2021 Fiscal Year Annual Research Report
Application of Metabolism Structure to be able to Upgrade Structural Performance under Service Continuity
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21H04574
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高橋 良和 京都大学, 工学研究科, 教授 (10283623)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋山 充良 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00302191)
聲高 裕治 京都大学, 工学研究科, 教授 (80343234)
北根 安雄 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10444415)
山本 貴士 京都大学, 経営管理研究部, 教授 (70335199)
石川 敏之 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (00423202)
倉田 真宏 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70624592)
植村 佳大 京都大学, 工学研究科, 助教 (80882133)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | メタボリズム / 耐震 / 柱 / ハイブリッドシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メタボリズム構造の高度化に向け，永続部にメナーゼヒンジを、可換部にRC部材を採用したメタボリズム柱構造を対象に、正負交番実験ならびに可換部取替実験を実施した。永続部のメナーゼヒンジをスパイラル筋により保護し、軸剛性を向上させたことにより、可換部取替後の柱の耐震性能の低下を抑制できることを示した。また、実験結果を踏まえ、メタボリズム柱構造の永続部・可換部の要求性能を整理した。特に永続部に対し、軸剛性・せん断抵抗力・復元力・セルフセンタリング機構に着目して整理した。
土木学会・ASCEの社会基盤レジリエンスフレームワークを参照し，構造性能を変化できることを前提とした将来の要求性能の予測とその持続可能性評価を行うための課題について検討した。構造技術者と計画技術者が協働するためには、性能と機能、サービス水準をキーワードとして、定量的指標である構造性能水準とサービス水準を結びつける試みが重要であり、鉄道ラーメン高架橋を題材にその方法論について検討した。
大型実験模型を用いた構造システムの地震時性能を検証するための実時間ハイブリッドシミュレーション(RTHS)法の検討を行った。2010年以降の論文よりRHTSの適用事例を整理した。RHTSの更なる高度化・一般化を図るためにも多様な提案が重要であることから、高速にデータを共有するためのリフレクティブメモリGE5565を利用してOpenFrescoを拡張したRHTSシステムを構築し、動的実験による誤差となる治具慣性力を除去することにより、正確な地震応答をシミュレーションできることを検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度は鋼構造への適用も検討する予定であったが、RC構造の過去の実験で得られた課題を解決すること、また今後の地震時応答を把握するためのリアルタイムハイブリッドシミュレーションの検討を優先させた。ただし、2022年度に鋼構造への適用検討を実施することにしており、進捗状況については概ね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
RC構造への適用における課題をほぼ解決できたことから、今後は鋼構造への適用検討に重点を置く。また持続可能な社会の実現に資する構造性能の可換性、メタボリズム性能のための指標の調査、提案を試みる。
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