地震動の破壊力特性を考慮した構造物の応答変形推定型耐震設計手法の開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750531
• 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: 地震動 / 破壊力特性 / 応答変形推定 / 性能規定 / 耐震設計 / エネルギー応答 / 等価線形化法

Research Abstract

近年,建築物の設計の考え方が性能規定型に移行し,耐震設計においては,建物の耐震性能を地震による応答・損傷の大きさで評価しており,設計用応答スペクトルの形で与えられる地震動強さに対して,建物の応答を推定する限界状態におさめる必要がある。そのためには,入力地震動に対する建物の地震時弾塑性応答変形を,基本的に時刻歴応答計算を行わずに推定することが求められている。本研究では,地震動が構造物に及ぼす破壊力をエネルギー応答の観点から捉え,その破壊力特性を考慮した応答推定・損傷評価を行い,性能規定型の耐震設計に寄与できる応答推定型耐震設計手法の開発を目的としている。
平成14年度の検討より,以下の知見が得られた。
研究成果より,昨年度は,地震動の入力エネルギーと構造物の消費エネルギーの対応に基づいて,建物の応答最大変形を地震動の弾性応答スペクトルから簡便に推定する手法を示した。しかしながらこの手法は,主として鉄筋コンクリート造建物を対象とした1自由度系について提案されたものであり,一般的な適用性のため,今年度は免震構造,多自由度系,エネルギー吸収デバイス(粘性ダンパー,粘弾性ダンパー)に対する拡張性の検討を行った。推定手法の考え方と推定例について示し,概ね実用的な精度での推定ができたと考えている。
また,地震動の破壊力特性と構造物のエネルギー消費性状の実験的評価,本研究で提案した応答変形推定手法の評価を目的として,昨年度は鉄筋コンクリート試験体の擬似動的実験及び振動台実験についての検討を行ったが,今年度はさらに粘弾性ダンパー試験体の振動実験についても検討を行った。昨年度までの結果と併せて検討した結果,地震動特性と損傷の関連性について実験的に把握し,また,提案手法によって概ね精度よく応答最大変形を推定できることを確認した。

Research Products

• [Publications] 小島 武史: "粘性ダンパーを有する免震構造物の地震時最大応答変形推定"日本建築学会東北支部研究報告集. 構造系第65号. 173-176 (2002)
• [Publications] 鈴木 智子: "変位制御機構を有する制振フレーム試験体の振動特性(その3)地震波加振試験の概要と実験結果"日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造II. 21415 (2002)
• [Publications] 康 在完: "変位制御機構を有する制振フレーム試験体の振動特性(その4)地震応答性状の検討"日本建築学会大会学術講演梗概集. 構造II. 21416 (2002)
• [Publications] Norio Hori: "Damaging Properties of Ground Motions and Prediction of Maximum Response of Structures based on Momentary Energy Response"Earthquake Engineering&Structural Dynamics. Vol.13No.9. 1657-1679 (2002)
• [Publications] 堀 則男: "粘弾性ダンパー試験体の振動性状の検討"東北地域災害科学研究. 第39号(掲載予定). (2003)
• [Publications] 堀 則男: "粘性ダンパーを有する鉄筋コンクリート造建物の地震時エネルギー消費性状と応答推定に関する検討"構造工学論文集. Vol.49B(掲載予定). (2003)