地震力と構造特性のばらつきを考慮した鉄筋コンクリ-ト骨組の確率的終局耐震設計法

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550402
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 柴田 明徳 東北大学, 工学部, 教授 (30005251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 大樹 東北大学, 工学部, 助手 (00225715) ; 渋谷 純一 東北大学, 工学部, 助教授 (70005461)
• Keywords: 信頼性理論 / 地震動のばらつき / 耐震設計 / 安全性指標

Research Abstract

本年度は,これまでに開発した鉄筋コンクリ-ト骨組の確率的地震応答応評価法の応用と,信頼性理論を終局耐震設計法に応用していく方法について具体的な検討を行った。以下に,研究の概要を示す。
1.地震動のばらつきを考慮した構造物の確率的地震応答評価
地震動の振幅特性と周波数特性の統計的性質を考慮したランダム入力に対する構造物の応答解析法を提案した。この方法は,応答解析の際に現れる複雑な畳み込み積分を再帰的に評価する手法であり,入力のパワ-スペクトル密度関数を有理関数近似することで適用できる。さらにこの方法を離散時間において再定式化することで,ARモデル等の確率的時系列モデルにも適用できるように手法の拡張を行った。また,この方法を用いて実地震動記録からMEM(最大エントロピ-法)によって作成したARモデルを入力とする1質点系構造物の解析を行い,シミュレ-ション解析の結果と比較して良好な結果を得た。
2.終局型耐震設計への信頼性理論の応用
日本建築学会より提案されている終局型の耐震設計法に信頼性理論を応用するための基本的な考え方を示した。これは,荷重および構造特性のばらつきを考慮し,降伏機構設計および降伏機構保証設計のそれぞれの段階において,設計規範を信頼性指標βを用いたLRFD(荷重・耐力係数設計法)形式で表すものである。
さらに,梁降伏型の崩壊機構を確保する上で重要と思われる部材耐力のばらつきに関して,モンテカルロ法によるシミュレ-ション解析を行いその影響を調べた。その結果,梁降伏型の骨組でも部材耐力のばらつきが増加すると柱崩壊型となる場合があること,柱の耐力と梁の耐力の間の相関が小さいほど柱崩壊型となることなどが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 柴田 明徳,他2名: "非定常時系列入力に対する構造物のランダム応答解析" 日本建築学会学術講演梗概集(中国). B. 585-586 (1990)
• [Publications] 柴田 明徳,他2名: "非定常確率過程入力に対する構造物応答の再帰的評価" 第8回日本地震工学シンポジウム 論文集. 2. 1965-1970 (1990)
• [Publications] 柴田 明徳,他2名: "鉄筋コンクリ-ト造建物の崩壊機構に対する降伏耐力のばらつきの影響" 日本建築学会東北支部研究報告集. 53. 201-204 (1990)
• [Publications] 柴田 明徳,他3名: "鉄筋コンクリ-ト造建物の崩壊機構に及ぼす降伏強度のばらつきの影響" 日本建築学会学術講演梗概集(中国). B. 597-598 (1990)