Application of Metabolism Structure to be able to Upgrade Structural Performance under Service Continuity

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地震後復旧時に残留変位がゼロに戻る復旧時セルフセンタリング機能を実現させることを目的として，メタボリズム柱構造の永続部の構造について2種類検討した。まず鋼製橋脚を対象に，鋼管拘束コンクリートヒンジを用いた構造を検討した。直径が異なる2種類の永続部を有する実験供試体を製作し，正負交番載荷実験および軸力支持下での可換部取替え実験を実施し，その性能を検討した。その結果，提案構造では，永続部の存在により可換部座屈後の柱の軸沈下が抑制されることで，座屈発生後においても可換部が引張力を発揮することが可能となり，柱の荷重低下抑制につながることがわかった．また，塑性化した可換部を撤去していく中で，鋼管拘束コンクリートヒンジによる復旧時セルフセンタリング機能が発揮されることを確認した。この鋼管拘束コンクリートヒンジは，大断面の面接触によるセルフセンタリング機能を期待するものであるが，道路橋などのＲＣ橋脚は一般に大断面であるため，コンクリートヒンジも大きな断面が必要となり，構造として非効率となる課題がある。そこで，大断面ＲＣ柱への復旧時セルフセンタリング機能の付与を可能とする，4本の鋼管拘束コンクリートヒンジからなるラーメン構造による立体フレームコアを開発した。この立体フレームコアを永続部に，ＲＣ部材を可換部に用いたメタボリズムＲＣ柱構造に対する正負交番載荷実験及び可換部撤去実験を行った結果，復旧時にセルフセンタリング機能を発揮する理想的な挙動を示すことが確認された。さらに，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法の検討を行った。研究代表者らが開発したOpenFrescoを拡張し，リアルタイムシミュレータおよび試験機制御装置をリフレクティブメモリにより高速に通信できる環境を整備し，その通信プロトコルを設計した。