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2017 年度 実績報告書

終局限界に対する余裕度評価と外乱の不確定性を考慮したロバスト設計法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15H04083
研究機関摂南大学

研究代表者

上谷 宏二  摂南大学, 理工学部, 教授 (40026349)

研究分担者 荒木 慶一  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50324653)
伊藤 拓海  東京理科大学, 工学部建築学科, 准教授 (50376498)
田川 浩  広島大学, 工学研究科, 教授 (70283629)
谷口 与史也  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (30254387)
辻 聖晃  京都大学, 工学研究科, 准教授 (00243121)
山川 誠  東京電機大学, 未来科学部, 教授 (50378816)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード耐震設計 / 終局限界 / 下層部変形集中 / ロバスト性 / 補修・補強 / 立体骨組構造 / 心棒架構 / 変位制御
研究実績の概要

法令で想定されるレベルの入力までは機能維持を優先し、過大入力に対しては終局性能を向上させられる構造システム・補強法を提案した。個々の研究実績はつぎの通りである。(1)超高層建築物を倒壊に導く下層部変形集中現象とねじれ倒壊現象は共に建物規模で生じる塑性座屈現象であり、これらの現象の発生を抑止する決め手は剛性を高めること、すなわち補剛であることを示した。余裕度が不十分な既存建物の層間剛性を高める方法として、摩擦接合法を活用した間柱補剛を提案した。(2)倒壊までの挙動を予測できる縮約モデルのモデル化手法を提案し、数値解析により、その妥当性を示した。また、南海地震に対する設計用地震動を2方向入力すると、倒壊時の地震動レベルが大幅に低減する危険性があることを示した。(3)単層ラチスドームを対象として、鉛直荷重下での静的応答と動的応答における弾塑性領域の勾配の変化率について比較考察し、2つの変化率の差異が地震動の強度特性に関連することを示し、提案式による限界指標に至る地震動加速度の推定精度を検証した。(4)震災鉄骨骨組の補修法と補修後の力学特性を検討するため、十字形部分骨組試験体を製作し、実験的検討を行った。柱梁耐力比、パネル耐力比、直交梁の剛性を変数とし、補修後骨組の終局限界状態に与える影響を検討した。(5)オイルダンパー付き多層建物において、オイルダンパーおよび取付部材の損傷が生じる場合の最大層間変位やその分布への影響を、記録地震波入力に対する数値解析的検討により明らかにした。(6)大規模地震動を受ける20層鋼構造骨組に生じる過大変形をテンションロッドで構成される変位制御型ブレースを用いて効果的に軽減できることを地震応答解析により明らかにした。(7)変位制御型PC鋼棒ブレースと制振機構を一体化したデュアルダンパーによる応答低減効果について、ロバスト最適化手法に基づきスタディした。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 速度依存型ダンパー付超高層鋼構造骨組の魚骨形縮約モデル2018

    • 著者名/発表者名
      大野 正人,橋本直樹,荒木 慶一
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: Vol. 64B ページ: 採択決定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 塑性崩壊した鉄骨骨組の補修後耐震挙動に関する部分骨組実験と補修法の解析的検討2018

    • 著者名/発表者名
      牛米歩,伊藤拓海,森健士郎,荒木慶一
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: 25巻97号 ページ: pp.23-37

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prevention of story drift amplification in a 20-story steel frame structure by tension-rod displacement?restraint bracing2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tagawa, Katsuto Inooka
    • 雑誌名

      The Structural Design of Tall and Special Buildings

      巻: 27 ページ: pp.1-16

    • DOI

      10.1002/tal.1411

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉛直荷重下単層ラチスドームの静的および動的応答における弾塑性挙動の比較2018

    • 著者名/発表者名
      谷口与史也,松井知也,吉中進
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 第83巻第747号 ページ: pp.709-716

    • 査読あり
  • [雑誌論文] オイルダンパー付き建物におけるダンパー本体と取付部材の損傷が地震時応答に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      大平航右,辻聖晃
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 第83巻第743号 ページ: pp.47-57

    • DOI

      10.3130/aijs.83.47

    • 査読あり
  • [雑誌論文] オイルダンパー付き多層建築物におけるダンパー本体や取り付け部材の損傷が地震時応答に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      大平航右,辻聖晃
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: Vol.64B ページ: pp.225-236

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Consistent DOF reduction of tall steel frames2017

    • 著者名/発表者名
      Araki Y., Ohno M., Mukai I., Hashimoto N.
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering and Structural Dynamics

      巻: Vol. 46 ページ: pp.1581-1597

    • DOI

      10.1002/eqe.2870

    • 査読あり
  • [学会発表] 建物規模で生じる塑性座屈現象とその抑止法 その1 総論2018

    • 著者名/発表者名
      上谷宏二
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 建物規模で生じる塑性座屈現象とその抑止法 その2 単純モデルを用いたねじれ倒壊現象の特性解明2018

    • 著者名/発表者名
      上村心人,上谷宏二
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 建物規模で生じる塑性座屈現象とその抑止法 その 3 単純モデルを用いた下層部 変形集中現象の特性解明2018

    • 著者名/発表者名
      杉原直人,上谷宏二
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 建物規模で生じる塑性座屈現象とその抑止法 その4 間柱付加による補剛設計2018

    • 著者名/発表者名
      森井輝,上谷宏二
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 建物規模で生じる塑性座屈現象とその抑止法 その5 回転摩擦溶接法を活用した間柱補剛法2018

    • 著者名/発表者名
      大西隼人,上谷宏二
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] オイルダンパー付き建物におけるダンパー本体や取り付け部材の破損が地震時応答に与える影響(その3:層の縮約を用いないモデルにおける検討)2018

    • 著者名/発表者名
      大平航右,辻聖晃
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 鋼構造超高層骨組を対象とした魚骨形及び質点系モデルの精度と計算時間の比較2017

    • 著者名/発表者名
      橋本 直樹,大野 正人,荒木 慶一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 軽微な偏心を持つ超高層鋼構造建物の長周期・長時間地震動に対するねじれ応答2017

    • 著者名/発表者名
      落合 寿光,荒木 慶一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 局部座屈・破断・破断後再接触を考慮した心棒架構付き超高層鋼構造骨組の倒壊余裕度評価2017

    • 著者名/発表者名
      岡 遼悟,荒木 慶一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] SAを用いた心棒トラスの断面性能配置最適化2017

    • 著者名/発表者名
      許斐 健太郎,荒木 慶一,大崎 純
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 損傷した鉄骨骨組の補修方法と補修後の崩壊モードに関する研究,その1 十字形部分鉄骨骨組の実験概要2017

    • 著者名/発表者名
      牛米歩,小野田智恵,森健士郎,伊藤拓海,荒木慶一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] 損傷した鉄骨骨組の補修方法と補修後の崩壊モードに関する研究,その2 十字形部分鉄骨骨組の実験結果と考察2017

    • 著者名/発表者名
      小野田智恵,牛米歩,森健士郎,伊藤拓海,荒木慶一
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] Study on Ultimate Seismic Behavior and Repair Method of Damaged Steel Frames2017

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Ushigome,Takumi Ito,Kenjiro Mori,Tomoe Onoda
    • 学会等名
      4th World Congress on Construction & Steel Structure
    • 国際学会
  • [学会発表] 変位制御型ブレースの作用開始点の誤差が鋼構造骨組の地震応答に及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      猪岡 活人、田川 浩
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] オイルダンパー付き建物におけるダンパー本体や取り付け部材の破損が地震時応答に与える影響-ダンパーと取付部材の損傷が連成することによる影響-2017

    • 著者名/発表者名
      大平航右,辻聖晃
    • 学会等名
      第十二回日中建築構造技術交流会
  • [学会発表] 地震動の位相スペクトルの不確定性に対する順序統計量による鋼構造骨組のロバスト性評価法2017

    • 著者名/発表者名
      山川誠
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集
  • [学会発表] Optimum design of displacement-restraint pc steel bar brace for moment-resisting steel frames2017

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Asakawa, Makoto Yamakawa, Koji Uetani
    • 学会等名
      7th International Conference on Mechanics and Materials in Design
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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