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2014 年度 実績報告書

最悪地震動理論の信頼性向上とロバスト性・冗長性に優れた建物の構造設計法

研究課題

研究課題/領域番号 24246095
研究機関京都大学

研究代表者

竹脇 出  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20155055)

研究分担者 辻 聖晃  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00243121)
藤田 皓平  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40648713)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード耐震設計 / 長周期地震動 / ロバスト性 / 不確定性 / システム同定 / 高層建物 / 受動型制振 / 極限外乱法
研究実績の概要

本研究の目的は,最悪地震動の概念と構造物の冗長性・ロバスト性の概念を巧みに組み合わせた信頼性の高い耐震設計法・構造設計法の枠組を創出し,「想定外の地震動」に対しても急激な耐震性能の劣化を伴わない建築構造物の設計を可能とする体系を構築することにある。今年度において以下の成果を得た。
1) H25年度に実施した京都大学宇治キャンパス内での実大5層鉄骨建物を用いた実験結果を再検討し、常時微動観測記録と強制加振実験データを用いた建物のシステム同定法の精度向上を可能とする方法を提案した。常時微動観測記録については、データのwindow処理におけるカットオフ振動数やARXモデル次数などを最適化手法を用いて適切に行うことにより、高精度の同定が可能となることを明らかにした。また、強制加振実験による同定では、ノイズとして常時微動データを採用することにより高精度同定が可能となることを明らかにした。
2) 断層破壊を想定した地震基盤上での加速度フーリエスペクトルの設定と地震基盤から地表面までの地震動増幅を考慮した総合的なモデルについて、SRモデル全体への地震入力エネルギーの上限値を評価する方法を提案した。
3) H25年度に引き続き、免震と連結制振を組み合わせた新しい建物システムについて検討し、本システムは衝撃性の強い地震動と長周期地震動の両方の応答低減に対して有効であり、高いロバスト性を有することを明らかにした。
4) 地盤剛性を考慮した連結制振建物への地震エネルギーの入力メカニズムを、独自のエネルギー伝達関数を用いた定式化により明らかにした。特に、エネルギー伝達関数の特性を有効に利用して、地盤剛性が低下すると連結制振効果が低下することを明らかにした。
5) H25年度に引き続き、連結制振の応答低減原理を明らかにした。この系では、並進モードと離合モードが存在することを明らかにした。

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

    (11件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] System identification of high-rise buildings using shear-bending model and ARX model: Experimental investigation2015

    • 著者名/発表者名
      K.Fujita, A.Ikeda, M.Shirono and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Earthquakes and Structures

      巻: 8(4) ページ: 印刷中

    • DOI

      10.12989/eas.2015.8.4.843

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 地盤剛性を考慮した連結制振建物モデルへの地震エネルギーの入力メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      坂口 和大, 竹脇 出
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 80(707) ページ: 69-79

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanism and bounding of earthquake energy input to building structure on surface ground subjected to engineering bedrock motion2015

    • 著者名/発表者名
      K.Kojima, K.Sakaguchi and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: 70 ページ: 93-103

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.soildyn.2014.12.010

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Beyond uncertainties in earthquake structural engineering, Specialty Grand Challenge Article2015

    • 著者名/発表者名
      I.Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 1 ページ: -

    • DOI

      doi: 10.3389/fbuil.2015.00001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of story-wise shear building identification method to actual ambient vibration2015

    • 著者名/発表者名
      K.Fujita, A.Ikeda, and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Frontiers in Built Environment

      巻: 1 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fbuil.2015.00002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimal placement and design of nonlinear dampers for building structures in the frequency domain2014

    • 著者名/発表者名
      K.Fujita, M.Kasagi, ZQ.Lang, PF. Guo and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Earthquakes and Structures

      巻: 7(6) ページ: 1025-1044

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.12989/eas.2014.7.6.1025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smart system identification of super high-rise buildings using limited vibration data during the 2011 Tohoku earthquake2014

    • 著者名/発表者名
      A.Ikeda, Y.Minami, K.Fujita and I.Takewaki
    • 雑誌名

      International Journal of High-Rise Buildings

      巻: 3(4) ページ: 255-271

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Story-wise system identification of shear building using ambient vibration data and ARX model2014

    • 著者名/発表者名
      A.Ikeda, K.Fujita and I.Takewaki
    • 雑誌名

      Earthquakes and Structures

      巻: 7(6) ページ: 1093-1118

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.12989/eas.2014.7.6.1093

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 地震動を受ける構造物-杭-地盤連成系の地盤特性の不確定性を考慮したロバスト性解析2014

    • 著者名/発表者名
      小島紘太郎, 藤田 皓平, 竹脇 出
    • 学会等名
      第63回理論応用力学講演会論文集
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-26
  • [学会発表] Simple and practical analysis of effect of soil liquefaction on response of structure-pile system2014

    • 著者名/発表者名
      K.Kojima, K.Fujita and I.Takewaki
    • 学会等名
      14th IACMAG
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-25
  • [図書] Robust Control of Building Structures under Uncertain Conditions, Encyclopedia of Earthquake Engineering, edited by Michael Beer, Edoardo Patelli, Ioannis Kougioumtzoglou and Ivan Siu-Kui Au2015

    • 著者名/発表者名
      I.Takewaki and K.Fujita
    • 総ページ数
      未定
    • 出版者
      Springer-Verlag

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公開日: 2016-06-03  

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