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鉄筋コンクリート造実大7層建物の建設とその弾性性状 : 日米共同耐震実験研究 その1

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1

UDC :624

012

45 :624

042

7:620

1 日本建 築学 会構 造 系 論 文 報 告 集 第 366号

昭 和 61 年 8月

造 実 大

7

層 建

と そ

弾性性 状

米共 同耐 震実 験研

究 

1

員 正 会 員 正

会 員

正 会 員

 

 

** 士 * * * 心、

** * *

 

1.

 

従 来

鉄 筋

コ ン ク リ

RC

と する

関 す

実 大 試 験 体 実 験

お よ び

縮 小 模 型 試 験

体 実

的 加 力 方 法

によ り

数 多

実 施

さ れ て お ゆ

そ れ らの静

力学 的 挙 動

する

くの

知 見

され てき た。 ま た これ らの

部 材 を組

わせ た

構 面 あ

るい は

大 建

いた

静 的 加 力 実

va1

) も

報 告

さ れて い る

し か しこれ らの

静 的 加 力 実 験

はあ らか じ め

め た

形 履

歴 を

試 験 体

え る

試 験体

の あ ら か じ め

形 履 歴で の基

質 や 破

把 握

す るに は

有 効

験 方 法

では あ る が, 地

震 時

にお け る

複 雑

変 形 履 歴

を受

け る

験体

挙 動

十 分

再 現

す る

実 験

で は な かっ た

。一

振 動 台

い た

RC

造 骨 組

お よ び

振 動 実 験

21躙

も数 多

実 施

さ れ

振 動 台 実 験

で は

地 震

同様

基 礎

か ら

加 速 度

入 力

する ため, 地 震

にお け る

試 験 体

挙 動

忠 実

再 現

する

可 能

で あ るa し か し な が ら

振 動 台

加 振 能 力 等

か ら

試 験 体

縮 小 模 型

限 定

さ れ る

模 型 則 を

いか に

満 足

させ

試 験 体

挙 動

実 大 建 物

挙 動

と い か に

関 係

づ け る か とい

う問 題

さ らに

実 験 時 間

い た め に,

試 験 体

破 壊

で の

過 程

計 測 お

び観 察

し い

場 合

 

地 震 時

複 雑

変 形 履

歴 を

試 験

し ゆっ く り と

力 す

実 験 手 法 と

し て

考 案

さ れ た の が

算機

ア ク チュ エ

ン ラ

実 験 手 法

こ こ では

仮 動 的

実 験 手 法

と呼ぶ

S)6 )1 ) である

この方 法は

電 算 機

に よ る

地 震 応 答 解 析

とア クチュ エ

タに よ る

静 的 加 力

わ せ た

実 験 手 法

地 震 時

に おける

試 験

体の挙 動 を ゆっ くり

再 現

する こと がで き る た め

試 験

破 壊 過

計 測

お よ び

観 察

容 易

で あるとい う

特 徴

がある

動的 実験 手 法

当初

東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所

開 発

さ   寧 建 設 省建 築 研 究 所 第 四研 究 部長  *1 建 設 省建 築 研 究所 第 三研 究 部 主 任 研 究員

工博 1# 建 設 省建 築 研 究所 第研 究 部 研 究 員 i“ * 建 設 省建 築 研 究所 国 際 地 震 工 学 部 室 長

ユニ博     (昭和 61 年 3 月 10 日原稿 受理) れ5)

建 築 研 究 所

に おい て も

実 大 建 物

用 可 能 な

仮 動 的 実 験 装 置

1979 年

完 成

し たs〕9}

  本 論 文

米 共 同 耐 震 実 験 研 究 と

して

実 施

し た

仮 動

的実

手法

による

RC

造 実 大

7

層 建 物

耐 震 実 験

1°1

果につ いて述べ る も あ る

RC

造 建 物

大 地

け た

挙 動

験 的

再 現 す

に よ り

,RC

造 建

地 震 力

する

安 全 余 裕 度 を定

に評 価 す る と と もに

米 両 国

慣 用

さ れ てい る

RC

造 建

動 的 解 析 手 法

な どの

妥 当 性 を検 討

す る

を 目

と し て い る。

論 文

構 成

は そ の

1

か ら その

7

までの

7

よ り なり

本 編

は そ の

1

とし て

試 験

建 設

か ら そ の

弾 性 性 状

につ い て

を論

じ る

 

2.

試 験 体

 

2

1

  試 験 体

設 計

 

試 験 体

設 計

当 初

震 設

お よ び

米 国

UBC

”)

ACI12

親 定

っ た が

その

結 果

で き 上 がっ た

建 物

本 流

国 流 ど

ち らの

計法

に よっ て

も保 有 耐 力

がベ

ス シ ア

係 数

に し て

0.

4

上のか な り

建 物

と な っ た

その た め 試 験

300

400gal

程 度

地 動 加 速 度 を

して も

験 体

応 答 変 位

は かな り

小 さ

範 囲

留 ま

予 想

さ れ

験 体 を破 壊

まで

形 させ よ う と す る と さ らに

き な

地 動 加 速 度 を

す る こと と な り, その

場 合

ア ク チュ エ

タの

能 力 を超

え た

外 力 を加

え る

必 要

が あ る

ら か と なっ た

こ れ らの

事 情

か ら

最 終 的

の決

して は

必 ず

も現

規 定

に こだ わ る こ と な く

保 有 耐 力 時

のベ

ス シア

係 数

に し て

0

25

程 度 を

再 設 計

そ の

断 面

お よび

配 筋

決 定

し た13 )

 

2.

2

 

験 体 形 状

お よ び

配 筋

 

試 験 体 形 状

お よ び

寸 法

1

か ら

3

試 験

加 力

方 向

6m

5m

6m

3

スパ ン

直 交 方 向

6m

6m

2

ス パ ンを有 し

床 面

17m

加 力 方 向 〉

×

16m

(直交 方 向

バ ル コ ニ

部 分

4m

を 含

基 礎

上 面

か らの

さ は

21.

75m

1

3

75m

2

7

3

Om

と なっ て い る

加 力 方 向 中 央 構 面 (

B

ト構 面

一 76

(2)

配 置

1

照 さ れ たい

央スパ ンに は

1

か ら

上 階 ま

での

連 層 耐 震 壁 を有

して い る。 さ らに

加 力

直交

方 向

両 外 側 構 面 〔

1

お よ び

4

構 面 }

には

試 験 体

面 外

す る

で,

よ り

分 離

し た

壁 を全 階

配 置

し た。 な お

3

す よ うに,

本 試 験 体

で は

米 国 流

耐 震 壁 内

に は は り

け ない こと と し た。

  各構面

お よ

配 筋

詳細

を図

4

ら図

7

ま た

c

研  

Unl隹

mm

      

〈=

 

    

LOoding

 

Direc

lon

1

 

試 験

の平 面

 舞

  」

一.

§

一一

麿

n

−一

  ;I                     1ら  25oo

 

Un1

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OOO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

D

 

 

 

 

 

 

ny

     

  一

 

2

 

試 験 体の立

面 (

A

構 面

お よび

C

面 )

凵n

』mm

  

3

  試 験 体の立 面 (

B

構 面 )

主 要 部 材

断 面 詳 細 を表

1

示 す

本試 験体

に おいて は,

ば り お よ び

耐 震 壁

はそ れぞれ

全 階

断 面

し た。

柱 断 面

50cm

×

50

 cm と し,

主 筋 と

し て

8−

D

22

Pg

1

24

せ ん

断補

強 筋

と し て

D10

の フ

100mm

間 隔

Pw

O

29

配 筋 し た

ま た

1

階 柱 脚 部

お よ び

7

階柱頭 部

の は り

か ら

60cm

範 囲

1

お よ び

2

境界

全 範 囲

に おい ては

プ 以 外

DlO

の 十

型 クロ ス タ イ を

100

 mm 間

配 筋

その

部 分

で は

じ クロ スタ

600mm

間 隔

し た。

加 力方 向 大

りの

断面

30cm

X50

 cm

せい

と し

は り

端 部

で は 上 端 筋 と し て

3−

Dl9

P

0

64

% )

下 端 筋

と して

2−

Dl9

P

=0.

43

配 筋

し た

は り

中 央 部

は は り

端部

上 下 逆

の配

と し た

せ ん

断 補 強 筋

とし て は

D10

ス タラッ

200m

間 隔 (

Pw =

0

24

% )

配 筋 す

るの

を標 準

と し た が

は り

端 部

柱 面

か ら は り

内 法

スパ ンの

1

4

囲につ い て は

特 別

D10

ス タ ラッ

100

 mm

隔 (

Pw

0.

48

し た

交 方 向 大 ば

り は

30cm

幅 )

×

45cm

せい

断 面

と し

加 力 方 向 大 ば

り と 同 じ と し た。

耐 震 壁

20cm

で,

お よ び

横 筋

は と

D10

200

 mm

筋 (

Pw

O.

 

36

し た。

床 厚

は すべ て

12

 cm と し

床 配 筋

も 全

と し た。

床 筋

に は

D10

い た が

バ ル コ ニ

につ い てだ け は

D13

に よ る

部補 強

っ た。

 

に お け る 通

建 物

に比

して

こ の 試 験

の よ う な

特徴

してい る。

 

1

) 柱

お よ

は り の

断 面

さ く

主筋

量 も少

ない

 

2

層 耐

震 壁

に は り 型 が な く

境 界

ばり の

主 筋

    境

との

接 合 部

定 着

さ れて いる。

 

3

) 降伏

ヒ ンジ が

発 生

す る と

予 想

さ れ る

部 分 (

1

階柱

     

7

階 柱 頭 部

はり

端 部 )

お よ び

応 力

     

く な る と

予 想

さ れ る

部 分 (

1

〜2

階 境 界 柱 )

   

な せ ん

補強

わ れて いる。

: 9

P

δ

T   

川      

1

5τD10aLΩO

1   旨  

I    i 

     TDlHPDI    IDO

OO

\P皿 嫗 蚯 α臣 尹肥 1LQ嚠 皿        

「       8 尼D1幽

HP lD  P    佃 強q

マ   

         唱.

1 1

1

1 隻」ユ 』 皇旦2ΩΩ  

旦姻

     盟 ∠2

−一

    n

OoD

2

      

6

− 一一

4A

構 面お よび

C

構 面の配 筋 詳 細

一 77 一

(3)

°

p

圏 μ O

1

勺 “ O

 

5

 

B

構 面の配 筋 詳 細

LpaoL

_

一62

構 面 お よ び3構 面の配 筋 詳 細

       嚀

_

』 O猛

 

   

0郵 塑 i

 

r

I

      D「     E「       D 」     EJ      

L

≡里

L−.

一。

皇鯉 一

A

A SEC 

智 

1

 

A 」   B 」

t

      G 」

の 甲

O 凵 の   O

O     ON

    コ

賦 細

……・

_ :コR B

B  SEC  

[ SE〔

一 78 一

   岡

,°°     

1

   

堕 趣 鑑」 ;

 

1・

L:

コQ

rtJl“

一,

 

cdi i6c 

−.

    図

7

  床の 配 筋詳 細 = 苳

1

主 要部 材配 筋

T Cross tles 己re Ol囗 01DO in Boufidety Colum  nt 1

st a

d 2

d 

torieE

 

2

3

  試 験 体

建 設

 

試 験 体

建 設

し て

下 記

の よ う な

国 に お け

し く

な る

て は

協 議

え られる

方 を用

い た

 

1

はり

主 筋

柱 内

へ の

定 着 法

  日本

工で は

は り

接 合 部 内

で の

鉄 筋

過 密

に なる の を

ける ために

は り

下 端 筋

柱 型 内

で下

定 着 す

る カ

米 国

で は

は り

合部 内

の コ ンク リ

拘 束 状 態 を 良

く す る た め に

は り

端筋

上 方 (

接 合 部 )

着 す る

試 験

米 国

定 着

法 を

し た。

 

2

 

コンク

トの

打 継 面

 

コ ンク リ

打 設

におい て

で は ス ラブ 上 面か ら

の ス ラ

まで を

1

打 設

に よ り

行 う

のに

し て,

では ま

を は り

下 面 ま

打 設

い で ス ラ ブ と は り を

1 体

と して は り上

まで

打 設

する

2

に よ り

わ れ る。

本 試 験 体

建 設

に お いて は,

建 設 作

業 性

か ら 日

のコ ンク リ

ト打 設 法 を用

い た

  3)

鉄 筋

継 手

 

で は

主 要

構 造 部 材

鉄 筋 継 手

に は

い るこ と が

いが

米 国

で はすべ

継 手

れ る。

本試

験 体

で は

基 礎

主 筋

には ガス 圧 接 を 用 い

は り

に は

重 ね 継 手 を用

いた。

 

2.

4

  試 験 体 精 度

lc )

 

はりお よ び

につ い て の

精 度

は 次の と お りであっ た。

 

1

) 床

 

床 厚

設 計 寸 法

12cm

して

バ ル コ ニ

端 部

に おいて は

12

1cm (標

準 偏 差

0

2cm

42

また そ れ

以 外

に おいて は

13.

Ocm

標 準 偏 差

lcm

22

っ た

た だ し

測 定

精度

は ±

O

5cm

であっ た

な お

床 筋

継手位

調 査

し た ところ

2

階 床

で は

加 力 方 向床 筋

継 手

Z

お よ び

3

面の

直 交

ば り

置に

け ら れ て お り

この

位 置

で の

床 筋

設 計

の 2

の量 とな っ て い た

こ の配 筋

では床 筋 が 設 計 以 上 に は り

耐 力

効 と な り

試 験

体 耐 力

を 上

さ せ る こ と

(4)

が 予

さ れ たの で

3

以 上の

で は はり

位 置

に は

継手

け ない よ う に し た。

直 交 方 向 床 筋

に は, は り

での

は な かっ た

 

2

) 柱      

 

さは

平 均

50

Ocm

偏 差

0.1cm

, デ

tw

 

72

設 計 寸 法

50

 cm

り,

柱 実 断 面

称 断 面

じ で あっ た

引張

お よ び

鉄筋 間

36

7cm

標 準

偏 差

0.6cm

, デ

48,

設 計 寸

38cm

っ た

       

  3)

は り

 

加力 方向

り の

平 均

3q

 

O

 cm

標 準 偏 差

0

1cm

数 30

計 寸 法 30cm >

で あ り

床 下 端

か らは り

までの せい は

平 均

37

7cm

標 準 偏 差

0.

5cm

72

設 計 寸 法

38c

っ た。 な お

りの

上 端

方 向

ばりより

直 交 方 向

ばり の

に配

さ れて いた。

 

4

) 耐 震 壁

 

耐 震 壁

壁 厚

平 均

19

9cm

標 準

偏 差

2

 cm

タ数

 

8

設 計 寸 法

20cm

で あっ た

縦 筋

2− D

 

lO

22

組 配 筋

さ れて お り

その

間 隔

平 均

20

1cm

準 偏 差

3

3cm

, デ

21,

計 寸

20

 cm

で あっ た。

 

2.

5

 

験体

 

設 計 寸 法

に よ る

試 験

体 自身

重 量

加 力 装

重 量 を

加 えて

め た

体 各 階 重

量 お よ び

1

力 を

2

お よ び

8

す。

試 験体 全 重

1184t

で あっ た。

 

3.

使 用 材 料

15}  

3.1

 コンク リ

 

コ ン ク リ

トの

圧 縮 強 度

実 験 時

に お い て

270

kg

cm2 と な るこ と を

目標

とし そ の

設 計 強 度

10

か ら

11

に か け て

建 設

し た

5

階 床 ま

でにつ い て は

255

kg

cm2 と し,

12

月か ら

1

月に かけて

設 し た5階

よ り 上 につ い て は

寒 さ

影 響

考 慮

して

270kg

cm2 と し 表

2

試 験 体の重 量 鋤 ”

u

t1       2      ]     4     5      6      1 le]

]  169

5   169

5   169

5   169

5   169

5182

9teta1118 噌

65

9

 

83

5

 

65

9

       

100

6

   

100

6

140

0

   

140

O

  ■       ■

100

6

  

100

6

85

5

119

0

 

185

5

一       (Uni†= †on 〕 図

8 1階 柱の軸 力 た

コ ン ク リ

打 設 時

試 験 用

シ リン

φ

100mmXh200mm

) を

126

本 作 成

現 場 空 中 養 生 を

っ た

材料

試 験 と

し て は

これ らの シ

い て

験 前

お よ び

に圧

試 験

お よ び

弾性試 験

実 施

し, さ らに

実験 終

験 体

よ り

採 取

し たコンク リ

トコ ア

φ

leO

 mm ×

h200

 mm

78

い て

お よ び 動

弾 性

っ た。

  材 料 試 験 結 果

3

示 す

ら明 ら

か な

よ う

シ リン

試 験

に よ るコ ンク リ

ト圧 縮 強 度

1

か ら

5

まで は ほ ぼ

270kg

cm2

近 辺

し て い る

6

お よ

7

強 度

は そ れ よ り は る か に

値 を

し て い る

。一

コ ア

強 度

すべ て の

350

kg

cm2

440

 

kg

c皿z の

して お り

6

お よ び

7

層 に お け る

度不

足 は

ら れ ない このこ と か ら シ リン

試 験

に お け る

6

お よ

7

低 強 度

はコン ク リ

トの

かっ た た めでは な く

その

養 生 状 態

問 題

が あっ た

これ ら の シ リン

作 成 直後

夜 屋 外

し た

た め

さ に よ り

強 度 発 現

影 響

れ た た め で は ないか と

え ら れる

また コ ア

強 度

平 均 値

は シ

強 度

1

6

値 を 示

し てい る

この

は シ

ンダ

試 験 体

で は

作 成 後 約

3

経 過

し た

後 型 枠 を

空 中 養 生

し たの に

し て, コ ア は

験体 内

間 湿

潤 状 態

た れ た た めに シ リン

より

良好

で あっ たこと に よ る と

え ら れ る。 コ ン

強 度

289kg

cm2 で あ り

目標 強 度

270

 

kg

cm2

若 干

廻っ て いた。

ヤン

グ係 数

1

回 目

の シリン

試 験で は

1

3

割 線 弾 性 係 数

2

64

× ユ

05

 

kg

cmz ,

動 弾 性 係 数

はこれ

30

% 高

3

36xlO5kg

cm2 で あっ た

これに

し て

2

回 目

お よ び

3

回 目の

両 弾 性 係

は と

1

回 目

約 80

っ た

 

コ ンク リ

トの

試 験

よ り

ら れ た

力 げ )

とひ

み (ε

を, 各々 圧 縮 強 度 (

fc

と その

の圧

ひず み

ε。

無 次 元 化

し た

の に

以 下

示 す

e

数 式

t61お

びべ き

乗 式

1?1

を適 用

し た

 

θ

関 数 式

    ノ

丿

α!

e

anε/εc

e

a:ε/εc

 

 (

1

3

 

コ ンク リ

トの材

験結

果 鋤 1

 

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

67

 嗣卩

  一

 

d 1

  可

L

血 鳳 橇

 

 

 

 

 

8

 

 

17

 

 

15

 

 

1

 

 

19

 回  嘸一

2

α

繭 Gy

b

し  頃

噂 3

岫 贓  誕 ぽ

煕.

售 4

贓   は

 血 悔 岻

馳 鳳 5

Ω

1b4

 

潮 

 

撤 

 

η

4

 

 

 

 

躙 

 

1

 

2  

6  

』  a ρ 

6   1

  13r3

  2

72   2

  z

7g   z

z  1

 

  1

  2

15

  3

  1

凹   ユ

 3r51 3

碍  z

衡 甑   η    ”   33    鯰    め    蹌

  測  加  話 1   畑   

  1

 

 

η

U

 

1

3

 

1a

0

 

179

 

26

6

 

11

5

 

11

 

2

 

2945

 

2

31

 

Z

19

 

Z

 

1

 

2

団  2

60 2

02 

57   z

  2

  2

  z

噛   65  6    5↑   印     関    57

κ

  鰤  譜  路 7   

1   

13   151 E

 

調

Z

 

η

6

 

Z1

7

 

5

 

1

 

η

7

 

B

 2

調   乙

  1

9

  Z

05   Z

  1

63   1

00

 

2

 

3

  

 

2

 

2

95

 

3

 

2

 

2

69

 

 

68

 

 

 

 

 

 

 

 

53

 

 

61

 

 

50 比   ●躑   3η   3”    410   靭   細

 2

81 2渦5 2

2醇 2

  2

  2

35   2

51

 

2

 

 

2

 

 

2

 

z

 

 

2gz

 

2

37

189 ,

7

隠 踊 1

M57

2”      距

5mrn    

r舐

2r6

   D

ω 9

妬    o

剄 z

9

 

 

 ■

518 9

 

 

 

102

19

 

 

 

0

2

6

 

 

 

o

25259

 

 

 田

 

 

 

3

3go5

 

 

 

0

2

 

 

 

0

η

獅 

 

 

 

 

3

51

 

 

 

0

172 60

 

 

 

0

1

9

 

 

 

 

1

7zJ5     0

z

2

 

 

 

0

i

誕爨

i

騨 _ “,

田:

elhity

  bj

廿団 111  ヒ9 ノ

α

一 79 一

(5)

       

0

       

5

       

0

       

t

        α        

O

り h \ h ) O

← O に ω ω Φ 」

     

o

o

     

LO

    

2

0

    

5

0

     

4P

       

Strain

 

Ratlo

‘ε/εc

一9

 

コ ンクリ

トの応 カ

ひずみ

曲線 (

シ リンダ

試験 )

     

0

         

5

          0      

t

       

O

     

O

O 馬 丶 h

O

← O 匡 ω ω   」 ← ω     o

O

       tO        

2

0

       

5

0

     

4

o

       

S

ralR

 

Ro

io

ε/εc) 図

10

 

コ ンクリ

トの応 カ

ひずみ曲 線 (コ ア試 験

4 鉄 筋の材 料 試 験 結 果     ♂

  舳 ・

レ10    12b

13     9D

16     コ Dlg   l3b

Z2   11N5     9    59 3

,B     5

59      0

20    1

71

3

87

   

5

61

3

7.    5

50      0

20    Z

02

3

91

  

c5

SS

3

05     5

72      0

2D    1

日7 3

66     5

47    0

19     1

za

3

65

   tS

75

3

78     5

9E      O

ZO    t

19 t3

  cs

T5

3

72     5

fi8   0

19   1

65

3

ISI   tS

6G

3

7A      5

65     0

20    157 10

1e ,  IO

弓0 レ   【0

01SD  IO

2助 隔 欄 賄   即 細 ” 欄 1

891

鱒 L901

90r311 β51

飢 10

2 贓 19

U

9 躙 團 b匠 ere the就 n 齟 鳳

F 脚 跏

      丶

 

乗 式

    

f

fc

1

1

ε

fec

b’

た だ し

0

≦ε/εc≦

1

      

=b

ε/εc

− 1

1  

た だ しe /εc>

1・

2

 

シ リン

試験

お よ びコ ア

試 験

両 式 を 適 用

し,

各 係

最 小

2

乗 法

め た

を 図

9

お よ

10

す。 比

較 的 低 強 度

の コ ン ク

ト (

試 験 結

し て は

両 式

よい

再 現 性 を示

し ている

し か しコア

試 験 結 果

のよ

比 較 的 高 強

の コンク リ

トに

しては

e

関 数 式

圧 縮 強 度 付 近

変 化

や かで

る た め

,.

こ の

で の

関 係

急 激

変 化 を

で き

べ き

乗 式

ほ どの

再 現 性

し てい ない

 

3.2

鉄 筋

 

本 試 験 体

いた

鉄 筋

材 質

SD

 

35

で あり

米 国

におけ る

Grade

 

60

相 当

する

鉄 筋

の 引 張 試 験の

果 を

表 4

す が

こ れ ら は

材 料 試 験 用

用 意

し た

鉄 筋

27

お よ

び 実 験 終

試験 体

よ り はつ り

し た

鉄 筋

32

59

につ いて

実 施

し た もの であ る

な お 図

一80 −一

 

材 料

試 験

し た

鉄 筋

27

で あ る。

 

4.

験 体

弾 性 性 状

 

4

1

柔 性 行 列

測 定

 

試 験 建 物

耐 震

破 壊実験

先立

試 験 体

弾 性 性 状

を把 握

する た めにその

柔 性 行 列

測 定 を

っ た。

性 行

測 定 は

階 床 位

け た ア ク チュ エ

荷 重

制 御

状態

で ひとつ の

の み

単 独

加力

こ のと きの

各 階 変 位

を ダ

イ ヤ

ジによ り

測 定

ることに

っ た

11

以 後

こ の

方 法 を

各 階 単独

加 力 実 験

加 力

耐 震 壁 付 近

階床 位

変 位 計

測 は

耐 震

壁 を

構 面

B

構 面 )

加 力 装 置 と

反 対

柱 位 置

った

載 荷

最 上 階

4t

2

10t

と し

中 間 階

では

4t

か ら

8t

させ た

各 階 単 独 加 力

実 験 結

と して

12

2

階 床 位

し た

場 合

試 験 体 変 位 分

を示

か ら

ら か な よ うに

階 加 力 時

に は

験 体 は

片 持

)的

変 形 状 態 を 示

す の に

して

,2

Diat

 

       

 

J

Goge

 

    

     

       

     

       

      〔o )

Sec

iona

View

Dioし

    ⇒

Gcge

      幽 − SHEAR  WALL 」 一

Z2 ト ∪ く 凵 に

[ ° ・

酊 脚

      (

b

) 

P

しqn View 図

11 各 階 単 独 加力 実 験の加 力お よ び計 測 方 法

  4TONRF7F6F5F4F5F2F0      0

5  (mm )  DISPLACEMENT  (e)Top Fしoor     Levet Loading 図

12 FFFFFFF R765432le  TO卜8 O       O

1    (mm ) DISPLACEMENT 〔b)Secend FLoor   LeveL Leading 各 階 単 独 加 力 実験 に お け る変 形 状態

(6)

床 位 置 加 力 時

には

1

変形

の み

き く

2

以 上

変 形

留 ま

いわ ゆ る せ ん

型の

態 を示

し てい る。

 4

2 

剛 性 行 列

周 期

 

こ のよ うに し て測 定 し た 柔

性 行

列 を 用い

建 物の剛

行 列

周 期

っ たe

各階 単独加 力実験

か ら

ら れ た

非 対 称

柔 性 行 列

Ft,

付 録

お よ び 、

F

:を

対 称 化

し た

柔 性 行 列 (

F

とそ の

逆 行 列 (

K

5

建 物

弾 性 解 析

脚 注

1

か ら

ら れ た

柔 性 行

列 (

F 。

) と 剛 性 行 列 (

Ka

) を 表

6

示 す

な お

柔 性

fij

j

荷 重 を加

え た

i

位 を 示

し てい る

13

に は sKt

実 験 )

Ka

解 析 ) を用

いて

ら れた

建 物

1

3

次 周 期

振 動

を示

 

測 定

さ れ た

性 行

F

づ く

試 験

弾 性性

状 を解 析 結 果 と 比 較

する

実 験

か ら

られた

周 期 (

1

次 O

449

2

0

125

3

O

 

0663

は,

解 析

1

0.

469

2

0.

123

3

0.

0603

と よ く

してお り

振動

ド も 近い

して いる。

性 行 列 (

2

Fa

につ い て

実 験 値

解 析 値

べ て

各 項

1

割 程 度 小

さい

い ては

その

性 状

上か ら

右 下

に か け て

連 続 的

さ く なっ てお 表

5

  各 階 単 独 加 力 実 験よ り得ら れ た柔 性および剛性 行 列

ta, 漁 5 圃 跏

spmetr

ml nemibility )htrix  (1Fヒレ

      〔xlO

5em/t 〕 11

1「

pmp し

icr1 Y

tcxtbil ±ty 『htr

t2Ft〕       lxlo

5  〆t) 〔el

購 ヒnca1 εロ【f

5S :latrix

 

l2】       1ヒ/  } 注

1

弾 性 解 析に おい て は

は り は

T

型ばり と し て扱い

そ     の ス ラ ブ幅は

RC

規 準に定める スラ ブ協 力 幅 を用い た

   

ま たコ ンク リ

トの ヤング

数 と し て は

設計 強

270

   

kg

/cm2 を 用い て下 式により算 定さ れ る値244 tcm2 を     用いた

 

 

E

1×1・s・

3

L5 ×

(・

… m3 )

 

一6

 

弾 性 解 析 よ り

ら れ た柔

およ び

剛性行 列

【a距 Flexihili しy )latrix CFa

      〔x1D

5

 

!t )

{b ,StiffneSS

 

detrix  Cka}

lttffr

 

1

0                      1

O

  Pa「

tiCipa

iOn

 

faetOr

 Of mOde

131

から3次 までの振 動モ

ドと 固

解 析 値

傾 向 を 示

して いる

これに

し て, 剛

列 (

K

,と

Ka

は まっ た く 異 な る

性 状

し,

には

傾 向

は まっ た く

られ ない 。 これ らの

か ら

建物

柔 性

剛 性

お よ び

3

し て

行 列

ま れた

さ な 差

剛 性 行 列

におい ては

しい

いと なっ て

れ る が

低 次

周 期

に は あ ま り

影 響

ぼ さ ない こと が

ら かであ る

  柔 性 行 列

ま れる

さ な

差 違

剛性 行 列

におい ては

し い

差 異

となっ て

れる

現 象

よ う

説 明

き る]s)

ふ たつ の

柔 性 行 列

F

F

差 違

ε

す と

      [

F

F

ε

……・

………・

……・

3

ゆ えに

   [

F

F ]

ε

         

1

F

 

1

ε

1

F

1

…9・

…9・

4

 

た だ し

1

単 位 行 列

せ る

こ こ で

ε

小 量 と す る と

F

1

ε

に比べ 十 分

い と

え ら れ

(4 )

式で近 似 で き る

      [

F ’

≒(

口]

F

ε

F

71

         

F

L

F

1

ε

F

1

 

5

81

(7)

F

F

逆 行 列 を

K

K

と す る と

5

) 式

よ り

   

κ

K

K

ε

K

………・

…………・

6

と な り

剛 性 行 列

差 違

K

][

ε

][

K

ε

]を微 小 量 と

し て

K

して

無 視

で き ない

程 度

とな る

 

性 行列

ま た は

剛 性 行 列

含 まれ

誤 差

ぼ す

を よ り

詳 細

検 討 す

めに

Ft

行列

る,

K

, 

5 には

さ ないが

非対 称

剛 性 行 列

要 素

は1Kt と

じ く

0

 

Ol

 t

cm の

で 四

五 入 し た

, zKt お よ

2Kt の

値 を

10t

cm の

で四

五入 し た 剛

性 行

K

い た

固 有 値 解 析 を 行

っ た

7 に

3

つ の ケ

ス にお ける

試 験 体

1〜7

まで の

す。 IKt と2K ,

を用

い た

場 合 を 比

す る と

7

周 期

い て

非 常

値 を示

1− 3

につ いて は ほ と ん

している

こ の こと は

実験

か ら

ら れた

非 対 称 柔 性 を 対 称 化

し た

行列

い て

し た

固有 周 期

低 次

ドにつ い て は 元の

非 対 称 行 列

を用

いた

場 合 と

す ること を

しており

次 周 期

柔 性 行 列

差 異

鈍 感

で ある こと を

示 唆

し て い る

脚 注

2

。一

2Kt と3K ,

いた

場 合

比 較

す る

, 1Kt とzKt の

と は

高 次 周 期

につ い て は

っ た

してい るの に

して

1

次周 期

につ い て は

18

程 度

異 が あ る

こ の こ と は

2Kt と:

Kt

いが

効 数

いだ けであ ること を

え る と

剛 性 行

含 ま

れ たご く わ

か な

差 違

柔 性 行 列

場 合

とは 反

低 次

周 期

影 響

こと

を示

して い る

脚注

2

 

以 上

考察

より

測 定

さ れた

柔 性 行 列

建 物

の 周

お よ び

剛 性 行 列

算 定

し て

の こ と が

らか と なっ た。

 

 1

) 測 定

し た

柔 性 行 列 を 用

い て

建 物

す る 場

, 工

学 的

有 用

え ら れ る

1 次

3 次程度 )

固 有 周 期

につ い て は

正 確

値 を得

られる が

高 次 周 期

につ い て は

信 頼 性

 

2

) 丸

差 程 度

の わ

か な

剛 性 行 列

いで も,

次 周 期 特

1

には

大 きな 違

なっ て

れ る

 

3)

 

か な

柔性 行 列

L

、が

剛性 行 列

におい ては

き な

い となっ て

れ る

それ ゆえ

誤 差

一7

  固 有 周 期の比 較 姻 e 、 234567 tif1 程 o

4490

1260

065B0

04370

03150

0204O

0141 2KtO

4490

1250

0663O

04300

0307O

02080

OO975 3Kto

5300

124O

065臼 O

0431O

030呂 O

D208O

OO975

{5ec

1

i

谿

鞳纛

9

綿

2

低 次 周 期が柔 性 行 列の差 異に鈍 感 (逆に剛

行 列の

   

異 に は 敏 感 〉な

であ る こ と

の 説 明は

t

文 献 19)     pp

201

202に詳 しい

一 82 一

ること が

けられない

以 上

さ れ た 柔

性行

か ら

しい

性行

め る こ と は

に近い

 

5.

結   論

 

本 編

RC

造 実 大

7

層 建 物

共 同

研 究

1

試 験 建 物

の設

使

性 質 な

にその

性 性 状

につ いて

じ た

の であ る。

本 編 よ

以 下

が 明

ら か と なっ たe

1

> 試 験 建 物

設に際 して は 施 工

精 度

十 分

を払

っ た

果,

断面寸

筋 位 置

ほ ぼ

設 計

ど お り の

建 物 を建

す る

こ と ができ た

2

 

シ リン

試 験

お よ びコア 試

よ るコ ン

ク リ

全 平 均

28g

 

kg

cmZ

で あ り

お お

目標 強

度 (

270kg

cmt

足 する もの で あっ た

コ ア

強 度

は シ リン

よ り

60

程 度 高

で あっ たが こ れ

コ ァ の

養生状 態

試 験 体 内

良 好

5

た た め

え ら れ る6

 

3

〉 各 階 単 独 加 力 実 験

か ら

性行

こ の

に は

誤 差

が 含

ま れて い る

) を

用い て

建 物

・副

性行 列

め る

場 合

低 次

につ い ては 正

な 値 と

え ること ができるが

高 次 周

つ い て は

剛性

につ い て

は,

剛 性 行 列

と は まっ

な る

の と

え なけれ ばな ら ない

  謝   辞

 

RC

造 実 大

7

層 建 物

耐 震 実 験 研 究

米共

験 研 究

と し て

わ れ た もの で

米 合 同 技

術 調 整 委 員 会 (

US −

Japan

 

Joint

 

Technical

 

Coordinat

ing

 

Cgmmittee,

 

JTCC

に よ

さ れ た

の で ある

本 研 究

実 施

に尽

さ れ た

JTCC

委 員

共 同 議 長

め ら れ た

梅村

魁 芝

業 大 学 教 授

J

Penzien

カ リ フォ ル ニ ア

大 学 教 授

ならびに

共 同 幹 事

を務

め ら れ た

渡 部

東 京 都

大 学 教 授

R

 

Hanson

ミ シガン

学教授

こ の

紙 面

りて

深 く感 謝

い た し

本 編

4

建 築 研 究 所 部 外 研 究 員 (現

 

間 組 )

島 崎 和

の研

に多 く依っ てい ま す。 こ こ に

し て

感 謝

い た し ま す

  付 録   測 定 さ れ た柔 性 行 列の性 状   各 階 単 独 加 力 実 験 から得ら れ た柔 性 行 列 〔LFt )に は

対 角 項 を

心 と し た

におい て

左 下の

上 よ り大きい 〔上階 加 力 時の下 階の

位の方が下 階 加 力

時の上 階

変位

よ り大 きい)という

貫し た傾 向が見ら れ る

柔 性 行 列が非対 称と な る要因 と し ては

1)各 階 加 力 時の内 部 応力 に よ り 生 じ る 部 材 剛 性 低

ドの影 響 〔材

の非 線 形 性 )

2

)加 力 点と変 位 測定 点が異 な ることの影 響

3)実 験 計 測 上の誤 差

え ら れ る が

こ の 内3)の要 因か ら はこ こ で見られ る よ う な非 対 称の

貫 性を説 明 す ること が で き ない ので

ここで は 検 討 か ら 除 外 す るこ と と し

1)

2

の要因につ い て以下に

干の考 察を加え る こと と す る

 1} 材 料の非 線 形 性   柔 性 行列 〔1F∂ の 対 称 項のう ち最も 差の大 きい のは

 

f

,Tと

図 一 1   試 験 体 の 平 面  舞   」 一. . 一 . 葛 一 譌 § 層 一一 麿 「 . … 廴 [ ,n −一   ; I                     1 ら  25oo   一     16 。 00   ら OOO . 6 。 D 。 Un1 / =                                                                                     ny       わ   一 あ 騨 窃   る 図
図 一 131 次 か ら 3 次 ま で の 振 動 モ ー ドと 固 有 周 期 り , 解 析 値 と 同 一 の 傾 向 を 示 し て い る 。 こ れ に 対 し て , 剛 性 行 列 (, K , と Ka > は ま っ た く 異 な る 性 状 を 示 し , 両 者 に は 共 通 の 傾 向 は ま っ た く 見 られ な い 。 こ れ ら の 事 か ら , 建物 の 柔 性 , 剛 性 お よ び 周 期 の 3 者 に 関 し て , 柔 性 行 列 に 含 ま れ た

参照

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