底面滑動を利用する基礎構造による建築物の耐震性能向上と評価

利用底部滑动的基础结构改善和评估建筑物的抗震性能

• 批准号: 17F17077
• 负责人: 長江 拓也
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-07-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17077/
• 关键词: 建物; 骨組; 非構造部材; 基礎; 滑り; 摩擦; 損傷; 振動台実験

大地震時の建物耐震性について，現行設計基準では骨組の粘りに期待して安全性を確保する。一方，1995年の兵庫県南部地震，2011年のトルコ東部Van地震では，a) そのとき生じる骨組の塑性変形によって骨組に損傷と強度劣化が生じる被害，b) 骨組変形を受ける非構造材，機器類が損傷し，機能損失，補修負担が生じる被害，等により，比較的新しい建物も解体，撤去される問題が指摘された。本研究では，建物の基礎を通常の固定条件とせず，大地震時には数センチから十数センチ程度滑る条件とし，上部構造への入力を減らすことにより，建物の機能維持性，補修性等の観点からレジリエンス限界を大幅に向上させる新構法の実現に取り組んだ。特に具体的な目標として，1) 滑り基礎の実用化に向けた摩擦実験の実施とデータ蓄積，2) 実規模骨組実験データに基づく地震応答評価精度の向上，3) 基礎に採用する鋼・鋳鉄支承の動摩擦特性の数値モデル化，4) 非構造部材の損傷評価，5) 建物としての包括的性能評価手法の提示，を設定した。平成29度には，振動台を用いた摩擦実験によりモルタル基礎と鋳鉄支承に関する実験データを取得した。また，既存の骨組実験データを使用して，繰り返し地震入力によって生じる強度劣化を含む弾塑性応答性状の再現解析を実施した。平成30年には，地盤上に建つ実物の3層住宅建物に対する実験プロジェクトに参画した。主担当として，基礎すべりがもたらす建物への入力低減効果を分析したが，基礎のロッキング回転による入力低減効果も同様に認められた。これを受け，基礎すべりと基礎ロッキング回転が同時に出現する地震応答問題を評価する解析モデルの構築に取り組んだ。並行して，（基礎付近の）地中配管設備系の損傷評価に関する実験資料を収集，整理した。さらに，日本とトルコの耐震設計比較を実施することで，トルコへの技術展開の可能性を考察した。

目前的设计标准依赖于框架的韧性来确保发生大地震时的建筑安全。另一方面，1995 年兵库县南部地震和 2011 年土耳其东部范地震造成的损坏包括：​​a) 由于框架塑性变形而导致框架损坏和强度下降；b) 受地震影响的非结构材料和设备。有人指出，由于建筑物损坏、功能丧失和维修负担，即使是相对较新的建筑物也正在被拆除和拆除。在这项研究中，建筑物的地基通常不固定，而是在大地震时滑动几厘米至十几厘米，通过减少上部结构的输入，提高建筑物的功能维护和可修复性从那时起，我们致力于实现一种显着提高弹性极限的新施工方法。具体目标包括1）为滑动基础的实际应用进行摩擦实验并积累数据，2）提高基于全尺寸框架实验数据的地震响应评估的准确性，3）提高所用钢材和铸铁的质量建立了以下任务：轴承动摩擦特性的数值模拟，4）非结构构件的损伤评估，以及5）提出建筑物的综合性能评估方法。 2017年，我们通过振动台进行摩擦实验，获得了砂浆基础和铸铁轴承的实验数据。此外，利用现有的框架实验数据，我们对弹塑性响应特性进行了再现分析，包括重复地震输入引起的强度劣化。 2018年，我们参与了一个实验项目，涉及一座在地面上建造的实际三层住宅楼。作为主要负责人，我分析了由于基础滑移而减少建筑物输入的效果，并且同样认识到由于基础摇摆旋转而减少输入的效果。针对这一问题，我们致力于建立一个分析模型来评估地基滑移和地基摇摆旋转同时发生的地震响应问题。同时，收集整理了地下管道设施（近地基）损伤评估相关的实验数据。此外，通过比较日本和土耳其的抗震设计，我们考虑了将该技术应用于土耳其的可能性。

项目成果

Performance Assessment of a Four-Story RC Structure Through Full-Scale Tests and Numerical Analysis

通过全面测试和数值分析对四层 RC 结构进行性能评估

• 发表时间: 2018
• 作者: Cem Yenidogan;Ryo Yokoyama;Takuya Nagae;Koichi Kajiwara;Luis Ibarra
• 通讯作者: Luis Ibarra

Shake table test of a full-scale four-story reinforced concrete structure and numerical representation of overall response with modified IMK model

• DOI: 10.1007/s10518-017-0261-0
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: Bulletin of Earthquake Engineering
• 影响因子: 4.6
• 作者: C. Yenidogan;Ryosuke Yokoyama;T. Nagae;Ken Tahara;Y. Tosauchi;K. Kajiwara;W. Ghannoum