建築構造物の強震地動に対する倒壊安全性の評価法に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 壁谷澤 寿海 東京大学, 地震研究所, 教授 (00134479)
• Keywords: 建築構造 / 鉄筋コンクリート構造 / 耐震設計 / 限界状態設計法 / 倒壊限界 / 地震応答 / 立体解析 / 限界変形

Research Abstract

本研究の目的は、主に鉄筋コンクリート造建築物を対象にして、倒壊に至るまでの挙動を解析的に明らかにし、地震動および構造物のパラメータによって終局限界状態に対する安全性をあらわす指標を提案することである。これを一般的に扱うには、地震動のばらつき、入力と応答の関係、構造物(材料強度、変形能力)のばらつき、を問題にする必要があるが、本研究では入力と応答(特に柱の部材力と変形)、柱の終局限界変形能力との関係を把握することに重点をおいて検討した。その際、入力レベルによる崩壊モードの変動、立体的挙動を問題にする。本年度の研究では、地震動レベルを設定するために、地震動の指標として、加速度、総エネルギー入力に加えて、エネルギー入力速度について検討した。また、対象とする構造物を試設計により以下のように設定した。整形な鉄筋コンクリート造建築物として、階数、保有水平耐力レベル、等価粘性減衰の他、純フレーム構造では梁と柱と梁の強度比、耐震壁フレーム構造では壁量(地震力負担)をパラメータにした。一方、構造物を部材レベルで立体構造物としてモデル化し、非線形地震応答解析を行う解析プログラムを開発した。また、縮約1自由度系を設定して、地震動パラメータ(加速度応答、エネルギー入力、エネルギー入力速度スペクトル)と等価系応答の関係を定式化し、等価系の応答と静的非線形解析により、柱の部材力と変形の応答を推定する方法を検討した。次年度では、柱および耐震壁の限界変形を定量化し、倒壊の限界状態を定量化する。(1)せん断破壊による水平耐力の低下、(2)軸力保持能力の限界、(3)P-Δ限界、により限界状態を定義し、せん断補強筋と軸力のレベルに対して限界変形を定量化する。