2015 Fiscal Year Research-status Report
高精度地震応答シミュレーションによる日本式、米国式ラーメン構造の耐震信頼性評価
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26420575
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| Research Institution | Mukogawa Women's University |
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Principal Investigator |
田川 浩之 武庫川女子大学, 生活環境学部, 准教授 (60422531)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長江 拓也 名古屋大学, 減災連携研究センター, 准教授 (90402932)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 有限要素解析 / 地震応答シミュレーション / 均一型ラーメン構造 / 分離型ラーメン構造 / 倒壊挙動 / 耐震信頼性評価 / 確率論的耐震評価法 / ハイブリッド形式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度では、梁要素とシェル要素を併用したハイブリッドモデルの妥当性を検討した。日本型、米国型ラーメン構造の完全崩壊シミュレーションと耐震信頼性評価を行った。
(1) 片持ち柱での検討：梁要素の材長方向と断面内の分割数を固有値解析により検討した。梁要素によるモデルと柱端部にシェル要素を配置したモデルの初期剛性や降伏耐力は殆ど一致するが、シェル要素を併用したモデルは局部座屈により著しい耐力劣化を示した。
(2) 梁-柱-床スラブ部分骨組での検討：梁-柱部分骨組の初期剛性、降伏耐力が理論値と殆ど一致することを確認した。合成梁効果を考慮できるように、梁部材の梁要素を床スラブのシェル要素から下に離して配置しそれらの節点どうしを2点間の距離が不変となる多点拘束条件式で結合した。床スラブの存在により、梁-柱-床スラブ部分骨組のモデルはより大きな初期剛性、最大耐力を示した。
(3) 実大4層鉄骨ラーメン構造での検討：実大4層鉄骨ラーメン構造に対して、柱、梁部材を梁要素で、床スラブをシェル要素でモデル化したモデルA、最下層部の柱部材の上下端に局部座屈を再現できるようにシェル要素を配置したモデルBを作成した。1995年兵庫県南部地震のJR鷹取波を入力したところ、モデルBは、最下層のすべての柱部材の上下端で局部座屈を起こし、早期に層崩壊した。
(4) 日本型、米国型ラーメン構造の完全崩壊再現：日本型、米国型のモデルを同一の仮想震動台上に並べて配置した。米国型モデルは、より小さな入力地震動の強さで完全崩壊した。米国型ラーメン構造では剛強な数少ない耐震骨組により地震水平力に抵抗するため冗長性が欠如しがちであることが原因と考えられる。
(5) 日本型、米国型ラーメン構造の耐震信頼性評価：日本型、米国型のモデルに対して動的増分解析(入力地震動の強さを漸増し、応答の最大値を算出する)を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度である平成26年度では、解析環境を整えるために時間と手間がかかり、研究進捗がやや遅れた。2年目の平成27年度には、解析環境が整い、解析作業がはかどったため、研究計画時に想定していた進捗状況に戻った。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である平成28年度には、地震時応答シミュレーションを進めてデータを蓄積し、日本型、米国型の鉄骨造、鉄筋コンクリート構造の耐震信頼性評価を実施する。陰解法に基づく本解析でのシェル要素に適用できるようなコンクリート材料構成則モデルについて引き続き検討する。
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| Causes of Carryover |
1年目に買取購入を計画していた解析プログラムが、大学等の研究・教育で使用するアカデミックライセンスでは年間レンタルの形式であったため、差額が生じている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
コンクリート構成則のモデルとして適切なものが見つかっていないため、コンクリート損傷を考慮する解析シミュレーションでは、別の解析プログラムの購入もしくは年間レンタルを計画している。
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