水平2方向及び上下方向強地震動を受ける鋼構造立体骨組の動的崩壊挙動の高精度予測

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455261
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 石田 修三 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (90027889)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 聖晃 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (00243121) ; 森迫 清貴 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (90127168)
• Keywords: 鋼構造 / 立体骨組 / 地震動入力 / 上下動 / 大たわみ挙動 / 解析法検証実験 / 増分摂動法 / 有限回転

Research Abstract

本研究の最終目的は、水平2方向及び上下方向の過大入力地震動を受ける鋼構造立体骨組の動的崩壊挙動を高精度に予測し、構造物の終局限界性能を明確にすることである。研究は大きく二つの項目で進めている。一つは、これまでの設計では陽には考慮されていない上下地動の影響を明確にすることである。本年度は昨年度に引き続き、一次元有限要素法による平面骨組用の高精度動的解析法FERT-PDを用いて、兵庫県南部地震の水平および上下地震の神戸海洋気象台観測波形などを増幅した地動に対して、いくつかの多層鋼骨組の動的応答解析を行った。層の水平変位応答には上下地動の影響は顕著には見られないが、上下方向地動特性と骨組特性によっては梁端部のひずみが大きくなり、部材設計レベルで無視できないことを示した。もう一つは、研究開発している弾塑性立体骨組解析法FERT3-Pを動的応答解析法に変換し、水平2方向及び上下方向の過大入力地震動を受ける構造物の応答解析を行うことである。昨年度、部材レベルから骨組レベルへの構築を行い、プログラムを作成したが、今年度はその幾何非線形挙動予測性能の検証を小型模型骨組の大たわみ実験を通して行った。その結果、開発したプログラムが崩壊に至るような大たわみ域まで十分な性能を有していることを確認した。さらに、FERT3-Pの有限要素を構成する1軸材料線要素に弾塑性構成則を適用するために、プログラム改良を行っており、立体鋼骨組実験を対象とした精度検証を行いつつある。

Research Products

• [Publications] Nishimura,Toku: "Numerical analysis of rotational buckling in gusset-plate-type joints of timber lattice dome under several loading conditions" Proc.of International Colloquim on Computation of Shell & Spatial Structures. 426-431 (1997)
• [Publications] 中村美保: "増分摂動法による弾性立体ラーメンの大たわみ解析法" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第37号. 397-400 (1997)
• [Publications] 飯島憲一: "強地震動を受ける多層鋼骨組の増分摂動法を用いた一次元有限要素法による動的挙動解析" 第2回計算工学会講演会論文集. No.3. 941-944 (1997)