2004 Fiscal Year Annual Research Report
ベースプレート降状型ロッキング制振建築構造システムの耐震性能評価
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16360284
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Building Research Institute |
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Principal Investigator |
緑川 光正 独立行政法人建築研究所, 研究専門役 (90126285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小豆畑 達哉 国土交通省, 国土技術政策総合研究所・建築研究部, 主任研究官 (00251629)
石原 直 国土交通省, 国土技術政策総合研究所・建築研究部, 主任研究官
和田 章 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (90158684)
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| Keywords | ロッキング振動 / 浮き上がり / ベースプレート降伏 / 地震応答低減 / 地震応答解析 / 振動台実験 / 立体挙動 / 耐震性能評価 |
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| Research Abstract |
本研究では、鉄骨造建物の最下層柱脚部分に浮き上がり時に降伏するベースプレートを設置したロッキング構造システムを対象とする。強震動を受けた建物にロッキング振動が生じると、このベースプレートが柱からの引張力を受けて降伏し、地震入力エネルギーを吸収することができる。本システムは、地震時において建築物に意図的にロッキング振動を誘発することによりその地震力の低減を図るロッキング制振システムの一種で、従来よりも、より簡易な機構により地震力を低減できる。
このシステムを実現するための具体的な制振部材(ベースプレート)を検討、試作した上で、縮小模型振動台実験と地震応答解析により、この制振システムの制振効果を明らかにする。また、振動台実験結果との比較を通して検証されたベースプレートの復元力特性と振動解析手法を用いて、幾つかの事例解析を行い、本システムの現実の建物への適用性を検討する。さらに、ベースプレートの力学特性に関するデータを得るために、柱脚部分にベースプレートを取り付けた縮小模型及び大型試験体を製作し、静的加力実験を行なう。最終的に、上記の振動台実験結果と解析結果に基づき、「ベースプレート降伏型ロッキング制振建築構造システム」の制振効果、浮き上がり後の着地時点で生じる衝撃力が上部構造の応答に与える影響の程度、及び、本システムの簡易応答予測方法を、本研究成果としてまとめる。
本年度は、以下の項目について研究を行った。
1)降伏型ベースプレートの繰り返し変形性能
降伏型ベースプレートを鉄骨造柱脚部分に取り付けた縮小模型及び大型試験体を製作し、柱軸方向力とせん断力を作用させる静的加力実験を行うことにより、その繰り返し変形性能を定量的に明らかにした。
2)柱脚部浮き上がり時の立体挙動
試設計建物の三次元立体骨組解析モデルを用いた多次元地震動入力による弾塑性地震応答解析を行い、鉄骨造架構柱脚部で浮き上がりが生じる時の地震応答特性と立体挙動を明らかにした。
3)柱脚部浮き上がり後の着地時に生じる衝撃力が建物の耐震安全性に及ぼす影響
試設計建物を対象として、三次元有限要素解析を用いた弾塑性地震応答解析により、降伏型ベースプレートの局部的な歪集中の度合いを定量的に把握した。
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[Journal Article] Research and Development on Smart Structural Systems in U.S.-Japan Cooperative Structural Testing Program2004
Author(s)
Otani, S., Wada, A., Kitagawa, Y., Fujita, T., Midorikawa, M., et al.
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Journal Title
Journal of Japan Association for Earthquake Engineering Vol.4, No.3
Pages: 378-402
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[Journal Article] Simplified Prediction Method for Seismic Response of Rocking Structural Systems with Yielding Base Plates2004
Author(s)
Azuhata, T., Midorikawa, M., Ishihara, T., Wada, A.
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Journal Title
Proceedings of the 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada, Paper No.371
Pages: No.371
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