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2016 年度 実績報告書

巨大長周期地震動に対する超高層建物の耐震性評価指標の構築と制振改修設計手法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 26420574
研究機関東京工業大学

研究代表者

佐藤 大樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40447561)

研究分担者 北村 春幸  東京理科大学, 理工学部建築学科, 教授 (20339112)
長江 拓也  名古屋大学, 減災連携研究センター, 准教授 (90402932)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード既存超高層建物 / 長周期地震動 / 制振改修 / 時刻歴応答解析 / 制振ダンパー / 長時間繰返し / 性能低下
研究実績の概要

平成28年度は制振ダンパーの長時間加振実験結果を整理し,長時間の繰り返しによるダンパー性能の変化を評価した。特に,特性変化の大きい粘弾性ダンパーと粘性ダンパーに着目し,ダンパー性能の低下指標を提案した。さらに粘性ダンパーにおいてダンパーの性能の低下指標を組込んだ解析モデルを構築し,多質点モデルによる地震応答解析によってダンパー性能の低下を考慮した応答の評価を行った。その結果,ダンパー性能の低下を考慮したモデルによる応答は,簡易手法より小さい値となり,本モデルを用いることで,経済的な設計が可能となることが分かった。
研究期間全体を通じての成果を以下にまとめる。
<平成26年度>966体の試験体を対象に柱梁接合部の塑性変形能力の評価指標として,梁端部の累積塑性変形倍率と実験方法に着目した調査を行なった。調査の結果,実験に採用される載荷履歴および接合部の評価指標は,歴史的背景に起因し,年代ごとに採用状況が異なることが分かった。また,3.2mと6.4mスパンの異なる地上52階建ての超高層建物を3次元部材レベルでモデル化し,鋼製ダンパーを用いた制振補強効果について,現在の設計で用いられている地震動と長周期地震動を想定した地震動を用いて応答評価を行なった。両建物で最大変形は同程度となるものの,3.2mスパンモデルの梁端の累積損傷に大きな損傷が発生し,6.4mスパンモデルとの違いが確認された。
<平成27年度>下層部に部分的にオイルダンパーや鋼製ダンパーを設置した制振補強による耐震性能について,時刻歴応答解析結果を基に分析・評価を行なった。ダンパーを下層部に設置することで,長周期地震動入力時における最大変形および梁端部の累積損傷を大幅に低減できることが確認された。またオイルダンパーを設置することで非設置層との切り替わり層付近での応答増大が低減されることが分かった。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 長時間正弦波加振実験による4種の実大制振ダンパーの動的特性の変化および簡易評価手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      笠井和彦,佐藤大樹,松田和浩,長山祥
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 63 ページ: 275-283

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 粘性ダンパーの長時間繰り返しによる特性値低下を考慮した解析モデルの提案と地震応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      長山祥,佐藤大樹,笠井和彦,松田和浩
    • 雑誌名

      日本建築学会関東支部研究報告集

      巻: 2 ページ: 553-556

  • [雑誌論文] 長周期地震動時における粘性ダンパーを有する制振構造建物の簡易応答評価 その1 建物モデル概要とダンパー配置計画2017

    • 著者名/発表者名
      中井亜里沙,長山祥,佐藤大樹,笠井和彦,松田和浩
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      巻: B-2 ページ: 163-164

  • [雑誌論文] 長周期地震動時における粘性ダンパーを有する制振構造建物の簡易応答評価 その2 粘性ダンパーの動的特性の変化を考慮した応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      長山祥,佐藤大樹,笠井和彦,松田和浩
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      巻: B-2 ページ: 165-166

  • [雑誌論文] Numerical Analysis Model for Viscoelastic Dampers under Long Duration Excitation consider-ing Heat Transfer and Uniform Strain Distribution (Part 1: Formulation)2017

    • 著者名/発表者名
      Osabel D., Kasai. K. and Sato D.
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      巻: B-2 ページ: 169-170

  • [雑誌論文] Numerical Analysis Model for Viscoelastic Dampers under Long Duration Excitation considering Heat Transfer and Uniform Strain Distribution (Part 2: Random and Sinusoidal Loadings)2017

    • 著者名/発表者名
      Lin TW., Osabel D., Kasai. K. and Sato D.
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集

      巻: B-2 ページ: 171-172

  • [学会発表] 周期地震動時における粘性ダンパーを有する制振構造建物の簡易応答評価 その1 建物モデル概要とダンパー配置計画2017

    • 著者名/発表者名
      中井亜里沙
    • 学会等名
      2016年度日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2017-08-24 – 2017-08-26
  • [学会発表] 長周期地震動時における粘性ダンパーを有する制振構造建物の簡易応答評価 その2 粘性ダンパーの動的特性の変化を考慮した応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      長山祥
    • 学会等名
      2016年度日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2017-08-24 – 2017-08-26
  • [学会発表] Numerical Analysis Model for Viscoelastic Dampers under Long Duration Excitation consider-ing Heat Transfer and Uniform Strain Distribution (Part 1: Formulation)2017

    • 著者名/発表者名
      Osabel D.
    • 学会等名
      2016年度日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2017-08-24 – 2017-08-26
  • [学会発表] Numerical Analysis Model for Viscoelastic Dampers under Long Duration Excitation considering Heat Transfer and Uniform Strain Distribution (Part 2: Random and Sinusoidal Loadings)2017

    • 著者名/発表者名
      Lin TW.
    • 学会等名
      2016年度日本建築学会大会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2017-08-24 – 2017-08-26
  • [学会発表] 長時間正弦波加振実験による4種の実大制振ダンパーの動的特性の変化および簡易評価手法の提案2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤大樹
    • 学会等名
      第63回構造工学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2017-04-22 – 2017-04-23
  • [学会発表] 粘性ダンパーの長時間繰り返しによる特性値低下を考慮した解析モデルの提案と地震応答評価2017

    • 著者名/発表者名
      長山祥
    • 学会等名
      第87回日本建築学会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2017-02-27 – 2017-02-28

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公開日: 2018-01-16  

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