| 研究課題/領域番号 |
19K23549
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
小松 真吾 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (60845618)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2022-03-31
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| キーワード | 鋼構造 / NCブレース架構 / 弾性ひずみエネルギー吸収 / ブレース配置 / 時刻歴応答解析 / 地震応答低減 |
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| 研究実績の概要 |
NCブレース鋼構造架構は，小振幅時の地震応答を弾性ひずみエネルギー吸収により，大振幅時の地震応答をブレース塑性ひずみエネルギー吸収によりそれぞれ低減可能な構造システムである．塑性ひずみエネルギー吸収に基づく減衰機構は多くの耐震・制振構造システムで採用されているが，弾性ひずみエネルギー吸収に基づく減衰機構は提案システムに限られる．弾性ひずみエネルギー吸収に伴う変形増大の抑制，設計に重要な等価粘性減衰定数の評価は未着手である．本研究は，新しいブレース配置により変形増大抑制を図るとともに，等価粘性減衰定数の評価法を確立して，NCブレース架構を制振構造へ適用することを目的としている．
2020年度は，ブレース配置，ブレース剛性比，架構固有周期，減衰定数，入力地震動を解析変数としたNCブレース配置の時刻歴応答解析を実施した．解析結果から，弾性ひずみエネルギー吸収がある場合の応答低減割合を求めるとともに，NCブレース架構の等価粘性減衰定数の最大値は地震動継続時間の影響を受ける傾向を明らかにした．
2019年度に実施した静的実験結果の考察から，NCブレース架構が弾性時に描く半サイクルの履歴はBi-linear型となるため，既往のBi-linearシステムの等価粘性減衰定数をNCブレース架構と既往システムの相違を考慮しながら評価する方法を考案した．2021年度は，振動台実験結果を用いてこの手法の妥当性を検討するとともに，既に実施した多数の時刻歴解析結果を用いてその応答予測精度を検証する．
また，架構偏心の影響が顕著に現れることが予想された非対称Z型NCブレース架構において，載荷点を偏心させた静的載荷実験を実施し，さらに偏心量とその方向を変数とした時刻歴応答解析により，架構偏心による捩り振動を伴う場合でも，無偏心の場合と弾性ひずみエネルギー吸収による応答低減は同程度であることを示した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
試験体を設計・製作したものの，新型コロナウイルス感染症拡大のために実験施設が利用できず振動台実験の実施計画が大幅に遅れている．そのため，振動台実験結果を利用して行う弾性ひずみエネルギー吸収量と応答低減効果の関係の考察，等価粘性減衰定数の評価法の妥当性検証が未実施である．ただし，実験施設が利用できない間，当初振動台実験後に実施予定であった時刻歴応答解析を完了している．さらに当初計画していなかった偏心による影響を非対称Z型NCブレース架構で明らかにしており，大幅に研究が進んだ部分もある．以上の理由からやや遅れていると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
振動台を用いて，試験体への入力方向やNCブレース配置を実験変数とした地震波加振実験を実施し，これまで時刻歴応答解析でしか検討できていなかった弾性ひずみエネルギー吸収による地震応答低減効果を実証するとともに，等価線形化による応答予測法の妥当性を検証する．次に，既に実施した時刻歴解析結果を用いて，提案した応答予測法の精度検証を行う．最後に，等価粘性減衰定数の評価法を軸にして，想定する地震入力に対して，目標とする建物の最大荷重や最大変形を指定し，それを満たすようNCブレースの詳細を決定する性能指定型の制振設計法を構築する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
参加予定であった日本建築学会大会が新型コロナウイルス感染症拡大により中止となったため．ただし，少額であるため実験消耗品に充てる予定である．
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