マルチ現象領域にわたる構造物の構造解析法の統一化と性能設計

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650641
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 高畠 秀雄 金沢工業大学, 工学部, 教授 (20064462)
• Keywords: 衝撃解析 / 構造解析 / 振動解析 / 非線形 / 耐震構造

Research Abstract

阪神大震災では多くの構造物が倒壊したが、一部の建物で、衝撃的外力が作用した時に生じる衝撃破壊現象が発生している。これは、建築、土木の構造設計で用いられている等価静的解析または振動理論に基づく設計法に加えて、衝撃破壊理論による検討の必要性を示唆する。そこで、今回の被害例にきわめて類似の構造物に、衝撃破壊理論と振動理論を適用し、直下地震による動的応答性状の相違を検討した結果、衝撃破壊が起因していることを明らかにし、次の様な知見を得た。
(1)衝撃解析と振動解析による結果は、非弾性解析では歪及び歪速度を除いて、概ね同傾向を示す。しかし、両解析法の計算結果に顕著な相違がある部分に、一部の建物^<(7)>で見られた衝撃的な破壊形状と見られている特徴的な崩壊部分が該当し、この現象を衝撃解析の方がよく説明出来る。
(2)現在の構造設計では、歪速度は検討していないが、、歪速度の効果を検討する事が今後必要となる。
(3)地震外力に対する構造物の応答解析を、現行の振動解析ソフトで解析する事は可能であるが、断面が急変する部分や応力波が急変する部分または歪速度を検討する場合は、衝撃破壊現象を対象とした解析ソフトによらなければならない。
(4)また、応力、歪、歪速度が構造設計で重要な意味を持つ部分は、断面の急変部分や1階柱脚部分であり、設計上十分な余裕をもつ必要がある。
(5)提示した計算モデルは特徴的な崩壊をした構造物と同一ではないが、衝撃解析による検討の必要を示唆すると考えられる。
構造物の衝撃効果を簡易に提示できる解析解の開発と、構造物の応答性状を振動と衝撃の異なった現象領域に適用出来る信頼性の高い構造解析法の提示を検討中である。

Research Products

• [Publications] 高畠秀雄, 流田豊: "阪神大震災の建物被害における衝撃破壊力学的考察その1.鉄骨造中低層ラーメン" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 441-442 (1997)
• [Publications] 流田豊, 高畠秀雄: "阪神大震災の建物被害における衝撃破壊力学的考察その2.鉄骨造高層ラーメン" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 443-444 (1997)
• [Publications] 高畠 秀雄: "構造物の衝撃的破壊性状に関する考察" 日本機械学会関西支部第255回講演会講演論文集. 9. 184-185 (1997)
• [Publications] 野中泰二郎, 梅田康弘, 高畠秀雄: "跳び石現象の衝撃理論的検討" 材料・構造物の衝撃破壊現象とその防止に関するシンポジウム. 29-34 (1998)
• [Publications] 高畠秀雄・野中泰二郎: "直下地震を受ける建築構造物の衝撃破壊解析" 材料・構造物の衝撃破壊現象とその防止に関するシンポジウム. 50-58 (1998)