土木構造物における組合せ荷重と限界状態に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62420039
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 山田 善一 京都大学, 工学部, 教授 (60025856)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊津野 和行 京都大学, 工学部, 助手 (90168328) ; 古田 均 京都大学, 工学部, 助教授 (70109031) ; 家村 浩和 京都大学, 工学部, 助教授 (10026362) ; 渡邊 英一 京都大学, 工学部, 教授 (30026174) ; 藤井 学 京都大学, 工学部, 教授 (30031074)
• Keywords: 組合せ荷重 / 限界状態 / 終局耐力 / 変形性能 / ハイブリッド実験 / 材料構成則 / 土木構造物 / 海洋構造物

Research Abstract

土木構造物の設計において、従来より用いられている許容応力度という単一の設計基準を用いて構造物の信頼性解析を行なうと、地震や風あるいは波浪など、非常時の組合せ荷重時における安全性は、常時のそれと比較して格段に低いものとなる。許容応力度の割り増しという形式での安全性の確保には、構造物の塑性域における挙動を全く考慮していないという問題点が存在する。組合せ荷重の発生頻度、強度、継続時間などに応じて弾塑性限界や終局限界という異なった種類の設計基準が適用されるべきである。本研究の目的は、土木構造物に作用する多くの組合せ荷重の性状を評価するとともに、構造物にそれらの荷重が作用した場合の終局限界状態を載荷実験結果より明らかにし、設計法の問題も絡めて、理論と実験の両面から、基礎的かつ総合的な研究を進めようというところにある。
本研究では、まずRC構造部材や鋼構造部材の軸力や2軸曲げなどの組合せ荷重下における終局耐力や変形性能を、繰り返し載荷実験やハイブリッド地震応答載荷実験により、直接検出した。次にコンクリ-トや鋼材料の繰り返し荷重下における構成則から、部材の弾塑性特性を解析的に評価する手法を示し、実験結果と比較したところ、良い一致を得た。実験に当っては、本科学研究補助金により整備されたアクチュエ-タ-および反力床・壁を利用した。また組合せ荷重として、地震力と波力とを同時に受ける海洋構造物の動的応答と信頼性解析を、不規則振動論の立場から実施した。さらに、最近注目されている免震および制震構造に関する基礎的な一連の研究を行った。地震などにより損傷を受けた構造物の信頼性や修復法などについても、解析的あるいは実験的研究を進めた。

Research Products

• [Publications] 山田善一: "StressーStrain Based Modelling of Inelastic Earthquake Response of RC Frame Structures with Varying Axial Forces" Proceedings of 9th World Conference on Earthquake Engineering. 5. 411-416 (1988)
• [Publications] 山田善一: "Phase- Delayed Active Control of Structures under Random Earthquake Motion" Proceedings of 4th United States National Conference on Earthquake Engineerings,Palm Springs. (1990)
• [Publications] 山田善一: "Sesimic Response of Offshore Structures in Random Seas" Earthquake Engineering and Structural Dynamics. 18. 965-981 (1989)
• [Publications] 藤井学: "横拘束コンクリ-ト応力ーひずみ関係の適用に関する研究" セメント技術年報. 42. 125-128 (1988)
• [Publications] 渡邊英一: "鋼箱型梁・柱の荷重分担特性の簡易的解析" 構造工学論文集. 233-242 (1988)
• [Publications] 古田均: "ファジイ確率に基づく損傷を受けた不静定構造物の信頼性解析" 材料. 37. 989-995 (1988)
• [Publications] 山田善一(他共著): "構造システムの最適化ー理論と応用ー(構造工学シリ-ズ1)" 土木学会, 286 (1988)
• [Publications] 家村浩和(他共著): "地震動・動的特性(動的解析と耐震設計第1巻)" 技報堂, 170 (1989)