3次元地震動の作用する構造物の崩壊挙動と適正設計

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650400
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤原 悌三 京都大学, 防災研究所, 教授 (10026031)
• 研究分担者: 北原 昭男 京都大学, 防災研究所, 助手 (00195273) ; 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 助教授 (50027281)
• キーワード: 崩壊過程 / 地震応答 / 立体構造物 / 確率制御 / 損傷推定 / 適正設計 / 都市域 / 上下振動

研究概要

本研究は、3次元地震動の作用する立体構造物の崩壊挙動を明らかにし、構造物の合理的な耐震設計法を開発することを目的としており、本年度に得られた主な成果は以下のとおりである。
1.構造物の適正設計と応答制御 梁降伏型架構を対象に、梁の指定塑性率、柱の降伏応力度および崩壊確率を不等式制約条件とする適正部材設計解を導き、シミュレ-ション結果により、解の妥当性を検証するとともに、地盤のフィルタ-の適正解に及ぼす影響を明らかにした。
2.構造物の耐震安全性評価と地震被害推定 地震応答解析と動的信頼度解析を統一し、構造物全体のシステム信頼度を安全の確率として評価する手法を導き、3質点履歴構造物を対象とする数値解析を行い、損傷の平均が各層で等しくなる分布を与えても、システムの信頼度には損傷の分散も影響することなどを示した。また。地震の強度を予測し、地盤特性、各地域の構造種別、階数を考慮した都市域の構造物被害推定を発展させ、負傷率、火災発生率など都市における2次災害の推定を試みた。
3.立体構造物の弾塑性地震応答 卓越振動数の異なる非定常ランダム外乱の作用する2%定値減衰の3層1張間架構の上下・水平動・2乗平均値応答から、スパン・階高比、入力卓越周波数の上下動地震応答に及ぼす影響を求め、上下振動は高層部の梁端のモ-メントや下層部の柱軸力に大きいことを示した。また、8層架構の弾性・弾塑性応答解析から、梁中央質点の上下加速度応答は入力の周波数特性の影響を強く受けること、上層ほど加速度応答は増幅されることなどを示した。

研究成果

• [文献書誌] 河本 裕介,鈴木 祥之,南井 良一郎: "確率論的構造制御について" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 441-444 (1990)
• [文献書誌] 喩 徳明,藤原 悌三,北原 昭男: "変動軸力を考慮した鉄筋コンクリ-ト立体架構の弾塑性地震応答解析" コンクリ-ト工学論文集. 2巻2号. 25-37 (1991)
• [文献書誌] 藤原 悌三,秋元 理仁: "地盤特性を考慮した梁降伏型架構の適正設計" 京大防災研究所年報. 34Bー1. 87-99 (1991)
• [文献書誌] 喩 徳明,藤原 悌三: "建築構造物の上下振動特性について" 京大防災研究所年次発表会. (1992)
• [文献書誌] 鈴木 祥之,南井 良一郎: "非線形動力学系の確率推定と制御" 京大防災研究所年次発表会. (1992)
• [文献書誌] 北原 昭男,藤原 悌三: "建築構造物の構造的・機能的な地震被害の推定" 京大防災研究所年次発表会. (1992)