鉄骨構造物・構造部材に要求される塑性変形量とその変動の定量化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455223
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中島 正愛 京都大学, 防災研究所, 助教授 (00207771)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩井 哲 京都大学, 防災研究所, 助手 (60184850) ; 野中 泰二郎 京都大学, 防災研究所, 教授 (60027224)
• Keywords: 信頼性設計 / 鉄骨骨組 / 要求塑性変形 / ばらつき / モンテカルロシミュレーション

Research Abstract

耐震設計においては構造物の塑性変形が重要な役割を果たすこと、一方で構造物や部材の塑性変形が大きくばらつく量であることを考えるとき、「要求塑性変形と塑性変形能力のばらつきも考慮した信頼性設計法の確立」が、耐震設計をより高度化させるための命題となる。本研究では、要求塑性変形のばらつきに着目し、建築鉄骨骨組を対象として、(1)「建築構造部材に要求される塑性変形とそのばらつきを組織的に求める手法を開発すること」、(2)「上記手順や数値解析、さらには検証構造実験を有機的に結び合わせることから、日本の建築構造設計で要求すべき塑性変形とそのばらつきの程度について、定量的な回答を与えること」を研究課題としている。平成7年度では、(1)塑性ヒンジ法に基づいた弾塑性逐次解析プログラムの整備とシミュレーション、(2)確率極限解析法の基本的考え方の立案、を実施した。
(1)では、構造部材の全塑性モーメントのばらつきを考慮したモンテカルロシミュレーションを実施し、終局耐力時の荷重、層間変形、各構造部材の塑性ヒンジ回転量に対するばらつきの程度を明らかにした。この結果、全塑性モーメントのばらつきとして0.1の変動係数を与えたとき、終局耐力時の荷重がもつ変動係数は0.03程度、層間変形がもつ変動係数は0.1〜0.2程度、また各構造部材の塑性ヒンジがもつ変動係数は0.3〜0.7程度と、個々の部材レベルに対する変形量のばらつきは相当大きくなることを実証した。(2)では、シンプレックス法を下界定理に適用することによる、尤度の高い崩壊機構の選択手順、(B)崩壊機構を参照した直接剛性法による塑性ヒンジ回転量の推定手順、に対する基本的枠組みを整備することができた。

Research Products

• [Publications] 中島正愛 他: "鉄骨骨組への要求塑性変形とその変動の定量化(その1 解析手法の提案)" JCOSSAR'95 論文集. 219-224 (1995)
• [Publications] 中島正愛 他: "鉄骨骨組への要求塑性変形とその変動の定量化(その2 提案手法の精度と要求塑性変形のばらつき)" JCOSSAR'95 論文集. 225-232 (1995)
• [Publications] 中島正愛 他: "鉄骨骨組への要求塑性変形とその変動に関する組織的算定法" 京都大学防災研究所年報. 38. 13-25 (1995)