| 研究課題/領域番号 |
23246098
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
笠井 和彦 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (10293060)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 制振構造 / 制振鋼構造 / 制振木質構造 / 制振RC構造 / ダンパー / 極限状態 / 東日本大震災 / 地震観測記録 |
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| 研究概要 |
本研究課題２年目では、架構の非線形性を考慮した解析法や設計法を提案するとともに、鉄骨架構の非線形化が制振架構に及ぼす影響を把握した。また、ダンパーの極限状態の把握、東日本大震災で観測された建物の応答を分析した。これらを以下に述べる。
架構の非線形性を考慮した制振設計：RC構造については、弾塑性剛性劣化型履歴を示すRC架構に鋼材ダンパーや摩擦ダンパーなどの弾塑性ダンパーを用いる場合の応答制御設計法を提案し、7層, 17層建物を仮定して設計法の適用性を検証した。また、木質構造では、制振壁の実験法とその結果の評価法、時刻歴解析法、変形クライテリアや入力地震動の設定方法など、実務設計で必要となる様々な項目を提案した。
鉄骨制振架構の非線形性の把握：スタッド本数の少ない不完全合成梁は、スラブと鋼梁の界面に生じるずれの影響が大きく、平面を保持しない。しかし、制振構造の梁のように大きな軸力が作用する場合の研究例はなく、その挙動の把握が必要であるため、不完全合成梁を有する柱梁部分架構実験により検討した。簡易な評価方法により、平面を保持しない合成梁断面のスラブと鋼梁の応力分担を求め、軸力を受ける合成梁の弾性挙動を評価した。
ダンパーの極限性能把握：ストロークや速度に制限があるアクチュエータに対し、それ以上の載荷を行うために、変位増幅治具を作成した。その治具を用いてダンパーの大変形実験・高速度実験・長時間実験を行い、ダンパーにおける様々な条件下での極限性能に関する基礎資料を得た。ダンパーの種類は粘弾性・粘性・オイルの３種類を対象とした。
地震観測記録の分析：2011年3月11日に発生した東日本大震災で、建物の地震応答記録が多数観測された。記録の所有者の協力でそれを提供していただき、極めて多数の地震応答記録の分析を行った。実際の建物におけるダンパーの制振効果を把握した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題２年目として、十分な成果が得られたと考えている。自己点検による評価では「（２）概ね順調に進展している」といえる。以下にその理由について述べる。
架構の非線形性を考慮した設計法の提案については、RC架構を対象とした設計手法の提案に関する論文が、日本建築学会構造系論文集に掲載された。木質構造については住宅制振構造研究会を建築研究開発コンソーシアムで立ち上げており、その活動成果を建築学会大会論文に６編掲載するとともに口頭発表も行った。鉄骨構造についても同様に建築学会の大会論文に掲載している。
ダンパーの極限性能の把握については、対象となるダンパー試験体の本数が極めて多いため、まだ実験の途中ではあるが、ペース的には当初に想定した範囲内である。また、関連する内容が日本建築学会構造系論文集に掲載されている。
地震観測記録の整理については、集めた多くの建物記録の基本的な分析が完了した。その成果は海外の関連する論文の中でもインパクトファクターの高いEarthquake Spectraに掲載された。また、４年に１度行われる地震工学会の世界学会（15th WCEE）では、研究代表者が主催となって地震観測記録に関するスペシャルセッションを企画し、世界中の研究者と多くの議論を交わした。
上述しただけでなく、その他にも多くの国内／国外のシンポジウム等で研究成果を発表しており、１年間の研究成果としては十分なものと判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）鉄筋コンクリート（RC）の平面架構にブレース型のダンパーを設置した試験体を作成し、その強制変形実験を行う。架構は一般的なものだけでなく、制振構造とするのに適すると考えられる改良架構を提案し、実験結果から改良架構の有効性を示す。
（２）今年度に行ったダンパーの極限性能把握実験を引き続き行うが、より現実的な条件となるように変位増幅治具を改良する。また、今年度に実験した粘弾性・粘性・オイルだけでなく、鋼材を加えた４種類のダンパーを対象とする。それらのダンパーの限界性能を把握するとともに、その状態を再現できるような、厳密な解析モデルを作成する。
（３）東日本大震災で観測された建物の地震応答記録が多く集まっている。今年度は多くの建物を対象として基本的な動的特性の把握をしたが、今後は学術的に重要と思われる建物に焦点を絞り、建物の挙動を詳細に把握する。
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