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J-GLOBAL ID：201802249432486436   整理番号：18A1758485

繰り返し加力を受ける鉛プラグ入り積層ゴム支承の降伏荷重評価法に関する研究

A NEW EVALUATION METHOD FOR YIELDING FORCE OF LEAD RUBBER BEARINGS UNDER CYCLIC LOADING

著者 (5件)： 和氣知貴 (オイレス工業(株)免制震事業部開発部) ,  菊地優 (北海道大学大学院工学研究院) ,  石井建 (北海道大学大学院工学研究院) ,  黒嶋洋平 (北海道大学大学院工学院) ,  仲村崇仁 (オイレス工業(株)免制震事業部開発部)
資料名： 日本建築学会構造系論文集  (Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ))
巻： 83  号： 750  ページ： 1105-1115(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： F0393B  ISSN： 1340-4202  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 長周期特性と強震動を伴う継続時間の長い地震が,2003年十勝沖地震と2011年東北地震で観測された。以前の研究では,免震建物が,地震の周期特性が免震構造の固有周期に近い地震を受ける可能性があることに言及した。鉛ゴム支承(LRB)の強度は,それらによる地震エネルギーの吸収によって引き起こされる「鉛プラグ加熱」によって低下する可能性がある。従って,そのような地震に対処できる免震建物を設計するために,LRBの降伏力の様々な依存性を特徴付けることが重要である。本研究の目的は,地震時のLRBの降伏力の劣化に関するこの問題を明確にし,繰返し載荷試験におけるLRBの降伏力を評価する方法を提案することである。著者らは,LRBの降伏力に影響を及ぼす因子が,ゴム支承(RB)のインタセプト力,LRBの変形速度,および鉛プラグの温度であると考える。本論文では,LRBの降伏力を,RBのインタセプト力と鉛プラグの降伏力の和として定義した(図1,Eq(1))。最初に,剪断歪,剪断歪速度,および環境温度に対する依存性試験を,RB試験体について実施した(表2,3)。RB試験から,RBのインタセプト応力のための評価式を,高精度のEq.(5)として記述した(図6,8,9)。次に,RB試験と同様に,LRB試験体に対する様々な依存性の試験を行った。鉛プラグの降伏力を,Eq.(1)で用いた同じ条件下でRBとLRB試験の結果から計算した。上記の試験から,剪断歪速度の分類ごとに検討したとき,鉛プラグの降伏応力と温度の間に密接な相関があることが明らかになった。鉛プラグの降伏応力の評価式を,-25°C~300°Cの範囲でEq.(6)として高精度で記述した(図17)。提案した式(Eq.(1),(5),および(6))は,温度上昇に関する降伏応力の減少が以前の研究より少なかった(図20)。LRBの降伏応力と温度との関係に関する以前の評価式を,実験データを欠く外挿の高温範囲で記述した。したがって,以前の研究から得られた方程式は,鉛プラグの温度が以前に実験で確認した温度以上に上昇した場合に不正確であるかもしれない。提案した式の妥当性を確認するため,縮尺から実物大までの種々のサイズのLRBに対して動的載荷試験を実施した。その後,実験結果を,提案した式を含む熱-力学相互作用解析から得たデータと比較した。熱拡散を考慮するため,2種類の解析方法,すなわち,定フラックス解法(CFS)と有限差分法(FDM)を使用した(図21)。上記の試験から,熱-力学相互作用解析に適用した提案式が,繰返し荷重におけるLRBの力学的挙動と温度変化を正確に予測できることを確認した(図23~25)。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *免震装置 ,  積層ゴム ,  鉛 ,  *免震構造 ,  建築物 ,  終局荷重 ,  長周期地震動 ,  継続時間 ,  地震エネルギー ,  繰返し試験 ,  載荷試験 ,  繰返し荷重 ,  温度依存性 ,  剪断歪 ,  降伏応力 ,  動荷重 ,  差分法 ,  *耐震設計
準シソーラス用語： *鉛プラグ入り積層ゴム支承 ,  繰返し載荷試験 ,  動的載荷試験 ,  免震建物

著者キーワード (12件)： 免震 ,  鉛フによる鉛フ 鉛フ ,  熱力による熱力 ,  鉛降 ,  動的による動的 ,  ひす ひす ,  免震 ,  鉛ゴム軸受 ,  熱力学相互作用挙動解析 ,  鉛プラグの降伏応力 ,  動的および繰返し載荷試験 ,  歪速度依存性

分類 (2件)： 建築物の耐震,免震,制震,防振  (RB01035P) ,  構造設計一般  (RA04010E)

引用文献 (17件)：

• 1) HASEGAWA, O. et al. : Characteristics of Lead Rubber Bearing by Temperature, Summaries of Technical Papers of Annual Meeting, Architectural Institute of Japan, Structures-II, pp. 511-512, 1997.9 (in Japanese)
  長谷川治, 下田郁夫, 池永雅良 : LRBの温度特性, 日本建築学会大会学術講演梗概集, B-II, pp. 511-512, 1997.9
• 2) ITO, A. et al. : An Experimental Study on The Evaluation of the Various Dependability Based on a Dynamic Under Low Temperature Performance Test of Lead Rubber Bearing, AIJ Journal of Technology and Design, No. 11, pp. 37-42, 2000.12 (in Japanese)
• 3) OOTORI, Y. et al. : Effect of loading rate on mechanical properties of lead rubber bearing, Journal of Structural Engineering, Vol. 40B, pp. 167-175, 1994.3
• 4) HITOMI, Y. et al. : Characteristic of velocity and repetition for LRB, Summaries of Technical Papers of Annual Meeting, Architectural Institute of Japan, Structures-II, pp. 543-544, 1998.9 (in Japanese)
  人見泰義, 加治木茂明, 荒井芳和:鉛プラグ入り積層ゴムの速度依存性と繰り返し依存性, 日本建築学会大会学術講演梗概集, B-II, pp. 543-544, 1998.9
• 5) TAKENAKA, Y. et al. : Experimental Study on Heat-Mechanics Interaction Behavior of Laminated Rubber Bearings, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ), Vol. 74, No. 646, pp. 2245-2253, 2009.12 (in Japanese)

タイトルに関連する用語 (4件)： 鉛プラグ入り積層ゴム支承 ,  降伏荷重 ,  評価法 ,  研究