構造物の脆性破壊防止と靭性向上

• 研究課題/領域番号: 11209204
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 井上 一朗 京都大学, 工学研究科, 教授 (40029294)
• 研究分担者: 中島 正愛 (中嶋 正愛) 京都大学, 防災研究所, 教授 (00207771) ; 渡邊 史夫 (渡邉 史夫) 京都大学, 工学研究科, 教授 (50026267)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 30,300千円 (直接経費: 30,300千円); 2003年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円); 2002年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2001年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 2000年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円); 1999年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
• キーワード: 日米共同 / 脆性破断 / 耐震設計 / 鉄骨構造 / RC構造 / 信頼性 / 脆性破壊 / 鋼構造 / 安全限界 / 地震被害 / RC構造物 / 鋼構造物 / 構造解析 / 性能設計

研究概要

地震災害軽減に関する日米共同研究の計画研究の一つとして本研究課題に取り組んだ。透明性の高い耐震設計法確立の基盤となるべき、構造物・構造要素がもつ耐震能力の定量化と、地震応答解析法の洗練による耐震要求評価の合理化等を主要課題として、研究代表者、2名の研究分担者、10名の研究協力者からなる陣容で研究を実施した。最終年度である本年度は、(1)軸圧縮力と多軸曲げを受けるRC柱部材・接合部復元力特性の定量化、(2)鋼構造接合部の要求・保有性能定量化、(3)鋼構造骨組要求性能の確率論的評価、(4)地震入力エネルギー指標に基づく極限外乱法の4課題に取り組み、所定の成果を挙げることができた。またこれら4課題も含んだ本研究の最終成果として、下記の7章からなる最終報告書を完成させた。これらの課題はいずれも米国のカウンターパート研究者との密接な交換を通じてまとめられたもので、その多くはすでに共著論文として公表している。
建築構造物のロバスト耐震設計のための極限入力解析
構造物の非線形動的応答解析のための数値解析法:弾塑性構造物の動的崩壊と接触問題
モード応答からの統計的パラメタ推定手法
鋼構造骨組の地雲時最大変位応答の簡易評価法
多方向荷重を受けるRC柱の損傷指標の定量化
日米の耐震設計規準が要求する鋼構造建物耐力の比較
改良型梁端接合部の塑性変形能力(ノンスカラップ工法とRBS工法による性能比較実験)
さらに本研究では、本日米共同研究において米国側研究予算を獲得した8つの研究プロジェクトのカウンターパートを務め、情報の提供、研究者の受入、研究者の派遣、大学院生の派遣等に貢献した。

研究成果

• [文献書誌] 吹田啓一郎, 井上十朗, 竹内一郎, 宇野暢芳: "座屈拘束された方杖ダンパーによる柱梁高力ボルト接合構造の力学挙動"日本建築学会構造系論文集. 第571号. 153-160 (2003)
• [文献書誌] Suita, K., Inoue, K., Kanoh, N.: "Mechanical Behavior of Bolted Beam-to-Column Connections with Panel Zone Yieldingdt"Proceedings of Behavior of Steel Structures in Seismic Areas. 363-368 (2003)
• [文献書誌] Bechtoula, H., Masanobu, S., Kono, S., Watanabe, F.: "Effect of cycle number on the envelope curve and damage progress for large scale RC columns under multiaxial loadings"Proceedings of Japan Concrete Institute, JCI. Vol.25. 355-360 (2003)
• [文献書誌] Kono, S., Arai, Y., Bechtoula, H., Watanabe, F: "Damage assessment of reinforced concrete columns under high axial loading"International Conference on Performance of Construction Materials, C. Vol.1. 291-300 (2003)
• [文献書誌] Luco, N., Mori, Y., Funahashi, Y., Cornell, C.A., Nakashima, M.: "Evaluation of Predictors of Nonlinear Seismic Demands using "Fishbone" Models of SMRF Systems"Journal of Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Vol.32. 2267-2288 (2003)
• [文献書誌] Nakashima, M., Liu, D., Kanao, I.: "Lateral-Torsional and Local Instability of Steel Beams Subjected to large Cyclic Loading"Journal of Steel Structures, Korean Society of Steel Construction. Vol.3. 179-189 (2003)
• [文献書誌] 吹田啓一郎, 狩野直樹, 井上一朗: "高力ボルト接合されたパネル降伏型H形団万柱梁接合部の耐力"日本建築学会構造系論文集. 559. 219-224 (2002)
• [文献書誌] 李相周, 吹田啓一郎, 井上一朗: 鋼構造論文集. 9巻・36号. 47-54 (2002)
• [文献書誌] Liu, D., Nakashima, M., Kanao, I.: "Behavior to Complete Failure of Steel Beams Subjected to Cyclic Loading"Journal of Engineering Structures. Vol.25. 525-535 (2003)
• [文献書誌] Nakashima, M., Kanao, I., Liu D.: "Lateral Instability and Lateral Bracing of Steel Beams Subjected to Cyclic Loading"Journal of Structural Engineering, ASCE. Vol.128,No10. 1308-1316 (2002)
• [文献書誌] I.Takewaki: "Robust building stiffness design for variable critical excitations"Journal of Structural Engineering, American Society of Civil Engineers. Vol.128,No12. 1565-1574 (2002)
• [文献書誌] 河野進, Bechtoula H., 角徹三, 渡辺史夫: "軸力と2方向曲げを受ける実大RC柱の損傷評価"コンクリート工学年次論文報告集,JCI. Vol.24. 235-240 (2002)
• [文献書誌] S.Kono: "Damage evaluation of reinforced concrete columns under multiaxial cyclic loadings"Proc. Concrete under severe conditions: environment and loading. (2001)
• [文献書誌] 崔健宇: "L字型及びT字型接合部のせん断耐力に及ぼす接合部の配筋ディテールの影響"コンクリート工学年次論文報告集. 23(3). 397-402 (2001)
• [文献書誌] 多田元英: "鋼構造建築の耐震設計に関する日米比較(モーメント骨組と筋違い骨組の分類と地震荷重)"鋼構造論文集. 8(31). 129-143 (2001)
• [文献書誌] 金尾伊織: "繰り返し載荷を受けるH形鋼梁の横座屈挙動と座屈補剛"日本建築学会構造系論文集. 544. 147-154 (2001)
• [文献書誌] 舟橋洋祐: "降伏後のモード形を考慮した多層骨組の最大変位応答評価法"日本建築学会東海支部研究報告集. 40. 141-144 (2002)
• [文献書誌] I.Takewaki: "Resonance and criticality measure of ground motions via probabilistic critical excitation method"Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 21(8). 645-659 (2001)
• [文献書誌] R.Fujimoto: "Modeling the hysteretic behavior and evaluating damage of reinforced concrete columns subjected to multiaxial loadings"Proc.of Japan Concrete Institute. 22(3). 355-360 (2000)
• [文献書誌] S.Fujii: "New requirements on bond, anchorage and lap splices in AIJ Standard for structural calculation of reinforced concrete structures"Proc.of First US-Japan Workshop on Performance-Based Design Methodology for Reinforced Concrete Building Structures. 333-346 (2000)
• [文献書誌] K.Suita: "Comparison of seismic capacity between post-Northridge and post-Kobe beam-to-column connections"Proc.of 2nd Int.Conf.on Behavior of Steel Structures in Seismic Areas. 271-278 (2000)
• [文献書誌] Y.Araki: "Criteria for assessing dynamic collapse of elastoplastic structural systems"Earthquake Engineering & Structural Dynamics. 29. 1177-1198 (2000)
• [文献書誌] M.Nakashima: "Steel moment frames for earthquakes in the United States and Japan"J.of Structural Engineering, ASCE. 126(8). 861-868 (2000)
• [文献書誌] M.Nakashima: "Comparison in earthquake responses of steel moment frames subjected to near-fault strong motions recorded in Japan, Taiwan, and the U.S."Int.Workshop on Annual Commemoration of Chi-Chi Earthquake. 112-123 (2000)
• [文献書誌] 小川厚治・加村久哉・井上一朗: "鋼構造ラーメン骨組の魚骨形地震応答解析モデル"日本建築学会構造系論文集. 521号. 119-126 (1999)
• [文献書誌] 聲高裕治、井上一朗: "鋼構造強柱偏心立体骨組におけるエネルギー消費部材の必要塑性変形能力(1層1スパン耐力偏心骨組)"日本建築学会構造系論文集. 524号. 125-132 (1999)
• [文献書誌] 藤本良・河野進・西山峰広・渡邉史夫: "多重載荷を受けるRC柱の履歴特性と損傷評価法に関する研究"コンクリート工学年次論文報告集. Vol.22. (2000)
• [文献書誌] 藤本良・池内敏浩・河野進・渡邉史夫: "変動軸力下でのRC柱の損傷評価法"日本建築学会大会学術講演梗概集構造系. 構造IV. 809-910 (1999)
• [文献書誌] Nakashima, M., et al.: "Moment Redistribution Caused by Beam Fracture in Steel Moment Frames"Journal of Structural Engineering , ASCE. 126/1. 137-144 (2000)
• [文献書誌] 中島正愛、澤泉紳一: "鉄骨骨組の地震応答に及ぼす柱梁耐力比の影響(その1:梁崩壊機構を形成するために必要な柱梁耐力比)"鋼構造論文集、日本鋼構造協会. 6/23. 117-132 (1999)