| 研究概要 |
要求・保有性能の不確定性を陽に考慮した信頼性耐震設計法を、鋼構造建物に対して構築することを目的に,保有性能については、構造部材と骨組の構造実験を中心に、要求性能については、確率手法に基づいた数値解析を中心に、それぞれの定量化をはかり、両者の不確定性を考慮できる耐震性能評価法を提示する。主たる成果は下記の通りである。
鋼構造梁と梁接合部が有する耐震保有性能:梁に十分な耐力を要求する変形量に応じて,それを確保するための横補剛間隔制限と幅厚比制限を,材料特性のばらつきや横ねじれ座屈と局部座屈の連成を考慮したうえで,設計式として提示した.また床スラブの存在が柱梁接合部に及ぼす影響を,鋼梁とRC床スラブからなる実寸部分骨組に対する繰り返し載荷実験と有限要素法によって検討した.
鋼構造柱と柱脚が有する耐震保有性能:鋼柱が十分な耐力を保持することが要求される変形量に応じて,それを確保するための軸力比と幅厚比制限を,両者の相関を陽に考慮した設計式として提示した.また、要素間の接触を考慮できる有限要素法解析を実施し,局部座屈が極端に進行し座屈面同士の接触が生じる領域になると,その精度が不十分であることを明らかにした.
地震動の不確定性を考慮した鋼構造骨組の安全性評価:サイトスペシフィックな地震動を複数選択し,それらを用いて時刻歴応答解析を実施し,そこから得られる最大層間変形や部材回転角を陽に求め,それを統計処理して要求変形量とし,部材の保有耐震性能と比べることから,鋼構造骨組の安全を評価する方法を提案した.
鋼構造部材の破壊を考慮した鋼構造骨組の崩壊評価:各部材に耐力劣化を含む履歴特性を仕込んだ解析モデルを用いた入力地震動増分型時刻歴応答解析法によって,崩壊余裕度を定量化する方法を考案した.特に1層柱脚の復元力特性と耐力劣化が,骨組の崩壊に最も支配的な要因であることを突き止め,柱脚の耐力を上昇させるだけで,崩壊余裕度は相当向上することを明らかにした.
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