制振ダンパーを組み込んだ鋼構造骨組の耐震性能に関する研究

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昨年までに、損傷制御構造の制振部材として用いられる座屈拘束ブレースを対象とした振動台実験および、部材実験を行ってきた。本年度は、数値解析手法を用いて、今まで得られた振動台実験結果と部材実験結果を元にして、骨組に組み込まれた座屈拘束ブレースの力学特性の評価を行った。座屈拘束ブレースは、,骨組に組み込まれることによって、変形時に曲げ変形が加わり、芯材端部に大きな応力が発生する。そのため、既往の部材実験に比べ、現実的な状況下においては性能が低減すると考えられた。現在、建築物の設計における座屈拘束ブレースの性能の低減は考慮されておらず、性能の低減を定量的に評価することが重要である。振動台実験は、実構造物と同じオーダーの固有周期をもつ実験システムで加振を行っており、動的荷重であるのに対し、部材実験では載加速度を十分に遅くした準静的載加とした。これは、既往の実験結果に準静的載加が多いことに対応させている。本研究での各種実験手法で得られた結果を履歴吸収エネルギーと累積変形量に着目し評価を行った。履歴吸収エネルギーと累積変形量ともに、動的荷重を経験する振動台実験での結果の値が大きくなった。これらの値が大きくなる原因としては、載加速度が速い場合は、座屈拘束ブレースによって吸収されるエネルギーの一部は熱に変わり、その影響によりエネルギー吸収能力が大きくなったと考えられる。座屈拘束ブレースは、骨組に組み込まれることによって芯材端部に応力が生じ、性能が低減することを認知する必要があるが、動的載加によって性能が良くなることは建築構造物の安全性に対し有効に機能する。