動的・多方向載荷実験に基づく柱の残留傾斜角を用いた建物の残存耐震性能の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K18149
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 島田 侑子 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90586554)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 地震応答解析 / 平面骨組 / 残留耐震性能 / 最大層間変形角 / 安全限界

Outline of Annual Research Achievements

柱の残留傾斜角は建物の損傷を直接表す計測しやすい項目であり，被災度区分判定などでも，過去の研究例や地震被害事例をふまえて設定された柱の残留傾斜角の値により，建物の被害状況を判断する指標の1つとして使用されている．しかし，実のところ柱の残留傾斜角の値が建物全体としてどのくらい深刻な被害程度を示しているのかはよくわかっていない．より正確に建物の被害程度を見極め，速やかで的確な復旧に資するためには柱の残留傾斜角の値がどの程度の建物の残存変形性能を表すのかを明確にする必要がある．本年度は，柱の残留傾斜角と建物の損傷度を包括的にとらえるため，既往の骨組実験を元に作成した骨組応答解析により，建物の最大層間変形角と梁端の損傷度との関係を検討した．
梁端の損傷度は，層ごとの損傷として梁端における等価累積塑性変形倍率を用いた．
柱脚が保有耐力接合である柱脚耐力比BMu/Mpc=1.3のモデルの解析結果と，柱脚が非保有耐力接合であるモデルの代表として柱脚耐力比BMu/Mpc=0.7のモデルの解析結果（入力地震動のPGVを極大地震動に相当するPGV=75[cm/s]に基準化した入力地震動6波分に対する解析結果の平均値，部材種別FAの場合）を比較する．
3層モデルでは，柱脚が保有耐力接合である柱脚耐力比BMu/Mpc=1.3のモデルと比較し，柱脚が非保有耐力接合である柱脚耐力比BMu/Mpc=0.7のモデルのθmaxが全層で小さくなっているが，これは解析モデルの部材断面が柱脚耐力比BMu/Mpc=0.7のモデルがBMu/Mpc=1.3よりも大きいためであると考えられる．6層モデルでは上層のどこか特定の層のθmaxが大きくなるということはない．9層モデルでは，部材断面の切り替わり位置である7層のθmaxが大きい．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度から実験を行い，柱の残留変形角と建物の損傷程度の関係性を検討しようとしていたが，実験で実施すべきパラメータが多岐にわたること，それら全てを実験で実施するのが困難であることから，本年度は地震応答解析にによるアプローチとなった．この検討により，残留変形角と関連性のある最大層間変形角に関して，低層と中層での応答の違い，部材種別の影響の大きさ，柱脚の固定度と設計時での割り増し係数がどのように影響するかなど，重要な部分を確認することができた．
元々，研究の後半は解析による残留耐震性能の評価を図ることとなっていたので，先取りして進行していると考えられる．

Strategy for Future Research Activity

今後は立体骨組を用いた実験により，柱の残留変形角と建物の損傷度，耐震性能について検討する予定である．崩壊型や部材種別，載荷の振幅や周波数などを変化させて静的・動的載荷実験を行い，立体骨組に様々な力が加わることでどのように柱の残留変形角が生じるか検討する．更に実験結果により初年度に行った応答解析手法を校正し，建物の残存耐震性能に対応した柱の残留傾斜角の指標値を検討する．