Challenges for Resilient Design of Super High-Rise Buildings Toward a Sustainable Society

面向可持续社会的超高层建筑弹性设计面临的挑战

基本信息

批准号：
22KJ0266
负责人：
福田伊織
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，漸増捩れ倒壊のメカニズムを解明するという目的に沿って，梁や柱がバランスよく配置された「きわめて捩れにくい建築物」の簡易モデルに，基準化された観測地震動を入力する数値解析を行った．その結果，次の2つのことが新たに確認された．(1) 地震動入力に代表される動的載荷を与える場合でも，条件が揃えば簡易モデルに漸増捩れ倒壊が生じる．漸増捩れ倒壊は未だ存在が広く知られていない状況にある．そのため現段階では，きわめて捩れにくいはずの建築物でも実際には捩れる可能性があるという証拠を多数収集し，広く構造技術者に示すことが重要である．なお，この挙動の理論的検討を行った研究では，漸増捩れ倒壊が塑性分岐座屈であることが示されている．この数値解析結果がその論理を裏付けるものであるかを検討していくことも今後必要である．(2) 動的載荷に特有の要素，並びに3次元モデルを利用することで初めて考慮できる要素の中には，簡易モデルの捩れ挙動に影響を与えるものがある．本研究では，モデルの慣性モーメントの大小が捩れ変形の発生，累積，発散に影響を及ぼすことが確認された．なお，現行の耐震基準では，3次元モデルで構造解析を行うことはもとより，その解析に動的解析を含めることも必須ではないため，これらの要素が考慮されていないこともある．したがって，将来的に慣性モーメント以外の要素についても捩れに与える影響がより明確になれば状況が変化し，我が国の今後の耐震基準の改正につながる可能性がある．

在今年，为了阐明增加扭转崩溃的机制，我们进行了数值分析，以将标准化的观察地震运动输入到“非常坚硬的扭转建筑物”的简单模型中，其中梁和柱以平衡的方式排列。结果，已经确认了两个新发现：（1）即使在诸如地震运动输入之类的动态载荷（如果满足条件下）时，简单模型也会逐渐崩溃。逐渐增加的扭曲崩溃的存在仍然未被认可。因此，在此阶段，重要的是要收集大量证据表明，即使应该极难扭曲的建筑物实际上也可以扭曲，并向结构工程师广泛地展示它们。此外，对这种行为进行理论检查的研究表明，逐渐扭转崩溃是塑料分支的屈曲。还必须考虑此数值分析结果是否支持此逻辑。（2）某些因动态加载独有的因素，而只能通过使用三维模型来考虑的因素会影响简单模型的扭转行为。这项研究证实，模型中惯性矩的大小会影响扭转变形的发生，累积和差异。此外，在当前的地震标准下，不仅使用三维模型进行结构分析，而且在分析中也不需要动态分析，因此不考虑这些因素。因此，如果以外的惯性时刻对扭曲的影响的影响在将来变得更加清晰，那么情况可能会发生变化，从而导致对日本地震抵抗标准的未来修订。