| 研究課題/領域番号 |
03452220
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
和田 章 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (90158684)
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| 研究分担者 |
山田 貴博 東京工業大学, 工業材料研究所, 助手 (40240022)
坂田 弘安 愛知産業大学, 造形学部, 助教授 (80205749)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| キーワード | 大スパントラス構造 / 非線形数値解析 / 動的解析 / 個材座屈 / Dynamic Analysis / Buckling |
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| 研究概要 |
本研究は近年特に能力の高まったコンピュータ技術の利用を前提として大地震時において建築構造物が崩壊するまでの挙動を数値解析により明らかにすることを目的としたものである。
初年度は当研究室ですでに保有している鉄骨構造の高精度弾塑性静的解析プログラムをもとに動的解析プログラムを開発した。解析法の基本は材料の応力ひずみ関係をもとにポテンシャルエネルギ増分の停留原理を用いて剛性マトリックスを作成し、回転自由度を消去して並進自由度のみからなる運動方程式を解く方法によった。初年度にはプログラムの検証を兼ねて2例のトラス構造物を対象に数値解析を行った。
次の年度においては、上記の動的解析プログラムを用して以下に示す問題に関する挙動を追跡した。
1.大きな軸力を受けるトラス部材が、振動する構造物中で共振現象をおこすときの挙動を調べるために、両端を単純支持した一本の鋼構造部材を対象に圧縮力と横方向の振動を与えて解析を行った。
2.一方向大スパン円筒形立体トラス構造を、各節点に質量を設け、部材の軸力-軸方向関係に座屈を考慮し、重力と地震動入力を同時に考慮した地震応答解析を行った。その結果、トラス構造のように圧縮力を受けて急激に耐力の低下する部材をもった構造物の場合、座屈する部材の本数が多くなってくると、自重を支えきれなくなり全体崩壊を起こすことを示した。
3.上で述べたような急激な崩壊現象を防止し、トラス構造についても一般の鋼構造のように靭性に期待した耐震設計を可能とするため、圧縮力を受けても座屈せず安定した降伏現象をもつ圧縮材を用いた大スパン立体トラス構造について2.と同様な弾塑性地震応答解析を行い、構造物が塑性化した後にもトラス構造全体の鉛直変位は増大するが全体の崩壊を防止できることを示した。
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