2019 Fiscal Year Annual Research Report
Complete collapse behavior of braced structures with bending buckling for mega ground motion
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16K06574
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
多田 元英 大阪大学, 工学研究科, 教授 (90216979)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 筋違 / 曲げ座屈 / 引張破断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋違付きラーメン構造の弾塑性地震応答性状を把握するために，筋違が圧縮を受けて曲げ座屈し，引張を受けて降伏する繰返し弾塑性挙動を数値解析で表現可能な一般化塑性ヒンジモデルを前年度までに整備したが，今年度は一般的な断面形状に拡張して適用できるよう，断面板要素の幅と厚さの比（幅厚比）をパラメータとして，回帰式に代入できるようにした。最終的には任意の板幅と板厚を持つ広幅系列のH形断面筋違について，曲げ座屈と引張降伏を繰り返す弾塑性挙動を高精度に表現できる力学モデルを提案できた。
軸力と２方向曲げを受けて局部座屈し耐力劣化する角形鋼管柱とH形鋼柱の一般化塑性ヒンジモデルによる解析プログラムについては，耐力劣化後の履歴性状を改善するための工夫を今年度に提案した。最終的には，繰り返し載荷実験結果や有限要素解析結果を，高精度かつ簡易に表現可能な力学モデルを提案し，それを数値解析プログラムに実装することができた。
局部座屈により耐力劣化するH形鋼梁については，前年度にいくつかのケーススタディーを有限要素解析で行い，その劣化挙動を表現可能な単調曲げモーメント－回転角関係を提案した。今年度はスタディー範囲を広げ，広範囲でも適応可能な関係式を提案するとともに，繰り返し挙動も表現可能な履歴則を提案した。最終的には，従来の加藤・秋山の提案式より高精度な履歴モデルを提案することができた。
現行の建築基準法に則って設計された３階建て筋違付きラーメン構造の完全倒壊に至る地震応答挙動については，柱梁の局部座屈による耐力低下，梁端フランジの破断，筋違の曲げ座屈と破断を考慮した地震応答解析を実施した。最終的に，各種断面形状の筋違付きラーメン構造と純ラーメン構造について，耐倒壊性能を把握することができ，現行の建築基準法に則って設計された鋼構造建物の，完全倒壊までの余裕度を把握することができた。
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