極限外乱理論を用いた不確定長周期地震動下の超高層免震建物の耐震安全性の解明

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本研究では、設計用地震動に対する免震建物の転倒モーメントの評価法と積層ゴムの変形評価法、及びその他の限界評価法(免震層の水平変形と常時圧縮応力に関する限界)を用いて、平面形状が与えられた免震建物の設計用地震動に対する限界アスペクト比を求める方法を展開した。本年度においては、現有の1軸振動台を用いて、粘性ダンパーおよび履歴ダンパーを有する免震建物模型の振動実験を行い、ダンパー特性が免震建物の応答特性に及ぼす影響について詳細な検討を行った。具体的には、摩擦の小さいレールとつる巻きばねで構成した免震層に,ピストン型の粘性ダンパーと,低降伏点鋼の曲げを利用する履歴ダンパーを設置した免震建物の縮小模型による簡易的な実験方法を提案した.履歴ダンパーと粘性ダンパーを用いた縮小模型の応答比較より,両ダンパーの消費エネルギーがほぼ同等となる条件下では,履歴ダンパーを用いた場合に最大の免震層変位は小さくなるが加速度が大きくなり,履歴ダンパーを設置した時の方が,積層ゴムの浮き上がりに関して不利となることを明らかにした.また、ダンパーにより付加される1次減衰定数が同じであれば,粘性ダンパーを設置した時と比べて履歴ダンパーを設置した時の方が免震層の水平変位より決まる限界アスペクト比は大きく,積層ゴムの引張応力より決まる限界アスペクト比は小さくなることを示した.さらに、真の限界アスペクト比は引張応力で決まるため,履歴ダンパーを設置した時の方が粘性ダンパーを設置した時よりも限界アスペクト比が小さく,不利となることを明らかにした.