振動形態変化方式の超高耐震構造に関する研究

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24360229
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 田村 和夫 千葉工業大学, 工学部, 教授 (50416822)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 磯田 和彦 清水建設技術研究所, 技術展開プロジェクト, 研究員 (90416800) ; 福喜多 輝 清水建設技術研究所, 安全安心技術センター, 研究員 (20426589)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 大入力 / 耐震 / 免震 / 制震 / 地震応答解析

Research Abstract

極大地震時に振動形態が変化する建築構造の基本モデルとして、免震構造モデルと制震構造モデルの2つをとりあげて検討した。免震構造モデルとしては、極大地震動入力時に建物の端部に浮き上がりを生じる免震構造であり、多層の建物モデルを用いて地震応答解析を行い、極大地震動入力時の建物の応答特性を検討した。この結果、マクロ的にはエネルギー的に浮き上がり挙動の効果が評価できた。また極大入力時に建物端部が浮き上がることで、免震層の変位が抑えられたが、浮き上がり後の着座時に衝撃力による加速度増大の影響が見られ、この緩和策について引き続き検討している。制震構造モデルとしては、極大地震動入力時に重要な役割を担う各種の連層耐震要素の活用法について、上記と同様に地震応答解析により検討した。この結果、連層耐震要素の剛性や脚部の固定方法が地震応答に与える影響が確認できた。引き続き、連層耐震要素と一般骨組部とを連結する部分の力学特性が、骨組全体としての耐震性向上に及ぼす影響について検討している。以上の検討により提案構造方式のコンセプトの実現可能性を確認した上で、この構造コンセプト活用してメリットの得られる建築構造物の具体的な設計検討を進める予定である。
また上記検討結果を踏まえて、構造原理を確認するための小型模型振動実験を計画し、模型試験体を制作した。模型はステンレス鋼材を用い、免震構造用の3層モデル試験体、制震構造用の4層モデル試験体を各2体分ずつ(計4体分)の部品を設計し、制作した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

基本的な地震応答特性の検討が進められた。実建物への適用イメージの見通しもほぼ得られており、引き続き検討している。模型試験体モデルの設計と制作がほぼ終わり、次年度に、より具体的な検討のステップに進むことが可能となった。

Strategy for Future Research Activity

前年度の検討内容の吟味を踏まえて、模型振動実験を実施しそのシミュレーションを行う。また実建物の定量的な検討を進め、具体的に必要な構造実験の計画を絞り込む。実用性の高い使用形態を絞り込むことが課題であり、設計的な知見を入れた検討を進める。