高寿命型空間構造の開発と地震被害抑制法に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550565
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 加藤 史郎 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (40023303)
• 研究分担者: 中澤 祥二 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (70314094)
• キーワード: 長寿命 / 空間構造物 / 耐震性能 / 免震・制振 / ドーム構造 / 山形トラス構造 / アーチ構造

研究概要

成熟した社会では、ストック性能の高い、高寿命・リサイクル型の高品質建築を適正価格で提供することが要求される。本研究では、空間構造を対象として、制振・免震工法を導入した高寿命・リサイクル型システムの開発とその地震時被害抑制法を検討する。まず、高寿命・リサイクル型空間構造の策定ため,内外の資料における空間構造(橋梁等も含む)の設計実例(支承部,下部耐震要素のユニット化,修復性のある部材構成)と設計コンセプトを調査するとともに、設計用の入力地震動、地震時崩壊解析システムの構築を行った。
空間構造物でよく用いられる構造形式の一つとして、山形トラスおよび山形アーチ構造を対象とし、この種の構造形式の地震応答性状および崩壊形式を分析するとともに、静的な地震荷重の提案を提案している。さらに、制振装置の導入位置や導入量と耐震性能の関係を定量的に分析し、制振装置の導入がこの種の構造物の耐震性向上に極めて有効であることを示した。
空間構造物の3次元的な構造形式の一つとして鉄骨ドーム構造を対象とし、下部構造にエネルギー吸収部材を導入することに、上部ドーム構造への地震入力を低減する「下部構造エネルギー吸収型ドーム構造」の提案を行った。大規模なドームの応答性状を容易に分析するための簡易質点モデルの提案、Push-over analysisに基づくドームの最大地震応答値や地震荷重の推定方法に提案した。また、下部構造と上部構造の間の支承部に免震層を導入することによりドームへの入力を低減する「ドーム構造の中間層免震」に考え方に基づき、中規模の空間構造物へ適用するための制振デバイスの提案も行っている。
これらの成果は国際シェル空間構造学会(IASS)の国際会議等で発表するとともに、国内の学術雑誌に投稿した。

研究成果

• [文献書誌] 打越瑞昌: "入力低減支持機構を有する大スパンドーム構造物の地震応答性状下部構造の塑性化の影響とエネルギー的考察"日本建築学会構造系論文集. 第576号. 95-102 (2004)
• [文献書誌] 小西克尚: "ラチスドームのPush-over analysisに基づく地震応答推定に関する一考察"日本建築学会構造系論文集. 第569号. 89-96 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "山形トラス構造物の弾塑性応答性状の分析と柱脚部分への補剛部材導入による耐震性の向上につい"鋼構造論文集. 第10巻(40号). 65-74 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "大スパンアーチトラス構造の弾塑性地震挙動及び座屈拘束部材を帯いた場合の応答性状に関する研究"鋼構造論文集. 第10巻(38号). 105-118 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "Effects of wave passage and local site on seismic responses of a single layered reticular dome structure"鋼構造論文集. 第10巻(37号). 91-106 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "Push-over Analysis and Static Estimation of Seismic Responses of Large Steel Space Structures, Comparison of static estimation based on push-over analysis with direct dynamic analysis"Proc.IASS-APCS2003. 54-55 (2003)
• [文献書誌] 杉山 武: "On an Efficient Method to improve The Earthquake Resistant Capacity of Steel Tele-Communication Towers"Proc.IASS-APCS2003. 108-109 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "Seismic Performaces of Large Span Truss Arch Incorporated With Buckling Restrained Chords"Proc.IASS-APCS2003. 112-113 (2003)
• [文献書誌] 加藤 史郎: "Reduction of structural Material and Increase of Seismic Performance Based on Additional Use of Hysteresis Dampers Applied to the Feet of Columns of Gable Trusses"Proc.IASS-APCS2003. 124-125 (2003)
• [文献書誌] 加藤 史郎: "ラチスドームのPush-over analysisに基づく地震応答推定に関する一考察"日本建築学会構造系論文集. 第561号. 153-160 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "柱支持点から異なる地震動を受ける山形骨組の地震応答"鋼構造論文集. 第9巻36号. 113-128 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "大スパンアーチ構造の地震時応答性状の分析と静的地震力の推定"構造工学論文集. Vol.48B. 23-36 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "下部構造に支持された空間構造の振動解析用質点簡易モデル"構造工学論文集. Vol.48B. 37-47 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "山形トラス構造物の線形地震応答と静的地震荷重推定に関する研究"鋼構造論文報告集. 第9巻(33号). 65-80 (2002)
• [文献書誌] 中澤祥二: "下部構造降伏型単層ラチスドームの地震応答推定法"鋼構造年次論文報告集. 第10巻. 391-398 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "A New System of Intermediate Isolation for Space Structures Against Earthquakes"Space Structures 5, 5^<th> International Conference on Space Structures. 1053-1062 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "Elastic Seismic Responses and Equivalent Static Seismic Forces for Large Span Arches"Proc.of IASS 2002. Lightweight Structures in Civil Engineering, (LSCE2002). 524-529 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "Efficiency of Steel Hysteresis Dampers to Supress Earthquake Responses of Soatial Structure"Proc.of IASS 2002, Lightweight Structures in Civil Engineering, (LSCE2002). 583-590 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "軸圧縮荷重を受ける部分円筒ラチスシェルの座屈軸力に関する研究"日本建築学会構造系論文集. NO.564. 79-86 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "軸圧縮される直交異方性円筒ラチスシェルの弾塑性座屈挙動"日本建築学会構造系論文集. NO.573. 111-118 (2003)
• [文献書誌] 山下哲郎: "曲げを受ける柱の終局耐力式を用いた単層2方向格子シェルの断面設計"日本建築学会構造系論文集. NO.564. 87-94 (2003)
• [文献書誌] 黒岩義彦: "単層トラス架構の接合継手簡略化に関する研究-捩り加工を施したH形鋼部材-"鋼構造論文集. 第10巻(38号). 51-60 (2003)
• [文献書誌] 加藤史郎: "単層ラチスドームの座屈応力度に関する分析と断面算定への応用-等分布と偏載荷重を考慮して断面算定された周辺ローラー支持の場合-"鋼構造論文集. 第9巻(33号). 49-64 (2002)
• [文献書誌] 加藤史郎: "中間荷重を受ける単層ラチスドームの座屈荷重の推定法に関する研究"日本建築学会構造系論文集. NO.562. 67-74 (2002)
• [文献書誌] 小河利行: "荷重不整および形状初期不整を有する単層HPラチスシェルの座屈挙動と耐力評価"日本建築学会構造系論文集. NO.560. 139-146 (2002)
• [文献書誌] 小河利行: "等分布荷重を受ける単層HPラチスシェルの座屈挙動と耐力評価"日本建築学会構造系論文集. NO.563. 65-72 (2002)