回転壁を含む鉄筋コンクリート造骨組の地震応答解析

【

研 究 論 文

】

UDC ：624

．

042

．

7：620

．

1：69

．

022 ：699

．

S41 ：624

．

02 日本 建築 学 会 構 造 系 論 文 報 告集 第 3fie号

・

昭和 51 年 2月

回転 壁

を

含

む

鉄 筋

コ

ン

ク

リ

ー

ト

造 骨組

の

地 震 応 答

_解析

正

会

員

　加

藤

大

介

＊

　

1．

序

　

昭 和

56

年

6

月

1

日に

_施行

さ れ た

［

新 耐 震 設 計 法 ］

は

，

従 来

か らの

許 容 応 力 度 設 計 法

の み だ け で な く

建 物

の

塑 性

化 以 後

の

挙 動

を

も

D

。

値

に よ り

考 慮

してい る

点

に

_特

徴

が あ る。

耐 震 壁

が

含

まれ る

建 物

において も

建 物

の

う

ちの

耐

震 壁

の

_{比 率}

や

破 壊 形 式

に

よ

り その

D

。

値

は

異

なっ て く る が

_，

純

フレ

ー

ム と ほ ぼ

同 程 度

の

靭 性

を

も

つ

_{建 物}

_{と して設}

計

する こと も 可

能

と なっ て いる

。

　

現 在

，

耐 震 壁

の

破 壊

形 式

は

，

せ ん

断 破 壊

，

曲 げ破 壊

，

お

よ

び

基 礎

が

浮

き

上

が る 回

転降

伏

の

3

種 類

に

大 別

できる が

，

後

者

の

2

つ は

変 形 能

が ある破 壊 形 式 と

考

えられて お り

，

鉄 筋

コ ン ク

リ

ー

ト造 耐 震 診 断 基

re1

） では

壁

の

曲 げ降

伏

に は

F ＝

LO

〜

2

．

0

_，

回 転

降 伏

に は

F ；3．

0

の

靭 性 指

標 を 与

え て い る

。

さ らに 直 接 基

礎

の

_{中 低 層}

RC

_{骨 組}

の

保 有 耐 力 を 計 算

して み る と， その

耐 力

は

基 礎

の

回転 降 伏

で

決 定 す

ること が

多

く

，

ま た

，

くい

基 礎

の

場 合

で

も

， ＜ い と

基 礎

の

定 着

が 不

完

全 と

考

えるとそ の

耐 震 壁

の

破 壊

形

式

は

回 転 降 伏

と な るもの が

_多

い。

　

一

方

，

耐 震 壁

の

回転 降 伏

に

関

す る

解析的

研 究

を

振

り

返

る と

，

そ の

発 端

は

Housner

らによ る 剛 体の 転

倒

に

関

す るい くつ かの

_{研 究}

2 ）

”

4 ］で ある

。

以 後

の

研

究

はその

_対象

_構

造

物

や

解析

モ デル に よっ て お お む ね

以 下

の よ う に 分

_類

さ れ る

。

上 部 構 造

を 限

定

せ

ず 浮

き上 がり

振 動

に関 する

一

般

論 的

な こと を

述

べ _{た も}の と して

，

Meek

に

代 表

され る よ う な

1 質

点 弾 性

ば ね が

剛床 上

あ るい は

地 盤 を

モ

デ

ル

_化

し た

単 純

な

非 線 形 鉛

直

ば

ねに

支

持

さ れ て い る モ デル を 用い た

解 析 方 法

5 ）

−

1°｝

_，

_{地 盤} により

複 雑

な モデル

を用

い た

解

析

方 法

11｝

−

14）_{が あ る} 。

次

に

，

上 部 構 造 を 限 定

し た も の は

大

略

3

つ に

分 類

され る。 すな わ

ち

，

原

子

力 建

屋 を

対

象 と す る もの ］5）

一

！2 ｝

_，

倉 庫 積 荷

や

橋 脚

な どの

土

木

構

造

物

を

対 象

と

し た も の23〕

・

Z4）

，

お よ び

耐 震 壁 を 含

むは り

一

柱

骨

組

を

対

象

に してい る もの

，

であ る。 さら に

，

は り

一

柱

骨

組

を

対

象

と し て い る もの は

，

骨 組 全 体 を 低

質

点

系

に

置 換

し て い るものzs ｝

−

29 ，と

，

骨組

モ デルを 用い て

解

析 して い る もの30 ）

〜

s3） が あ る。 こ の

他

に

RC

構 造 物

の

回転 壁

の

静

的 実験

に

関

す る

研

究

に は

文 献

34

，

35

や

筆 者

らに よ る

研

究

3e，

・

s7i が ある。また

，

振

動 台

を

用

い た

実 験

と し て は

文 献

38

，

39

が

，

弾 塑 性 静 加 力 解 析

に

よ

り

回 転 壁

の

性 状 を検 討

し た も の に

文 献

40

，

41

が

あ

る。

以 上

の

よ う

に

壁

の

浮

き

上

が り

振 動

に関 する

研

究

は

比 較 的 多

いが

，RC

構 造 物

に おける

靭

性

部 材

と して

回 転 壁 を扱

っ て いる も の は

少

ない_。

　

本 論 文

で は

_中

低

層 程 度

の

鉄 筋

コ ン ク リ

ー

ト造

骨組

を 回

転 壁

を

用

いて

靭 性

骨

組

と して

設 計

するこ と を 目 的 と し て

，

そ の

耐 震 性 を

部

材

モ デル に

基

づ

く骨 組

解析

モ デルに よ り

検 討 す

る。

　2．

回転 壁 を含 む骨 組

の

地 震 応

答

解

析

法

　

対

象

構 造

物

は

RC

造

の

_平

_{面 整 形}

フ レ

ー

ム

_と

_し ，

耐 震

壁

は

1

つの スパ ン の み

存 在

が

許

さ れ る が

，

最 下 層

か ら

最

上

層

まで

_連

層

でな

け

れ ば な ら ない

。

以 下

に

解 析 概 要 を示

す

。

　

2．

1

部 材

の モ

デ

ル

化

と

剛

性

マ ト リ_ッ クス

　

は り

一

柱

の モ デル は

塑

性

ば

ね

法

を

用

い た

。

た だ し

，

曲

げ

変 形

の み

考 慮

し て_， せ ん

断 変 形

と

軸 方 向 変 形

，

接

合

部

の

_変

_形

お よ び

抜 け出

しに よ る

変

形

は

無 視

し た。

耐 震 壁

は

図

一

1

の よ う な

側 柱 位 置

の

曲 げ

変

形 を

表

す

鉛 直

ばね と

耐

震

壁 脚 部の せ ん

断 変 形

を

表

す

水

平

ば

ね を

持

つ モデル によ り

表 す

。

基

礎

は

_直接基

_{礎 を想 定 し}

_{た が} ， くいが あ る

場 合

で

も

くい の

剛 性

，

耐 力

を

適 当

に

評 価 す

る ことにより

同

様

に

扱

え る と

考

えた

。

独 立 柱の地 盤の モ デ ル

_化

は_，

_{基 礎}

は り 芯 と

柱 芯

の

交 点

の

回

転

ば ねに

置 換

した

。

耐 震 壁

の

側

柱

の

地 盤

は

基 礎

の

柱 芯 位

置

で の

地盤

の

軸 方 向 反 力

に

_対

す る

鉛

直

ば

ね に モ デ ル化 し た

。

た だ し

，

この ばね は

基

礎

面

と

地 盤

が

離

れ ると 切 りはな さ れ

，

引張

に は

作

用 し ない

。

直

交

は り は

壁 側 と柱 側

の

鉛

直

変 位

の

差

に よ る せ ん

断

力

の

壁

H

’

_{東京 大 学}

　

講師

・

工博 　〔昭和59年］1月12日原槁 受理

．

〕

Dflexur

響

一

一

　

54

　

一

丁

騾

匹

5ion

　

　

一

　

　

　

　

’

　

　

　

　

’

　

’

 

・

一曹

Fゼ

！

，

1

／ K_巳 ！　　

！

／

！ o D 　 匸

目

L

【

L

■

L

恥

叩

r【

35ioo 　　　’

一つ

民

三

回

a貿

_臨

_【

_6ロ

_5io

_口

’ 厩 KLK

卩｝

［ 丁

’

一

一

一

F 　 ノ 罵2

【

z C

 

P

【

巴

9

醢

Lon （a） 軸 方 向剛性モ デル K2

＝

0

，

3　KlK3

ロ

0

．

I　KlK4

日

2

．

o　KlK5

ロ

lrO　KI 　K4　 　

！

　 　

〆

！

　

_！

！／

／

／ ！ K4 　 ／／

∠

K2 x

．

d ：工_K3 KI











_lx









K5





，ノ

”

　 ！

₁

　

！

！

弖 （

b

＞ 地 盤 剛 性モデル 図

一

2　復元力 特 性モ デル 　 n陶 而 nlw 而 iM5iMwiiM5

1M51

凹wlIw

一

1

団〜

一

一

一

o岡5oMwolw

一

〇図5

’

一

一

一

“

？

nMf

　　 コ

… 一

→

’Mf

　　 ’

一

一

一

一

絶

1岡・

　　↓

図

一

3

解 析モデル （有 壁フ レ

ー

ム）の 　 　 　 質量 分布 の

回 転

に

対

する

拘 束 効 果 を考 慮

し

，

適 当

な

有 効 長

さ を

仮

定

した

他 端

ロ

ー

ラ

ー

支 持

の

仮 想

の

片 持 ち

は り

部 材

に モデ ル

化

し た

。

　 以 上

に よ り

得

ら れた

部 材

の

剛 性

マ

トリ

ック ス に

適 合 条

件

と

平 衡 条 件 を 考 慮

し て

骨 組

の

剛 性

マ トリッ ク ス

（

nx n ；n は

構 造 物

の

全 自 由 度 ）

を

作 成

し た

。

さ ら に

実 際

の

応 答 計 算 を 行

な

う際

に は

剛 性

マ

トリ

ック ス は

慣 性 力 を考

慮

する

自由 度

に

縮 少

し た

。

　

2

．

2

部 材

の

復 元 力 特 性

　 本 解 析

で

用

いた

部 材

の

復 元 力 特 性

は

，

は り

，

柱

，

お よ び

壁

の せ ん

断

ば ね

部 材

に

Clough

モ デル4Zlと

D

−

triモ デ ル

，

壁の 曲 げ 部 材に軸 方 向 剛 性モ デル4S ）

，

地 盤に は地

盤

剛

性

モ デル

，

で あ る

。

図

一2

（

a

_）

（

b

）

に

軸 方 向 剛 性

モ

デ

ルと

地 盤 剛 性

モ

デ

ルの

復 元 力 特 性 を示

す

。

なお

，

地 盤 剛

性

モ デル は

，

地 盤に お け る

履

歴エネル ギ

ー

消費

を

考 慮

す る ために

，

載 荷 時

に は

1

本

の

直線

で

表

し

，

ス ケル トンカ

ー

ブ

か らの

除 荷 時

には

原

点

を

通

る

剛

性

が κ

2

， κ

3

の

直線

を

考

え

，

以 上

の

直線

で

分

割

さ れ る

3

つ の

_領

域 内

で

一

定

の

剛 性 を持

つ _と

_す

_る

，

_{と し た}

_も

の であ る。

　

2

．

3

振 動

モデル

　 質 量

は

各 層 水 平 方 向

と

耐 震 壁

の

回 転 方 向

に

作 用

す る も の

を考

え る。

各 層 位 置

に

働

く

水 平 方 向 慣 性 力

に

対

す る

質

量

は その

層

の

負 担

す る

質

量の

_{総 和}

と す る

。

壁

の

節 点

の

鉛

直方 向

に

対

す る

_質

量 は

壁

自体

とス ラ

ブ

の

質 量

で は

変 形 が

．

異

な るの で

_別

に

_考

え る

。

耐 震 壁 自体

の

質量

は

各 層

の

負 担

す る

質 量

の

重 心 位 置

で の

総 質 量 と重 心 回

りの

圃転 慣 性

モ

ー

メ ン

ト

を

持

つ

質 点

に

置 換

す る

。

鉛 直方 向

に

作 用

す る ス ラブの

質 量

は は り

一

柱

の

節 点

に

集 約

するが

，

ス ラ

ブ

の

各 位 置

で の

鉛 直 変位

が

異

な る た めに

_{変 形 状 態}

を

仮 定

し

，

回転 中

心

（

壁 脚 部

と

仮 定

）

回

りの スラ

ブ

質

量の回

転 慣 性

が

等

し く な る よ

う

な

等 価 鉛 直 方 向 質 量

と して

求

め る。

質

量

の

分 布

モ

デ

ル

を図

一

3

に

示 す

。 た だ し

，

図 中

の

記 号

は

，

M

は

質 量 を

1

は

回 転 慣 性

モ

ー

メ ン トで

，

EMs は

水 平 方

向

に tM 。h，

鉛 直 方 向

に iM 。v の

値

を

持

つ もの と する。 こ の と き，

i

層

に

生

じる

水 平 方 向

の

慣 性 力

P

‘は

，

層

の

水

平 変 位 を

δ

、

，

壁

の

幅 を

B ，

その

両 側

の

鉛 直 変 位

をvi　

1，

vi　

2

，

地

_{動 変 位}

を

x

_。と す る と

，

図

一

3

_中

の記 号 を 用い て

，

　　 　

P

‘

＝

G

ル

f

ノ十‘』ば”十

2

 ル

f

勍

）

・

（

δ‘十

Xo

）

・

・

…・

・

一…

（

1

）

ま

た

，i

の

左 側

の

節 点

に

生

じ る

鉛 直 方 向

の

_慣性

力

Ql

‘は

，

　 　 　

Qlt

； _iMsv

・

vi1

十_iMw

・

（

vi

　

l−

vi2

）／

4

　　 　　　

十 slw

’

（

vi1

十

vi2

）

／

B2………一 ・

…

（

2

）

と表

せ る

。

　

本 論 文

で は

以 上

の

質

量 分

布

の

他

に

_，

鉛

直

方 向

慣 性

力 を

耐 震 壁 基 礎

に

集約

す る 場

合

お よ

び 鉛

直方 向

の

慣 性 力

を

ま

っ た く

無 視

する

場 合

につ い て

も解 析 を行

っ た

。

鉛 直 方

向

の

慣 性 力 を基 礎 部

で

代 表

するとい うことは

_，

す な わ ち

回 転 慣 性 力 を基 礎 回 転 変 形

に

対

し ての み

考 慮

し，

曲 げ

変

形

に

対

し て は

考 慮

し ない こと

を意 味

する

。

　 剛 体

が 浮 き上 がる

時

に は

浮

き上 がり

振 幅

が

増 加

す る に

伴

い

_{復 元 力}

が

減 少

し

，

最 終 的

に

転 倒

に

至

る。 こ の

効 果

は

各 層

の

質

量 の

水 平 変 位

に よ り

生

じ る

水 平 力

へ の

寄 与 （

い わ ゆ る

P −A

効

果

）

により

表

さ れ る

。

本

解

析

で は

壁

だけ で はな く

建 物 全

体

に

つ

い て

P −A

_{効 果}

を

考

え た

。

　

壁

体

が

浮

き

上

が り

振 動 を

す る

場 合

，

壁

体

の

着

地

時

の

衝

突

に よ りエ

ネ

ル

ギ

ー

が

消 費

される

。

ま

ず 単 純 化

して図

一

3

の

壁

部

分の

_質

量 分

布

を

持

つ剛

体

が 剛

床

上で浮 き 上 が り

振 動

す る

場 合 を考

え る

。

も し，

衝

突

が 跳 ね 返 り を

生

じ な い

_完

全

非弾性

衝

突

と

考

え る と 衝

突

前

後

の壁

脚 端

にお ける

角

運

勤

量は

_{保 存}

され る。 し た がっ て

衝 突

によ る

角 速 度

の

低 減 率

r は

，i

層 ま での

高

さ

を

h

‘と し， 図

一

₃

_中

_の記

号 を用

い る

と

，

　 　 　 Σ］（

ilw十iMw

・

（

九

i

−

Bi

／

4

）

十

一

2

’

iMSh

・

hD

　 　 　 7

＝

　 　 　 　 Σ

1

（

itw十iル

lw

・

｛

1L

言

十

B

： ／

4

｝

十

2

，

1ノト

fs

κ

・

h

…

十‘

Msv

・

BZ

）

　　 　　　 　　　 　　 　　　

・

…・

…・

…・

…一 ・

一

（

3

）

と

表

せ る。 な お

，

ユ

回

の

衝 突

による

運 動

エ

ネ

ル

ギ

ー

の

低

減率

は 〆 とな る

。

　

一

方

，

骨 組

モデル で

扱

っ て い るよ

う

な

壁

モデル の

場 合

，

上

部 構 造

お

よ

び

地 盤

に

も

ひ

ず

み

速 度

が

生

じ てい る た め に

，

_．

問

題は やや

複 雑

で ある

。

そ こ で

本 論 文

で は

次

の よ う な

仮 定 を 設

けた

。

（

i

＞ 衝 突

に よっ て

上 部 構 造

物

自

体

の ひ

_ず

み

速 度

は

変 化 し な

い 。

（

ii

　

）衝 突

し た

側

の

壁 脚

の

衝

・

突 後

の

鉛 直 方 向 速 度

は

o

とする

。

（

i

の

は

_，

地

盤 と して

無 限 大

の

質 量 を衝 突

の

起

こ る

瞬 間

の み

考 慮

し， さ らに

壁

脚

と 地 盤の

衝 突

が

完 全 非 弾 性 衝 突

である と

仮 定

し てい る

一 55 一

ことにな る。

以 上

の

仮 定

に

よ

り，

耐 震 壁

の

衝

突 直

前

の

回

転 速 度 成 分

の み に

速 度 低 減 率

r を 用い て

速 度

を 低 減 さ せ れば よい こ

と

になる

。

た だ し， こ の よ う な

減

衰

機 構

を

持

つ

も

の は

鉛 直方 向

に

働

く

質 量 を考 慮

し たモ デル だ けで ある ことに

注 意 を 要

する

。

な お

，

基 礎 部

に

質

量 を

集 約

し たモデル で

も壁 全 体

に

質 量 を 分 布

させ たモデル と 同 じ

角

速

度 低 減 率

r を

用

い た。

　

振 動

方程 式

の

数

値

積 分

は

Newmark

の β

法 （

β

；

1

／

4

）

によっ た。 ま た

，

減 衰

は

瞬 間 剛性

に

比 例 さ

せた。

　

3．

解析対象

建

物

と

そ

の モ デル

化

　

3

．

1

建 物

のモ

デ

ル

化

　

解 析

対

象 建

物

は_， 日

本

建

築

学

会

の

_鉄

_筋

コ ン ク リ

ー

ト

構

造 計 算 規 準

（

1982 ）

“ ）_の

付

2

：

_構

造

計

算 例

1

に

示

さ れ て い る

3

層

RC

建 物

の は り

間 方 向

と し た

。

こ の

建

物

は 図

一

₄

_に

_示

_{す よ う な}

_{鉄 筋}

_{コ ン ク リ}

ー

_ト

₃

_{階 建 物}

_で

_{桁 行}

₅

_ス パ ン

、

は り

間

3

ス パンの ラ

ー

メン

_構造

で

，

は り

間

方向

に

2

枚

の

耐 震 壁

を 配 して いる。 地

盤

は

関 東

ロ

ー

ム を

想 定

し て おり，

基 礎

は くい の ない

直

接 基 礎

であ る。

本 解 析 例

で は

基 本

モ

デ

ル

（

model

−2

_）

の

他

に

壁

を

1

枚

に し た も の

（

mode レ

₅

_）

_，

_{壁 を}

_すべ て

取

っ た もの

（

model

−F

）

，

お よ び 壁

単 体 （

model

−

W

_）

につ い ても

解析

を

行

っ た

。

さ ら に_，

対

象

建 物

を

解 析

モデル に モ デル

化 す

る

際

に

次

の よ

う

な

仮

定

を

設

け た

。

　

（

の

　

壁 を 含 むフ レ

ー

ム は その ま ま

3

層

3

ス パ ンと し

　 　 　

て

扱

う

。

　

（

i

け

　

地 盤

の

鉛 直 ば

ね は

壁

の

側 柱 芯

に 設 け る。

　

（

iii

） 直 交

は りはその両

端

が

終 局

モ

ー

メ ン トに

達

して

　　 　

い る

_時

の せ ん

_{断 力}

が

終 局

せ ん

断 力

と な る

よ う

な

他

　　 　

端

ロ

ー

ラ

ー

支持

の は り にモデル

化

す る

。

ま た

，

ロ

ー

　 　 　

ラ

ー

の

_{位 置}

はスパ ン

_{中 央}

と し た。 また

，

直 交

は り

　　 　

は

基本

モ デル

（

model

−

Z

_｝

で は

壁

の

片 方 向

の み

有

　　 　

効

と し

，

壁

を

1

枚

に し たモ デル

（

model

−

₅

_）

で は YeYl

崘

吩

n

◎

o

口

n

　 　 　 両 方 向

と も

有 効

と し た

。

　

qv

）

耐 震 壁 を含

む フ レ

ー

ム

_以外

の フ レ

ー

ムは

3

層

1

　　　

スパン の モ

デ

ル に

縮

約

し た

。

縮約

フ レ

ー

ムのス パ

　 　 　

ンは元の フ レ

ー

ム の

1

ス パ ンで あり

，

は りの 性 質

　 　 　

は

各 層

ご とに すべ て の は り の

耐 力

，

剛 性

の

単 純 和

　 　 　

と し

，

縮 約

フ レ

ー

ム の

両 側

の

柱

に

分 配

し た。

　 （V ）

以

上

に より

得

ら れ た 壁 お よ び

縮 約

フ レ

ー

ムは

各

　　　

層で剛

棒

によ り ピン

結

合 す る

。

な お

，

剛 域 は 無 視

　　　

し た が，

部材

の

終

局

モ

ー

メン トと し て は

節

点

モ

ー

　 　 　

メ ン ト

を用

い た

。

　 質 量 分 布

は

鉛 直 方 向

に

作 用

す る

質量

を

壁

の

各 節 点

で

考

慮

し た

も

の

，

そ れ ら

を基 礎 部

に

集 約

し た

も

の

，

お よ

び無

視

し た

も

の の

3

通

り

考

え た。 そ れ

ら

の

壁 部 分

の

質 量 分 布

お よびそ の

値

は

図

一

5

（

a

_{ト （}

c

_＞

の ように な る

。

ただし

，

鉛 直 方 向

に

働

く

も

の

を壁 内

に

，

水 平 方 向

に

働

く

も

の

を壁

外

に

示

し た。

　

3

．

2

部 材

の モデル

化

　

は り

部 材

の

繰

り

返

し

履 歴

モ デル は

Clough

モ デル と し た。

Clough

モ デル の

初 期 剛 性

は

降 伏 点 剛 性 を意 図

して い る た め

，

は り

部 材

の

初 期 剛 性

とし て

降 伏 点 剛 性 を用

い る。 た だ し

，

割 線 剛 性 低 下 率

av は

筆 者

らの

行

っ た

回 転

壁

の

静 加 力

実

験

に

関

す る

境

界

は り の

実

験

結

果

3G ）を

参 考

に して

，

au＝

O

．

　

61

と し た

。

は り

部 材

の

最 大

モ

ー

メ ン トは

文 献

44

に

示

され てい る

_終

_局

_時

の

_節

点

モ

ー

メ ン トを

用

い た。

　 柱 部 材

の

繰

り

返

しル

ー

ル は

D −

triモ デル

と

し た

。

これ は_，

柱 部 材

は

柱 脚 以 外 大

きく

塑 性 化

する ことはな く

，

弾

性 剛 性

や

曲 げ

ひ

び割

れ

が 表 現

で き る

D −

tri

モ デ ルの ほ う

が 好 ま

しい

と

の

理 由

によ る

。

割 線 第

2

剛

性

低 下

率

は は り と 同 じ と し た

。

曲

げ ひ び

割

れ

時

の モ

ー

メ ン ト

M

。は

，

　　　

Mc ＝

σt

’

Z

十

A

厂

・

D

／

6 …

　

tt・

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（4　

）

で

求

め た

．

た

だ

し， σt は コ ン ク リ

ー

トの

引

張

強

度

で

21

　 　 羃 て3 　 ）00　　　70ロ　　　アOO　　　　700　　　7qo　　　　　　　550　　　550　　　S50　　　　　　　　550　　　　550　　　550 xaXIxaX3　　　　×4　　　　rsUS【丁

’

C畍　　　　　　　　　XO

，

X1

■

xa

濶

r5　　　　　　12

．

乂3 　 　 　 　 （a）　Plan　　　　　　　（b）　Seotio皿 　 　 　 図

一4

　 解 析 対 象建 物 17

．

51B

．

40

，

聖8

，

3亡　　9

．

6ヒ　　18

．

3し

一 一

鹽一

弁

三

弖

1

士

1

轡

：B＝IE

−

t2k

？

T

， 22



・

6x2 　62tmi （a ）　MODEL

−

（D）

　　　　　　　

一一一

t59

… 　 　 　 ’

　

一一一一一

“

63… 　 　 　 ’

　

　

一一一一

や

・6

．

・ ・ 　 　 　 　

　

93

．

9t

　

th

　 　 2M　trnl 　 　 （b）　阿ODEL

−

（C） 図

一

5

　質 量 分 布モデル

　　　　

一一一一

や

59… 　 　 　 ロ

　

…

一一

・3… 　 　 　 l

　

− 一

一

や

・・…

　　　　　　　諞

（c＞

’

・

10DEL

−

（1）

一

₅₆

一

kg

／

cmZ

，

　

N

は

長 期 軸 力

と し た。 な お，

最 大

モ

ー

メ ン ト は は り

部 材

と

同

様

に

_文

献

44

に

示

されてい る

終 局 時 節 点

モ

ー

メ ン トを

用

い た

。

　

耐 震 壁

の

曲 げ

ば ねの

弾性 剛 性

は

耐 震

壁

脚

部

の モ

ー

メン ト

曲 率 関 係

で

表

す と

，

　　　

M

＝

El

_φ

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



tt・

…



tt・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



（

5

）

と

な り

，

側 柱

の

軸 方 向

の ひ

ず

み が

一

様

だ と

仮 定

す る と，

側 柱

の

軸 方

向

カ

ー

軸方 向変位

の

_初期

剛

性

Ke

は

，

　 　　Ke

＝

2

・

E

・

l

／

lw

’

・

h …tttt

…・

・

…・

・

…・

……・

一

（

6

）

と な る。

耐

震 壁の

曲

げ ひ

び割

れモ

ー

メ ン トお よ び

第

二

剛

性

は

側 柱

の み を

対 象

に して

考

え る

。

す なわ

ち

，

側 柱

の ひ び 割 れ 時 軸

方 向 力

は

，

コ ン クリ

ー

トが

引張

を

負 担

し な い と し， 長

期 軸 力

と した

。

第

二

剛 性

K2

は

側 柱

の

主 筋 （

全

断 面 積 を

A

，と する

）

の

剛 性

の み によ る と

仮 定

し

，

　 　　

κ

2＝

A

ε

・

Es

／

九

・

・

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

r7・

一

（7 ）

と し た

。

第

三

剛 性 低 下 率

は

，

_β3

＝

0

，

001

と し た、 な お

，

本 解 析 例

に おいて は

曲 げ壁

は

，

壁

が

曲 げ 破 壊

し ない よ う に

曲

げ

耐 力

を ある

程 度 上 昇

さ せ て お く

。

　 耐 震 壁

のせ ん

断 ば

ね の

初 期 剛性

Ke

は

，

　　　K

。

＝

・

Aw ・

G

／

xh

’

・

・

……・

………・

・

・

・

・

……・

……

_（

₈

_）

と し た。 た だ し x三 〇

，

97

と し た

。

ま た

，

せ ん

断

ひ び

割

れ

耐 力

Q

，は

，

　 　　

Qc

＝0．

1・

Aw ・

Fc ・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一・

・

一・

・

・

・

・

・

…

　

『

・

・

一

・

・

（

9

）

と し た

。

第

二

剛性 を決

める

際

に は

仮 想

の

降 伏 点

と し て

文

献

44

に

示

され て い る せ ん

断 耐 力

Qs

＝

295

　ton と

，

その と きの

部 材 角

1

／

250

を仮 定

して

求

め た。 な お

，

せ ん

断

壁

も曲 げ壁

と

同様

にせ ん

断破 壊

し ない よ う に あ る

程 耐 力 を

上 げて お く。 し た がっ て せ ん 断 応 カ

ー

_{せ ん 断ひ}

_ず

_み関

_係

は

図

一

6

の

よ う

にな る。

履

歴ル

ー

ル は

Bi−linear

と した

。

　

次

に

，

地 盤

の

ば

ね の

剛

性

と

耐

力 を定

め る

。

鉛 直

ば ねの

軸 方 向

の

初 期 剛 性

K

，と 浮 き 上 が り耐 力

Nu

は

，

　 　　

Ke＝

x

・

B

・

L

・

・

…・

……・

一 ・

t・

…………・

・

…・

…

_（

10 ）

　 　　Nu

；

N

／

2

…………・

…………・

…・

・

……・

……

（

ll

＞

と し た

。

た だし

，B ，

　

L ，

　

N

は 基 礎 面の幅

，

奥 行

きお よ び

壁

の

基 礎 面

で の

全 軸

力で ある

。

地 盤 係 数

x は

文 献

44

より z

＝2、

lkg

／

cm3 で あ る が

，

本 解 析 例

で は

10

倍

に し て x＝

21kg

／cm3 と した もの につ い て

示

す

。

独 立 柱

の地 　 τ

（

t

／

cm2

）

O ．

0268

（

295t

）

0 ．

0210

（

231t

＞

　

O

　 　 　

l

／

4433

　　　　

1

／

250

　　　　　　

γ 図

一

℃



壁せん断ば ねの スケル トン カ

ー

ブ 盤のばね は

_弾性

と し_t その 回

転

剛

性

κ_，は

_L

　 　 　

Kr＝3・

L ・

B3・

x

／

12 ・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（

12

）

と し た

。

　

4．

地 震 応 答 解 析 結 果

　

解 析

パ ラ メ

ー

タ は

有

壁

フレ

ー

ム と

無 壁

フ レ

ー

ム の

比 率

お よ

び 質

量 分

布

であ る

。

解析

モデル

を表

一

1

にま と め る

。

た だ し

，

表

に は

_逆

三

角

形

外 力

分

布時

の ベ

ー

ス シャ

ー

_{係 数}

と

弾性

固

有

周

期

も

示

し て あ る

。

ま た，

各

モ デル は

対 象 性

を考 慮

して

解 析

してい る ために モ デル の

重 量

は それ ぞ れ

異

なっ て い る

。

使 用

し た

地 震 波

は 八

戸 （

1968

）

EW

の

最 大 加 速 度 を含 む

10

秒 間 と

した。

積 分 時 間

の

刻

み

幅

は

O

．

　

005

_秒

_とし たが

，

壁

お よ び

基 礎 部 材

の

剛 性

が

変 化

す る と きには

0

．

OOI

秒 とした

。

ま た

，

減 衰 は

弾

性

1

次 周 期に

対

して

5

％ と し

，

瞬 間 剛 性

に比

例

す る ものと し た。

　

4

．

1

　 単 独 壁

の

応 答 結 果

　

耐 震 壁

の

浮

き上 がり

振 動

の

特徴

を

把

握

し

，

さら に

質

量 の

分 布 方 法

や

衝突

によるエ

_ネ

ル ギ

ー

消 費

な どの

影 響

を

検

討 す

ること を

目的

に

，

壁

のみ を

取

り だ し たモデル

（

model

−

W

）

の

地 震応 答解 析

_牽

行

っ た。

，

用

い た モデル は model

−

WD

（

鉛 直 方 向

に

作 用

す る

質 量

を

壁

の

全 節 点

で

考

慮 し た も の

）

，

model

−

WC

（

鉛 直 方 向

に

働

く

質 量

を

基

礎

部

に

集 約

し た もの

）

，

お よ び model

−WI

（

鉛

直

方 向

に

働

く

質

量 を まっ た く 無 視 し た もの

）

の

3

種

類で ある

。

地

震

波

は

75

〜675gaL

に

修

正 し て 用い た

。

図

一7

（

a

）

〜

（

d

）

はmodel

−

WD

の 450　

gal

入

力

，675

　_gal

入 力

，

　 model

−

WC

の

675

gal

の入

力

お よ び model

−

WI

の

675

　

gal

の 入

力

に よ る

3

層 水 平 変 位

お よ び

転 倒

モ

．

一

メ ン トの

時 刻 歴

で あ る。 mode1

−

WD

は

，

450

　

gal

入 力 時

には

3

回 浮

き 上 が り を

生

じ て い るが

，

そ の

変 位

はあ まり

大

き く ない

（

図

一

7 （

a

））

。

一

_方

_，

_675gal

_{入 力 時}

_{に は}

_浮

_き

_上

_{が り}

_{振 動}

_は

_{顕 著}

_{と なり}

_，

その

変 位 応 答 波 形

の

周 期

は

大

き く

伸

び る。 し か し

，一

度

大

き く

浮

き 上 が りを

生

じて も

，

基 礎

が

着

地

す る と きにエ

ネ

ル

ギ

ー

が

吸 収

さ れ る た めに

，

_{繰 返}

し

振 動

に よる

_変

_位

振

幅

の

伸

び は あ ま り み ら れ ない

。

地 動

が 弱 まると その

変 位

振

幅

は

急 激

に

減

少

す る

。

応 答

の

終 局 時

に は

や

は り

弾 性 振

動

と な る。 ま た，

転倒

モ

ー

メン トの

応 答

をみ ると

浮

き 上 が り

振 動

の

長 周 期

の

波 形

の

問

に か な り

大

き な 短

周 期

の

_振

動

がみ ら れ る

。

これ は

鉛 直方 向

に

作

用 す る

慣 性 力

のた め に

転 倒

モ

ー

メ ン トが

増

減 して い る 現

象

で あ り

，

浮

き

上

が り

振

．

動

の

_大

き な

特 徴

で ある

。

な お_， こ の周

期

は

約

O

．

08

表

一

1

解 析モデル 解析モデル 　　　名 重量 （

Lon

） ベ

ー

ス シ ヤ

ー

（tOIゆ ベ

ー

ス シ ヤ

ー

係 数

・

_{1次 固 有} 周 期 （sec ） mode トF 凸

90158

0

，

320

，

535

mode1

−

U18885

0

，

450

．

196 modeI

−

2798428

0

．

540

．

308 model

−

51600 了05

G

．

4

畦 0

．

359

一

₅₇

一

5

　 　 0 　 　 5 　

0

　 　 0 　

_・

　 　 　 　 　 　

・

　

0

塵 　 　 　 　 　 　 1 　

8

　 　 　 　 　 　

コ

ロ 0 耐 り Ω Σ 凵 コ 臨 β

暑

　 　 　 　 　

〔

51H

  ℃ o 目 跏 釦 。 船 枷 。 枷 　

_一

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

一

　 口 Q

咽

_”

9 渇 U ゴ 臨 口 HH 司 り0 頃 卜 O

（

而

）

　 　 　 　 〔

冖

3 − H9 ” O 日

（

ρ V 50

　

0

釦   。 蜘 　 　 　 　 　 　 　

_．

「 己 b 雨

凵

Ω 岡 凵

吾

州

鮎

瞬 卜 O 　 　 　 　 　 O 含 ー 宀 ω ℃ O 旦

（

u

）

一

　

（a

− D



Displacemen

匸

_（

cm ）

｝

　

（a

−

2

）

　

Over

ヒurning



MOment



（仁m ）

1

　

（b

−

1）

　

Displacemen 亡



_（cm ）

1

嚇

脚

距

　

（b

−

2）

_Overturning

Momen 亡



（tm ）

1

　

（c

− D

　

Displaceme

ロt

　

（c皿）

1

　

（c

−

2

）

ever

じurning 　Moment （仁m ）

ー

　 　

　

丁 且 II † ー 十 1 よ

500

却 蜘 o 勁 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

一

8

肩

凵

晃 凵

a

β 窟 岬 卜 O

．

　 　 　 　 　 　 　 H 診 ー 一 印 Oo 口

（

唱 ） （d

−

1）Displaeeme ロ【 （cm ）

一

F

諜

一

（

d

−

2

）

　

Overturning 　Moment

　（

しm） 　 　 　 ト

ー

← 十 →

一

ト→

一

一

F

−

＋ →

一

→

一

→

−

1

−一

＋

一

＋

一

畳

一

十

一

← →

一

← →

一

→

−

　 　 　 　Ol 　

234

　

56

　78 　

910

　 　 　

Time

　（

SEC

） 図

一

7

　

単 体 壁モデル の

変位

と

転 倒

モ

ー

メン トの時 刻 歴 ISbO

．

25U507 乃 コ O 隠

州

50 →

（

日 山

）

ロ

5

居

渇 ω ・。 昌 25

“

一

　 Ooo

一

（

日

・

ご

琶

m 日 。 Σ Φ 寄 国 lsoo

．

111，

、

7！O

．

17s

．

　 o

．

−

17s

．

，

乃o

．

plLls

．

一

Lら6

、

　 　

一

匹oa

、

　

−

11

．

　 　

一

コ6

．

　 　　 0　0　 　 　〕6　　 　］1

．

　 　bOfi

．

　 　　 Lい

、

　 　180

．

　 　 　 　 　Displacemen 【（c珊）

　

（a ）

　

mode1

−

WI

　

（675ga1

　

エnpu し



ト10ヒion_＞

一

blDO

．

　

ぜ

ヨ　ゆ

−

11ゐ 　 　

−

Is　o　

−

ID

．

o　　 　

−

9

．

1　 　　o

．

D　 　　ヨ

　

1　 　　 ：o

　

ロ　 　Is

．

o　 　 　］1

　

う　 らフ

．

り

　 　 　 Displaceme 日【　（cm ）

　 　 　 　（b）　mode1

一

皿 （675gal　Input　Motion）

　

図

一

8 単 体 壁モデル の変位

一

転 倒モ

ー

メン ト関係

秒

であ り，

浮

き

上 が

り

時

の

2

次 周 期 （

上

下 動

に

対 応 す

る

周 期 ）

0

．

091

秒

に ほ ぼ

対 応

する

（

図

一

7 （

b

）

）

。

　

基 礎

に

鉛 直 質 量

を

集

約

した モ デ ル は model

−

WD

と 同

様

な

傾

向

で

あ

っ た

（

図

一

₇

_（

c

_））

。一

方

，

鉛 直 方 向 質 量

を

無 視

し たmodel

−WI

を

み る と

，

他

の モ デ ルの

挙 動

と

大

き

く異

なっ て いる。 す な わ ち

，

変 位 波 形 （

図

一

7

（

d

−

1D

を み る と，

1

度 浮

き

上

が りを

生

じ た

後

は

変

位 振 幅

は

倍 加

され て

ゆ く

。

これは

。

転

倒

モ

ー

メン トの

波 形

に み られ る よ

う

に

静 加 力解

析

による

_転倒

モ

ー

メ ン ト

以

上 の

転 倒

モ

ー

メン トに は な ら ない こ

と

と

，

基礎

の

着 地 時

の

衝 突

に

よ

るエ

ネ

ル ギ

ー

吸

収

が ない ためである

。

転 倒

モ

ー

2000 005 。。 三

53

臼 ω

30

　 　 　 　 　 　 　

　

0 　 　 　 　 　 　 　 　 0 0 　 　 　 　 　 　 　 　 0 0 　 　 　 　 　 　 　

　

5 　 　

（

β り 凸 o ド

｝

り β o 口 o Σ

凵

，

9

り h ＝

巴

石

_o

民

O メ ン トの

応 答 波 形 （

図

一

7

（

d

−

2

）

）

は浮 き 上 がりを 生 じ て い る

間

は

凹 形

の

曲 線

を

示

して い る が

，

これ は

P −A

効

果

の た め に

大

変

形 領

域

に おいて

転 倒

モ

ー

メン トが

減

少

し て いる

現 象

であ る

。

　

図

一8

に model

−WI

とmodel

−

WD

の

3

_{層 水 平}

_{変 位}

一

転 倒

モ

ー

メン トの

関

係

を 示 す

。

た だ し

，

転 倒

モ

ー

メン ト は

壁 体

の

応 答

せ ん

断 力

に

高

さ を

乗

じ た もの で あ る

。

model

−WI

では

鉛 直

方 向

に

_働

く

慣

性

力

が ない た め

浮

き

上

がっ た

時 点

で

転 倒

モ

ー

メ ン トは

最 大

と なり

以 後

はバ

_イ

リ ニ ア の

直線

上 を

往 復

し てい るが

，

model

−

WD

をみ る と

，

Maximu 皿　Acceleratioa 　of

InpしL し　Motion 　（gal）

〔a） 転 倒モ

ー

メ ン トの

応答

　 　 　 　 　図

一

9

002

50

旧

O ω U 臼 O 陶 D 口   二 の 　 n

（

囗

8

）

リ コ 麟 口 H 　 　 50

か

o

畠

凵

_・

_・

臼

雷

h コ

巴

咽

帛

皇

ρ 00 　100200300 　400 ヌX〕600700 　 塾1aximum 　△ccele τaしion　of

　工nPU し　Motien 　（gal）

　 （

b

）

1

層せ ん断 力の応 答 単 体 壁モデル の力の最 大 応 答

浮

き

上

が り

振 動 中

に か な り

乱

れ て い る こ と が わ か る

。

こ れ ば

鉛 直 方 向

の

慣 性 力

が

等 価

な

浮

一

ヒ

り

軸 力

とし て

働

い て いるた めで あ り

，

変 位 振 幅

が

小

さ い

範 囲

で

顕 著

とな る

。

変位

が

大

き く な ると_，

転 倒

モ

ー

メ ン トの

乱

れは

減 少

し

，

ほぼ

静 的

な

転 倒

モ

ー

メ ン

ト （図 中破 線 ｝

に

収 束 す

る。

　

図

一

9 （

a

_）

_（

b

_）

は

最 大 応 答 転 倒

モ

ー

メ ン トお よ

び 最 大

応 答

1

層

せ ん

断

力 を

横

軸に地

動 加 速 度

を とっ て

示

した も の であ る。

図

を み る と

，

回 転 壁

に は

静 的

な 入

力 （

図

中破 線 〉

以

上のせ ん

断

力 と

転 倒

モ

ー

メ ン トが 入

力

さ れ

，

それ は入

力 地 動 加

速

度

が

大

きい ほ ど 大 き く な るこ と が わか る

。

鉛

直方 向

の

質 量

を

基 礎 部

で

_代表

さ せ た

解析

モ デル

を用

いて

も

そ の

応 答

は あ まり

変

わ ら ないが

，

鉛 直方 向

の

質 量 を無

視

じ た

解 析

モデル では その応 答は大 き く

変

わ っ た もの と な る。

　

図

一

IO

は

応 答

変位

に

対

す る

P −

△

効 果 と 衝 突

に

よ

るエ 0 　 　 0 　 　 　 　 　 　 　 0 　 　

　

0 　 　 　 　 　 　 　 0 　 　 　 5 0 　 　

　

0 　 　 　 　 　 　 　 　 0 　 　 　 5 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 0 0 　 　 　 5

（

5

）

呂 。 寓 戯 昌

旧

。 芻 ga

。

Φ

国

岩 詈

ω

冨 牲

_切

召 日 昌 爻 甍 00 図

一

10

，

鬘

　至

　 ロ　

ー

15

．

自

’

_己

Tfi

　 _40m〕

　

掘

_o の　 　 　0 日 _お

3

　

−

4000 　 　 　 15

，

8

唱

凵

£

“ 民 β 肩 凹 n 卜 O HN 亠

穹

8

（

ε 　 lOO　　　20D　　　300　　　400　　　 500　　　600　　700

　 Maximum 　Accelere ヒion 　of　Input 　Motion 　（ga1 ） 単 体 壁モ デル の解析 仮 定の差による最 大 応 答 変 位 15

．

・

一

卅

∀

一

一

15

．

4 

1

　 0 0

一

40CM （a

−

DDisplaeemen

ヒ （cm ）

（a

−

2

）Ove【turning 　M・ment 〔し咽 ）

（b

−

1 ）Displaceme ・t （c団） （b

−

2）

　

Overturning



Moment



〔匸

・

m ） 　 　 　 　 OI2345678910 　 　 　 　Time　（SEC） 図

一

11

有 壁骨組モ デル の変 位と転 倒モT メ ン トの時 刻 歴 ネルギ

ー

消 費の影 響 をみた もの であ り

，

横 軸

に は 入

力 加

速 度

を とっ てあ り

，

縦

軸

は

対

数

目

盛

り と なっ て い る

。

解

析

モ デル はmodel

−WD

と

model

−WI

の ほかに model

−

WD

において

P −

A

_{効 果}

を 無

視

し た mode レ

WDP

と

衝 突

に よる

減 衰

を

無

視

し た 皿ode1

−

WDV

であ る。

結 果 を

み る

と

model

−

WD

_とmQdel

−WDP

は ほ と ん ど

同

じ

応

答

を

示

し た が

，

675gal

入

力 時

に は mQdel

−WDP

の

方

が や や

変

位

が

抑

え ら れ てい る_。

一

_方

_，

model

−

WDV

は

浮

き 上

が

り

後

に

比 較 的 大

き な

変 位

を

示

し ている。 しか しい

ず

れ

も

model

−WI

に

比

べ _る

_{と 応 答}

_{変 位}

_{は か な}り

_小

さい。 す な

_．

わ ち，

浮 き

上が り

振 動

を

考

え る

場 合

には

P −A

効 果

や

衝 突

に よ るエ

_ネ

ル

ギ

ー

消

費

も

無 視

で き ない

要 因

で あ る

が

，

鉛 直 方 向

に

働

く

質 量

の

効

果の

方

がこ れ らに比べ

大

き い_， と

言

え る

。

　4

．

2　

骨 組

の

応 答 結

果

　 　　　 　　　 　　　 　　

．

　

本 節

では

3

．

で

示

し た

3

層 建 物

の

応 答 結 果 を 示

し，

単

体 壁

お よ び

純

フ レL _{ム の}

_{挙 動}

_と

_{比 較 検 討 を行}

_う

_。

_用 い た モ デル は

基 本 建 物 （

壁

2

枚 ）

におい て

壁

の

鉛 直 方 向

に

作

用 す る

質

量 を

各

壁

節 点

で

考 慮

し た model

−

2D

と

鉛 直 方 向

の

質

量 を 無 視 し たmodel

−

₂₁

_，

基

本

建

物

の壁 を

1

枚

とし て

_同

_様

の

_質

量

分

布

を

考

え た model

−

5

　

D

とmode レ

51

，

お よ び

純

フレ

ー

ム

（

model

−F

_）

で あ る

。

地 震 波

は

225

，

450

お よ び

675gal

に して

用

い た。

　

図

一11

（

a

_{） （}

b

_）

にmQdel

−2D

とmodel

−

₂₁

の

675

　

gal

入

力

に よ る

3

層

水

平

変位

お よ び

転 倒

モ

ー

メ ン トの

時刻

歴

を 示 す

。

model

−2

　

D

の

，

675

　

gal

の 入 力

時

に は

部 材

角

1

／

75

程 度

まで

変 位

が

伸

びて お り

，

すで に

破 壊 機 構

を 形

成

し

，

波 形

に も周

期

の

伸 び

が はっ き り み ら れ

，

転

倒

モ

ー

メン トの履 歴に も

高 次

モ「 ドに よ る

小

さ な

波

が認 め られ る

。

し か し_， 周

期

が

伸

びて も

応 答 変 位

は

急 激

に

伸

びる こ とは な く

，

地 動

が

弱

まると

，

そ の

変 位 応 答 振 幅

は

急 激

に

減 少

し

，

周

・

期

も 短 くな る。

一

方

，

model

−

21

の

675

　

ga1

入 力

時

の波 形 を み る と

，

浮 き 上 が りに よ る 周

期

の伸 びは

明 瞭

であ る が

_，．

model

−2

　

D

と

異

な り

，

時 間

の

経 過

に

_伴

い

変

位 振 幅

が

徐

々 に

増 幅

さ れてく る

。

しか し

，

地 動

が 弱 ま る と

，

や は り

変 位

振

幅

は 急 激 に減

少

し

，

周 期

も 短 く な る

。

　

これ ら の

有 壁 骨 組

の

応 答

を

単 独 壁

と

比 較

してみ る と

次

の よ う にま とめ ら れ る。 model

−

2

　

D

の

変 位

の

応

答

は

定性

的

に

単 独 壁

と よ く

一

致

し て い るが

，

mode レ

₂₁

の

変 位

の

応 答

は

，

単 独 壁

の

場 合

に は

地 震 波

が

弱

まっ て も

変

位 振

幅

は

増 大

し

続

け た が

，

骨

組

の場

合

には周 辺 骨

組

の

影 響

に よ り その

変 位 振 幅

は

減 少

して いくこと が わ か る

。

ま た

，

．

単

独 壁

の

場 合

に は

鉛 直方 向

の

慣 性 力

に よ る

影 響

か

強

く

現

れ て い たが

，

骨 組

の

場 合

に は そ の

影 響

が

あ

ま りみ ら れ な い。 この

原 因

を

考

え る た め に

両

モ デル に お け る

鉛 直方 向

の

慣

性 力

の

時 刻 歴

を

比 較

し て み

た

。

図

一

12

（

a

）（

b

）

は

model

−

WD

とmodel

−2D

の

675

　

_gal

入

力 時

の

壁

の

_左

側

が りに

抵 抗

する

方

を 正にとっ て ある。

図

をみ ると

単

独 壁 で

も骨 組

の

中

で

も作 用 す

る

慣 性 力

は

同 程 度

であ ること が わ か る

。

こ の

鉛 直

方 向

に

作 用

する

_{慣性 力}

による

影 響

は

小

変 位

領

域で顕 著であ る が

，

単 独 壁の場 合 は 小 変 位であっ て も

最 大 耐 力

に

達

し て お り，その

影 響

が

波

形に現 れ る が，

骨 組

の

場 合

に は

小 変 位 領 域

で は

最 大 耐 力

に

達

してお ら

ず

，

壁の力 をフ レ

ー

ムが 吸 収 して し ま う た め

，

波

形には oD

　

o

　

oo 2 　 　

　

　 　 　 　

　

　

2 　 　 　 　 　 　 　

，

（

回 口 bon 卜 O

）

β 31 剛   唱 O 巨

（

噂

V

　 　 　 （agains にuplif 匸iロ9）

州

_世

臨

（a ）　Total　Ver亡ieal　Inertia 　Force 　（匸an ）

1

圏

_：

_ト

鱒

騨 騨

齢

）

　 　 　 （favorable 　touplifting ）

（

b

）

　

To匸al



Vertica1



工ner

’

tia



Foree



（ton ） H

−

十

一

一

十

一

一

1

−−

1 　 　 　 　0 　1 　2 　3 　4 　56 　7 　8 　9 　1D 　 　 　 TIME （SEC） 図

一

12　単 体 壁と有 壁 骨 組の壁の鉛 直方 向慣 性 力の時 刻 歴 あま り

影 響

が で な く な る と

解 釈

で き る。

　 図

一

13

は model

−

2

と

model

−

5

の

最 大 応 答 変 位

を

横 軸

に

地 動 最 大 加 速 度 を

とっ て

示

し た

も

の である

。

比 較

の た

めに model

−

WD

とmodle

−

F

も

示

してあ る。 ま ず

，

　model

一

0010

（

臼 り

）

00 ， 」 oo

円

国 0005 050 0

臣

。

←

旧

。 器 口

g

円 星 詈 署

 

u

岡

一

_二

゜

。

召 舅 日 冤 睾 0　　　　　100 　　　200 　　　 300 　　　400 　　　500 　　　600 　　　700 　 tiaximum 　AcceleratiOtt 　of　Input 　Metien 　（gal） 　 図

一

13

　 有 壁 骨 組モデル の最大 応 答 変 位 黝 凵 ロ リ 日 O ＝  

　

　

 

　

　

  ム 　 　 　 　 　 　 り 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

甼

8

ご bo 口

州

口 」 ， 凵 】   ＞ O 　 凵 う 臥 自 H 　 　  

　

o 訥

一

一

吋 U

一

日 頃 二 h 口 ₂₀₀ 　 　400　 　 　600   Acceleraしi 

of　InI川ヒbfOtion（gal）

  7 凵 口   日 O 岩  

　

卿

　

  　 　 　 　 　 　 　

（

目

．

ロ

3

》

凶 ＝

一

口 】 5 ロ

」

り ＞ O 　 凵 コ O Ω H 跏

　

  身 霜 u

咽

冩

急

O 200　 　 40Q 　 　 600 獅 皿皿 Aceeleration

of

　

正nput　MOtion



（_gal）

’

〔a｝ 転 倒モ

ー

メン ト 600 oo5 oo4

旧

O 　   り PO 』 　 凵 祠   ；   　 　 oo 　 　 3

（

ロ

3

）

り

註

菖

　 　 　 oo

　

　

　

oo 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

　

　 鎗

B

の

岩

日 罵 気 二

巴

咽

島

民

o 200　 　400　 　 60b   Acceleration

of



lr｝TXiにibtion



（ga1）

  跏 Do6

旧

o 山 り 】 o 国 】 閃   ‘ ワっ 　 　 　 oo 　 　 　 4

（

ま

凵

） 凵

註

昌

　 　 　 　 oo 　 　 　 　 　 ご

3

 

凵

の 」 冨 身

一

巴

寉

霍

言

0 oo5 oo4 ＝ 喝 3

旧

o  

ピ

o 』 oo

　

　

oD

　

　

oo

　

　 o 　 ヨ 　 　 　 　 　 　 ヱ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　

（

匚

B

）

鋤

ε

゜・ 口 日 崔 旧 。 ”

田

函

凵

呂

5

臥 ゴ 邸 り 咽 日

霍

言

020D 　 　400　 　

60D

　 Maxim 　Acceleraヒioロ

　

of 　inI皿L｝候 i  （ga1） Do5 oo4 ゴ “03 旧 o 田 u 】 o 』 00

　

　

00

　

　

00

　

　

0 ヨ 　 　 　 　 　 　 　 ユ 　 　 　 　 　 　

　

ロ 　 　 　

（

8

ご

ご

。 凵 ゜噛

凵

。 」

嵩

岩

謡  

函

り

己

昌

≧ 一 司 u

咽

竃

集

o 　

200

　 　4QO 　 　 600　 　 　 200　 　 400　 　600 Maximn 　AeceleTaticm　　　　　　MHxim 　Acceleretion of



Ir！PSし



hOヒ

ion



（ga1）























of



Inpat



Mot工 

　

@

（齢

1

（

b

）1 層 のせ ん

断 力　 　

　　（

c

）

1

層 の 壁 の せ ん

力

　図

一

14

　 有壁 骨組 モ デ ルの力の 最 応

答

弸  

　

獅

　

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