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塑性崩壊荷重係数とコンプライアンスに制約を受ける規則的建築ラーメンの最適設計

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UDC :624

042 ;624

072

33 日本 建築 学会構造系論文報 告 集

385

昭 和

63

3

塑 性

崩壊荷重

係 数

ン ス

制約

        

則 的 建 築

最適

員 員 会 会 正

   善

  

* *

 

1,

 

構 造 物

最 適 設

計 問

対 す

ま での

研 究 方 法

きく

2 種類

け ら れ る

。一

つ は

数 値 計

手 法 を

い る

方 法

ほ か は

適 性 条 件

いた 解

析 的

r4

方 法

る。

文 献

15

に は,

々 の

方 法

短 所

比 較

詳 細

べ ら れてい る

 

計 算 機

発 達

前 者

法に よっ て

くことの できる

問 題

範 囲

は, か な り

く なっ て きて い る

しか し,

数 値 計 算

であるが

えに

最 適

さ れ た

構 造

にど ん な

特性

する かといっ た 問に は

え ら れ ない

これに

後者

で は, ま

ず構 造 力

に お ける

理に

づい て

最 適 設 計 さ

れ た

造物

成 要 素

た すべ

き 条 件

す な わ ち

適 性 条 件

を 導 き,

に そ の

条件

を満

す 設 計 解

え る

公 式

誘 導

し よ う と する

もし

あ る

あ る ク ラス の

構 造

につ いて

設 計 解 公

式 が導

かれ れ ば

は そ の

式に よっ てその

構 造 物

の シス

的性能

制御

ること がで きる

し か

L

大 規 模 構 造

対 象 と す

場 合

に は

適 性 条 件 を満

た す

設 計 解 を解 析 的

くことは

困 難

であ り

したがっ て

設 計 解 公 式

に よっ て システム

性 能

制御

する こと も で きな い

こ の た め

適 性 条 件

た す

設 計 解 を数 値

る方 法 も行

わ れて い る

上の 研 究の

れ の

文 献

1

6

に ま と め られ て いる。

 

ところ が

考 察

象 を建 築 構 造 物

い られ る

平 面

メ ン に

限 定 す

る と, その

形 状

のた めに

条 件

いた

手 法

に よっ て も,

と し て

1

−・

性 能 制 御

条件

実 用

用 な

解 が 簡 潔

表 現

ら れて いる。

  一

建 築

べ き

制 約 条 件

で基

条 件

お よ び

剛 性

す る もの である。 こ こ で は

と して は

塑性 崩 壊 荷 重 係

数 に

と し て はコ ン フ フ

アンス に

制 約

す もの とする。 こ こで コ ン

ア ン ス

指 定 外

力 が その

作 用 点

作 用 方

変 位

し て な す

事の 総 和 を

意 味

する

ま た 層

間 相 対 変 位

の 重み つ き平

均 値

指 標

とみ な すこ と もで き る

中 村 ら71 は

塑 性

壊 荷 重 係 数

制 約

け る

多 層 多

ス パ ンラ

メ ン の

最 小 重

設 計 問 題

して

メ ン トの

概念

を導 入

す ること に よ り,

実 用 上 重 要

表 現

い た

さ らに

文 献

7)

に し て

付 加 制 約

方 向

多 荷 重 時 を考 慮

し た

9}

12)

も発 表 さ

れて い る。

文 献

13

に おい て は

等 階

メ ン の

場 合

さ れて はいる

コ ン

アン スお よ

び変 位 制 約

で の最

性 を同

じ く

メ ン トの

概 念 を用

い て

い て いる

以 上

研 究

文 献

15)

に ま と め られ て いる。

 

こ こ では

強 度

剛 性

2

約条件 下

方 向 力 を考 慮

し た

場 合

問 題 を取

扱 う

これに

し て は

以 下

成 果

ら れ てい る。

中 村

山 田

14 ) は

Sheu−Pragefi

}の

い た

最 適

条 件 を拡 張

メン トの

概 念 と 併

え るこ とに よっ て

崩 壊 荷 重 係 数

とコ ン

ア ンス に

制 約

け る

層 多

ス パ ン ラ

メ ンの

最 小 重 量 設 計 問

題 に

して

基 本 的

正 解

導 出法

概 略

し た。 ま た 文

15

で は

若 干

用 的

制 約 条 件

付加

し た

場 合

改 修 方 法

概 要 も

してい る

ただ し

荷 重 係 数

コ ン

ア ン ス の

両 制約

活 動 的

* に な るの は

制 約 値

が ある

特定

係 式 を満

つ の

場 合

ら れ て お り,

両 制 約 活 動

の場

合 独 自

解 表 現

られて いな かっ

 

本 論 文

の 目

代 表 的

メ ン

を基 本

ル と して

の よ う な

理 論

提 示

す ることで

る。

 

1

 

崩壊

荷 重 係 数 制 約 条 件

お よ

6

SU

コ ン

ア ン ス

制 約 条 件

下の

最 小

コ ス ト

問 題 を定 式 化

その

最 適 性

条件

を導

その

柱 軸 方

げモ

メ ン

ト相 関 降

を用

い る。

 

2

1

制 約 条

活 動 的

不 活 動 的

た さ れ る

場 合

の み な ら

2 制約条件

活 動 的

である場

めて

閉型 解

導 出

す る

 

3

) 規 則

場 合

につ い て

,.

上二

各種

設 計

適 用

さ れ る 設

計 領 域 を明

ら か に し

この

問 題

設 計 解

基本

的 特 性 を 明

らかにする

 

本 論 文

で は上

の基

モ デルの み を

詳 細

解 析

してい 嘔 京 都 大 学

 

教 授

Ph

 

D

工博 # 米 子業 高 等 専学 校

 

講師   〔昭 和

6Z

9

21

日原稿 受理} *注 ) 活 動 的 (active )と は 制 約 条件式が等 号で満た さ れ る

     

状態 をい う

不 等 号 で満たされ る場 合は不 活 動 的       (

inactive

)と呼ぶ

16

(2)

その

成 果

の よ う な

意 義 を持

っ てい る

 

a

析 的

解 法 手 順

設 計

領域

には か な り

般 性

る。

 

b

 

記 (

2

設 計 解

(3 )

設 計 領 域 図

こ の

の 問 題の

設 計 解

基 本 的 特 性 を代 表

し ていて,

の パ ラメ タ

が 層

方 向

や かに

変 動

スパ ン

メ ン におい て

外 周 部 材

改修

さ れる など

規 則 性

若 干

乱 さ れ る

実 際

題の

設 計 解

基 本 的 特 性 を推

す るの に

役 立

て ら れ る

 

c

) 設 計 解

の システム パ ラメ タ

指 定 を

通 じ て

設 計 者

がラ

メ ンの

弾性 変

態 や 塑 性 崩 壊 性 状 を

あ る

程 度

範 囲

制 御

で き る

 

d

本 論 文

提 示

し た

方 法

最 小 原 理

存 在

す る ほ か の

2

の システム

能 制 約 条 件 下

最 適 設 計 問

題 に

も適 用

と期

さ れ る。

 

本 論 文

で は

文 献

7

で展

さ れて い る

メ ン トを

い る

方 法

と同

な,

手 順

採 用

する

 

1

) 長 方 形

メ ンの

何 学 的 規 則

を 考 慮

して

性 変 形 時

塑 性 崩 壊 時

げモ

メ ン ト

分 布

に あ る

仮 定

解 を

く、

半 逆 解 法 )

 

2

) 上 記 (

1 )

成 立

する ラ

メ ンの

囲 を

索 す

設 計 領 域 法

IS)

こ の

方 法

によれ ば いっ た ん

基 本 的

な ク ラス の

か れ

そ の

適 用 範

囲 が

ら か に さ れ る と

パ ラメ タ

特性

隣 接

して い る よ う な

題の

解 表

的に導 くこ と がで き る

 

2.

設 計 変 数

お よ

評価

関 数

 

本 論 文

で は

鉄 骨 造

メ ンを

完 全 塑 性 材 料

さ れ た ラ

メ ンと み な して

の力

学 的特

断 面 積

A

,,

断 面

2

次半

rl

ング

係 数

E ,

応 力

ay の

4

の 量で

規 定

さ れる

こ こ で

E

と σy は

1

の ラ

メ ン

共 通

r

各 部 材

ご と, ま た は

若 干 個 ず

つ の

部 材

ご とにそ れぞれ

指 定

さ れ る もの と す る

共 通

降 伏

み は ev

σy

E

定 義

さ れ る

 

設 計

と す る が

以 下

定 式 化

にお け る

都 合

2

力学 量

変 換

して

うこと にす る

  曲

剛 性

 

s

   

ε、

=EAirl …・

…・

…・

……・

…・

…一 ・

…・

2.

1

 

全 塑

メ ン ト

 M

 、

 

断 面

の せ い の

1

2

d

‘,

形 状 係 数 を

fi

す る と

   

耀

f

、s、σ.

/(

Ed

、)

一 ・

………一 ……・

2

2

 

こ こ で

H

形 鋼

角 形 鋼 管

につ いて

調

べ ると

分の場

実 用 上

十 分

精 度

       

1

07

≡ α

 

H

形 鋼

     

d

rtft

       

1.ll

α

  角 形 鋼 管

 

と する こ と が で きる

し た がっ て

   

〃 ’1

8

σ,

〔aEr 、

A

、r、a

α

………・

……

2

3

 

2

3 )

部材

断 面 積

半 分

A

2

か ら 7

α の

位 置

集 中

さ れ た

理 想 化 サ

ドイ

ッチ

とみ な すこ と を

示 唆

し て い る

以 下

塑性 側

につ い てはこ の よ う な サ ン ド

ッチ

断 面

と し ての

いを

る。

 

評 価

関数

と しては

部 材 体 積

にコ ス

ト係 数

じ た も の の

総 和

を と るこ とに し

剛 性

Si の

関 数

と して

す と

    W

St

Σ

 

V

A

1

Σ}

8

rl

E

Si

E

              

−・

 

一・

 

一・

 (

2.

4 )

こ こ で

1

i

部 材

,V

,は

i

部 材

の コス ト

係数

本論文

では

はり

全 体

にっ い てお よ び

につ い て各々共 通 な

2

の コ ス ト

係 数

さ れ る

合 を

える。

 3.

最小

コス ト

設 計 問 題 お よ び 最 適 性

条件

 

論 文で取 り扱 うの は

Fig

1

の ラ

メ ン で あ る。 こ れ は は りのせ ん

断 力

軸 方 向 力

効 果

考 慮

し ないと き に は

部 材 中心 線 形 状

お よ

び断 面

2

指 定

さ れ たスパ ン

1

層 無 限

均等

メ ンの

1

単 位

を 取

し た もの に あた る。

h

は り

j

1

の は り

ノ柱 (

j

2

次 半 径

を そ れ ぞ れ

rBj

 

rC

」と する

ま た

は り

につ い て

λ6戸

λCJ1hj

r

,j

を定

す る。 これ ら は

座 屈

け る

長 比では ないが

以 下

では は り

細 長 比

 

設 計 用 荷 重

1

)階

わ る

水 平 力 劫 と

j

柱 頭

わる

鉛 直 力

P

丿であ る。 は り

中 間 荷 重 を

採 用 し ない の は

理 由

による

  水

平 力

に よ るコ ンプ ラ

アン ス を

約 条 件

 

性崩壊

に はり

中 間

塑 性

ヒ ンジ が

じ る の は

 

か だ か

か ら

数 層

であ る。

IH

1

より

まる

せ ん

断 力

Q

 

IP

1

よ り

ま る

軸 力

を 納 と する

 

計 変 数

とし て は

は り

」柱

そ れぞれの

全 塑 性

メ ン ト

B

丿

,C

,お

よ び

これ に

対 応

す る

曲 げ 剛 性

K

丿

止  

」 ▼

h

」 亨

2i

  

i

Fig

1

 

Fundamenta

且unit

     

multi

・t。ry  

f

・ame

法 」

 

17h 止

H

 

lp

 

Kl

 

6

   

Fig

2

 

Unit

 one

story  

frame

 and

     the 

design

 

loads

(3)

を 用い る

こ の

2

変 数

2

3

関 係

づ け ら れ て お り

独 立

で は ない

な お,

単 純

提 示

の た

2.

 

3

お け

る a につ いて は,

の a

と は りの α

し い

場 合

 

曲 げ 剛 性 集 合

1

の ラ

メ ン にい て

計 用

荷 重 群

IHs

じ る

1

)階 床 面

Uj

対 応 す

j

間 相 対 変 位 を

δ丿 と す る。 こ の

きの コ ン

ラ イ

アン ス

C

   ∂=

Σユ

H

u

Σユ

Q

ノδゴ

……

 

…・

……・

…・

 

3.

1 )

され る

こ の

C

指 定

コ ン

アン ス

C

を上

回 ら ない こ

と を第

制約条件

と する

な わ ち

  制約

条 件

1

   δ

5

 一・

 

一・

 

一・

 

3。2

 

制 約

条 件

1

におい ては

直荷

の コ

アン ス にお よ ぼ

す影 響

考慮

し ない

接 合 部 サ イズ も

常 用

の たわみ

角法  

従 う

 一

全 塑 性

ン ト

IB

丿, 

CJ }

の ラ

メ ン

H

, に

崩 壊

AF

を 乗

荷 重 群

IA

H

,, 

P

1

す る

と す

この

A

,が

崩壊荷

重 係 数 値

AD

を下 回

ら ない こと を

制 約 条 件

と す る

す な わ

 

制 約 条 件

ll

   

1

,≧

A

 

 

t・

 

一・

 

−s・

4−・

3・

3

 

制約

条 件 皿

において は

接合

部 サ イ

を考 慮

す る

条 件

に は

のを

用 す る

 

は りにつ い ては

無 限 均

メ ン な の で

力の

影 響

 

さ く

曲 げ

メン トのみに

降 伏 す

る もの と す

 

部 材

i

最 大

げモ

メ ン

トを

M

‘と す る と

   

ma

、 

1

 

Mlpt

1

− …・

…一 …・

……・

…一

3・

4 )

  柱

につ い て は

軸 方 向 カ

曲 げ

メ ン

ト相 関 関

 

づ く

次 式 を用

い る。

   

iM

1

1N

rt

a=

MIA・

 

3

5

 

価 関

数 (

2

4

,VB,

 

V

それ ぞ れ は り

す べ て に

通 なコ ス

ト係

と す る

と次

よ う

け る

   

w

=V

1

Σ二(

K

7

Vc

Σユ

J

 

h

丿

riJ

 

3

6

 

以 上

記 号 を 用

い て

最 小

コ ス

ト設

問 題

え る

  〔

問題

CC

 

1

 

制 約 条 件

1

3.

2

制 約

条 件

ll

3

3

で評 価 関

 

3

6

にする

剛 性 集

iK

,,

以 後

これ

を設 計

を見

い だ せ。

 

問 題

CC

 

1〕

す る

Sheu・

Prager

8)の

最 適 性 条

,Appendix

うに

誘 導

さ れ る。 こ こ では

適 設 計 解

の み を 扱 うの で

Appeadix

1

瓦 }

記 号 を

略し

 

IStl

最 適

と する。 また

本 論 文

ではコス ト

  _

y

,.

Vc

2

つ の

の み を と る

場 合

a

え る の で

適 性 条

件 (

A

6

の よ うに

け る

は り :v・

 

f

x・・

・;

XJ

td  :」+ v・

1

di

・・

1

v

A

・ ・

   

0

……一 ・

……・

……・

t・

3

7a )

・v。

 

f

x。 、

・…£j

d2

1

1

   

j

1,… 

f

 

一・

 

3.

7b

こ こ で XeJ

8 ;

XJ

,  z。,

s

2

は それ ぞ れ

は り,

曲 率 分

1thS

1

1abc

丿

1

はそ れ ぞ れ

は り

発 生

する

塑 性

ヒ ンジの

転角

速 度

絶 対 値

総 和

 

4.1

ンの

最 小

コ ス

設計

 

で は,

基 本 架 構

と し て の

Fig.

2

1

メ ン

メ ン

につ い て

解 法

基 本 的

手 順

詳 細

にわ たっ て

次章

で は

ノ 層

メンを

う が,

本章

果に

づ く

簡 潔

を採

詳細

さ な い。

 

ま た

4.1

で は

上 下

の は り

細 長 比

な る

λB且〉 λe。 と す る

般 的

場 合

扱 う

4

2 節

以 下

で は

表 現

簡潔

の た め に は り

細 長 比 が

場 合

につ いて の み

e

  〔

CC

 

2〕

 

Fig.

2

示 す 部

材中

形 状 と 断 面

2

次 半 径

さ れた

1

メ ン におい て

制 約 条 件

1

3

2)

制 約 条

H

3

3

価 関

数 (

3

6

最 小

にす る

設 計 を

い だ せ

 万

A

.がラ

メ ンの シス テム

性 能

代表

す る

こ の

2

の量 を

直交

する

2

と す る 座

標 平

を考

え る

こ の

平 面 上

1

は,

特 定

C

シス テム

性 能 値

と して

す る

最 適 解

ンを

とみ な せ る

そこ で こ の

平 面

計 領 域 平 面

ぶ18

 

 

こ こ で は

R

,AD

2

設 計 領

域平 面

を 考

え る

   

R

1

/(

Hh

 マ

 

4

1

制 約 条 件

1

場 合

柱 部 材 角

表 レ

C

と は

1

1

応 す る

以 下で は

設 計 領

域 平面

っ て シス テム

が どの

よ う

分 類

さ れ るか

を 明

らか に して い く。 な お

設 計 領 域 平 面

上で

R 一

直線

コ ンブライ アン ス

 

4

1

 

コ ン

アン ス

制 約

活 動 的

重係

数 制 約

       

不 活 動 的

領 域

 

水 平 力

H

制 約 条 件

1

活 動 的

で あ る と して

適 解

メ ンの 諸 量の閉

型 表 現 を 導

く。

にご σ

 

 

θ

beam

 mechanism

 

b

 

combined  mecharL 孟sm

 

c)

 

column  mechallism

Fig

3

 

in

 un 重

t

 one

story 

frames

(4)

の ラ

メンが

荷重

係 数

A

を 乗

じ た

荷 重

群  

す る と し た と き

AF

制 約 条 件 皿

た す

領 域

境 界 式

め る。

崩 壊 形 式

とし て は

Fig.

3

a

のは り

崩 壊 型

c

柱 崩 壊 型

2

種 を

え る。

b

場 合

5

べ る

メ ンの

最 適 解

の誘 導に は

い ら れ な い の で

こ こ では

わ な い

 

用 水 平 力

H

じ る

節点

回 転 角 を 畠

e

す る と

た わ み

角 法 公 式

に よ る 材

表 現

   

κ 21

6

θ2

1   

κ54

6

θ』

1・

 

 

4

2a

 

b

これ を

3.

7a

で Vp  

 

O

た 最 適 性 条

   

rmx

61

3

=Vs

λm

tt・

 

4

3a

    

VErBoz

11

3

 

VB

λBO

 

t・

 

4

3b

入 する

4

3

に おいて x、、

x“ は正

れ の

も とりうる。 し か し,

4

3)

最 適 性 条 件 と な

るのは

テ ンシャ ルエ

を最 小

に す る

率 分 布

選 択 を

し た と きの み で

る ので

x21

π54 は

同 符 号

とし な けれ ば な ら ない。 さら に λe)

=l

rE

∫を

いるこ

に よっ て

    

rB且θ』

rBO

θ』

 

一・

 (

4.

4)

 

釣 合 式

周 知

の た わ み角 法 公

入 し た

られ る

を &

柱 部 材 角

R

,」,を

知 量

と して

た だ し, rl…

K

r81

 u。i 

K

re

λB、〉 λβ。の

場 合 を 取

っ て い る の で

4

7

よ り ro>τ1

   

Hh

,λ.

112

τ

b

十 τ1

 

t・

 

4.5

 

 

 

譱薯

一 ・

    

J,

6h

τo

Ti

/〔

LSi

λ BO

 

4

7

 

はり の

材 端 曲 率 を (

4

2a

 

b

4,

4

4

5

い て

   

z21

Hh

12reo

Te 十 TOI

ψ

rmo

一・

…一

 

4

8a

   

κ54

=Hh

12rel

To:十

τ、

1

ep

rSl

 

4

8b )

ただし

ep

=陬

4

8

より

    

τ

b

十 τ1

=Hh

/(

2p

 

 

 

4t…

 

−t・

4

9

材 端 曲 率

4

7

4

8

より

   

κ:5

ePTo

λBt

JLBe

/}

3h

To

τ

1

 

4

10

 a

    

κ52

ψ τ1

λBI

λBO

13

ん1

TorTl

 

4

10

 

b

につ い て の

最 適 性 条 件 式

   

レ・

r

。 、

h

1

x,、

x,t

zx ,、z、、

1

3・

 

V

hi ……一

4

11 )

4

10

代 入

整 理

す る と

    

To Tl

/(

ro

τL

’ = 

9

 

VcM

: i

l

 

VB

LEI

λEO

2

1

       

 

 

一…

 

 

tt

4

2

4.9

4

12

T。

τ1 にっい て

K

 

K

、を

める

    

Ko=HhirBO

1

十β1

/(

4ep

……・

…………

4

13a

   

K

=Hh

rBl

1一

β

/(

4

 

q

 t・

 

4

13

 

b

ただ し

     β

, 

λel

λM

/(

3

λ1

     

λL言

  

4

 

γ

λ

1

λB1

λEO

2 /

3

 

1

    Vr=

T。

τ1

を (

4

7 )

入 す る と

    J

=Hh

/(

ep

λ,

 

 

 

4

13c )

 

4

13

に お け る

未 定 係 数

q

制 約 条 件

1

を 活 動

とした

   

C =

HRh

”t・

 

4

14

か ら

める

4

6

4

13a,

 

b

入 する と

    R

erri

12 ・

 

 

4.

15

た だし 鮪

λ且十λSi十 λeo

4

14

 

4

15

 

よ り

    OP

=12R

/7

ep

を (

4

13 )

入 して

適 曲

げ剛 性

の よ うに定 ま る

   

κ。

=Hh

7

m 乃

1

β

1

/(

48R

……・

…・

4.16a

    K1

=Hh

r

、li 

ri(

1

β1

/(

48R

………

4

16b

   

J

=Hh

7

12R

λ1

 

J・

 

9・

 r・

4

16c

4

16 )

2.

3

に よっ て

全 塑 性

メ ン トに

変換

す る

   

Bo=Hhl

εy  

71

1

十β1

/(

48aR

 

一・

一・

  

4

17

 a

   

B

,=

Hhi

εy7i

1

β

1

/(

48aR

………・

…・

4

17

 

b

   

C

=Hhi

εyri λ

ti

/(

12aR

λ1

r7・

  (

4

17c

以 上

最 適 設

め ら れ た

 

荷 重

IAfiH

 

Pl

制 約 条件

il

不 活 動 条

と し て

た さ れ ること から

設 計 領 域

4

17

が 最 適

境 界 式 を 決 定

す る

 

こ の領 域 は 次の

2

領 域

さ れ る。

コ ン

ア ン ス

上で

,A

. が 現に

指定

さ れて い る

よ り

き な

  制 約 条 件

ll

が は り

崩 壊 型

活 動 的

隣 接

 

ている

領域

  制 約 条 件

ll

柱崩壊

型で

活 動 的

である領 域 が

接 して

 

い る 領

〔1 〕

は り

崩壊

隣 接 す

領 域

 

ま ず

Fig.3

a

のよ うに は り

崩 壊

す る と し た

場 合

壊 荷 重 係

AF

を 仮 想 仕

事 式

か ら

め る

   

1sHhi

2

Bo

B1

rE∂

 

9囓

4.18

こ こ に

     

7n

=  

l

/(

1−

2rCi

a

柱 を

サン ド

ッチ

部 材

とみなした

きの は り

法 長

す る は り

長の比である

 

4

17

4

18

入 し て ノ

1F

め る と

制 約

条 件

H

3.

3

不 活 動 的

る た めに は

,A

.と

次 式 を満

た す

囲になけ れ ばな ら ない

   

Ap

≦εyXB7rl

ノ(

12aR

 

一・

一・

 

4

19 >

 

Fig

3

a

対 応

す る

げモ

Fig.

4

a

の よ う に な り

柱 頭

柱 脚

のフ ェ イスモ

メ ン トは

次式 と

な る

   M

v

εy  

rs

 

71

 

H

 

lh

1一

β

2rm

a

24aR

       

 

  (

4

20a

一 19 一

(5)

   

M1、

L=  ey 

7B

 

r

Hlh1

1

β

1

2rm

α

1

/(

24qR

             

 

一・

 

4

20b )

柱 頭

降伏

し ない

条 件

3

5

) よ

   Mi.

u十

PrCi

α≦

Ci …’

…”………・

r

4

21

 a

   

Ml

1

PrCi

α≦

Ci

 

一・

 

4

21

 

b

4

21

4,17

4.

20

) を 代 入 す

,R

2

式 を満

たす

にな け れ

な ら

い こ

が わ か る

   

R

≦ey7、

H

2

ん1λCL

rB

λ, 

lh

1

β

    −

2rm

α

24Prc

匚λ1

 

4

22

 a

    R

≦εy7,

H

Zh

λc

rB

λ

 

lh

1

β

1

    

2rm

α

24PrCi

λi

 

4

32

 

b

 

上 よ り

4.19

4.

22

た さ れる

領 域

に おい て

4

16

CC

 

2

約 条件

1

が 活 動 的

条 件

H

不 活 動 的

場 合

で あ る

こ の

領 域

隣接

し て

iン

アン ス

き な

は り

崩 壊 型

制 約 条 件

ll

活動 的

た さ れ る

領 域

存 在

す る

2

柱 崩 壊 領 域

隣 接

す る

 

Fig.

3

c

の よ うに

崩 壊

す る と し

た場 合

崩 壊

重 係 数

/レ

を 仮 想 仕 事 式

か ら

める

   AFHh

,θ

rCi

2PrCi

θ

a

=2

Ci− PrCi

a

θ

    

2PrCi ∂

α

 

4

23

こ こに

    rCi

h

/(

h

rfiO

a

rel

α

は り を サ ン ド

ッチ

部 材

とみ な し た と きの

柱 内 法 長

さに

す る

柱 全 長

る。

 

4

17 )

を (

4

23

代 入

して

A

,を

め る と,

条件

ll

3

3

動 的

で あるた め には

ん と

R

次 式 を満

に な け れ ば な ら ない。

   

Ap

≦ey λCi7Ct  

7i

/(

6aR

λ1

2PrCi/(

aH λc1

       

 

−t・

 (

4

24

  一

,Fig.

3

c

対 応

す る

曲 げ

メン ト は

Fig

4

b

の よ

に な り

は り

の フェ

ス モ

メ ン

式 と な

る。

 

 

 

εy λCi 

7CiH

1

 

PrCi

12aR

λ1    α

/α

             

 

t・

 

一・

  (

4

25a )

M1.

L

M1 .

u

Ml

B

G1

 

BO

                  

MO .

B

   (a}      〔b )

Fig

4

 

Face

 moments  and  

fully

 

plastic

 momen しs

一20 −.

 

 

 

M ・

s−

εyλCi

7CiHhi

 

P7Ci

 l2aR

λ,

    

α

/α

      ’

”t’

”・

4

25b )

は り が

しない

条 件

4

17)

4.

25

)を代 入 す

る と

R

2

式 を

た さ な

な ら ない こ

と が

わ か る。

 

 

 

H

1

B

・。

             

 

t…

 

一・

  (

4

26a

 

 

 

Hl

1

、。

             

”「

”t−’

4

26b )

 

 

以 上

よ り

4

24

4

26

た される

領 域

におい て も

4.16

問 題

CC

 

2

制 約 条 件

1

活動 的

制 約 条 件

皿:が

不 活 動 的

場 合

こ の

領 域

し て

コ ン

ア ン ス

上で ノ

tD

き な

崩壊

型で

制約条件

活 動 的

たさ れ る

領 域

存 在

す る

 

曲 げ 剛 性

4

16 )

4

5

4

6

4

8

4

10

入 す れ

荷 重

での

変 形 状 態

表 現

られ る

ま たひ

み,断 面

現 も

ち に

け る

し た がっ て

4

16

設 計解

公 式

に よっ た ラ

メ ン に

計者

変形

断面

力 分 布 等

性 能 を容 易

す ること がで き る

 

上,

下の は り

細 長 比

な る

工 形

メ ン につ い て

基 本 的

誘 導

して き た が

か な り

煩 雑

表 現

と なっ た

本 論 文

多層

メ ンの

最 小

コ ス ト

設 計

構造

ら かに

るこ と を

目 的

と して い る た め

4

2

節 以

で は

上 下

の は り

細 長

比 を

と し た

場 合 を取

扱 う

。 そこで,

られ た

式の

な もの に つ い て は り

長 比 が 同

場 合

表 現

を 示

し て お くo

 

rBO

rfi1

re

 

λ80

λBl E λ.

4

16

K

Hh

,rs

Vr

λCt十 λB

/(

24R

 

t−・

 

4

27

 

a

     J

=Hh

, 

rCl

Vr

λCi十 λB

12RVr

 

4

27

 

b

4

19)

A

,≦εy  

7B

Vr

λc1十λB

/(

6

α

R

 

4

28

22

π

穿

V,

ACi

A

1

Vr

 

rCL

…・

9

4

24

A

,≦εy施a

Vr

λCi 十 λB

/(

6aR

 

Vr

− 2PrCi

/(αλCiH }

             

 (

4

30

26

R

穿 岳

V

λCi + ・

i

i

31

 

4

2

荷 重 係 数 制 約

, コ ン

ア ンス

制 約

     

不 活 動 的

領域

 

ま ず

指 定 崩 壊 荷 重 係 数 値

A

さ れ た

重 群 レ

lnH,

Pl

の下で制 約

条 件

fi

活 動 的

であ る と し

最 適 解

メ ンの

を 導 くb 次に こ の ラ

メ ンが 設

水 平 力

H

制 約 条 件

1

たす

域の

境 界 式

め る

 

荷 重 群

1ApH

 

pi

Fig

5

の過 完 全

崩 壊 機 構

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