エネルギー入力性状による地震動の破壊力特性評価及び性能規定型耐震設計法への適用

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750419
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 堀 則男 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60292249)
• Keywords: エネルギー応答 / 入力地震動 / 破壊力特性 / 性能規定型 / 応答推定 / 振動台実験 / 瞬間入力エネルギー / 鉄筋コンクリート造

Research Abstract

地震動の破壊力は,構造物に及ぼす影響(構造物が受ける損傷)で評価すべきものであり,繰返しの効果によって損傷を与える海洋型地震,瞬間的な過大入力を与える直下型地震ではその破壊力特性が異なっている。このような破壊力特性の違いを考慮することは,耐震設計において極めて重要である。
本研究では,地震動が及ぼす累積的な破壊力を表す指標として地震動入力エネルギー,瞬間的な破壊力を表す指標として瞬間入力エネルギーを用いており,鉄筋コンクリート造建物の性能規定型耐震設計の一手法として,エネルギー応答に基づいた手法の構築を目的としている。このため,地震動加速度記録を収集し,震源の特徴,観測地の地盤状況などとエネルギー的な破壊力特性の関連性について検討し,地震動の特性によるエネルギースペクトルの特徴の抽出を行った。
瞬間入力エネルギーと応答変形には対応が見られ,大きなエネルギー入力の直後には変形も大きくなっている。これより,入力地震動の擬似速度応答スペクトル(弾性変位応答スペクトル)から瞬間最大入力エネルギースペクトルが推定可能であることが分かり,さらに等価周期で読み替えることによって弾塑性系に対するエネルギー入力の評価ができた。以上の成果をふまえ,弾性時の擬似速度応答スペクトルを用いて弾塑性時の応答最大変形を簡便に推定する手法を提案した。
また,東北大学所有の実験システムにより,同型の鉄筋コンクリート造試験体に対する異なる特性の入力地震動による振動台加振実験及び擬似動的加力実験が進行中である。入力地震動は弾性応答スペクトルが同じで時刻歴特性の異なる模擬地震動を用いており,この実験から得られた結果についてエネルギー応答の観点から検討を行い,破壊力特性と応答性状の対応関係,履歴ループ形状,繰返し応答性状などについての知見が得られた。

Research Products

• [Publications] 堀 則男: "観測地震動のエネルギー的な破壊力特性" 第17回日本自然災害学会学術講演会講演梗概集. 49-50 (1998)
• [Publications] 菅野秀人: "振動台加振による鉄筋コンクリート造骨組の動的破壊実験" 第17回日本自然災害学会学術講演会講演梗概集. 57-58 (1998)
• [Publications] 中村孝也: "瞬間入力エネルギーによる地震動の破壊特性評価と応答変形の推定" 日本建築学会構造系論文集. 第513号. 65-72 (1998)
• [Publications] 岩崎智哉: "疑似速度応答スペクトルを用いた瞬間入力エネルギーの推定方法" 第10回日本地震工学シンポジウム論文集. 第2分冊. 2579-2584 (1998)
• [Publications] 堀 則男: "破壊力特性の異なる入力地震動を受けるRC構造物の応答性状" 東北地域災害科学研究. 第35巻(掲載予定). (1999)
• [Publications] ウンリュウハン・ヒサ: "継続時間の異なる地震動を受ける鉄筋コンクリート柱の振動台実験" 構造工学論文集. Vol.45B(掲載予定). (1999)