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

2003 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 / 耐震設計 / 提灯座屈 / 構造物と地盤の連成効果 / 跳び石現象

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被害を確認する為、構造物と地盤の動的相互作用を考慮した解析をおこない、拡張した棒材理論が動的挙動を良くあらわすことが出来ることを確認した。また、構造物の動的挙動は、地盤の相互作用を考慮することによって大きくなることが明らかになった。その結果、兵庫県南部地震では、基礎を固定とした解析結果よりも、構造物と地盤の動的相互作用を考慮することにより被害が起こりやすくなることが明らかになった。工学的基盤面に作用した地震波による応答結果は、基礎を固定とし、その基礎に地盤による増幅効果を考慮した告示によるG_sを地震波に作用させた応答結果とほぼ同じ性状があることも明らかとなり、地盤による増幅効果を簡易に扱える手法として活用できることが得られた。
2.兵庫県南部地震では、道路高架橋の鋼製橋脚の中間部に提灯座屈が発生した。昨年度はこの座屈発生原因を数値計算で解明したので、提灯座屈の発生メカニズムを支配する理論式を展開した。理論式は、円筒シェルの変形を簡易に解析するために、変形は、軸変形、曲げ変形、せん断変形、バルジ変形からなるとして、Hamiltonの原理を用いて定式化した。固有振動解析、座屈解析は実構造物をsolid要素を用いた連続体解析による計算結果と良好な一致を示した。現在、弾塑性非線形動的解析を計算中であり、鋼製橋脚の中間部に提灯座屈が発生する現象をほぼ明らかに出来る。
3.地震震央近傍では跳び石現象が観測されているが、この現象を地盤と石との上下動に対する動的相互作用の効果によるとして一次元連続体解析より解明し、跳び石現象から工学的基盤面に作用する地震の大きさを把握できることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Hideo TAKABATAKE, Taijiro NONAKA, Tatsuro TANAKI: "Numerical study of fracture propagating through column and brace of Ashiyahama residential building in Kobe"The Structural Design of Tall and Special Buildings. (印刷中). (2004)
• [Publications] 佐藤 鉄也, 高畠 秀雄: "拡張した棒材理論のメガストラクチャーおよび免震構造への応用"日本建築学会大会学術講演梗概集. 241-242 (2003)
• [Publications] 棚木 達郎, 高畠 秀雄: "鋼製橋脚の中間部提灯座屈の検討その2 座屈発生位置についての検討"日本建築学会大会学術講演梗概集. 241-242 (2003)
• [Publications] 日本建築学会(分担執筆 高畠 秀雄): "応用力学シリーズ11「最近の建築構造解析理論の基礎と応用」分担執筆 第6章 棒材理論による高層ビルの簡易解析法"日本建築学会(印刷中). 40 (2004)