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非成層地盤における地盤と構造物の連成効果、セットバック等による建物形状が急変する構造物等の解析には、2次元的挙動を考慮した解析が必要となるが、構造物が大きくなると解析が困難になる。本研究の目的は、2次元的に剛性が変化する構造物の動的解析を簡易に解析する一般理論を提示し、更に、提示した理論を用いて、以下の構造物の力学的挙動を解明することにある。
本年度では、2次元的挙動をする構造物に適用できる拡張した棒材理論の一般理論を、軸変形、曲げ変形、せん断変形および断面変形を考慮した一般的な変位関数を仮定し、ハミルトンの原理を用いて定式化し、一般的な境界条件に適用できるように改良した。次に、提示した理論の妥当性を検証するため、有開口付き耐震壁の静的および動的解析を検討した。更に、断面が急変する剛性分布と断面形状を持った構造物について展開した。これらの問題に対して、本解析理論による数値計算結果と、汎用ソフトNASTRANを使用した2次元要素および3次元要素によるFEM解析結果と比較し、解の妥当性を確認した。提示した理論は、静的問題、固有値問題、動的応答解析に展開し、良好な結果を与えることが得られた。
建物形状が急変するセットバックのある構造物についての解析結果は、急変部分の剛性変化が不連続になると、解の安定性が悪くなるので、これを改善する解析方法を提案し、各種の形状に対する数値計算を展開中である。本年度に得られた結果を論文に投稿予定である。また、地震で発生した構造物の損傷メカニズムを解明するために、本解析法を実構造物に適用し、地震被害との相関性について良好な結果を得たので、論文にまとめている段階である。
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