| 研究課題/領域番号 |
24K01032
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 名城大学 |
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研究代表者 |
松田 和浩 名城大学, 理工学部, 准教授 (80567397)
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| 研究分担者 |
山崎 義弘 東京科学大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (70644425)
若島 嘉朗 富山県農林水産総合技術センター, 富山県農林水産総合技術センター木材研究所, 副主幹研究員 (10446635)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2027年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2026年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2025年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 木質高層建物 / ダンパー / 接合部 / 部分架構実験 / 時刻歴応答解析 / フレームモデル / 木質ラーメン構造 / 制振ブレース / 設計例 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脱炭素社会に向けて、木造の高層建物に対する需要が世界的に高まっているが、日本では、高い耐震性を如何に確保するかが課題となる。そこで本研究では、木質高層建物の耐震性を向上させる制振技術を開発する。
具体的には、純木造の10層事務所ビルを想定し、柱梁接合部における制振ブレースの接合方法を提案する。それを再現した部分架構を製作し、強制外力を加えることで、その力学挙動を把握する。実験を再現可能な解析モデルを構築し、それを用いて制振効果を検証する。設計時に有用な、必要ダンパー量を求める手法も提案する。
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| 研究実績の概要 |
地球環境問題などにより木材使用の必要性が増加し、中高層木質建物に関する技術開発が盛んに行われている。地震国である日本において、中高層木質建物を普及させるためには耐震性を高めることが必要不可欠であるため、制振技術を適用することにより、その耐震性を効率的に高めることを考える。数値解析上の検討では、制振技術の有用性を確認できているものの、実際に中高層木質建物に制振技術を適用した事例は極めて少なく、実験による検討もほとんど行われていない。そこで本研究では、中高層木質建物に制振ブレースを設置した場合の力学挙動を部分架構実験により詳細に分析し、具体的な建物を対象として制振効果を確認するとともに、効率的な制振ブレース設置方法についても提案することを目的としている。
１年目の研究としては、対象とする10層集成材ラーメン架構を対象として、設計用のフレームモデルを作成し、地震応答解析を実施することにより、制振ダンパーの有用性について確認した。使用するフレームモデルは既往研究で構築されてきたものであるが、制振ブレースが取り付くことを考慮して、荷重条件や接合部の仕様を見直し、新たな設計を実施している。
また、２年目に実施する予定の制振ブレース付き接合部を模擬した部分架構実験の準備として、試験体および載荷装置・治具の設計を行った。研究代表者が管理する実験場の載荷装置で載荷でき、かつ可能な限り大型の試験体となるよう、主架構部分およびダンパー部分の耐力バランスを検討した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
自己点検による評価では「（２）概ね順調に進展している。」と判断する。以下にその理由について述べる。
研究計画書では２年目に実施する制振ブレース付き接合部を模擬した部分架構実験の準備として、その計画を１年目に実施することとしていた。研究実績の概要でも述べたように、現状は試験体および載荷装置・治具の設計が終わった状況であり、研究計画書で想定した成果は達成できている。
本申請と関連する研究内容で日本建築学会の大会学術講演で２編の発表をしている。上記に関連して、日本建築学会の技術報告集への投稿準備も進めており、研究期間１年目の達成度としては問題ない範囲と考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題の今後の推進方策を以下にまとめる。
① 本研究課題と関連して行った過去の実験試験体を保管しており、その試験体を用いて、部分架構実験の練習（載荷装置や試験体のセットアップ、オイルジャッキの制御方法検証・計測装置のセットと計測精度の検証）をする。
② ①を実施して問題ないことを確認したのち、本プロジェクト用の試験体を発注し、部分架構実験を実施する。実験後には、部分架構実験を再現することができる解析用フレームモデルを作成する。
③ ②の結果をもとにして、10層集成材ラーメン架構のフレームモデルを再構築する。特に、柱・横架材接合部の回転バネモデル、制振ブレースの取付部材バネを詳細にモデル化する。
④ ②、③で得られた研究成果をまとめ、ジャーナル論文に投稿する。
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