| 研究課題/領域番号 |
22KJ0266
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| 補助金の研究課題番号 |
22J13566 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
福田 伊織 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 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 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 漸増捩れ倒壊 / 材料非線形性 / 幾何学的非線形性 / 非弾性座屈 / 捩れ / 数値解析 / 3D / Moment Resisting Frame |
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| 研究開始時の研究の概要 |
我が国の都市や超高層建築物は非常に高度な技術の下に成立している．しかしながら，過去の地震・豪雨等の経験から，それらには未だ潜在的な脆弱性も存在しうることが明らかになっている．災害に対し都市がレジリエントであるためには，まずハードウェアとしての建築が高いレジリエンスを有していなければならない．このような背景の中，これまでの耐震工学の知見では発生理由を説明することが難しい，超高層建築の新たな「漸増捩れ倒壊」が近年確認された．本研究の大目的はこの現象のメカニズムを解明し，発生を抑止することにある．
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| 研究実績の概要 |
本研究課題では，既往の耐震工学の知見では発生理由を説明しにくい「漸増捩れ倒壊」のメカニズムを解明し，発生を抑止することを目指していた．これに対してR5年度は「漸増捩れ倒壊」の本質が塑性分岐現象であること，つまり幾何学的非線形性と材料非線形性の複合非線形効果が骨組に捩れを生じさせることを理論的・数値解析的検討によって明らかにした．加えて「漸増捩れ倒壊」では捩れが発生する際に骨組が不安定な状態になるとは限らないが，生じた捩れは急速に成長し得るためなお注意を要すること，また「漸増捩れ倒壊」の発生防止には地震によって骨組が損傷した場合においても骨組捩れ剛性を高く保つことが重要であることも理論的・数値解析的検討によって示唆された．
上記の成果は主に準静的な載荷条件の下で検討されて得られたが，研究期間全体ではこの他に地震動入力に代表される動的載荷を与える場合でも条件が揃えば漸増捩れ倒壊が生じるという結果も数値解析によって得られている．また，動的載荷に特有な要素(例: 減衰や捩れ方向の慣性モーメント等)が漸増捩れ倒壊の発生に影響を与えることも示唆されている．骨組が地震を受けた際，幾何学的非線形性と材料非線形性の複合非線形効果に起因する「漸増捩れ倒壊」が，既知の応答劣化要因による捩れとどのように相関するかは今後の研究でより一層明らかになると期待される．
本研究成果の一部は英国シェフィールド大学との共同研究により得られたものである．共同研究の成果は国際共著論文として査読付き国際ジャーナルに一篇発表しており，2024年度にも国際学会で発表を行う予定である(発表内定済)．
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