地震動を受ける鋼変断面ラーメンの動的崩壊挙動に関する実験的研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04805045
• Research Institution: Daido Institute of Technology
• Principal Investigator: 酒造 敏廣 大同工業大学, 工学部, 助教授 (90137175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水澤 富作 大同工業大学, 工学部, 助教授 (60113081) ; 事口 寿男 大同工業大学, 工学部, 教授 (60047305)
• Keywords: 変断面柱 / ラーメン隅角部 / 動的応答 / 耐震設計 / オンライン実験 / ハイブリッド実験

Research Abstract

地震動を受ける変断面片持ち柱と隅角部域を含むラーメン柱を対象として、その静的・動的弾塑性性状を明らかにするため、(1)繰り返し水平力を受ける柱の弾塑性性状に関する実験、(2)ハイブリッド実験手法の開発、および、(3)柱の弾塑性動的応答解析を行った。
本研究から得られた主な成果を以下にまとめる。
1.変断面片持ち柱の弾塑性履歴性状に関する実験 繰り返し水平力を受ける変断面片持ち柱8体の崩壊実験を行い、この種の弾塑性履歴性状には一種の不安定現象が現れることを確かめた。また、この現象はP△効果が構成断面間の抵抗荷重差を相殺してしまうことにより生じることを明らかにした。
2.ハイブリッド実験手法の開発
計算機とサーボ・アクチュエーター3基とをオンラインで結んだハイブリッド実験手法を開発した。運動方程式の数値積分には、New-markβ法と中央差分法を用いた。実験装置に現れる摩擦力除去が一つの問題点であったが、予備弾性実験によって把握した摩擦力を計算プログラムの中で考慮すれば、ほぼ正確な復元力を測定できることがわかった。1自由度系振動体にモデル化した柱の弾性実験を通じて、本手法はほぼ満足できる精度を有していることを確かめた。
3.変断面柱の動的弾塑性性状に関する数値解析
柱の変断面性に着目して、実地震加速度の作用下で片持ち柱の動的弾塑性性状を数値解析によって調べ、地震時に柱の構成断面ごとの塑性変形進展を許すと、等断面柱の場合に比べて塑性変形が分散するため、構成断面ごとの塑性ひずみの累積を小さくできる利点があることがわかった。今後、弾塑性域における応答変位等の周期特性を理論的・実験的に調べ、この点をさらに検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] 酒造 敏廣、横山 知正: "変断面ラーメン柱の動的弾塑性挙動に関する基礎的研究" 第47回土木学会年次学術講演会講演概要集. I-43 (1992)
• [Publications] 酒造 敏廣、事口 寿男、西 幸二: "変断面片持ち柱の弾塑性履歴性状に関する実験的研究" 第47回土木学会年次学術講演会講演概要集. I-PS7 (1992)
• [Publications] 酒造 敏廣、事口 寿男、西 幸二: "鋼変断面片持ち柱の弾塑性履歴性状に関する基礎的実験" 土木学会・構造工学論文集. 39A. (1993)
• [Publications] 酒造 敏廣、事口 寿男、西 幸二: "仮動的実験手法による鋼製ラーメン柱の動的弾塑性応答" 平成4年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集. I-2 (1993)
• [Publications] 酒造 敏廣、井上 英俊: "鋼変断面ラーメン柱の動的弾塑性性状に関する研究" 平成4年度土木学会中部支部研究発表会講演概要集. I-1 (1993)