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