研究概要 |
兵庫県南部地震レベルの大地震に対して全く損傷を許さない耐震設計は経済的に困難であることから,現実的なコストで対策を行っていくためには,多少の破損を許しながらも破壊モードを制御して被害を最小に抑えることを目指した耐震設計法を構築する必要がある.その具体的な方法として,構造物内にエネルギー吸収能力に富む材料を戦略的に配置することによって地震時の損傷あるいは変形をその部材に局在化させ,構造系全体の耐震性能,特にエネルギー吸収性能を高めるという考え方が提案され,制震・免震構造として活発に研究されている.本研究では,エネルギー吸収材料,特に免震・制震装置として応用が進んでいながら解析的モデル化が進んでいない高減衰ゴムをはじめとしたゴム系材料について合理的な性能予測法を確立し,材料レベル・デバイスレベルの設計を統合的に支援するシステムを構築することを目的とする. 本年度は,上述の目的のうち「(1)ゴム系エネルギー吸収材料を対象とした材料試験法の体系化と汎用的構成則構築法の確立」を中心とした研究を行った.免震支承の力学的特性について,既に研究代表者によって提案されている微分方程式方現象論的モデルを改良して一般化することで,ゴム系エネルギー吸収材料に汎用的な構成則を提示した.その際,特に,地震時の性能評価への応用を念頭に,繰り返し履歴特性ならびに速度依存性のモデル化に特に重点をおいた構成則とした.併せて,構成則構築に必要なパラメータ値を決定するために,必要かつ十分な材料試験法の体系化を行った.また,ゴム系エネルギー吸収材料の材料構成則から変形性能や吸収エネルギー量などの性能指標を抽出し,デバイスにおける材料設計や材料選択と対応させることで基礎的,定性的な知見を得た.
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