Seismic performance and design methodology of steel structures with LVEM-isolated floor

点击翻译按钮获取中文摘要

高層建物等に数多く用いられている制振ダンパーは，ダンパーの大きさのせいで，建物内部の空間を遮断したり，建物内部に特別な空間を設けたりする必要がある。これに対して研究代表者らは，鉄骨構造の梁の上に積層型の粘弾性体を設置することで，梁と床スラブを分離した新しい床構造（制振床）を考案し，実用化に向けた研究・開発を行っている。制振床は，梁と床の間に5cm程度のスペースさえあれば設置可能で，上記の問題をクリアできるものである。制振床を対象としたこれまでの研究では，アクリル系粘弾性体を用いており，制振床による地震応答低減効果を振動台実験や数値解析によって確認してきたが，最適な粘弾性体の選定には至っていない。そこで本研究では，複数の粘弾性体の動的解析モデルを構築し，数値解析によってさまざまな粘弾性体を制振床に用いた場合の地震応答性状を確認することを目指す。令和２年度は，これまでに実施した実験に基づいて，過去の研究で提案されている動力学モデルの適用性を検討した。実験の観察から，面圧作用下では粘弾性体が貼り付けられていない部分にはらみだしが生じて粘弾性体の面積が増加することが明らかになった。これを考慮するため，面圧作用下での粘弾性体の圧縮変形から非圧縮性の仮定を適用して面積と厚さを求め，修正した面積と厚さを用いることで，面圧作用下での粘弾性体のせん断特性を既往の動力学モデルによって追跡可能であることを明らかにした。上記の知見をもとに，3層骨組に制振床を適用した場合の応答低減効果を時刻歴応答解析によって確認した。また，複素固有値解析結果に基づいてCQC法による応答スペクトル法を適用することで最大応答を予測する手法を構築した。本研究で提案する応答スペクトル法では，入力地震動の相対速度応答スペクトルを用いることで，擬似速度応答スペクトルを用いる場合よりも精度向上が図れることを明らかにした。