.Yoshitomi, K.Fujita and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment (Specialty Section: Earthquake Engineering)

      巻: Volume 5

    • DOI

      10.3389/fbuil.2019.00103

    • NAID

      120007038789

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous approach to critical fault rupture slip distribution and optimal damper placement for resilient building design2019

    • 著者名/発表者名
      K.Kondo and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 5(126)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2019.00126

    • NAID

      120006770361

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Finite difference method-based critical ground motion and robustness evaluation for long-period building structures under uncertainty in fault rupture2019

    • 著者名/発表者名
      K. Makita, K. Kondo, I. Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 5: 2

    • DOI

      10.3389/fbuil.2019.00002

    • NAID

      120006596488

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 断層近傍地震動を模擬したダブルインパルスを受ける非線形粘性減衰を有する1自由度系弾塑性構造物の極限応答2018

    • 著者名/発表者名
      田村豪基,小島紘太郎,藤田皓平, 竹脇 出
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 83 号: 753 ページ: 1617-1627

    • DOI

      10.3130/aijs.83.1617

    • NAID

      130007537602

    • 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] Critical earthquake response of a SDOF elastic-perfectly plastic model with viscous damping under double impulse as a substitute for near-fault ground motion2018

    • 著者名/発表者名
      Kojima Kotaro, Saotome Yoshito, Takewaki Izuru
    • 雑誌名

      Japan Architectural Review

      巻: 1 号: 2 ページ: 207-220

    • DOI

      10.1002/2475-8876.10019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robustness evaluation of base- isolation building-connection hybrid controlled building structures considering uncertainties in deep ground2018

    • 著者名/発表者名
      K.Makita, M.Murase, K.Kondo and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 4(16)

    • DOI

      10.3389/fbuil.2018.00016

    • NAID

      120007038788

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical ground motion for resilient building design considering uncertainty of fault rupture slip2018

    • 著者名/発表者名
      K. Makita, K. Kondo, I. Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 4: 64

    • DOI

      10.3389/fbuil.2018.00064

    • NAID

      120006624195

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Earthquake response of 2DOF elastic-perfectly plastic model under multiple impulse as substitute for long-duration earthquake ground motions2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Saotome, K. Kojima, I. Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 4: 81

    • DOI

      10.3389/fbuil.2018.00081

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Efficient damper design method for elastic-plastic MDOF structures under consecutive-level earthquakes2021

    • 著者名/発表者名
      H. Akehashi
    • 学会等名
      COMPDYN 2021, 8th Int. Conf. on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Critical response of nonlinear base-isolated building considering soil-structure interaction2021

    • 著者名/発表者名
      H. Akehashi
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering, 17WCEE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Efficient critical excitation method using impulse input for pulse-like and long-duration ground motions2021

    • 著者名/発表者名
      K. Kojima
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering, 17WCEE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] An Impulse and Earthquake Energy Balance Approach in Nonlinear Structural Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      I. Takewaki and K. Kojima
    • 総ページ数
      314
    • 出版者
      CRC Press
    • ISBN
      9780367681401
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Reliability-Based Analysis and Design of Structures and Infrastructure2021

    • 著者名/発表者名
      S. Hashizume and I. Takewaki
    • 総ページ数
      493
    • 出版者
      CRC Press/ Taylor and Francis
    • ISBN
      9780367758080
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Modern trends in structural and solid mechanics (Chapter 7)2021

    • 著者名/発表者名
      I. Takewaki, K. Kojima and S. Homma
    • 総ページ数
      256
    • 出版者
      Hermes Science Publishing, ISTE-Wiley
    • ISBN
      9781786307156
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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