| 研究課題/領域番号 |
21K04333
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
森 保宏 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (30262877)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 履歴ダンパー / 制振構造物 / 性能設計 / 累積塑性変形倍率 / マルチスプリングモデル / 最大変形量 / 確率論的地震ハザード / 超過確率 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極めて稀に発生する大地震に対して建物の機能性保持能力を向上する手段の一つである履歴ダンパーを設置した制振構造物を対象に，地震の発生や地震動特性の不確定性，個々の建物の構造特性考慮しながら，ダンパーや構造物全体の耐震性能を確率論的尺度によって評価する手法を提案し，実用的な耐震性能評価法の枠組みとして構築する。耐震性能水準の定量的表現によって制振構造の費用対効果が明確となり，その採用の動機付けとなるだけでなく，長寿命化を見据えた良質な社会ストックの形成にも貢献できる。
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| 研究実績の概要 |
履歴ダンパーを設置した制振構造物（以下，制振構造物）の設計・性能評価には，その要求性能として供用期間中にダンパーに生じうる最大変形量と累積塑性変形倍率の確率特性が必要となる。これまでの研究では，架構と各層のダンパーをそれぞれ一つの弾塑性せん断バネに置換し，それらを並列に並べた各次モードと等価な１質点系モデル（MSモデル）の最大変位応答を， Tri-linear型復元力特性を有する一質点系の簡易応答評価手法である固有周期依存型スペクトル強度を地震動強さとする評価法（申請者らが提案）を用いて精度よく評価できることを示した。また，弾性系では各層の総入力エネルギーは各次モード応答によるエネルギーを単純に足し合わせによって評価できることを弾塑性系に拡張適用し，各次のMS モデル内の各弾塑性バネの累積塑性ひずみエネルギーをモード方向に足し合わせることで，高次モードの影響を考慮した制振構造物の対応するダンパーの累積塑性ひずみエネルギーが評価できることを示した。
最終年度となる助成研究3年目は，各次モードと等価なMSモデル内の各弾塑性バネの累積塑性変形倍率の比率の対数と降伏変位比との間には線形関係があり，その傾きは，層数やダンパーの量・配置，モード次数にかかわらずMSモデルの最大塑性率の単純な関数としてモデル化できることを示し，この比率とMSモデルの総累積塑性ひずみエネルギーを用いた，各弾塑性バネの累積塑性ひずみエネルギーの簡易評価法を提案した。各バネのエネルギーをモード方向に足し合わせることで，当該ダンパーの累積塑性ひずみエネルギー応答が得られ，これより同ダンパーの累積塑性変形倍率を評価することができる。
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