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2020 年度 実績報告書

システムトラス屋根構造の終局耐震性能向上および防災施設化

研究課題

研究課題/領域番号 18H01676
研究機関東京工業大学

研究代表者

竹内 徹  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80361757)

研究分担者 松井 良太  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00624397)
熊谷 知彦  明治大学, 理工学部, 専任准教授 (70376945)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード防災 / 地震被害 / 学校体育館 / システムトラス / 避難所 / 崩壊解析 / 座屈 / 破断
研究実績の概要

最終年度となる2020年度は、2019年度のトラスユニット実験および格子母屋による補剛効果の解析的検討結果を受け、具体的な下部支持架構付きシステムトラス部分屋根架構の振動台実験を実施し、2016年熊本地震におけるシステムトラス体育館被害の要因分析および対策効果の検証を行った。申請時に予定していた縮小模型実験ではなく、防災科学研究所振動台実験棟(つくば)における実大に近い試験体を用いた振動台実験を実施することができた。まず屋根システムトラス破壊の原因とされる下部RC支持構造を鉄骨柱で模擬し、被害時のルーズホールアンカー付きの屋根支承、および被害を防止するための摩擦ダンパー付き支承を取り付けた振動台実験を2020年2月に実施し、支承部および接続部材の動的部材応力、変形量の測定方法を確立した。
引き続き2020年7月に被害を受けた体育館の支持架構を模擬したRC架構を用いた被害再現実験および摩擦ダンパー付き支承の応答低減効果を実施した。最初に摩擦ダンパーの有無による応答の比較を行い、ダンパーを取り外した後地震入力を増加させ、最終的に実際の被害と同様の弦材座屈・破断に至るプロセスを再現できた。この過程でシステムトラスの有効座屈長評価およびRC片持ち架構の構面外応答および摩擦ダンパー付き支承の設計法を取りまとめ、計4編の建築学会構造系論文集に取りまとめた。(1編採用、1編査読中、2編準備中)
本破壊試験体を用い、被災体育館の被害モニタリングに関する検討も実施した。申請時にはひずみゲージおよび遠隔測定による手法を検討していたが、点群データ一括測定による画像処理に手法を切り替えて検討を実施中である。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] SEISMIC RESPONSE EVALUATION CONSIDERING NATURAL PERIOD RATIOS AND MASS RATIOS WITH SUPPORTING SUBSTRUCTURE OF HP LATTICE SHELLS WITH STRAIGHT EDGE LINES SUBJECTED TO EARTHQUAKE MOTIONS WITH ARBITRARY DIRECTION2021

    • 著者名/発表者名
      KUMAGAI Tomohiko、WAKAO Mari、NITTA Kazuya、OGAWA Toshiyuki
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      巻: 86 ページ: 213~223

    • DOI

      10.3130/aijs.86.213

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental investigation of a multistage buckling-restrained brace2020

    • 著者名/発表者名
      Sitler Ben、Takeuchi Toru、Matsui Ryota、Terashima Masao、Terazawa Yuki
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 213 ページ: 110482~110482

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2020.110482

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] BUCKLING STRENGTH OF LATTICED DOMES OF GRID-PURLIN WITH BEAMS2020

    • 著者名/発表者名
      TERAZAWA Yuki、SUMA Koichi、IWANAGA Masanobu、MAEHARA Satoshi、TAKEUCHI Toru
    • 雑誌名

      AIJ Journal of Technology and Design

      巻: 26 ページ: 899~904

    • DOI

      10.3130/aijt.26.899

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seismic response of long-span domes supported by multi-story substructures2020

    • 著者名/発表者名
      D.Nair, Y.Terazawa, B.Sitler, T.Takeuchi
    • 雑誌名

      Journal of IASS

      巻: Vol.61, No.2 ページ: 140-156

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental and numerical studies on buckling restrained braces with posttensioned carbon fiber composite cables2020

    • 著者名/発表者名
      Atasever Kurtulus、Inanaga Shogo、Takeuchi Toru、Terazawa Yuki、Celik Oguz C.
    • 雑誌名

      Earthquake Engineering & Structural Dynamics

      巻: 49 ページ: 1640~1661

    • DOI

      10.1002/eqe.3321

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DESIGN METHOD OF SEISMICALLY ISOLATED STRUCTURES BASED ON GENERALIZED RESPONSE SPECTRUM ANALYSIS2020

    • 著者名/発表者名
      TERAZAWA Yuki、SANO Wataru、TAKEUCHI Toru
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)

      巻: 85 ページ: 1187~1197

    • DOI

      10.3130/aijs.85.1187

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 異なる耐震設計法を用いた鉄骨置屋根体育館における屋根トラス部材の損傷評価比較2020

    • 著者名/発表者名
      寺澤友貴,岸澤竜之介,竹内徹
    • 雑誌名

      鋼構造論文集

      巻: Vol.237, No.107 ページ: 51-60

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Design and performance of long buckling-restrained braces with rectangular cores2020

    • 著者名/発表者名
      T.Takeuchi, B.Sitler
    • 学会等名
      17WCEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Reducing residual drift with multistage buckling-restrained braces2020

    • 著者名/発表者名
      B.Sitler, T.Takeuchi
    • 学会等名
      17WCEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental and numerical studies on buckling-restrained braces with posttensioned carbon fiber composite cables2020

    • 著者名/発表者名
      K.Atasever, S.Inanaga, Y.Terazawa, T.Takeuchi, O.C.Celik
    • 学会等名
      17WCEE
    • 国際学会
  • [学会発表] BRB design optimization for a large arena structure based on Generalized Response Spectrum Analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Y.Terazawa, T.Takeuchi, M.Fijishima
    • 学会等名
      17WCEE
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic Response Characteristics of long-span domes: Roof-substructure interaction2020

    • 著者名/発表者名
      D.Nair, B.Sitler, Y.Terazawa, T.Takeuchi
    • 学会等名
      17WCEE
    • 国際学会
  • [学会発表] 設計荷重および下部構造の質量が異なる単層ラチスドームの弾塑性地震応答性状および許容変形評価2020

    • 著者名/発表者名
      熊谷知彦
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 設計荷重および下部構造の質量が異なる単層ラチスドームの弾塑性地震応答性状および許容変形評価2020

    • 著者名/発表者名
      秦 克郁
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 一次元ファイバーモデルを用いた角形断面鋼柱で構成した鉄骨架構の崩壊解析 ―その1 一次元ファイバーモデルの構築とその妥当性の検証―2020

    • 著者名/発表者名
      松井良太
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 一次元ファイバーモデルを用いた角形断面鋼柱で構成した鉄骨架構の崩壊解析 ―その2 実大4層鉄骨造骨組の地震応答性状―2020

    • 著者名/発表者名
      有賀惇
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 一次元ファイバーモデルを用いた角形断面鋼柱で構成した鉄骨架構の崩壊解析 ―その3 高軸力比の柱を有するブレース付立体骨組の地震応答性状―2020

    • 著者名/発表者名
      斉藤瞭
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 局部座屈を伴う角形鋼管ブレースの累積変形性能2020

    • 著者名/発表者名
      岩佐郁希
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 鋼材ブレースの構造性能に関するデータベース2020

    • 著者名/発表者名
      張怡月
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)
  • [学会発表] 耐力に着目した鋼材ブレースのデータベース2020

    • 著者名/発表者名
      張怡月
    • 学会等名
      日本建築学会北海道支部研究報告集

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公開日: 2021-12-27  

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