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本研究は激震動応答崩壊に基づく極限耐震設計を研究目的とするもので、コンクリート充填鋼管多層骨組(CFT多層骨組)を対象に極限耐震性能を定量的に求めた。
CFT柱とH形鋼梁で構成されるCFT多層骨組の激震動応答崩壊を直接支配するのは、CFT柱の鋼管亀裂破壊に起因するCFT柱の脆性破壊挙動であることをこれまでの研究で示してきたが、激震動応答崩壊においては同時にH形鋼梁の亀裂破壊発生も予測される。今回の研究ではH形鋼梁の極低サイクル疲労破壊実験を実施し、Coffin-Manson式とPalmgren-Miner則に基づくH形鋼梁の疲労破壊条件式を導いた。このH形鋼梁疲労破壊条件式を激震動応答崩壊解析に適用し、H形鋼梁の疲労破壊がCFT柱の鋼管亀裂破壊に及ぼす影響、さらには、CFT骨組崩壊挙動との関連性を数値解析した。
その結果よると、CFT骨組の激震動応答では多くの場合CFT柱の鋼管亀裂破壊がH形鋼梁の疲労破壊以前に発生し、H形鋼梁疲労破壊の影響を受けない。また、H形鋼梁疲労破壊の影響を解析する目的で、とくに破断伸びの低いH形鋼梁で、CFT柱の鋼管亀裂破壊がH形鋼梁の疲労破壊以前に発生するCFT骨組を設計し解析したが、その解析結果においてもCFT柱の鋼管亀裂破壊挙動にはH形鋼梁疲労破壊による顕著な影響は認められなかった。したがって、H形鋼梁疲労破壊の可能性が存在するCFT多層骨組であっても、CFT柱の鋼管亀裂破壊に注目し導いたCFT多層骨組の構造設計要因は不変である。即ち、CFT多層骨組の激震動応答崩壊を支配する構造設計要因としてCFT柱のコンクリート鋼管強度比、CFT多層骨組の柱梁耐力比と層せん断耐力分布が存在し、これらの構造設計要因を用いて極限耐震性能指標を規定できる。
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