制震要素を用いた既存鋼構造建築物の統合的耐震性能向上技術の開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17206058
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 井上 一朗 京都大学, 工学研究科, 教授 (40029294)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒木 慶一 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50324653) ; 聲高 裕治 京都大学, 工学研究科, 助手 (80343234) ; 竹脇 出 京都大学, 工学研究科, 教授 (20155055) ; 辻 聖晃 京都大学, 工学研究科, 助教授 (00243121) ; 山川 誠 京都大学, 工学研究科, 助手 (50378816)
• Keywords: 鋼構造 / 制震要素 / 機械式接合 / 耐震補修・補強 / 非破壊検査

Research Abstract

本年度の研究実績は以下の2項目にまとめられる.
1.高力ボルト接合を用いた制震要素の開発
2本のH形鋼の間にエネルギー吸収要素を設置した間柱型制震ダンパーと,これを上下の梁に高力ボルト接合する工法を提案し,これら間柱型制振機構の効果に関して実大の試験体を用いて実験的に検討した.エネルギー吸収要素としては,鋼材の塑性変形によるエネルギー吸収を意図したシヤパネル,および粘性体によるエネルギー吸収を意図したオイルダンパーの2種類を対象とした.加力は本年度に購入したアクチュエータを用いて静的・動的載荷としている.得られた結果は以下のとおりである.
・シヤパネルをエネルギー吸収要素とした間柱型制震ダンパーは,十分な塑性変形性能を有していることを確認した.また,力学モデルを構築して間柱型制震ダンパーの弾性剛性と耐力に関する基本的な力学的特性を明らかにした.
・オイルダンパーをエネルギー吸収要素とする間柱型制震ダンパーに関しては,正弦波を入力波とする動的載荷実験を実施した.微小振幅時にはダンパー機械部のガタにより,また,載荷周波数が大きくなれば制振機構構成部材の剛性の影響により,実質的な減衰係数が低下することが観察された.また,載荷回数による動特性の変化はほとんどみられなかった.さらに間柱の曲げ変形や接合部の局所変形を考慮した力学モデルを構築した.実験で得られた復元力ループと,力学モデルで得られる復元力ループを比較し,構築した力学モデルが提案した制振機構の力学モデルとして十分な精度を有することを確認した.
2.既存建築物の補修・補強前後の保有構造性能評価技術の開発
溶接部における亀裂・破断の評価技術の確立を目的として,200×2000×19(mm)の溶接部を含む鋼材を対象として超音波の伝播速度を計測し,板波および表面波の理論値との比較検討を行った.現在,溶接部を通過する際に伝播速度がどのように変化するかに着目して実験結果の整理と数値モデルの構築を行っている.