エネルギー吸収型空間構造物の設計法に関する研究

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本研究の目的は,耐震設計上の要求性能を満足させながら経済性の高い空間構造物の耐震設計法を提案することである。過大地震入力に対して下部構造や支承部で積極的にエネルギー吸収することにより上部構造への地震入力を低減させるような空間構造物を「エネルギー吸収型空間構造物」と呼び,その実現可能性を示すとともにその設計法を提案する。本年度はエネルギー吸収型空間構造物の簡易的な応答推定手法の提案とともに,耐震性能評価手法の提案を行った。対象構造物としては,昨年度に引き続き,中間層免震ドームや下部構造に制振ブレースを有する単層ラチスドームである。具体的な応答推定手法としては,(1)等価線形化手法と応答スペクトルを用いたモード解析からドームの最大応答値や地震荷重を推定する手法と(2)プッシュオーバー解析に基づく応答推定手法である。これらの手法は精度よく下部構造エネルギー吸収型空間構造物の応答推定を行うことが可能であることを示した。さらに,この手法をもとに,設計に必要な地震荷重の設定法の提案を行い,妥当性の検討をおこなった。また,本年度は,ドーム形状に加え,小中学校の体育館で多く使用される矩形の体育館(主に骨組膜構造)に制振・免震装置を導入した場合の応答低減効果やプッシュオーバー解析に基づく応答推定法を提案している。また,空間構造物以外の構造形式(通信鉄塔の耐震補強,鋼製クーリングタワーの耐震設計)について,本研究で提案しているエネルギー吸収型構造型の耐震設計(耐震補強)が可能かどうかを検討するとともに,制振部材の導入位置や導入した場合の地震応答性状の分析も行っている。これらの成果は国際シェル空間構造学会(IASS)の国際会議で発表するとともに,国内の学術雑誌に投稿した。