2018 Fiscal Year Annual Research Report
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18J10124
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| Research Institution | Osaka University |
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| Research Fellow |
畑中 祐紀 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | 曲げ加工 / 免震 / 履歴型ダンパー / 鋼材ダンパー / 変形性能 / 捩れ変形 / 地震応答性状 / 復元力モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，曲げ加工された鋼板を用いた免震構造用履歴型ダンパー（以下，曲げ鋼板ダンパー）を提案した．曲げ鋼板ダンパーは4枚の曲げ加工された同一形状の鋼板を十字形に重ねて構成する．また，ダンパー上下端は円形のプレートを介して免震層に接続する．曲げ鋼板ダンパーは加工性・繰返し変形性能にすぐれるという特徴を有する．平成30年度の研究成果を以下に述べる．
1.曲げ鋼板ダンパーの繰返し変形性能を把握するため，鋼板形状を主変数とする繰返し水平加力実験を実施した．実験結果から，初期剛性・降伏耐力・繰返し変形性能などダンパーの力学性状に及ぼす鋼板形状の影響を把握した．また，鋼板の伸びやすさを表す指標と，繰返し変形性能には相関が見られた．このことから，ダンパーの繰返し変形性能を向上する知見を得た．
2.曲げ鋼板ダンパーの力学性状に及ぼす水平2方向載荷の影響を検討するために，水平2方向載荷を想定した有限要素解析を実施した．曲げ鋼板ダンパーは面方向の剛性が高い鋼板から構成されるため，捩れ変形が生じにくく，塑性歪が鋼板全体に分布することが確認された．このことから，曲げ鋼板ダンパーは捩れ変形の悪影響をうけにくいと予想される．
3.上記1.で得られたダンパーの復元力特性・繰返し変形性能を用いて，曲げ鋼板ダンパーを適用した5層骨組規模の免震建物に対して地震応答解析を実施した．ダンパーを適量配置することで，免震層の応答変位・応答加速度が低減され，ダンパーの累積損傷度も十分小さいことを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在まで繰返し水平加力実験・有限要素解析を実施して，曲げ鋼板ダンパーの繰返し変形性能に及ぼす鋼板形状の影響を把握した．また，水平2方向の変形を想定して，捩れ変形が塑性歪に及ぼす影響が少ないことを明らかにした．さらに，地震応答解析を実施して，ダンパーを適量配置することで，免震層の応答変位・応答加速度が低減され，ダンパーの累積損傷度も十分小さいことを確認した．以上の成果には令和元年度に実施を計画していた内容が含まれる．よって，達成度は当初の計画以上に進展していると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の研究成果から，以下のような新しい研究課題が明らかとなった．
1.昨年度実施した実験より，ダンパーの繰返し変形性能を向上する知見を得た．このことから，新しいダンパー形状に対して水平加力実験を実施し，その繰返し変形性能を検証する．具体的には，鋼種，ダンパー形状，載荷振幅，載荷方向を実験変数とする予定である．また，実験で検討できなったダンパー形状に対しても，有限要素解析を用いてその力学性状を検討する．
2.上記1.などで検討したダンパー形状の復元力特性をモデル化して地震応答解析を実施する．昨年度の解析結果と比較検討することで，ダンパー形状が地震応答性状に及ぼす影響を検討する．
3.曲げ鋼板ダンパーは大変形時に耐力が上昇する．このことから，免震層の過剰な変形を抑制することが期待される．この効果を検証するため，大変形時の復元力特性を明らかにする．
4.免震層は水平2方向に変形することから，免震部材には捩れ変形が加わることになる．しかし，曲げ鋼板ダンパーは捩れ変形が生じにくいという特徴を有するため，捩れ変形が繰返し変形性能に及ぼす影響は少ないと予想される．今後の研究では，昨年度検討した変数に加え，より幅広い変数（ダンパー形状や載荷履歴など）を検討する．
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Research Products
(12 results)
