錫ブラグ入り免震積層ゴムの大変形復元力モデルに関する研究

摘要

本研究では,錫プラグ入り積層ゴムの大変形領域までの力学挙動を再現できる復元力モデルを構築した。初めに,既往の復元力モデルの適用限界せh断ひずみの2倍となるせh断ひずみ400%までの大変形加力試験を実施し,復元力モデルの構築に必要なデータを収集した。続いて,既往の復元力モデルに関する詳細な考察と収集した試験データの分析から,大変形に対応可能な復元力モデルを新たに構築した。復元力モデルの構築にあたっては,試験を実施した積層ゴム試験体が1種類のみの形状であったため,既往の復元力モデルのパラメータ評価式を流用することで他の形状にも適用できるよう汎用性を付与することに配慮した。また,基準面圧15MPa下での復元力特性を再現する設計用モデルと面圧の影響を排除した極限挙動解析用モデルの2通りの復元力パラメータを設定した。構築した復元力モデルの妥当性は試験結果を良好に再現することで確認したが,せh断ひずみと軸力の連成挙動については高面圧と大変形が組み合わされた試験結果の再現に検討の余地を残す結果となった。この点に関して,力学モデルにおける軸ばね復元力特性のパラメータ設定で再現性の改善を図れるものと考えられる。座屈挙動に対しては試験体の形状が及ぼす影響も大きいことから,他の形状の試験データを充実させ,せh断ばねおよび軸ばねの復元力パラメータの再設定の要否および再現可否の限界点を判断したい。最後に,錫プラグ入り積層ゴムを用いた免震建物モデルの地震応答解析を実施して,復元力モデルの違いによる応答値の差異について検討した。複数の建物モデルおよび入力地震動による結果からは,構築した復元力モデルによる応答加速度は既往の復元力モデルよりも小さく,応答変位はほぼ同じとなる傾向が共通して見られた。