日本建築学会大会学術講演梗概集 （近畿） 2014 年 9 月 21426 レンズ形状を有するせん断パネルダンパーの開発 その５ ランダム波形による構造性能確認実験 制震 履歴型 低降伏点鋼 せん断パネル 正会員 同 同 ○山﨑 信宏* 久保田雅春** 阿部 隆英** 正会員 同 同 石山 名取 三塩 昌幸* 祥一** 洋一*** レンズ型ダンパー 性能確認 １． はじめに 筆者らが提案する低降伏点鋼を用いたレンズ型せん断 せん断パネルの劣化損傷度を確認するため，せん断パネ パネルダンパー（以下，LSPD，図 1 参照）は，地震時な た。なお，本報で示す「回」は，観測地点における地震 どに水平力を負担する鋼材履歴型ダンパーである。この 波 1 波形，すなわち当該地震 1 回分と定義する。 LSPD は，伸び性能およびひずみ硬化の大きい低降伏点鋼 （LY100，LY225）の材料効果およびレンズの形状効果を ４． 実験結果 各実験により得た平均せん断ひずみの時刻歴を図 3∼図 利用することにより，繰返し変形性能を高めたダンパー 5 に示す。図中には，試験機入力変位も示しており，いず であり，溶接を必要としないシンプルな構造である。 れの試験も両者は良く一致している。このことから，試 前報までに，LSPD の概要 1) や構造性能確認実験 2) ，実 3) 験結果に基づき設定した設計モデルと劣化損傷度評価 を ルにき裂が生じるまで，同じランダム波形を繰返し与え 験機および試験体は，忠実に応答していると判断できる。 各実験において，き裂の発生までに繰返し入力したラ 示した。本報では，ランダム波形による性能確認実験に ンダム波形の数は，JR 鷹取 NS で 5 回，JR 鷹取 EW と大 ついて述べる。 阪ガス N27W では 6 回であった。この結果は，既報 5)に示 ２． 試験体（レンズ型せん断パネル） 試験体は，既報 1)の形状に準じ，LY100 type12-6 とした す劣化損傷度曲線に基づき算出した，き裂予測値に概ね （図 2 参照）。 一致する。 次に，平均せん断応力度と平均せん断ひずみとの関係 ３． 構造性能確認実験 ランダム波形による構造性能確認実験は，二軸試験機 を図 6∼図 11 に示す。ここで示す平均せん断応力度とは， 面板に取付けられたせん断パネル固定部材のボルト孔と しており，図 9∼図 11 は，き裂の発生が確認された加力 レンズ型せん断パネルの上下部に設けられたボルト孔に 時の履歴曲線を示している。 実験により得た荷重をレンズ型せん断パネル中央部断面 （鉛直 2MN，水平 1MN，日本鋳造(株)所有）にて行った。 積で除した値である。図 6∼図 8 は，各実験において，繰 レンズ型せん断パネルの試験機への取付けは，試験機 返し入力したランダム波形のうち 1 回目の履歴曲線を示 高力ボルトを用いて締付けており，せん断パネルの固定 部材は，ボルトにより試験機上下面板に連結されている。 実験は，その状態で，鉛直変位を固定し，変位制御によ る水平方向への繰返し加力実験とした。 実験条件の一覧を表 1 に示す。試験機に入力する変位 は，図 3∼図 5 に示すランダム波形とした。ランダム波形 は，道路橋示方書・同解説 4)に示される標準地震波を使用 し，ある橋梁モデルを想定して動的解析を行った結果， LSPD に生じた応答変位である。なお，標準地震波には， JR 西日本鷹取駅構内地盤上 NS 成分（以下，JR 鷹取 NS）， 図 2 試験体の形状 図 1 LSPD JR 西日本鷹取駅構内地盤上 EW 成分（以下，JR 鷹取 EW）および大阪ガス葺合供給所構内地盤上 N27W 成分 （以下，大阪ガス N27W）の 3 波形を用いた。 表 1 実験条件の一覧 条 件 標準地震波 (観測地点) 平均せん断ひずみとは，レンズ型せん断パネルに生じる 1 水平変位をせん断パネルの有効高さ h で除した値である。 また，いずれの実験とも，ランダム波形によるレンズ型 最大変位は，変位漸増繰返し加 力実験結果 2) より， 35mm（平均せん断ひずみ 22.4％）程度とした。ここで， 平均せん断ひずみ(%) 最大速度 最大値 最小値 (mm/sec) JR 鷹取 NS 21.5 -16.8 166.7 2 JR 鷹取 EW 14.7 -18.8 178.7 3 大阪ｶﾞｽ N27W 9.5 -21.0 171.7 Study on the shear panel damper in the shape of concave type lens for seismic response control structure. Part5:Random Loading Test of Lens Type Shear Panel Damper ― 851 ― YAMAZAKI Nobuhiro, ISHIYAMA Masayuki, KUBOTA Masaharu, NATORI Shouichi, ABE Takahide and MISHIO Youichi 硬化の影響により大きくなった。 その結果，いずれの実験とも，繰返し入力したランダ ム波形 1 回目，実験開始直後において，若干平均せん断 ・いずれの実験でも，平均せん断応力度の最大値は， 200N/mm2 程度であった。 応力度は低い傾向を示したが，平均せん断ひずみの増加 に伴い，ひずみ硬化の影響によって，平均せん断応力度 ・加力中にレンズ型せん断パネルに，き裂が生じても， 急激な平均せん断応力度の低下は認められなかった。 は大きくなる傾向を示した．平均せん断応力度の最大値 は，いずれの実験においても 200N/mm2 程度を示した。 【参考文献】 各実験でのき裂発生回の履歴曲線を見てみると，加力 1) 名取，久保田，三塩，尻無濱，石山，山﨑：レンズ形 の途中でレンズ型せん断パネルにき裂を生じても，急激 状を有するせん断パネルダンパーの開発，その 1，日本 な平均せん断応力度の低下は認められなかった。 建築学会大会学術講演梗概集（北海道），2013.8 き裂の発生は，いずれの試験においても，フィレット 2) 山﨑，石山，久保田，名取，三塩，尻無濱：レンズ形 2) 部であり，既報 に示した変位漸増繰返し加力実験，変位 状を有するせん断パネルダンパーの開発，その 2，日本 一定繰返し加力実験での終了時と同様であった。 建築学会大会学術講演梗概集（北海道），2013.8 3) 三塩，尻無濱，久保田，阿部，石山，山﨑：レンズ形 ５． まとめ 本実験により得た結果を以下に示す。 状を有するせん断パネルダンパーの開発，その 4，日本 ・レンズ型せん断パネルに，き裂が生じるまで繰返し たランダム波形の数は 5∼6 回であり，劣化損傷度曲 建築学会大会学術講演梗概集（北海道），2013.8 4) （社）日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設 線より求めた，き裂予測値に概ね一致した。 計編，平成 14 年 3 月 ・本実験での平均せん断応力度は，繰返し入力したラ 5) 石山，山﨑，久保田，名取，阿部，三塩：レンズ形状 ンダム波形 1 回目の実験開始直後において，低い傾向 を有するせん断パネルダンパーの開発，その 6，日本建 を示したが，平均せん断ひずみの増加に伴い，ひずみ 築学会大会学術講演梗概集（近畿），2014.9（投稿中） 図 3 JR 鷹取 NS の波形 図 6 JR 鷹取 NS 1 回目 図9 * ** *** JR 鷹取 NS 5 回目 日本鋳造株式会社 飛島建設株式会社 鉄建建設株式会社 図 4 JR 鷹取 EW の波形 図 5 大阪ガス N27W の波形 図 7 JR 鷹取 EW 1 回目 図 8 大阪ガス N27W 1 回目 図 10 エンジニアリング事業部 建設事業本部 建築本部 JR 鷹取 EW 6 回目 * ** *** ― 852 ― 図 11 大阪ガス N27W 6 回目 Engineering Division, NIPPON CHUZO Construction Division, TOBISHIMA CORPORATION Architectural Division, TEKKEN CORPORATION
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