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複合減衰デバイスを用いたロッキング壁と柱梁からなる低損傷高復元構造システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19F19077
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
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

西山 峰広  京都大学, 工学研究科, 教授 (50183900)

研究分担者 WANG BIN  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-07-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード形状記憶合金 / 耐震性 / 復旧性 / アンボンド / プレストレストコンクリート / プレキャスト / コンクリート / ダンパー
研究開始時の研究の概要

現在,耐震性とは地震時に崩壊,倒壊しないだけでなく,地震後の早期復旧をも含めて定義されている。本研究の目的は,鋼材ダンパーと粘性ダンパーとを組み合わせたハイブリッド・パッシブ・ダンパーを使って,耐震性の高い建築構造骨組を提案することにある。対象とする骨組は,アンボンドPC鋼材により建物高さ方向にプレストレスを導入したプレキャスト連層壁と,柱梁骨組で構成される。プレキャスト連層壁の地震時挙動は,残留変形の小さな非線形弾性的なものとなる。これに適切なダンパーを組み合わせることにより,大地震時にも人命が損なわれず,地震後にダウンタイムなく,早期復旧できる建築構造物の開発を目指している。

研究実績の概要

本研究の目的は,鋼材ダンパーと粘性ダンパーとを組み合わせたハイブリッド・パッシブ・ダンパーを使って,耐震性の高い建築構造骨組を提案することにある。対象とする骨組は,アンボンドPC鋼材により建物高さ方向にプレストレスを導入したプレキャスト連層壁(UPT壁)と柱梁骨組で構成される。プレキャスト連 層壁の地震時挙動は,非線形弾性的なものとなり,地震時応答が大きくなる。適切なダンパーを組み合わせることにより地震時応答を低減するとともに,残留変 形をできるだけ小さくし,大地震時にも人命が損なわれず,かつ,早期復旧できる建築構造物の開発を目指している。
2020年度は,2019年度に引き続き,ふたつの構造システムに対して,地震時応答を数値解析的に検討した。形状記憶合金(SMA)をダンパーとして使用した場合のUPT壁と,鋼製梁で連結されたふたつの鉄筋コンクリート造連層耐震壁である。有限要素解析を用いた数値解析シミュレーションも行った。
SMAの挙動を詳細に調べ,その挙動をモデル化し,ダンパーを設置した建物の静的および動的数値解析 シミュレーションに反映させるため銅ベースのSMAに対して載荷試験を実施し,その性状を把握する予定であった。しかし,銅ベースのSMAが入手できず,NiTiベースのSMAを入手し,再加熱温度による力学挙動への影響を調査した。入手できたのが遅かったため,載荷試験は2021年度に実施予定である。載荷試験の際には,ひずみ振幅,ひずみ速度,載荷 履歴,および,温度をパラメータとする予定である。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Development of novel self-centering steel coupling beams without beam elongation for earthquake resilience2021

    • 著者名/発表者名
      Bin Wang, Minehiro Nishiyama, Songye Zhu, Masanori Tani, Huanjun Jiang
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 232 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2020.111827

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of superelastic SMA angles as seismic-resistant self-centering devices2020

    • 著者名/発表者名
      Bin Wang, Songye Zhu, Kaixin Chen, Jiahao Huang
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 218 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2020.110836

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a novel self-centering steel coupling beam with SMA bolts and energy dissipation devices2020

    • 著者名/発表者名
      B. Wang, M. Nishiyama, M. Tani, S.S. Wang, Y. Liu, S. Nagaya
    • 雑誌名

      17th World Conference on Earthquake Engineering

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Development of novel self-centering seismic base isolators incorporating SMAs for earthquake resilience2020

    • 著者名/発表者名
      B. Wang, S. Zhu and F. Casciati
    • 雑誌名

      The 15th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Seismic upgrade of self-centering RC walls using shape memory alloy bars and replaceable energy dissipating devices2019

    • 著者名/発表者名
      B. Wang, S.Y. Zhu
    • 雑誌名

      16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction (EASEC16), Brisbane, Australia

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of a novel self-centering coupling beam for RC coupled wall system2020

    • 著者名/発表者名
      Bin Wang
    • 学会等名
      fib Symposium 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of novel self-centering seismic base isolators incorporating SMAs for earthquake resilience2020

    • 著者名/発表者名
      Bin Wang
    • 学会等名
      The 15th Annual Meeting of Japan Association for Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Seismic upgrade of self-centering RC walls using shape memory alloy bars and replaceable energy dissipating devices2019

    • 著者名/発表者名
      B. Wang
    • 学会等名
      16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction (EASEC16), Brisbane, Australia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-07-30   更新日: 2024-03-26  

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