2017 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of safety-margin and residual seismic performance of steel frames subjected to 3D earthquake ground motions
| Project/Area Number |
15K18150
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
石田 孝徳 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80746339)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 3次元外力 / 露出型柱脚 / 地震応答解析 / 複数回入力 / 耐力劣化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度では、前年度に引き続き、アンカーボルトが先行降伏するように設計した露出型柱脚を対象に3次元繰り返し載荷実験を行うとともに、3次元弾塑性応答解析プログラムに組み込む露出型柱脚の解析モデルを、既往研究を参考に作成し、その妥当性を検証した。解析モデルは、アンカーボルトの引張抵抗を表す引張バネ、コンクリートの圧縮抵抗を表す圧縮バネから構成される。また、解析モデルの設定にあたり、1)ベースプレートの塑性変形は生じない、2)アンカーボルトはせん断降伏せず、柱脚部のせん断方向の相対変位は無視できる、3)基礎からの圧縮反力は圧縮合力線に集中して生じ、同一の抵抗機構ではその位置は変動しない、4)ベースプレートと基礎との間の離間変位は、圧縮合力線を起点に直線的に変化する、という仮定を設けた。解析結果との比較から、本解析モデルは3次元外力を受ける露出型柱脚の履歴挙動を概ね再現できることがわかった。
また、1度の強震だけでなく、大きな前震・余震の発生によって複数回強震受ける場合に、現行の耐震設計法で設計された建物にどのように損傷が累積し、最終的に倒壊に至るのかを明らかにすることを目的として、平面骨組による基礎的な検討ではあるが、鋼柱の耐力劣化を反映した複数回強震動を受ける鋼構造剛接骨組の地震応答解析を行った。その結果、1)鋼柱に耐力劣化が生じない場合では、各入力回における損傷分布はほぼ一定となる、2)1層柱下端に耐力劣化が生じると、その後の地震入力による耐力劣化の進行に伴って1層に損傷集中し、最終的に1層崩壊に至る、という知見が得られた。
これらの研究成果は、鋼構造建築の3次元倒壊挙動の解明と残存耐震性能を評価する上での基礎データとなるが、骨組全体としての解析プログラムは作成しきれなかったため、3次元地震動を受ける場合の鋼構造建築の耐震安全余裕度の評価には至らなかった。
|
