2015 Fiscal Year Annual Research Report
空間構造物の機能維持性能を含む総合耐震性能評価手法の提案
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25420575
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
中澤 祥二 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70314094)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 空間構造 / 耐震性能 / ラチスドーム / 限界変形 / 機能維持 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
空間構造は比較的広い無柱空間を有する構造物であり，スポーツアリーナ，学校体育館，工場などの産業施設に利用されている。学校体育館では震災後に避難施設として利用できること，工場では製品の製造が持続できることが求められる。近年の地震被害より，主構造体の耐荷重性能を評価することは重要であるが，それに加えて，非構造材の損傷やそれに伴う機能損失を考慮することが重要である。そこで，本研究では，① 空間構造を構成する主構造材の限界変形に注目した新たな耐震性能評価法を示すとともに，② 空間構造を構成する非構造材（天井材を含む）の耐震性能評価法を示し，③ 空間構造の地震後の機能維持性能を含む総合的な耐震性能評価方法を提案することを目的とする。
空間構造の形状，規模，目的は多様であり，各々の形状や規模に対して分析を行う必要がある。そこで，本研究では，(a) 小中学校体育館や工場等に比較的多く利用される矩形形状の円筒型鋼構造空間構造と(b) 比較的規模の大きなスポーツアリーナの例として下部構造を有するスパン100m程度の単層ラチスドームに焦点を絞って検討を行った。
具体的には，観測地震動や模擬地震動を入力地震動とし，部材の降伏や座屈を考慮した時刻歴弾塑性地震応答解析を行い，対象構造物の弾塑性地震応答性状の分析を行い，地震動強さと最大応答値（最大層間変形角，累積塑性変形角，非構造材の変形角，屋根面の最大加速度など）の関係を分析することができた。既往の文献から、これらの最大応答値と損傷や地震後の使用性の関係を分析することにより、入力地震動強さと主構造材の限界変形に注目した新たな耐震性能指標（具体的には、動的耐震性能指標）を提案することができた。この指標は各要素の変形に応じた評価方法であり、非構造材の損傷に起因する地震後の機能維持性能を評価する指標としても利用できる。
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