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2014 年度 実績報告書

様々な架構の非線形性とダンパーの極限性能の把握による多層制振建物設計法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 23246098
研究機関東京工業大学

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)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
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
研究実績の概要

本研究課題4年目では、3年目の研究を継続する形で研究を行うとともに、その総括として研究成果を設計指針に反映させるための活動を行った。具体的には、鉄骨制振架構の応力状態を把握、長時間外力下のダンパー挙動評価、建物の観測記録の分析、各種構造の制振設計指針の作成である。これらを以下に述べる。
鉄骨制振架構の応力状態を把握:制振架構には層間変形による曲げと、ダンパー力の水平・鉛直成分が作用し、両者には位相のずれがある。そこで、層間変形とダンパー力の影響に分ける評価法を提案し、梁フランジ歪、ガセットプレート歪、パネル歪などへの応力配分の傾向を把握した。
長時間外力下のダンパー挙動評価:昨年度までに行った各種ダンパー実験により、粘弾性ダンパーの抵抗力は長時間外力に対して低下しやすいことがわかった。そこで、実大粘弾性ダンパーの実験により、長時間の風外力と長周期・長継続地震動における温度・動的特性の変化を把握した。また、昨年度までに提案した解析モデルを拡張し、ダンパーの温度や特性の変化を再現できる簡易な解析手法を提案した。
建物の観測記録の分析:20層免震、29層耐震、43層, 54層制振建物などについて、地震記録を用いて、より詳細な検討を行った。例えば43層制振建物では、設計時に用いられた解析モデル(曲げせん断モデル)では地震時の観測挙動を再現できず、ダンパーと直列のバネを考慮しなければならないことを示した。そのバネの効果や架構曲げの効果を含めた簡易な多層せん断モデルを、これまでに提案した評価法により作成できることを示した。
各種構造の制振設計指針の作成:本研究課題の実績が、鉄骨構造を対象とした『日本建築学会鋼構造制振設計指針』に掲載された。また、木質構造や軽量鉄骨構造を対象とした『小規模住宅制振設計指針』を建築研究開発コンソーシアムを通して作成中であり、2015年度に完成する予定である。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 壁型・パネル型ダンパーの動的特性に対する装置材の変形の影響 粘性系ダンパーを構成する減衰材・装置材・支持材の相互干渉 その22015

    • 著者名/発表者名
      佐々木和彦, 笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 707 ページ: 177-187

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 制振架構接合部に対し新たな載荷法を用いた基礎的実験研究2015

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦,松田頼征,元結正次郎,吉敷祥一
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 708 ページ: 309-319

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 筋違型ダンパーの動的特性に対する装置材の変形の影響 粘性系ダンパーを構成する減衰材・装置材・支持材の相互干渉 その12014

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 佐々木和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 700 ページ: 857-866

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 東北地方太平洋沖地震における観測記録を用いた超高層免震建物の動的挙動に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      松田和浩, 笠井和彦
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 704 ページ: 1445-1455

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full-Scale Dynamic Testing of Response-Controlled Buildings and Their Components: Concepts, Methods, and Findings2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko KASAI, Kazuhiro MATSUDA
    • 雑誌名

      Journal of Earthquake Engineering and Engineering Vibration

      巻: 13 ページ: 167-181

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 新築・既存超高層建物における地震応答と被害の抑制:第二報 応答記録の分析と建物性能の評価2015

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 松田和浩, シムアンパン・サラン
    • 学会等名
      Structural Engineering Frontier Conference
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-19
  • [学会発表] 長時間の風外力における実大粘弾性ダンパーの特性評価実験 その1 風応答波によるダンパー内部温度の検討2015

    • 著者名/発表者名
      杉山暢方, 笠井和彦, 佐藤大樹, 松田和浩
    • 学会等名
      日本建築学会関東支部研究報告
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-03
  • [学会発表] 長時間の風外力における実大粘弾性ダンパーの特性評価実験 その2 風応答波によるダンパー動的特性の変化および正弦波置換法の検証2015

    • 著者名/発表者名
      杉山暢方, 笠井和彦, 佐藤大樹, 松田和浩
    • 学会等名
      日本建築学会関東支部研究報告
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2015-03-02 – 2015-03-03
  • [学会発表] Seismic Design of Protective Systems for New and Existing Buildings Considering Recorded Performance2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiko Kasai
    • 学会等名
      The 5th Asia Conference on Earthquake Engineering
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 首都圏で想定される多様な地震動に対する超高層建物の制振補強の検討 その2 オイルダンパー配置の位置決定法と減衰定数算定法2014

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦, 荒川洋輔, 蒲武川, 山下哲郎, 久田嘉章
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] Recent Development of the Seismic Resistant Steel Structures in Japan2014

    • 著者名/発表者名
      Kasai, K., Matsumoto, Y., Yamada, S., Yamashita, T., and Hisada, Y.
    • 学会等名
      EUROSTEEL 2014
    • 発表場所
      Naples, Italy
    • 年月日
      2014-09-10 – 2014-09-12
    • 招待講演
  • [図書] 鋼構造制振設計指針2014

    • 著者名/発表者名
      日本建築学会
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      丸善出版株式会社

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公開日: 2016-06-01  

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