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2019 年度 実績報告書

鋼構造骨組と免震支承の性能設計と最適化のための詳細有限要素解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02286
研究機関京都大学

研究代表者

大崎 純  京都大学, 工学研究科, 教授 (40176855)

研究分担者 宮村 倫司  日本大学, 工学部, 准教授 (30282594)
山下 拓三  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主任研究員 (40597605)
木村 俊明  京都大学, 工学研究科, 助教 (60816057)
山本 雅史  株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員(移行) (90416587)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード最適化 / 免震支承 / 機械学習 / 構成則 / 有限要素解析
研究実績の概要

1.高減衰ゴム免震支承の温度依存性を考慮するため,履歴減衰と粘性減衰を粘弾性(超弾性)材料と弾塑性材料を重ね合わせてモデル化する方法を開発し,簡単な免震支承モデルを用いて一般的特性を検証した。また,Eデフェンスでの既存の免震支承実験モデルを作成し,高減衰免震支承のエネルギー消費特性と温度分布をシミュレートできることを確認した。
2,鋼材やコンクリートの繰返し応答をシミュレートできる構成則に加えて,損傷変数を用いて鋼材の延性破断をモデル化するための構成則を開発した。また,損傷変数と変形量の関係を定めるパラメータを,応力3軸性を考慮して同定する方法を確立した。さらに,上記1の構成則とともに,超並列計算のために開発された汎用有限要素解析ソフトウェアであるADVENTUREClusterにユーザー関数としてインプリメントし,柱・梁モデルの繰り返し載荷実験,CFT柱の繰返し載荷実験と,10層RC構造物のEディフェンス実験の再現解析を行い,大規模解析への適用可能性を確認した。
3.鋼構造物の露出柱脚モデルをソリッド要素を用いて解析し,複雑な構成則のモデル化のための基礎資料を得た。また,構造物の振動特性による損傷箇所の同定,画像処理による変位測定,鋼構造骨組の確率的性能設計法などの基礎的研究を行うとともに,次年度以降に実施する振動台実験と免震支承の載荷実験について,載荷方法,計測方法と材料定数の同定方法を検討して準備を進めた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

鋼材,コンクリートおよび免震支承に関して,材料特性をモデル化し,既往の実験結果との比較により,その精度を確認することができた。
また,画像処理による変位測定,鋼構造骨組の確率的性能設計法などの基礎的研究を行い,実験の準備を進めることができた。

今後の研究の推進方策

本年度の成果をふまえて,次年度では,免震支承と振動台の実験をそれぞれ実施する。
また,振動台実験結果から材料定数を同定するための確率的手法について検討する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 繰り返し変位履歴を受ける梁端の局部座屈と破断を伴う鉄骨梁の塑性変形能力評価2020

    • 著者名/発表者名
      澤本佳和,大崎 純
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 85(767) ページ: 105-115

    • DOI

      10.3130/1ijs.85.105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 数値震動台によるCFT柱の繰り返し曲げせん断解析のV&V2020

    • 著者名/発表者名
      藤原 淳, 大崎 純, 田川浩之, 宮村倫司, 山下拓三
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集

      巻: 26(63) ページ: 490-495

    • DOI

      10.3130/aijt.26.490

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Seismic response analysis of 10-story RC building and furniture inside it2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamashita, D. Isobe, T. Miyamura and M. Ohsaki
    • 学会等名
      Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] A ductile fracture model for large-scale FE-analysis of steel structures under cyclic loading2020

    • 著者名/発表者名
      M. Ohsaki, J. Fujiwara and T. Miyamura
    • 学会等名
      Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic characteristics identification of exposed column bases of steel building structures modeled by solid finite elements2020

    • 著者名/発表者名
      J. Fujiwara, M. Ohsaki and T. Miyamura
    • 学会等名
      Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems (COMPSAFE2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] ソリッド要素を用いた鋼構造建物の露出柱脚のモデル化と解析2019

    • 著者名/発表者名
      藤原 淳, 山下拓三, 大崎 純, 宮村倫司
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
  • [学会発表] 高減衰ゴム免震支承の構造・熱連成解析とEディフェンス実験の比較2019

    • 著者名/発表者名
      宮村倫司, 大崎 純, 山下拓三, 山本雅史
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 詳細有限要素法を用いた非線形構造物の振動特性同定2019

    • 著者名/発表者名
      藤原 淳, 大崎 純, 宮村倫司
    • 学会等名
      第42回情報・システム・利用・技術シンポジウム
  • [学会発表] 地震被害のVR映像生成のための三次元点群の平滑化2019

    • 著者名/発表者名
      山下拓三
    • 学会等名
      第42回情報・システム・利用・技術シンポジウム
  • [学会発表] An explicit ductile fracture model based on SMCS criterion for large-scale FE-analysis of steel structures under cyclic loading2019

    • 著者名/発表者名
      M. Ohsaki, J. Fujiwara and T. Miyamura
    • 学会等名
      7th Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] An elastoplastic seismic response analysis of exposed column base of steel building modeled with solid finite elements2019

    • 著者名/発表者名
      J. Fujiwara, T. Yamashita, M. Ohsaki and T. Miyamura
    • 学会等名
      7th Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison between coupled structural and heat conduction analysis of laminated high damping rubber bearing and its full-scale test2019

    • 著者名/発表者名
      T. Miyamura, M. Ohsaki, T. Yamashita and M. Yamamoto
    • 学会等名
      7th Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM2019)
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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