局所的損傷を有する高層骨組の動的挙動に関する簡易理論の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650644
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 高畠 秀雄 金沢工業大学, 工学部, 教授 (20064462)
• Keywords: 地震被害 / 破壊 / 兵庫県南部地震 / 過渡応答 / 鋼構造 / 鋼製橋脚の座屈 / 提灯座屈

Research Abstract

1.兵庫県南部地震で被害を受けた芦屋浜高層住宅のブレースと柱の一体破断を解明した。当該構造物がメガストルクチャーであることから、構造物全体をbeam要素を用いて連続体として陽解法により全体的な動的挙動を数値解析し、次に、その動的応答をブレースと柱の一体部分を考慮した部分構造に外力として作用させて、shell要素を用いて詳細に検討した。その結果、ブレースと柱の一体破断はブレースの破断が最初に発生し、次に柱の破断が発生したことを明らかにした。芦屋浜高層住宅ではブレースと柱の接合は、ガセットプレートを設けずに直接柱に接合される形式であり、応力集中を発生しやすい構造になっている。破断を防止するにはガセットプレートを設けることが有効であることが数値計算により確認された。
2.兵庫県南部地震では、道路高架橋の鋼製橋脚において中間部に提灯座屈が発生した。この座屈発生原因を検討するため、円筒シェル部分にsolid要素を用いた連続体解析による動的非弾性解析を数値計算して、提灯座屈の発生を確認した。座屈荷重は、軸力を受ける円筒座屈荷重の非弾性座屈値の1.06倍であり、弾性座屈値の0.181倍となり、設計上留意すべきであることが判明した。また、提灯座屈は段落としにより発生することが、当該鋼製橋脚を一様断面にした時の数値解析結果から明らかになった。
3.構造物が大型化する程、解析は複雑になるが、筆者が開発した棒材理論を用いて構造物を棒材に置換した解析結果は、ほぼ良好な結果が得られることを示した。この簡略化した解析モデルを用いて、地盤と構造物の連成功効を考慮した解析法が可能であることを確認した。

Research Products

• [Publications] 高畠 秀雄: "芦屋浜高層建物の柱とブレースの一体破断の検討"日本建築学会大会学術講演梗概集. 371-372 (2002)
• [Publications] 佐橋 寿典, 高畠 秀雄: "鋼製橋脚の中間部提灯座屈の検討"日本建築学会大会学術講演梗概集. 373-374 (2002)
• [Publications] 高畠 秀雄: "芦屋浜高層鉄骨建物の地震被害原因と対策は?"日本建築学会大会PD「都市直下地震に対して構造物の耐震対策として何をなすべきか?」. 1-35 (2002)