脆性破壊を伴う鋼構造骨組の地震応答特性および耐震性能評価

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09750654
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田川 浩 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70283629)
• Keywords: 部材破断 / 地震動特性 / 耐震性能評価 / 履歴ダンパー / 耐震設計 / 数値解析 / 脆性破壊

Research Abstract

これまでに多数行われている部材および柱-梁接合部の実験的研究に関する文献・研究データ,および兵庫県南部地震とノースリッジ地震の被害調査結果に基づき,数値解析で用いる破断要素モデルを構築した。本研究代表者が構築した部材断面力の時刻歴が不連続となる破断特有の現象を合理的に処理し,比較的大規模な骨組の破断を伴う地震応答解析も短時間で行える数値解析プログラムに,構築した破断要素モデルを組み込んだ。
構築したプログラムにより破断を伴う骨組の地震応答解析を行い応答特性を明らかにした。特に,破断前の塑性変形量が骨組の最大変形等に及ぼす影響に着目した。破断発生による耐震性能の変化を評価する上で重要となる耐震性能評価指標として柱端部の塑性変形量および最大層間変形角を考え,破断条件がこれらに及ぼす影響をパラメトリックスタディにより考察した。さらに,間仕切り壁等の非構造部材の特性を考慮できるアルゴリズムをプログラムに組み込み,破断が生じた場合にこれらが応答変形をどの程度軽減させうるかを明らかにした。地震動特性により非構造部材の効果に差があることを見出した。
履歴ダンパーの効果を層特性としてモデル化し,ダンパーで生じた破断が,骨組の応答に及ぼす影響を明らかにした。レベル2程度の地震下では,弾性限である層のダンパーが破断したとしても,顕著な損傷が生じることはないという知見を得た。さらに,ダンパーの破断条件にばらつきを考慮したモンテカルロシミュレーションを行い,ばらつきが応答に及ぼす影響を明らかにした。

Research Products

• [Publications] 田川 浩, 上谷宏二: "頂点水平変位を受ける梁降伏型骨組の分岐現象に関する実験的研究" 応用力学連合講演会予講集. 47. 159-160 (1998)
• [Publications] K.Uetani and H.Tagawa: "Criteriafor Suppression of deformation concentration of building frames under sever earth guake" Engineering Structures. Vol.20 No.4-6. 372-383 (1998)
• [Publications] 上谷宏二, 田川 浩: "部材破断を伴う鋼構造骨組の動的応答解析法" 日本計算工学会講演会論文集. 2・3. 947-950 (1997)
• [Publications] K.Uetani and H.Tagawa: "Seismic design method based upon the symmetry limit theory for moment resisting frames" Proc.of the 2ad int.conf.of STESSA. 100-107 (1997)