逆問題型定式化による非比例減衰系建築構造物の損傷制御設計法

• 研究課題/領域番号: 04201225
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 恒善 京都大学, 工学部, 教授 (20025894)
• 研究分担者: 辻 聖晃 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (00243121) ; 大崎 純 京都大学, 工学部, 助手 (40176855) ; 竹脇 出 京都大学, 工学部, 助手 (20155055) ; 上谷 宏二 京都大学, 工学部, 助教授 (40026349)
• 研究期間 (年度): 1992
• 研究課題ステータス: 完了 (1992年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 1992年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 非比例減衰系 / 損傷制御設計法 / ひずみ制御設計法 / 粘性減衰デバイス / 免震構造物 / 応答制約設計解の順序集合 / 設計用応答スペクトル / 等価線形化法

研究概要

本研究では、異種構造形式の複数要素から構成される建築構造物(非比例減衰系)の地震時損傷を可能な限り軽減し、その分布を設計者の目標とする分布にコントロールするような構造要素の剛性分布および強度分布を見出す直接的な損傷レベル制御設計法を展開した。得られた主な成果は以下の通りである。
1.鉄骨鉄筋コンクリート構造に代表される、異種減衰特性を有する複数の構造材料により構成された非比例減衰複合建築構造物に対し、本研究代表者らが提案する逆固有モード定式化手法を適用し、レベル1の設計用スペクトル適合地震動群に対する平均最大応答層間変位が設計指定値と一到しているような剪断型構造物モデルの層間剛性を球めるという形式の新しい設計法を展開した。レベル1の設計用地震動に対する設計法を用いて、レベル2の設計用地震動に対する損傷制御設計法が展開できる見通しである。2.層間の相対速度を利用するタイプの粘性減衰デバイス(VDD)が組み込まれた非比例減衰制振構造物に対し、1と同様の手法を適用し、レベル1の設計用地震動および常時風荷重に対する平均最大応答(層間変位、最上層の加速度)が指定値と一駐するような剪断型構造物モデルの層間剛性およびVDDの代表特性量を求める設計法を展開した。3.非比例減衰系の一つの代表例である免震構造物について、本研究代表者らの混合型の逆固有モード定式化手法を適用し、バイリニア一型の復元力特性が指定された免震層で支持された剪断型構造物モデルに対して、レベル1あるいはレベル2の設計用地震動に対する平均最大応答(層間変位、加速度)が指定値と一駐するようなモデルの層間剛性を求めるという形式の新して設計法を展開した。具体的には、レベル1、2のそれぞれの設計用地震動に対して異なる設計クライテリアを設定し、そのクライテリアを等号または不等号で満足する設計を見いだす方法を構築した。