【論 文 】 日 本 建 築 学 会 構 造系 論文報 告 集 第445号
・
1993年 3 月 Journal of St川ct．
Constr．
Engng，
AIJ，
No．
445，
Mar，
f 1993デ ジ
タ
ル
微 分 解 析 法
と デ ジ タ
ル
制御
型
機械
式 加 力
装
置
を
用
い
た
2
方 向
地 震 力
を
受
け
る
1
層 立体
架
構
の
オ
ン
ラ
イ
ン
地 震 応 答 載 荷 実 験
第
2
報
弾 塑性応 答
につ い てAN
ON
−
LINE
EART
且Ω
UAKE
RESPONSE
SIMULATION
SYSTEM
FOR
THREE
DIMENSIONAL
FRAMES
SUBJECTED
TO
BI
−
DIRECTIONAL
GROUND
MOTION
USING
DIGITAL
ACTUATORS
AND
A
DIGITAL
DIFFRENTIAL
ANALYZER
Part
2
．
On
止e elasto−
plastic
response西 澤 英 和
＊，
内
田富
久＊＊
，
金
多
潔
＊柊
ffidekazu
IVISfflZAWA
，
Tomihisa
ひCfflTA
andKiblos
ゐi
KANETA
In this paper
，
the authorshave
discussed
thedynamic
response of a single story three−
dimensional
frame
subjected to abi−directional
strong ground motion，
obtained through a mewlydeveloped ON
・
LINE simulation system composed of threedigital
actuators and aDDA
simulator．
KeymOizts
：on−line
emPeriment，
threedimensional
frame
，
bi−
directional
grounti metion，
dign
’
tatdtfferential
analyzerオンラ イン実 験， 3次元架 構
，
2方 向 地 動，
デ ジ タル微 分 解 析1．
諸 言 前 報 （1
）では， デ ジ タ ル微 分 解 析の アルゴ リズムと デ ジ タル制 御 型 機 械 式 加 力 装 置 を 用い た 1層 立 体 架 構の オ ンラ イン実 験 法を提 案し， 柱 崩 壊 型 鉄骨架 構モ デ ル の 線 形 応 答につ い て検 討し た結 果，
試 作し た実 験システム に よる応 答 解が弾 性理論 解と ほ ぼ一
致す ること を確認し た。
L
本 報 告で はこ れに引き続いて， 大変形領域で の応 答 性 状を実験 的に検 証す る た め，
加 速 度の大きい実 地 震 波 を 受け る鉄 骨 架 構の弾 塑 性 応 答 解 析を オンライン実 験 法に より再 現 し，
主と して以 下の 2項目につ い て検討すると ともに，
測 定さ れ た復元力特性と簡単な降伏関数との 関 係につ い て調べ た。 （1｝ 偏 心の有 無が ね じれ応 答に及ぼす 影 響 （2） 部 材の破 壊に よ る復 元 力の劣 化が応 答に及ぼ す影 響2，
オンラ イン実 験の概 要2．1
想 定架構と解 析 仮 定 想 定 架 構は図一
1に示す 1層 1スパ ンの柱 崩 壊 型の鉄 骨立 体架構で， 前 報と同様下記の解 析 仮 定を設けた。
1） 剛 床 を仮 定する。
Fx （x2 ） （y2 ） 図一
1 想定 架 構の諸元 ＊ 京 都 大 学建築 学 科・
工博 ＃ 久米 建 築 事 務 所・
工 修艸
癖 京 都 大 学建築学 科・
工博Dept
．
of Architecture，
Facuity of Eng、
，
Kyoto Univ．
，
Dr．
Eng．
Kume Arch主tects
−
Engineers，
M．
Eng．
Dept
．
of Architecture，
Faculty of Eng，
，
Kyoto Unlv．
，
Dr．
Eng．
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一
一
一
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．
1
図一
2 セッ トアッ プ図 （単位 ：mm ） 2．
2 セ ッ トア ッ プ 実 験 架 構を，
図一
2に示す。
試 験 体は筋 違C
を設 置し た剛な鉄 骨 床 組B
の 4隅に，
φ60．
5−
t3．
2もし く は φ 76．
3−
t3．
2の鋼 管 柱 （STK
400）A
を厚さ25
m 皿 の ベー
ス プレー
トD
を介して反 力床E
と床 組B
に剛 接 合し た も の である。
柱の 内法 長さは 100cm と し た。 加 力に はデ ジタル制 御 型 機 械 式 加 力 装 置F3
台を用いて，
水平 2方 向 変 位 u，
v と ね じれ角 w の 3自由 度の変 位 制 御 系を構 成した。
H は ピン治 具，1
は光 学式変位計，
G
はロー
ド セルである。
加 力システムの構 成や制御方式の基本的な 考え方は前報の と お りで あ る。 架構の タイ ブ 試 験 体の柱配 置 を 図一3
に示す。
実験で は1
本の柱が 亀 裂 等に よ り劣 化し た 場合の応 答 性 状につ いて も検 討す る た め，
以 下の 3種 類の架構につ い て考察した。
1） TYPE 1：1
架 構 図一
3a に示す ように，
φ60．
5の鋼 管 柱 を4本 用い た 偏 心の ない架構 （以下無偏心架 構と称す｝2
）TYPE
1：2架 構 図一
3b に示す よ うに φ60．
5の鋼 管 柱 2本，
φ76．
3の 鋼 管柱 2 本 （ハ ッチ部）を配 置し た X 方 向 偏心架 構 （以 質量は床面に集 中する。 水平直 交2方 向の地 震 動のみ考慮す る。 床 面の重 心 位 置は変化 し ない。
粘性減衰の存在は仮定し ない。 試 験 体の諸元一
28
一
榔 （x2 ） Y 棍 （xi ） （y2 ， φ60．
5 o 笹3 x 柱1 a，
TYPE1
；
1 Y F：
（x2 （ンZ） φ76，
3 鰰 柱3 x2 ） X 0 柱2 粧1 x1 ） 〔γ2） （γ1） φ60．
5 〔y2 》 図一
3 架構の柱配置1
1．
2 架 橿 B−
25／
一
スプレー
トD＿幽
人工切 り欠きNdl翫
13一
鋼 管 柱A↑
・・
／齔
‘ 鑓悪
・
1
・
慨
’
3屈 ：・
層
1
図一
4 断 面 欠 損 部の詳 細 下 偏 心 架 構と称す｝偏 心 距 離は23．
75cm で ある。 3） 亀 裂 付き柱を有す るTYPE 1：1架 構 図一
3a の TYPE I ：1の無 偏心架 構の柱 1の柱 頭の べ一
ス プレー
トD
の近 傍に，
図一
4に示 す人工的な切 欠 きN
を設 け，
幅約 10mm の残 存 部 位 をx，
y方 向に一
致 するように し たもの。
実 験 中に断 面 欠 損部で柱が破 断す る ことに よ り， 劣 化 型の復 元 力特 性 を示すよ うにな るこ と を意 図して いる。
入 力 地震 波 入力地震はCALTECH
の 地震 波の デー
タベー
ス より
，El
CentrQ
（1940 ）のNS
（X
方 向）・EW
成 分 （y
方 向 ）の初 期8秒間を 使用 し た。
ま た，
入 力 加速 度の 最大 値は
，
各 構 面の復 元 力特 性を完 全 弾 塑 性と仮 定 し て，数 値 計 算 を行っ て
，
X 方 向の 最 大 靭 性 率 応 答が4程 度 に な るよ うに試 行 錯 誤に よ り決 定した もの で，
表一
1に表
一
1 実 験 条 件最 大 入 力 加 速 度 ス ケ
ー
ル ファ ク ター
架 構Iype 入
力 地震 波
X （gal）Y 【gal） XY θ Time
1：1EI Centro ξ44
，
2273，
12D15130015 1：2EICentrD444
．
2273，
12015130015 が約270gal
であ る。 表の右 半 分は実験
で用い た スケー
ル フ ァ クタであ る。 ま た，
想 定架 構の質量 は，
柱の弾 性 剛 性の実 測 値を用 い て， ね じ れを考 慮し た固有値 解析を行い，X
軸 方 向 の固有周期が， O．
4秒と な る よ うに定め た。
た だ し，
実 験で は鉛直 荷 重は負荷して いない。
2．
3
数 値 計 算の方 法 オン ライン実 験 と 同一
の 変 数 を用い て数 値 計算を行 い，
実 験 結 果と比 較する。
数 値 計 算を 用い る層せん 断 力 や ね じ りモー
メ ン トは， 図71 に示す よ う に架構を （xl ），
（x2 ），
（yl），
（y2）の 4 つ の構 面に 分解し，
各 構 面の反 力は復 元 力 特 性が完 全 弾 塑 性で あ る と 仮定 し， その合 力よ り以 下の仮 定に基づ いて算定す る。 1） 柱の軸 方 向 力と2軸 軸 曲 げモー
メ ン トの複 合 応 力に よる降 伏お よ び耐 力 低 下は考 慮し な い。
2） 柱のね じ れ剛 性は無 視 する。 具 体 的な手 順は下 記の と お りで あ る。 各 構 面の変 形 量の 算定 重心点のX ，
Y，
θ方 向の変位「
（u，
v，
w ）よ り4っ の 構 面の柱 頭の 水 平変位 を （1）式 よ り求め る。Lx，
Ly
等は，
図一
1の諸 元に示す とお りであ る。
xl＝
u ＋Ly／Z・
w x2＝
＝
u− Ly
／2・
ω yl＝ V十Lx／2・
w y2＝
v− L
エ／2・
w x1「
Fx1…・
………
…
（ユ） Fx ユ 各 構 面の 復 元 力の算 定 柱 頭変位よ り，
各 構 面の復 元 力を求める。
例え ば （xl ） 構 面の場 合，
図一
5a に示す ように，
柱 頭 変 位 xl に対 す る同 構 面の復 元 力 FXiを，
図一
5b
の完 全 弾 塑 性 型の 復元力モ デルか ら算 定 する。
な お，
数 値 計算に用いた剛 性，
降伏せん断力等は単 調 載 荷 実 験で求めた荷 重 変 形 関 係よ り求め た。 その値は表一
2のと お りで ある。
層せ ん断力・
ね じ リ モー
メ ン トの算 定各 構 面の復元力か ら
xy
両方 向の 層せん断 力 凡，
Fv
お よ び 層の ね じれ モー
メ ン トFe
を （2）式よ り算定す・
る。．
Fエ
＝
Fエ
1＋凡・ 凡＝
Fyi十Fy2 Fθ＝
L／2・
Fエ 盲一Lyf2・
Fx2 十Lx／2．
Fyi− Lx
／2●
Fy：・
…・
・
・
・
…一
（2 ） 得ら れ た層せ ん断 力 を運 動 方程 式の反力項に代入し て 応 答を数 値 計 算 する。冒
1o
3．
オンラ イン実 験 結 果3，1
オンライン実 験 と数 値 計 算 結 果の比 較 無 偏心架 構の弾塑性 応 答 図一
6に TYPE 1 ：1の 無 偏心 架 構 に 2方 向の ElCentro
波を 入力し た場 合の オンライン実 験 結 果 （実線 ） と数 値 計 算 結果 （破 線）を対比 して示 す。 図一
6a は応 答の時刻 歴で，
上 段 よ り X，
y
方 向の入 力 加 速 度， 重 心のX
方 向の変位 応 答 （u），y
方 向の変 位 応 答 （v），
回 転 角 応 答 （ω）で ある。
図一
6b，
c の左 側は実 験 結果で，
右側は計 算 結果 を対 比し たもの で，
図一
6b では上 段よ りX
方 向の層せん断 カー
変位 関 係 （u−
1 ），y
方 向の層せ ん断 カー
変 位 関 係 〔v−
Fy），
応 答ね じ れ角一
ね じれ モー
メ ン ト関 係 （w−Fe
）を 示 す。 また， 図一
6c に は重心変位の軌跡 （u−
v）の実験 と数 値 計 算の結 果を対 比し た。
応 答 変 位は 2秒 付 近 （矢 印A ）の主 要 動 近 傍で，X
方 向5．
3cm ，
y
方 向 x ユ に 2．
5cm
の極 大 値を 示 し，
この載荷 経 路で，xy
両 方 向と もほぼ同 時に非 線 形 領 域に入っ た こと が， 図一
6b の 層せ ん断 力 図から確 認さ れる （図一
6 a xl 構 面の柱 頭 変 位 と復元力 b 完 全 弾 塑性型 復 元 力モデル 図一
5 数 値計 算モ デル 表一
2 解析架構の諸元 剛 性 〔し。nf ／c田） 最 大 層 せ ん 断 力 tonf 固 有 周 期 （sec ） 架 構 TypexLx2yly2x1 翼2yly2 質 量 （tonf・
sec2 ／cm｝ 慣 性モづント ｛tonf・
。rsec2 ） XY θ 1：10．
960．
96o，
930．
931．
151，
151．
151．
150．
007a229．
3330．
400．
400，
23 1：2o．
9E1．
呂51，
341．
341．
152．
251．
731．
730．
0工05839．
5750．
40o．
390，
22 a，b
の 矢印A ，
B
等は相互 に対応 す る）。
XY
両 方 向の 変位応答は 図一
6b の層せ ん断 力 図に示す ように，
この経 路で大き なエ ネル ギ 吸収が生じ る た め に 2．
3〜
4．
5秒 付近で応 答の中立軸が シフ トす る と と もに，
応 答 振 幅が急 減 して いる。 次い で 4．
6〜
5．
3
秒 付 近で 再び変 位振幅が増大す るが，
主要 動 付 近の応答と異な・
り，
そ れ以 後は 正弦 関一 29 一
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6a 無 偏 心 架 構の変 位 応 答 （オ ン ライン実験と数 値 計 算 結 果の比 較） 4層
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1 オンラ イ ン実 験 結果 数 値 計 算結 果 図一
6c 無 偏心架 構の重心変 位の軌 跡の比較 数 的な振 動 性 状を 示 す。 実 験 値 （実 線 ）と計 算 値 （破 線）とを比 較すると，
図一
6a の応 答 変 位につい ては，
特にy
方 向に おける 2．
0〜
2．
3 秒間 （矢印A−
P ）の応 答 振 幅の差 異が大き い 。 こ れ は，
図一
6b の y 方 向の層せん断 力 特 性に示す よ う に，
実験で は時 刻A 付 近における層せ ん断 力の低 下に よ り，
y 方 向の周 期が延びる の に対し，
完 全 弾 塑 性モ デ ル で は層せ ん断 力はA ’
の レベ ル にある ことや， 点P付 近で の耐 力低 下など， 実 験 架 構の層せ ん断 力の劣 化 性 状 を 十分に表 現で き ない た め と考え ら れ る。
な お，
図一
6b に示す よ うに X 方 向の 応答 変 位一
層せ ん断力関 係は ほ ぼ紡 錘 型であ るの に対し，Y
方 向のそ れ は点P ，
Q
な どでの劣 化が著 しい。
これ は次 節で考 察す る よ うに 2軸 曲げのinteraction
に起 因する と考え られ る。
ね じれ応 答につ いて実 験 値 と 計 算 値 を比 較すると， 図一
6a，
b
の最 下 段の図に明ら か なよ うに，
数 値 計 算で は ね じれ振 動は認めら れ な い の に対し，
実 験で はわずか な 振 動が励 起 して い る。 こ の原 因の一
つ に， 実 験で は同一
断 面の柱を用い て いる が，
不 可 避 的な降 伏 荷重や剛 性に ぱ らつ き により，
架 構に若 干の非 対称 性が生じ る こと が 指 摘できる。
重 心の軌 跡につ い ては図一
6c に示す よ うに計 算 値の 方が第 1象限上 側に移 動し て い る が，
こ れ は y 方 向の 変 位 応 答の 中 立 軸が実 験で は約 2cm 負 方 向に シフ トし た た めで あ る。 偏心架構の弾塑 性 応 答 図一
7a，b
にTYPE
1
：2
の偏心架 構の実験 結果 を示 す。
図一
6a と 同 様，
X，
y 方 向 と も変 位 応 答の実 験 値 と計 算値は整 合 性は良 好であ る。
し か し なが ら，
ねじれ1
角 応 答につ い て はオン ラ イン実 験で は 2．
3秒 付 近 （矢 印G
）で大き な ね じれ を生じて，
応 答が負 側に シフ ト して いる点で，
破 線の計 算 値と の差が大きい。
ま た，
ね じれ 角 応 答の最 大 値は0．
019 （rad ＞で， これ は隅 部の並進 成 分に換 算 する と1，
4 （cm ），
X 方 向の最 大 変 位 約5．
O cm の 30％ に相 当し，
図一
6の 無 偏心架 構で は ね じ れ 角応 答がほ とんど 生 じな かっ た の と大き く性 状が異な る。
層せん断 力 特 性に関し て は図一
7b に示 すように，
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二。
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14 数値 計算 結 果 偏心架 構一
変 形 関係の比 較 力 強 度の大 きいX
方 向につ い ては完 全 弾 塑 性 型の復 元 力モ デル で実 験 値をほぼフ ォロー
して いる。 た だ し，X
方向の層せ ん断 力 図の矢 印C は鋭 角に屈曲 して除 荷 過 程 に 入 るの に対し，
矢 印Fで は な だらかに耐 力が低 下して い る。
これは，．
y 方 向の履 歴 曲線にお け る矢 印B ，
D
と 同様， 2方 向 曲 げモー
メ ン トの interactionに よ る 断 面 の弾 性 化に起 因すると考え ら れ る。 完 全 弾 塑 性モ デル では復元力の劣化を表現で き ないに もか かわ ら ず，
変 位応 答の実験値と 数値 計 算 値とが比 較 的 良 好な整 合 性を示すの は， 採用 した地 震 波に お い て は・
架構が塑 性 域に 入 るの は，
主 要 動 近 傍の ご く わずかな 区 間に集中して お り，
こ の場 合は線 形 域か ら初め て塑 性域に入る こ と が多い。 こ の段 階で の架 構は弾塑性 域 の繰り返しによる復 元 力の劣 化の影 響を ほ と ん ど受け てい ないため，
ほ ぼ完 全 弾 塑 性的な性状を保持して い る こと。
’
・
主要勤を除く継 続 時 間の大 部 分では架 構は ほ ぼ線 形 挙 動を示すこ と。
等によ る と 考 え ら れ る。
図一8
はTYPE
1 ：1の無 偏心架 構 （破 線 ）とTYPE
1
：2
の偏 心 架 構 〔実 線 ）の オンラ イン実験に よ る変 位 お よ び角 度 応 答 を比 較 し た もの であ る。
ユ．
5−
2．
O秒 付 近にお ける無 偏 心架構のy
方 向の応 答変位が若 干 大 き いが，
同一
の固 有 周 期の偏 心 架 構と無 偏 心 架 構の応 答に つ い て以 下の傾向が指 摘で き る。
’
1） 重心のxy
方向の弾 塑 性 域で の応 答 変 位の 時 刻 歴 は偏心の影響 を ほ と ん ど受け ていない。 剛 性の偏在は主 5DO妻
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， 亀裂 付 き柱を 有 す る 架構の荷重一 変形関 係 と重 心 変位 とし てねじれ応答にのみ影 響 を与 え る。 2 ）無偏 心架構 は 弾塑性
応 答領域 に入っ てもね じれ 振 動は
ほと ん ど 生じ いない。 柱の破断 の 影響
柱 に 亀 裂を 有するTYI
：1
架構
（実
線〉とTYPE
1 ：2
の偏心 架構 破線）の オ ンラ イン実 験 の 結 果を 図一9に対比してす
。この
験 では1
．4 秒付 近 （矢
印0
）で 柱 の亀裂が進展 し1
，7 秒
付 近 （矢 印P
）で鋼 管が 破断し， 図一9b 示す
よ うに，X
方 向の層 せん 断 力が 点P
に おい
数 ％急減し， 以 降は
3
本の柱で抵 抗 す 一32 一
よ う に な った。また，矢印O
までは ね じ れ 振動
を 生じ な が ， 破断後は ねじれの応答 振幅 が急激 に増加 する な ， 健全な無 偏心架構の応 答 性 状と は 大きく異なる。 柱 が破断する と，架構の
剛 性 比は1：
2
となり，破線ﾌTYPE
1
：2 偏 心架構と 等 しくな る が，破 断ま
での 答 挙 動 が異な る こ とに加えて， 特に部材 が破 断し 場 合 に は復
力特性
が劣化する ため，健全な 偏心 架構の応
答 性状と 差異が大 きい 。 本実 験では ，柱の 破 断 直後より ね じ の 応答 振幅の増
大が著 しくなり，矢 印Q
の5
． 2秒付
でX
方向 の重 心 変 位 が急激に 増加し始め たので
実 験 中止し た 。 図一9b
の亀 裂付 き 柱 を有
す る架 構と
一7b
の偏心 架構
の 層 せん断 力図を 比 較して 明 らか ように，柱 が 破 断 した
場 合 で は，4
本 の健全 な柱で 抗 す る場 合に 比 ぺて 繰返し荷 重による耐力 の劣化 が著 い た め に， 復元 力 特 性が 負勾配の領域 に入 りや
す な って いる 。こ の結果 ， 応 答 周 期が増大 し て ，地 動 の後 半 の長 周 期 の加速度 の 影響 を受 ける よ うに な ， 応答振幅が不安定に 増 大 し始 め たと
判断される 。3
．2 2 軸 曲 げの 相互作用 に ついて 今 回 用 いた 震波に対す るオ ン ライン 実 験では ，y
方向の層せ ん 力の 低 下 が 著しい のに対 し ，X
方向でﾍ
ほと
んど耐 力 低下は認めら れな かった。 これ は2
方向 曲げの相互 用に起 因すると考え られる。この点を検 討す
るためxy
両 方向
の層 せん断力ベ クトル の 軌 跡と4
本の柱
で構成
される 構全体の 降伏曲線との関 係につい
て主要 動 近傍 の 応答に
いて考 察す る。 図 一10a にTYPE
1：
2の偏 心 架 にEICentro
波 を 入力し
た場
合の オ ンラ イ ン実 の時 刻歴 を 示 す 。図の
上 段 よりX
，Y方向の重心
位の時刻 歴（
u），（v
＞ ， X，y
方 向 の 層せん 断力 時 刻歴 （F
∂ ，（Fy
）である。
ま た 図一 10b は 答 の初期3
秒 間の重心変 位の 軌跡
｛u
−v
） ， 両方 の層 せん 断 力ベクトル の軌跡（凡 一F ，）お よ び両方向 層せ
ん 断 力特性（u
−F
．） ， （v
−Fr
）である また
， 図一10b
の〔FズF
．）
図 中の外 側の円
Cv
， べ ての
柱頭およ び柱脚 が全 塑 性モ ーメ ン トに達し た 時の せ ん断力を 半径 に 描いた も の で，以 後 全塑性 相関曲 と 称 す る。
た内側の円Cvはすべて の 柱 頭 および
柱脚 が 降 伏モ ーメ ト に達し
た とき の 層 せ ん 断 力を半径 に描い た もので ， 以後
伏相 関曲線と
称 す る 。さ らに， （u −Fx
） 図，（ |Fr ） 図中 の破線お よび点線はそれ
ぞれ 両方 向の 全塑性時の 層 せん断
力Lu
，降伏時の
層 せん断 力Lr のL
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の軌 跡 は 外 側の全 塑 性 相 関曲線Cu
をわずかに 超 え る が， ほ ぼ全 塑性相関 曲線に沿っ て移動して い る。
こ の と きFx
は増 加し，
Fr
は減少す る。
3．
区 間C〜
D で は，
両 方 向の層せ ん断 力は降 伏 相関曲 線Cr
と全 塑 性 相 関 曲 線 Cuの間を移 動し除 荷 過 程 をた ど る。 剛 性は ほ ぼ弾 性 剛性に等しい。 4，
区 問D〜
E で は，
再び γ方 向の層せ ん断力は減 少 し，
X 方 向の 耐 力は増 加す る。 両 方 向の 層せ ん断 力の 軌 跡は全 塑 性 相 関 曲 線Cu
を わずかに超え る が，
お お む ね こ れ に沿っ て移 動する。
5，
区 間E 〜
F で は，
X 方 向は載 荷 過 程に，
Y
方 向は 除 荷 過 程に入っ てFr
が若 干 低 下す る が，
凡 はL
，より や や大き な値を維持する。
また，
層せん 断力の軌跡は全．
塑 性 相 関 曲線Cv
上 を移 動す る。Y
方 向は除荷過 程にあ る が， 区間C 〜D
と異な り， 除荷 時の剛性は弾 性 剛 姓よ りや や小さい。
以 上よ り，
2方 向の層せ ん断 力の軌 跡は層 全 体の全 塑 性相関 関 数 を 円 形に仮 定し た簡 単な曲 線 内にほ ぼ収 まる こと が分かる。
ただ し，
本 実験で は 3台の加 力装 置の先 端に．
し かロー
ドセ ルを設 置 して いない の で，
層のX ，Y ，
θの3
成 分 の復 元 力 し か計算で き ない。 し か し な が ら，
図一10
の 考 察より，
柱 部 材 単位の相互 作 用の効 果 を 考 慮 し な くて も，
骨 組の各 層ご と に 2方向の層せ ん断力に対す る相 関 関 数を考 慮 すれば，2
方 向地震波に よ る ね じ れ応答を お お むね予 測で き るこ と が 示 唆 され る。
価
二 ［｛
一
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一
5 Q 5 IOr10
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5 0 5 70×
−
OISP 【CMI T−
DI5尸 【CH［ 図一
10b 偏 心 架 構の層 全 体の降 伏 挙 動 る変 位，
層 せ ん断 力に対 応す る。
こ れよ り相 関 曲 線と層 せ ん断 力の挙 動を追 跡すると以 下の こ と が分か る。 1．
時刻 1．
5秒 付 近の点 A で，Y
方 向の耐力 が 低 下 し 除 荷過程に 入 る。
この 時の 層 せ ん断 力は，Fx−Fy
図 の 全 塑性相関曲 線Cu
に初めて接する。
2．
区 間 B〜C
で，
y 方 向の復元力は低下 する が，
X 方 向の復 元 力は （u一
珊 図に示す よ うに降 伏 層せ ん断 力Lr
の レ ベ ル を 超えて，
全 塑 性 層せ ん断 力の レ ベ ルLu
に上 昇 し て い る ti これに対 応し て （Fズ Fγ）図で は区 間4．
結 論尹ジ タル微 分 解析のアル ゴリ ズムと3台の デ ジ タル制 御型 機 械 式 加 力装 置を利用し た2方 向の実 地 震 波を受け る 1層 鉄 骨 立 体 架 構の弾 塑 性 域で の オン ライン地 震 応 答 解 析を行い
，
構 面ご とに完 全 弾塑性 型の復元 力特性を仮 定し た簡 単な数 値 計 算 結 果と 比較し，
以下の結 論 を得た。
1
）オンライン実 験で得ら れ た立体架 構の弾塑性応答性 状は完全弾塑性型の復元力モ デル によっ てほ ぼ評 価でき る。 2） 直 交 2方 向の層せん断 力の軌 跡は層 全 体の終 局 相 関 曲 線の 内側 をほ ぼ移 動する。
こ れ より，
本 実 験の よ う な 単 純な架 構で は，
X，
Y両 方 向の層せ ん断 力に対 す る 簡 単な相 関 関数を定め ることによっ て，
架 構 全体の応 答を お お む ね評 価し う ること が 示唆さ れ る。
3
） 柱 部材の破 断に よ り， ね じ り振動 が励 起する現象が 観 察され た。
こ の ことは， 加 速 度の小さい地 震で の線 形 応 答の範 囲で はねじ り振 動が生じない 無 偏心架 構で も， 強 震 下で部 材が損 傷 劣 化す る場 合に は ね じれ振 動が励 起 さ れ る可 能 性を示して い る。 特に復 元 力の劣 化によっ て 応答周期が増大する と，
主要動以 降の レベ ルの小さい長 周期の加速度の影 響を受け や す く なり，
変位応 答が不 安一
33
一
定に増 加す る可 能 性 も指 摘 され る。 4） 固有周期が 同
