Seismic performance and design methodology of EDRCs under bidirectional earthquakes

双向地震下EDRC的抗震性能及设计方法

基本信息

批准号：
20F20344
负责人：
聲高裕治
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

[1] 繰返し載荷実験によるロッキングコラム柱脚の構造性能の確認ロッキングコラムダンパーとは，設計の想定を超える超巨大地震時に，建物の下層部に損傷が集中することを抑制し，建物が倒壊するまでの変形性能を大幅に向上させることができる制震装置である。本研究ではまず，ロッキングコラム用の柱脚として，回転剛性が小さく，エネルギー吸収性能を有し，さらに地震後に損傷した部位を容易に交換できること前提条件として，PC鋼棒を用いた鋼板降伏型の柱脚を新たに提案した。実験パラメータは，載荷方向（地震動の入力方向），鋼板の鋼種，柱軸力の有無である。合計９体の繰返し載荷実験を行い，柱脚の構造性能に及ぼす載荷方向の影響や鋼板損傷後の交換作業性を確認した。[2] ロッキングコラム柱脚の有限要素法解析の実施と単純化モデルの提案上記[1]の実験結果を追跡できる有限要素法解析モデルを構築した。その上で，設計で用いるための柱脚の回転剛性・降伏耐力・最大耐力の算定式を提案した。加えて，軸方向だけに自由度を有する複数のばねで構成される単純化モデルを構築し，その妥当性を実験結果や有限要素法解析結果との比較によって確認した。[3] ロッキングコラム柱脚を適用した鋼構造立体骨組の時刻歴応答解析の実施上記[2]で構築した単純化モデルを6層5×3スパンの立体骨組に適用することで，骨組の応答性状が従来の柱脚を適用した場合と比べてどのように変化するかを時刻歴応答解析によって明らかにした。

[1]通过重复的加载实验确认锁定柱基座的结构性性能是锁定柱阻尼器是一种地震控制装置，可以抑制极大的地震期间建筑物下部对建筑物下部的损害集中的集中度，超过预期的设计，并且可以极大地改善变形性能，直到建筑物崩溃。在这项研究中，我们首先使用PC钢杆提出了一个新的钢板产量类型柱底座，作为锁定柱底座的先决条件，用于旋转刚度低，能量吸收性能以及地震后易于更换损坏的零件。实验参数包括负载方向（地震运动的输入方向），钢型钢板类型以及是否有柱状力。总共反复加载了9个单位，并且加载方向对柱底座的结构性能的影响以及在损坏后替换钢板的能力。 [2]实施了锁定列库底座的有限元分析和简化模型的建议，我们构建了一个有限元分析模型，该模型可以跟踪上述[1]的实验结果。然后，我们提出了一个用于计算旋转刚度，屈服强度和最大柱碱基强度的公式。此外，仅构建了一个由轴向方向上具有自由度的多个弹簧组成的简化模型，并通过比较实验结果和有限元分析的结果来确认其有效性。 [3]用锁定柱基座的钢结构3D帧的时间历史响应分析的实现应用于上述[2]中构建的简化模型被应用于6层5x3-SPAN 3D帧，时间历史响应分析揭示了框架更改的响应特性与应用常规柱基座时的响应属性是如何变化的。