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Development of a low-damage, high redundancy vibration control structure system considering extreme ground motions

研究課題

研究課題/領域番号 19K15139
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関広島大学

研究代表者

陳 星辰  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (00816564)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード制振構造 / 心棒架構 / 初期張力材 / ダンパー / 載荷実験 / 有限要素解析 / 地震応答解析 / spine frame / post-tensioning / steel strands / steel damper / finite element analysis / dynamic analysis / engineering demands / cyclic loading test / time-history analysis / Spine frame / Displacement restraining / Cyclic loading test / Time-history analysis / vibration control / structure system / low damage / high redundancy / extreme ground motion
研究開始時の研究の概要

This research aims to develop a low-damage, high redundancy vibration controllable system, namely displacement-restrained spine frame system. Firstly, suitable displacement-restraining elements will be suggested. Secondly, demands and optimal scopes of main structural components will be clarified for different performance requirement. Finally, a design approach will be established along with clear suggestions for engineering demands of the main structural components corresponding to the desired damage-control and seismic redundancy levels.

研究成果の概要

本研究では小振幅時はスウィング挙動、大振幅時はロッキング挙動という2段階挙動を呈する心棒制振システムを提案している。繰返し載荷実験によるシステムの実現可能性を確認した。初期隙間やダンパー容量、初期引張材容量等が弾塑性挙動に及ぼす影響を明らかにした。力学モデルによる挙動予測式を提案し、有限要素解析による実験結果を精度よく再現し、システムの評価方法を整備した。提案システムが適用された多層鋼構造骨組の地震応答解析を通じて、主要パラメータが地震応答に及ぼす影響を明確にしたとともに、耐震性能の向上について検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では巨大地震に対して高い耐震性能を持つスウィング-ロッキング型心棒架構制振システムを提案し、載荷実験及び有限要素解析・地震応答解析を通じて幅広いパラメトリックスターを行った。新しいコンセプトに基づいており、提案システムの特性を十分検討したことなど学術的意義が高い。本研究で得られた知見は建物の最大変形、床加速度、残留変形など様々な地震応答を制御することに有用になり、社会的な意義も高い研究成果である。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 繰返し荷重を受けるスウィング-ロッキング型心棒架構の有限要素解析2022

    • 著者名/発表者名
      大鶴 駿介、陳 星辰、田川 浩
    • 学会等名
      2021年度日本建築学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PT ワイヤを適用したロッキング機能を有する心棒架構の繰返し載荷実験2021

    • 著者名/発表者名
      永井 綾乃
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 大振幅時にロッキング挙動を呈する心棒制振システムを配置した鋼構造骨組の地震応答解析2020

    • 著者名/発表者名
      陳星辰
    • 学会等名
      2019年度日本建築学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Rocking-delayed spine system for improving seismic performance of building structures2020

    • 著者名/発表者名
      Xingchen Chen
    • 学会等名
      17th World Conference on Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大振幅時にロッキング挙動を呈する心棒架構の繰返し載荷実験2020

    • 著者名/発表者名
      陳星辰
    • 学会等名
      2020年度日本建築学会(関東)学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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