耐震設計における許容残留変形評価と高機能材料利用による残留変形低減

抗震设计中允许残余变形的评价及使用高性能材料减少残余变形

• 批准号: 06F06145
• 负责人: 中島 正愛
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06145/
• 关键词: 性能設計; 耐震設計; 高機能材料; 残留変形

性能の明示を謳う性能耐震設計では、代表性能指標としてもっぱら最大層間変形角を使っているが、扉の開閉傷害に起因する避難経路の遮断、構造躯体の修復性、内装材、外装材等非構造部材の補修性等、地震終了時に建物が被る残留変形(角)も無視しえない性能評価指標となる。本課題では、鋼構造建物は、(A)大地震下でどれぐらいの残留変形を被るのか、(B)どこまでの残留変形が許容できるか、(C)残留変形をどのように制御できるかを、明らかにすることを目的とし、特に、(A)残留変形の実態調査、(B)非構造部材の損傷同定、(C)残留変形制御機構の開発、に取り組む。本研究の二年度である今年度では、上記(A)〜(C)のうち下記を実施した。(A、B)残留変形の実態調査と許容残留変形:建築後約40年を経た5階建て建物の残留変形を、床の傾斜と柱の傾斜という指標から調べ、その平均値はいずれの傾斜も1/500以下にとどまっていることを明らかにした。また当該建物への居住者へのヒアリングから、1/500程度の傾斜は生活や仕事に影響がないことも判明した。さらに心理学分野への文献調査とヒアリング結果等も踏まえ、1/200が、心理面、機能面、安全面いずれにおいても許容しうる残留変形(傾斜)であることを突き止めた。(C)残留変形の制御:残留変形最小化システムとして、柱脚部に原点復帰性を持たせる機構を考案し、それによって得られる残留変形低減効果を数値解析から明らかにした。また柱脚部原点復帰性を実現する具体的方法として、形状記憶合金をテンドンとして利用する方法と、鋼とコンクリートの間の摩擦係数が大きいことを利用した無緊結柱脚を用いる方法を提案し、後者についてはその妥当性を一連の振動台実験から検証した。

在声称展示性能的性能抗震设计中，专门以层间最大变形角作为代表性能指标，但也包括因开门/关门损伤而造成的疏散通道阻塞、结构框架的可修复性、建筑物在地震后所遭受的残余变形（角部）是结构构件的可修复性等不可忽视的性能评价指标。在这个项目中，我们将研究（A）钢结构建筑在大地震下会承受多少残余变形，（B）可以承受多少残余变形，以及（C）特别是如何控制残余变形。 ，我们将重点关注（A）调查残余变形的实际状态，（B）识别非结构构件的损坏，以及（C）开发残余变形控制机制。今年，即本研究的第二年，我们实施了上述（A）至（C）的内容。 (A、B)残余变形及允许残余变形调查：利用楼板坡度和柱坡度指标，对一栋5层建筑建成后约40年的残余变形进行调查，并根据两者计算平均值斜率仍然低于 1/500。此外，对大楼居民的采访显示，约1/500的坡度不会影响他们的生活或工作。此外，根据心理学领域的文献研究和访谈结果，我们发现从心理、功能和安全角度来看，1/200是可接受的残余变形（倾斜）。 (C)残余变形的控制：作为残余变形最小化系统，我们设计了一种允许柱底座返回原点的机构，并通过数值分析阐明了该机构所获得的残余变形减少效果。此外，作为实现柱底座回原点性能的具体方法，我们提出了使用形状记忆合金作为筋的方法，以及使用利用大摩擦系数的无张力柱底座的方法。后者的有效性通过一系列振动台实验得到了验证。

项目成果

Shake Table Test to Evaluate the Dynamic Friction Coefficient Between a Steel Base Plate and Mortar Base

振动台试验评估钢基板与砂浆基层之间的动摩擦系数

• 发表时间: 2007
• 期刊: Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University, Annual Report No.50(In Press)
• 作者: McCormick;J.
• 通讯作者: J.

Collapse simulation of four-story steel moment frame by distributed online hybrid test Part.3 Collapse behavior under strong ground motion

分布式在线混合试验模拟四层钢框架倒塌第3部分：强地震动下的倒塌行为

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集 構造系
• 作者: Wang;T.;Yoshitake;N.;Murata;Y.;McCormick;J.;Nakashima;M.
• 通讯作者: M.

Seismic Response of Non-Structural Partition Walls and Hanging Ceiling Systems

非结构隔墙和吊顶系统的地震响应

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本建築学会大会学術講演梗概集 構造系
• 作者: McCormick;P.;Matsuoka;Y.;Suita;K.;Nakashima;M.
• 通讯作者: M.