ご自身のパソコン上で概算設計が可能 『アドバンス制震システム』

耐震補強技術の川金テクノソリューション
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概算設計がご自身で行えます
 
ユニオンシステム(株)の質点系地震応答解析プログラム
『SS21/DynamicPRO』および『SS21/SuperDynamicPRO』で、[アドバンス制震システム]の概算設計が行えます。
パソコン上で、ダンパーの減衰特性、増幅倍率、装置数を指定することで、下図の解析モデルが自動的に生成され、[アドバンス制震装置]を付加した建築物の地震応答を簡単に予測することができます。
 
■概算設計の考え方
最大応答層間変形角を設計クライテリアとして設定し、必要な装置数を求めます。
動的加振実験によりピンのクリアランスが応答値に影響を与える事が判明しましたので、増幅倍率に対する有効係数によってこれを適切に評価します。
 
概算解析モデル(例)
■補強設計の考え方
基準化した地震動レベルは50cm/sとし、Is値=0.7相当とする場合には応答変形角1/150以内、Is値=0.6相当とする場合には応答変形角1/125以内となる補強を推奨します。
動的解析に先立ち、梁のせん断破壊は許容しますが、鉛直部材(柱、壁)は、せん断補強もしくは構造スリットなどにより靭性能の改善を行い、動的設計クライテリアまでせん断破壊しない事を静的荷重増分解析にて確認します。
 
■詳細設計の考え方
詳細設計では、骨組を各層等価せん断モデルとした建物モデルに水平変位を同一とした仮想フレームを組み、アドバンス制震装置を図1のように、実際の位置通り配置した質点系解析モデルで応答解析を行います。なお、骨組を簡易なモデルで表せない場合は図2のように、立体モデルとして解析することも可能です。
アドバンス制震装置のブレース部材はブレースとダンパーのピン部分のクリアランスを考慮したスリップモデル、ダンパー部材はバイリニア型減衰係数を持つMaxwellモデルを用いています。このアドバンス制震装置のモデル化は、補強後の建築物の挙動をより正確に把握することを可能とします。
 
図1.質点系解析モデル(例)
図2.立体解析モデル(例)
 
■検討例(耐震補強)
●建物概要
 RC造7階建て事務所ビル
●耐震性能目標 
 層間変形角1/150以下
  ●補強概要
  在来補強 アドバンス補強
補強方法 鉄骨ブレース アドバンス制震装置
補強数 25箇所 12箇所(300シリーズ2基タイプ)
 
■地震応答解析結果
在来補強が最も層間変形角は小さくなっていますが、応答加速度が上部で1Gに達するほど、補強前より大きくなっています。これに対しアドバンス制震による補強では、層間変形角1/150以下、応答加速度もあまり大きくならず、大変バランス良く改善されています。
 
最大層間変形角   最大応答加速度
 
■建物に入るエネルギーの時刻歴
補強前は入力エネルギーのほとんどを履歴吸収エネルギーとして建物自身が吸収していますが、アドバンス制震補強では、入力されたエネルギーの約半分をアドバンス制震装置が吸収するため、建物への負担が小さくなっています。
 
エネルギーの時刻歴/補強前   エネルギーの時刻歴/制震装置あり


 
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