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Multi-hazard resilient structural system adopting strong structural spines and damped-pin joints

研究課題

研究課題/領域番号 22K14362
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) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード減衰ヒンジ接合 / ダンパー / エネルギー吸収 / 変形性能 / 静的載荷実験 / 有限要素解析 / 動的応答解析 / damped-pin joint / cyclic loading test / numerical analysis / theoretical evaluation / multi-hazard / resilience / structural system / strong spine
研究開始時の研究の概要

This research aims to enhance resilience of the typical strong-spine system against various natural hazards, and establish the evaluation and design methods.Damped beam-to-column pin joints will be developed to reduce the damage concentration at the collector ends. To reduce column base damage, several solutions will be proposed and design suggestion using normalized stiffness index will be proposed.The evaluation and design methods of the proposed system will be established by using the simplified multi-degree-of-freedom models and verified by numerical analysis and tests.

研究成果の概要

2種類のエネルギー吸収性能を持つ革新的なヒンジ接合を開発した。従来の塑性ヒンジとは異なり、提案減衰ヒンジはダンパー部分を交換するだけで簡単に修復できるという利点があり、自然災害に見舞われた建物構造のレジリエンスを向上させる。提案ヒンジ接合の構造的特性に関する理論分析が行われ、様々なパラメータを持つ試験体に対して載荷実験が実施された。提案接合が望ましい特性を示すことを証明した。さらに、接合の履歴挙動をシミュレートするための数値解析モデルが構築され、試験結果との比較を通じてその精度が検証された。最後に、多層骨組に対して動的解析が行われ、提案接合が応答を効果的に低減することが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではエネルギー吸収性能を持つ革新的なヒンジ接合を提案している。、提案ヒンジ接合は一般性に優れてあり、従来のラーメン構造から心棒構造等まで適用可能である。載荷実験と有限要素解析、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い、提案接合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主要構造部の損傷低減およびレジリエンス向上に有用になり、社会的に意義のある研究成果である。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Beam-to-column connection with double-stage yield buckling-restrained steel bar dampers2024

    • 著者名/発表者名
      Yong Liu, Xingchen Chen, Hiroshi Tagawa
    • 雑誌名

      Journal of Constructional Steel Research

      巻: 212 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1016/j.jcsr.2023.108278

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Study on bolted steel beam-to-column connections with lever arms and round steel bar dampers2024

    • 著者名/発表者名
      Shoki Takeuchi, Sijin Zhang, Xingchen Chen, Hiroshi Tagawa
    • 学会等名
      18th World Conference On Earthquake Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cyclic loading tests on beam-to-column connection with double-stage yield bukcling-restrained steel bar dampers2023

    • 著者名/発表者名
      Yong Liu, Xingchen Chen, Hiroshi Tagawa
    • 学会等名
      13th Pacific Structural Steel Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レバーアームおよび丸鋼ダンパーを用いた高力ボルト柱梁接合部に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      竹内 翔紀、張 思晋、陳 星辰、田川 浩
    • 学会等名
      2023年度日本建築学会大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] レバーアーム及び丸鋼ダンパーを用いた柱梁接合部の載荷実験2023

    • 著者名/発表者名
      竹内 翔紀、張 思晋、陳 星辰、田川 浩
    • 学会等名
      2022年度日本建築学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental investigation on beam-to-column connection with double-stage yield buckling-restrained steel bar dampers2023

    • 著者名/発表者名
      Yong LIU, Xingchen CHEN, Hiroshi TAGAWA
    • 学会等名
      2022年度日本建築学会中国支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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