主な研究領域
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地盤との相互作用を考慮した建築構造物の逆問題型設計法の開発 →トップへ
現在、建築構造物の設計において、地盤特性を考慮することは重要な課題となっています。 2000年に改訂された建築基準法でもそのことが要請されています。しかし、これまでは、「地盤特性の有する不確定性」や「地震動に関する情報の不足」等から、地盤の特性や地盤と構造物の相互作用効果を構造物の設計に直接反映させることが積極的におこなわれていません。
本研究では、設計者の経験と勘に基づき実施されていたこれまでの構造設計過程の数理化・論理化を図るために、目標応答性能から構造物の部材サイズ等を合理的に決定する「逆問題型設計法」を提案しています。
超高層建物の地震時応答解析用縮約モデルの開発とその制震ダンパー最適配置への応用 →トップへ
超高層建物は解析自由度が大きいため、その地震時応答解析を行うには多大な計算負荷がかかります。この問題を解決するために当研究室では、逆問題型設計法を有効利用した縮約モデルの提案を行っています。この縮約モデルを用いることにより、弾塑性時刻歴応答解析が容易に実行可能となり、制震ダンパーの最適配置に関する研究へと発展させることもできます。
上部構造物や基礎構造の力学特性（剛性・減衰等）の同定法の開発 →トップへ
- 建築物は工場で生産される工業製品とは異なり、規模やその他の要因により、完成後の性能（特に構造性能）を評価することが容易ではありません。設計通りに施工されていることは、安全性の面からは極めて重要な事柄ですが、これまではそれを評価する方法がほとんど存在しませんでした。
本分野で新たに開発した方法は、必要最小限の観測地震動情報から剛性と減衰を同時に特定するもので、この分野において大きなインパクトを与えました。特に減衰特性の同定はノイズに左右され、大きな困難を伴いますが、本手法はこれまでの常識を覆す精度での同定を実現しています。
- 地震予知が現時点では大変困難であるのと同時に、建物がその供用期間に遭遇する地震のタイプ、規模等を設計の段階で推定することは極めて困難です。現時点では、過去の資料や簡単な理論に基づき決定しています。ところが、1995年の兵庫県南部地震やその他多くの内陸型の都市直下地震で明らかとなったように、その推定は到底満足のいくものではありません。
本研究では、限られた既知情報から発生が予想される集合としての地震動群を考え、構造物にとって最も危険な地震動（最悪地震動）を特定する新しい方法を研究しています。
- 耐震補強の促進のためには、現在用いられている耐震補強方法のさらなる性能の向上・価格の低下も大事でであることはいうまでもありませんが、新しい特徴をもった耐震補強の方法を提案して、耐震補強そのもののメニューを増やすことも大きな意義があると考えています。そこで、本研究室では次のような新しい耐震補強の方法を提案・検討しています。
(I)密集して建設された木造建物群を、相互に、あるいは、耐震性能が格段に優れた建物ないしは構造物と粘性系のダンパー（オイルダンパーや粘弾性ダンパー）で連結することにより、建物の外観や内部にはほとんど手を加えることなく、既存の建物群全体の耐震性能を向上させる方法。
(II)既存の低層建物（数階建て程度まで），特に学校校舎建築を対象として，建物の外周に建物とは独立して新たに設置したフレーム（アウトフレーム）と既存建物をダンパーで連結することにより，既存建物の耐震性能を向上させる方法．
(III)既存の中層建物（数階建てから10階建て程度）の上部に、適切に性能を調整した免震装置を介して建物を増築して、既存部分の耐震性能を向上させる方法。
(I)の耐震補強法は、京都や金沢などの伝統的木造建築密集地への適用を現在検討中です。(II)の耐震補強法は，民間企業との共同研究を実施中で，実際の建物に適用するためのプロジェクトが進行中です．また、(III)の耐震補強法は、実際の建物への適用事例はまだありませんが、現在は実現にむけての基礎的研究を続けている段階にあります。
- 連結制震構法による既存木造建築物の耐震補強(10ページ)
- 非連結時およびダンパー連結時の地震時応答(aviフォーマットのムービー)
- 連結制震構法による既存学校建築物の耐震補強(4ページ)
- オイルダンパーや高硬度ゴムをダンパー（エネルギー吸収デバイス）として用いた，新築建物あるいは既存建物に設置するための制震(制振)機構の開発，および，要求される制震性能を実現するための制震機構の設計法の展開を行っています。
高硬度ゴムを用いた制震機構に関する研究は，民間企業(SRIハイブリッド)との共同研究により実施しています．
設計用地震動モデル・極限地震動モデル（最悪地震動モデル）の構築 →トップへ
粘性系のダンパーを用いた既存建築物の耐震補強 →トップへ
粘性系のダンパーを用いた制震(制振)機構の開発と設計法の確立 →トップへ
- オイルダンパーを用いた間柱型制振機構(実験時の写真)
- オイルダンパーを用いた間柱型制振機構(4ページ)
- 免震工法では、地震動の卓越周期から建物の1次固有周期をはずすことにより大幅な地震力の低減を実現することを目指しています。この大前提として、これまでに観測されている地震動の卓越周期はほぼ1, 2秒程度までであり、数秒から10秒に至るような卓越周期を有する地震動は存在しないと想定されています。しかし、以前から「やや長周期地震動」やそれと同等の地震動は少なからず観測されており、十勝沖地震(2003年)や紀伊半島沖地震(2004年)などにおいてその重要性が認識されています。
本研究では、免震層に天然ゴムのアイソレータと弾性すべり支承を有する場合について、弾性すべり支承による免震層の履歴特性が、長周期の地震動には必ずしも有効ではないことを例証します。
超高層免震建物の長周期地震動に対する振動特性の解明 →トップへ
不確定性を有する構造物のロバスト性の評価法 →トップへ
構造物のモデル化に伴う種々の不確定性を記述し、そのロバスト性を定量的に評価する手法を提案します。また、ロバスト性を考慮した構造物の最適設計法を提案します。
- 一般住宅や集合住宅等の住居用建築構造物においては，大地震や台風に対する安全性のみならず，交通振動や常時風に対する居住性の確保が要請されつつある．本研究の目的は，交通振動等の微振動に対しても十分な効果を得ることができるとともに，大変形においても効果を発揮し，且つ低コストで取り付けも簡易な制振構造を提供することである．
本研究では，高硬度・高減衰・少ない温度依存性を目指して開発された極微小なひずみレベルからエネルギー吸収効果を発揮する高硬度ゴムをエネルギー吸収要素として用いる．この高硬度ゴムを組み込んだダンパーユニットを建物骨組内にブレースを介して設置した後，ブレースにポストテンションを導入し，取り付けガタの影響を取り除くことにより，ごく微小変形時から充分な減衰性能を期待できる．
ポストテンション型制振機構の開発 →トップへ
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