Conventional seismic force resisting systems can
experience distributed structural damage and permanent
lateral movement (residual drifts) after large earthquakes.
The controlled rocking system provides improved
repairability after an earthquake by virtually eliminating
residual drifts and concentrating structural damage in
replaceable fuse elements.
The tests at E-Defense will validate the dynamic
performance of the system and help in the development of
the system for implementation in practice.
Controlled Rocking
Frame
Test Bed Masses
制振部材付加型ロッキングフレーム
テストベット(慣性質量装置)
Load Cell Measures
Force Input to Frame
フレームに入力される慣性力を測定するロードセル
Shaking Table
振動台
Load is Transferred
Through Pinned Struts
テストベットの慣性力はピン接合されたロッキング梁を介して伝達される
Linear Sliding Bearings
すべり支承
従来の耐震構造は、大地震後に構造的損傷が構造全体に分布し、地震後残留層間変形を生じる。
制振部材付加型ロッキングシステムは、これら残留層間変形を取り除き、取換可能なFuseに構造的損傷を集中させることにより、構造の修復性能を向上させるシステムである。
E-defenseにおける実験では、その機構の動的性能を確認し、実設計に向けた発展の一助となることを目的としている。
Steel Frame Remains
Essentially Elastic, but is
Allowed to Rock at the Base
フレームは弾性に留めるが、浮き上がりを許容
Post-Tensioning Strands Bring
Frame Back to Center After
Shaking Stops
振動後、ポストテンションストランドがフレームを中央位置へと戻す
Pinned Struts Transfer Load to
the Frame but Allow Uplift
浮き上がりを許容しながら、ピン接合されたロッキング梁が
フレームに慣性力を伝達Center Column Connects
Frame to Fuse
中央柱はフレームとFuseを接続する
Base of Frame is Free to Uplift
基礎はフレームの浮き上がりを許容
Replaceable Fuse Dissipates
Seismic Energy
取換可能なFuseにより地震エネルギーを吸収する
Fo
rce
Displacement
A
B
C
D
F
G
A – Frame Uplifts フレーム浮き上がり開始
B – Fuse Yields Fuse正側降伏
C – Load Reversal 荷重反転
D – Fuse Begins to Load Downward
Fuseの除荷
E – Fuse Yields in Opposite Direction
Fuse負側降伏
F – Base of Frame Sits Down Again
フレーム再着床
Center Column Connected to the
Frame
Fuseに合わせ上下に移動するピン
Pin Moves Center of Fuse Up
and Down
Fuse(くし型に加工された鋼板)
Fuse is Steel Plate with Specially
Designed Cutouts
Fuseの両側を地面に固定する
Small Frame Restrains Motion of
Sides of Fuse
フレームに接続された中央柱
Participating Research Institutions:
Stanford University University of Illinois at Urbana-Champaign
National Research Institute of Earth Science and Disaster Prevention
Tokyo Institute of Technology Hokkaido University
防災科学技術研究所スタンフォード大学 イリノイ大学東京工業大学 北海道大学
Controlled Rocking of Steel-Framed Buildings
with Energy-Dissipating Fuses
エネルギー吸収ヒューズ付鋼構造ロッキングフレーム
E
除荷後、残留変形は0となる
G – Load is Removed and Residual
Drift is Near Zero
System Response