2017 Fiscal Year Annual Research Report
Approximation of elasto-plastic response of the equipment and piping system based on linear seismic response spectra
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16K14184
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
谷口 朋代 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90346370)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 弾塑性応答解析 / 線形地震応答スペクトル / 等価線形化法 / 部材塑性後モード特性 / モードの重ね合わせ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、地震時に多自由度系構造物に生じる弾塑性応答を、線形地震応答スペクトルを援用して簡便に解析する理論（以下、提案手法）を構築し、1)機器・配管系の耐震安全性評価に一般性を持たせる、2)耐震裕度の推定誤差を、現状の500％～1,000％程度を10％～20％程度にする、3)適切な耐震安全裕度を必要な箇所へ組入れることを可能にする設計法開発の礎に資する、ことを目的としている。
その特徴は、1)多自由度系構造物の部材塑性時の地震応答が、構造物の質量と部材塑性後の剛性を用いて得られるモード諸量（固有振動数、固有モードベクトル、モード減衰）で形成されていることを、コッポリノ法を用いて明らかにしたこと、2)各次モードの固有振動数に対する考察から、各次モードの初期剛性と二次剛性を一意的に定める手法を示したこと、3) 各次モードの降伏変位を一意的に定める手法を示したこと、4) 各次モードの弾塑性応答の最大値を、線形地震応答スペクトルに基づいて求めるために必要な各次モードの等価線形化法を示したこと、5) 多自由度構造物の地震時弾塑性応答の最大値が、部材塑性時のモード諸量を用いた二乗和平方根法（ＳＲＳＳ法）で近似できることを示したこと、である。
提案手法は近似解析法であるが、設計に供する程度の解析精度を確保するために、等価線形化法の修正を行った。また、提案手法が有する解析精度を明らかにするために、神戸海洋気象台で観測された地震波を受ける非減衰５自由度バネ―質点系を対象に、1) 一階が塑性化する場合、2) 三階が塑性化する場合、3)五階が塑性化する場合、及びバネ定数は保ったまま質量を２０倍にした非減衰５自由度バネ―質点系の1)～3)の場合について、それぞれ検討し、提案手法はＳＲＳＳ法で線形構造物の最大応答値を近似する場合と同程度の解析精度があることを示した。
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