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鉄筋コンクリート造建物を対象とし、強震地動入力時に励起される弾塑性応答と応答時に建物で消費されるエネルギーの相関を応答シミュレーションにより解析し、過大な地震入力時に建物の倒壊・倒壊につながる弾塑性応答が励起される過程を検討する。建物の崩壊形として曲げ降伏、せん断破壊先行の二つを設定した。本研究では、建物が倒壊・崩壊に至る終局状態を応答が定められた塑性率に到達する状態として規定した。
入力地動には、既往記録波に加え、建物の弾塑性応答と消費されるエネルギーとの相関を統計的に考察するため模擬地震波20例を作成し、応答解析に用いた。建物で消費されるエネルギー量として、応答が倒壊・崩壊に至るクリティカル応答を生じるまでに消費される総エネルギー、そのうちから復元力機構によるエネルギーならびにそのうちから最大応答を更新する過程で消費されるエネルギーを取りあげ、評価量とした。
本研究の成果概要は、以下の点にまとめられる。
(1)弾塑性応答履歴によって消費されるエネルギーと励起される弾塑性応答の間には相関性が認められる。建物に励起される弾塑性応答は、系で消費されるエネルギーと高い相関を有し、消費エネルギーを設定することにより最大応答変位の推定が可能と示唆される。
(2)建物の弾塑性応答時に消費されるエネルギーの大部分は履歴によって消費されるエネルギーである(80%以上の大きさ)。履歴により消費されるエネルギーと系の全体消費エネルギーの間の相関は高い。
(3)曲げ降伏先行形の建物では、せん断破壊先行形の建物に比べて最大応答は地動アンサンブルによる変動は小さいが、履歴消費エネルギーと最大応答変形の間の相関は小さい。
(4)せん断破壊先行形の建物では、曲げ降伏先行形の建物に比べて地動アンサンブルによる最大応答の変動は大きいが、履歴消費エネルギーと最大応答変形の間には高い相関性が求められた。
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