原子炉建屋立体耐震壁の復元力特性に関する研究 : (その3)荷重変形関係履歴ループの検討

【論　 文】 UDC ：621

．

039

．

4 ：69

．

022 ：699

．

841 ：624

．

042 日本建 築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集 第 382 号

・

昭和 62 年 12 月

原 子 炉 建 屋 立 体 耐 震 壁

の

_{復 元 力特 性}

に

_関

す

る

研

究

（

その

3

_）

荷重

変

形

関係

履

歴 ル

ー プ

の

_検

_討

正 会 員

　稲

田

泰

夫

＊ 　　

1．

ま えが き 　　本論文の_{目 的}は

，

原 子 炉 建 屋の主 耐 震 要 素である鉄 筋 　コ ン ク リ

ー

ト造 立体 耐 震壁 が大地震に よ る水 平 力を_受け 　た時の荷重 変形 関 係 復 元 力 特 性を

，

主に原 子 炉 建 屋 を対 象と し て行わ れ た縮小模型 試験体の実 験デ

ー

タに基づ き 　検 討 し

，

水平 荷重変 形 関 係 算 定 式を提 案す ることにある

。

　 　近年

，

原 子 炉 建 屋の_{耐 震 設 計 法}の合 理 化お よ び経 済 性 　の向 上 を計る観点か ら

，

大地震 時に お け る建屋の応 答 値 　は必ずし も弾 性域にと ど ま る 必要は な く

，

そ れ が終 局に 対して_{余 裕}を持っ ているこ と を確 認 するこ と によ り建 屋 　の_安全性を評価し よ う と す る動き がで てき た。 こ の た め 　に は

，

建屋の弾 性 域ば かり で は な く塑 性 域， 終 局に至る 　まで の性状を把 握し なけれ ば ならない

。

原 子 炉 建 屋は

一

般の建 築 物と比 較す る と， 壁 厚が厚くまた鉄 筋 量の多い 立 体 的な鉄 筋コ ン クリ

ー

ト造の耐 震 壁よ りな っ てい る

。

　こ の ため

，一

般 建 築 物の柱， は り， あるい は耐 震 壁を対 象と して行われた実 験デ

ー

タに基づき提 案 され た算 定 式 　で は

，

原 子 炉 建 屋 を対 象とし て実 施さ れ た実 験結果の荷 重 変 形 関係を十 分に トレ

ー

ス できない。 こ の よ う な状 況 　を踏ま え

，

本論で は原 子 炉 建 屋を対 象と して行わ れた模 型実 験デ

ー

タ を収 集し

，

それ ら の結 果に基づ い た復 元 力 　特 性を設定す ること と し た。 荷 重 変 形 関 係の算 定 式は

，

実験結果の カ

ー

ブをでき る だ け 忠実に表し得るもの と す 　ること を目標とした が

，

は り理 論 等の既 往の理 論 式 ある

’

いは実 験 式に基づく実 用 的 な もの と するよ う心 がけ た

。

　 　建 屋の耐 震 設 計の

一

部 として行わ れ る動 的応 答 計 算に 用い る_荷重 変 形関係の モデル は_， スケル トンカ

ー

ブ と履 歴ル

ー

プとによ り表さ れ， ま た各層のバネ定 数は せ ん断 変 形 と 曲 げ変 形 と を考 慮して求め るのが

一

般 的で あ る

。

　本 論で もこ の_考え方に_従い_， まずス ケル トンカ

ー

プにつ 　い て検 討し

，

せ ん断 変 形に かか わ る せ ん断 応 力 度（τ）

一

　せ ん断ひずみ度 （γ）関 係の算 定 式を （そ の 1＞Ae｝_で

_，

_曲

　

げ変 形に か か わる モ

ー

メ ン ト （M ）

一

曲 率 （φ｝関 係あ 算 定 式を （その

2

_）文1°｝_で

_，

_{各々報 告し た} 。 　　本報告で はこれ ら に引き続き

．

履歴ル

ー

プに対す る検 本 論 文 は 既 発表文 献 12）

，

13）を加 筆 修正 し た もの であ る

。

＊ _{清 水 建 設 （株 ）技 術 研 究 所 　 構 造 技 術 部 長} 　（昭和62年6月6日原 稿 受理） 討 結 果 とその算 定 式 を示 す。 また， スケル トンカ

ー

_ブ算 定式および履 歴ル

ー

プ算定 式に よる荷 重 変 形 関 係 計 算 値 と実験に よるカ

ー

ブ との比 較 結 果， さ ら に こ れ ら算 定 式 に よ る履 歴ル

ー

ルを1質 点 系の動 的 応 答 解 析に適 用した 例を示す。 　

2．

履歴ル

ー

プ の検 討 　 1＞検 討 方 針 　動 的 応 答計算に 用い る荷重変形 関係のル

ー

ル は

，

スケ ル トン カ

ー

ブ

，

新しい _{変位領 域}に入 り

一

部がスケル トン カ

ー

ブ上にあ る過 渡ル

ー

プ_{∫経 験 変 位 振 幅}で の

2

回 目以 降の繰り返 しル

ー

プで あ る安定ル

ー

プ

，

そ して経 験 変 位 振 幅より小さ な変 位 領 域で の内 部ル

ー

プの組み合わ せ に よ り成り立っ て いる。

　

スケル トン カ

ー

ブの検 討で は_， 既 往の模 型 実 験か ら得 ら れ たデ

ー

タを収 集し こ れ ら に基づ い て_作業を行っ た

。

しか し

，

既 往の報 告では荷 重 変 形 関 係は示さ れ てい る も の の

，

個々 の ル

ー

_プ形 状 を読み取ることは困 難であり

’

，

さ ら に せ ん断 変 形と曲 げ変 形の各々 の履 歴ル

ー

プ を報 告 して いるもの はほと ん ど無いとい っ て よい。 　小 川ら は柱の水 平 加 力 実 験を行い

，

その安 定ル

ー

プ を 図

一

1に示 す よ うに最 大 値お よ び最 小 値 （最 大 値の符 号 を変えたものに ほ ぼ等 しい）で基 準 化 し

，

その形 状が以 下に示す （

11

式お よ び （

2

）式の

2

つ の 3次 関 数曲線 で近 似で きる こと を示した91） 。 式 より明ら か な ように

，

3次 関 数の係 数

A

はル

ー

_プの 囲 む 面 積

S

お よ び等 価 粘 性 減 衰 定 数

he

と （3 ）式の よ うな関 係がある

。

また係 数B は （4 ）式で示す よ うに_{， 変}形

＝

0の_時の ル

ー

プ の こう配 を表し ている

。

　　 　

Y

上＝＝

A

十

BX − Axt

十（1

− B

）

X3 …・

……・

…

（

1

） 　　 　 y下

＝−

A＋BX ＋Axz ＋（1

−

B）xs

・

・

…・

…・

・

（2 ） 　 　 　A

＝

（

3f8

）

S ＝

（

3

π／

4

）

he ……・

・

…・

・

…・

…

　

……・

・

（3） 　 　 　

B ＝

＝

（

dy

〆

dX

）x

＝

o

・

・

一・

・

・

・

・

…

　

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一・

…

　（4 ） こ こ に

，Y ＝

Q

／

QMAX

，

す な わ ち規 準 化さ れた荷 重 値

，

．

X ＝

δ_／δM＾x

，

す なわ ち規 準 化さ れ た変 形 値

，

　

Y

上 はル

ー

プの上 半分 を表す 関 数

，y

下 はル

ー

プの下半分を表す関 数で あ る

。

　 この 3 次_関数によ るル

ー

プは

，

荷重変形 関 係安定ル

ー

プ実験値の面積お よ び変形

＝0

に お け るこう配を求め れ

NII-Electronic Library Service 　 　 　 形 　 　 　 変 　 　 　 　 −

　

　

　

　

匹 l

　

I

　

　

　

　

l

一

  δ

一

一

讐

Q

曲  

Q

｝

゜

m

一

驫 塵

　

−

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

駈

　

　

■

　

−

Y

＝

QQm

。1

（

1

，

D

X

＝ δ δma

　　　　　　

（

−

L

−

t

）

図

一1

荷 重変形関係履 歴ル

ー

プと そ の規 準 化ル

ー

プ ば

，

その形 状 を定め ること がで き る。 図

一

2は著 者 等が 実施し た箱型断 面

ag

　IW _{試 験 体}文llレの実 験に よ り得ら れ た せ ん断 力せ ん断 変 形 関 係の規 準 化ル

ー

プと

，

そ のデ

ー

タ よ り定 まる3次 関 数ル

ー

プと を比 較 し示した ものであ Y

＝

A＋BX

−

　　　

−

1

　　　　　

　　　　　

　

　

　

　

　 　 　 　 　 2 十（1

−

B）X3 図

一

2　τ

〜

r関 係 実 験 値と その 3次 関数 曲線近似 り

，

3次 関 数 曲 線が実 験 値 を良く近 似で き ること が 分 か る。 　原 子 炉 建 屋 を対 象と した既 往の模 型 実 験で も， 安 定 ル

ー

_プ実 験 値 を3次関数曲 線で近似す るこ と を前提と し， その係 数

A

（また は

he

），　

B

を報告して いる ものが あ る

。

そこで

，3

次 関 数 曲線によ る履歴ル

ー

ル を作 成す れば， こ れ ら の デ

ー

タ によっ てそ の形 状 を定 めることが で き る

。

た だ し小川 等の提 案は

，

安 定ル

ー

プにつ い て の み述べ _{ら れて}いる た め

，

過 渡ル

ー

プお よ び内 部ル

ー

プに っ いて のル

ー

ルを新た に作成 し た。 　

3

次関数曲線によ る履歴ル

ー

ル に は

，

以 下の よ うな問 題 点が ある

。

　

1

）安 定ル

ー

プ を原 点 対 称ル

ー

プと し て定義し た た め 　 　　

一

方 向で過 渡ル

ー

プを 描 く と 反 対 方 向で は過 渡 　 　　ル

ー

プを描かず

，

実 験デ

ー

タ と の整 合が悪い

。

こ

3

次

関

数

曲 線

モ デ ル

折

れ

線

モ デル

単

弓

性

域

初

め ての

_{塑性 化}

，’

ノ

！

’

ノ ノ

μ

’

，

’

　〃

！

ノ ！イ ’ 〃

　 ’

_，’

’

ノ

’

安 定

ル

ー

プ

　　　　　　　　　’

，〆 〆 r ’ ’

_「

’

ノ

， ’ 丿

’

，

’

　　’

，’

r ’ ’

グ

’

’

、

／

， 丿

ノ

’

’

内 部

ル

ー プ

図

一

33 次 関 数 曲 線モ デルと折れ線モ デルに よ る履 歴ル

ー

ル

一

₂₀

一

N工 工

一

Eleotronio _Library

　 　　の欠 点 を解消す る た めに図 心 を原 点 以 外に移 動す 　 　　る方 法も あ る文21_が

_，

式が複 雑に な る ため実 用 上 　 　 　

．

問題があ る。 　

io

剛性の変化が連 続 的に生じ る た め

，

特に多 質 点 系 　 　　の動 的 応答解析に用いるに は実 用 上 問 題が あ る

。

　

以 上の_問題点に_{対 処 す}る ため

，

最 大 点 指 向 型の折れ線 によ る履歴モ デル を作 成し た。 こ の モ デル は， 3次関数 曲 線に よ るル

ー

プと面 積が等し く な るよ うに し

，

ま た変 形

：

＝ 　

O

_{で の} こ _う配の デ

ー

タ も生か せ る よ う な も の と し た

。

以 下に

3

次 関 数 曲 線および折れ線によ る履歴ル

ー

ル と そ れ らにかか わ る算 定 式 を示す

。

　2） 履 歴ル

ー

ル 　図

一3

に は3次 関 数 曲 線に よ るモ デルと折れ線に よる モデル の履 歴ル

ー

ルを 示し た

。

　 3次 関 数 曲 線モ デル は先に も述べ _{た よ う に}

_，

_{安 定ル}

ー

プの等価 剛 性が原 点を通る原 点 対 称 型 とし た た め

，一

方 向でス ケル トンカ

ー

ブ上 を移 動し速 度が反 転す れ ば

，

反 転座標の_{原 点 対 称 点 を 目 指 す よ うな}ル

ー

プ を描く

。

折れ 線モデルの場 合に は最 大 点 指 向 型と し た た め， 速 度 反転 によ り目指す点は 反対側の経 験 最 大 変 位と な る

。

た だし 図にも示し た ように初 めて塑 性 化し たとき に は， 反 対 側 の弾性限 界点を目 指 す もの と した。 折 れ 線モデル の場合 内部ル

ー

プの ル

ー

ル を簡 単にするた め， 正

・

負の除 荷 時 の剛 性 を 等しいとし た

。

　 3次 関 数 曲 線モ デルの 内 部ル

ー

プは

，

安定ル

ー

プの頂 点を目指す 3次 曲線で表すこ と と し

，一

方 折れ線モ デル の場 合に は安 定ル

ー

プに交わ る までは除 荷 時の剛 性に等 しい剛 性を持つ 直線 上 を移 動す るこ と とし た。 　 3） 3次 関 数 曲 線モデル の算 定 式 　 3次 関 数 曲 線の安 定ル

ー

プは す で に示し た （

1

）式

，

（2 ）式に より定ま る。 ル

ー

プの形 状は， 係 数

A ，B

に よ り 図

一

4に示す よ うに変化す る

。

実 験デ

ー

タ によれば_， 注）外側 境界線上は 含 ま ない 　 　 　 〔5〕は  の領域に含む 〔1 図

一

4　係数に よ る 3次 関 数曲線の_形状 （

−

1・

−

1） 　 　 　図

一

5　3次 関 数 曲線に よ るブランチカ

ー

ブ （1

_，

1） 通 常の建屋 で は領 域  の いわゆるハ

ー

ドス プリング型の 安 定ル

ー

プ とな る

。

　

安 定ル

ー

_{プ 内}の点 （x。

，

y。）で速 度が負か ら正に反 転 し た時に は_， 図

一5

お よ び （5 ）式で表 され る よ う な 3 次 関 数 曲線の ブ ラン チ カ

ー

ブ上を移 動する

。

　 　　 Y

＝

αo十 aiX 十 a2×2十 alX3

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



t−・

・

…

_{（5 ）} 　上 式の係 数 at（

i＝O，

3

）は

，

ブランチ カ

ー

ブ が以 下の 4つ の条 件 を 満た す ことにより_定まる

。

　

i

）カ

ー

ブは （1

，1

）を通る 　

ii

）カ

ー

ブは （X。，　y。）を通る

　

iii

） （1

，

1 ）で のカ

ー

ブの こう配は

，

　x。＝一ξ（ξは 上 側

　　　

安 定ル

ー

プと Y

＝

_yoとの交 点の

X

座標 ）な らば 　 　　

y

上 のこう 配に等 し く， x。

三

1なら ば

Y

下 のこう 　 　　配に_等しい

　iv

）（X・

，

　Y。）で の こ う 配は

，

　X。

＝

ξな ら ば

Y

上の こ 　 　　う配に等し く

，

x。

；

1ならば無 限 大 とな る こ れらの条 件よ りブランチ カ

ー

ブの係 数 α‘は （6）式 に よ り求め る こ と がで きる

。

　 　　

la

｝

＝

［

M

］

ICI

・

・

一 …・

…・

・

……・

・

一 …・

・

……・

（6） こ こ に ｛al は係 数 α‘の ベ ク トル で あり

，

［M ］お よ び

1

α は注1）に示すマ トリックスお よ びベ ク トル で 注 1＞3次 関 数 曲 線に よ るブランチ カ

ー

ブ算 定 用の係 数

lal

＝

ICI

＝

α α α α 1Yo3

−

_2（A＋

_B

_）＋4A（x 。

一

ξ）／（1

一

ξ） ［（Xo

一

ξ爿3

−

2（A十B）

1

十（1

−

XoMB

−

2Aξ十3〔1

−

B）ξil ］／（1

一

ξ） ［M｝

＝

〔Xo

−

1）

−

s x 言｛Xo

−

3）3Xo

−

1　

一

謡 （x。

−

1）　　 　

−

Xo（Xo

−

1） 6Xe

−

6エo　　　pm〔Xo十2X鉱 o

−

1｝　　（2コ匚o十IXエb

−

1）

−

_{3（Xo 十1）3〔ユfP十1）}

−

_2（Xe十1X ヱ o

−

1）　

一

（コじb十2）（Xo

−

1） 2

−

2 ｛Xo

−

1） 　（Xo

−

1）

NII-Electronic Library Service XL

Y

Pm

・

・

（

耳＿ Ym

・

’

ノ

’

YL

X2

　

_’

1

／

_{Ko 　 K2 X}

K2

XoX1

　　ρ

Z

，

K5 Pmi

，

（Xm

…Ymi。

） （a_）基本型 K1 α 減 （X5

，

Y5） ∠ ’ 1 　 ’ ！ ！ ！ 彡 ！ K2 ’

X4

β

KIX

〆 α K2 ， ’X6 ’ X3 α _’’ 　　　ア ’7 （X8

，

Y8） （b）ス リップ型 図

一

喝 折れ 線モデルの安 定ル

ー

プ ある。 　な お

，

速 度が正から負に変化した時の ブランチ カ

ー

ブ は_， （5）式が原 点 対 称に反 転するだ けで ある の で こ こ で は式 を省 略 する。 　4） 折れ線モ デル の算 定 式 　 折れ_線モ デルの_安定ル

ー

プの_{基本形 を 図}

一6

_（a_）に示 す

。

こ の ル

ー

プの_特徴は

，

内部ル

ー

プを簡 略に_定める た め に

，

除 荷 時の剛 性 を正負と もに等し くし て い る ことに あ る。 ま た，原点に対し非対 称の ル

ー

プで ある ため

，

ル

ー

プの頂 点 座 標の絶 対 値の_大きい_方の_半サイクル （図の場 合に は正 方 向 ）の面 積が 3次 関 数 曲 線ル

ー

プの 半サイク ル の面 積に等 しい と する

。

こ の 2つ の_条件よ り

，

ル

ー

プ の各 折れ線の方 程 式 を （7 ＞

〜

（10 ）式の よ う に求め るこ と がで き る

。

1

上 側ル

ー

プ

　

載 荷 時

】

1

上 側ル

ー

_プ



除 荷 時

】

1

下 側ル

ー

プ



載 荷 時

】

【下 側ル

ー

プ　除荷 時

1

γ

＝

κ1〔X

一

丿

r2

）

・

・

・

・

・

・

・

…

　（7 ）

Y ＝Ks

〔

X − Xi

）

・

………

（

8

）

y

＝

K3

（

x 一

_丿

r

，）

・

・

・

・

…

　

一・

（

9

｝

Y

＝ ・

K2

（

X − X2

_）

………・

（

10

） 　 　（各 式の_係数は注 2 ）に示す） 　次に図

一6

（

b

）に示す よ う なス リッ プ型の ル

ー

プを考 え る。 この図の場 合には正 方 向の最 大 変 形の方 が 大 きい の で， まず正方 向の半サイクル の ル

ー

プ形 状を定める。 （7 ）式の載 荷 時 剛 性

K ，

に_対す る低 下率β を既 知とし

，

ル

ー

プの面積は基本形と同じ で あ る とい う条件よ り

，

ル

ー

プの形 状 を定める方 程 式 を （11 ）式

〜

（

13

）式の よ うに求め ること がで き る

。

負 方 向の ル

ー

_プに関して は

，

除 荷 時の 剛 性が 正方 向の ル

ー

プの それ と等 しく

，

また ル

ー

プの_{面 積}が基 本 形と同じで あ る とい _う条件に _より

，

各 折れ線の方 程 式を 〔

14

）式

〜

（

16

）式の ように求め る こと ができる。

　【

上 側ル

ー

プ



載 荷 時

】

　　　

y ；

βκ亘（

X − X

，）

……・

・

………・

………

（

11

＞ 　　　

y

三 （

K

，／α

xx

− X

、）＋

y

』

…・

…………・

………

（

12

） 　 【上側ル

ー

プ　除 荷 時】 　　　

y ＝

（κノα

XX

− X3

）

………・

……・

・

……・

……・

（

13

＞

　【

下 側ル

ー

プ



載 荷 時】 　　　

y ＝

Ys

（

x − x

、レ（

x

、

− x

，｝

…・

…・

……・

………

（14 ） 　　　

Y ＝

＝

（

K3

／a）（

X − Xs

）「ト

Ys・

・

・

・

・

・

・

…

　

■

−4t・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（15 ）

　【

下側ル

ー

プ



除荷 時

】

　　　

Y ＝

（

K2

／α

xX

− M

）

t−・

一

一

・

t−・

・

t−・

t−・

・

−t・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

t−

（

16

） 　 　 （各 式の係 数は注21 に示 す ） 　折れ線モ デル の 内部ル

ー

_プは

，

図

一

7に示すよ うに点 （x。

，Ye

）で速 度が反 転し た時には

，

安 定ル

ー

プの除 荷 時の剛 性

Ka

／a に等しい剛 性 を 持つ （17_）式で表さ れ る 直線上 を移動し

，

安 定ル

ー

プと交わ れ ば安 定ル

ー

プ上 を 移 動 すること と し た。 　　　

Y ；

（

K2

／axx

−

Xo）十Yo

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一

一

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（

17

） 　5 ）履 歴ル

ー

プに関す る実 験デ

ー

タの検 討 　原 子 炉 建 屋 を 対 象 と した模 型 実 験で_， 荷 重 変 形 関 係の 履 歴ル

ー

_プデ

ー

タを変 形 成 分 別に 3次 関数 曲 線の係 数の 形で整 理 し報 告 してい るもの を収 集 し た

。

表

一

1に は 収 集し た試 験体の形状お よび 試 験体数 を文 献ご と に示し 注 2）折れ線による履 歴ル

ー

プ算 定 用の係 数 　XL

＝

＝

x闢

．

，

−

x．tN

，

　YL

＝

VNS：

−

YMtN

，

　Xo

＝

XM＾x

−

Y．A．（XL／YL）

，

　S

＝

he（πXL7 島＾x／yL） 　X駟

＝

Xo十2S／y1」

，

　X3

＝

Xe十2sy 閇1閥ノ〔｝「ムy腿Ax） 　K1＝｝YtaAl／（XMAX

−

Xt）

，

κ：＝ YNAI／（XntM

−

Xi｝

，

　Ks

＝−

YMIN〆（Xi

−

XMIN＞

，

β

＝

B〆〔K，／（YMAX／XMAX））

，

　α

＝

（κ匚XLi

−

2S／β

X

κ【XLt

−

2S ）

　x

菖

＝ XMAX

−

YMAIa_／K

，

，

x4

＝

x

閇

_TN

−

y_{鬮 田 α／}K

，

，

　Xs

＝

XNAX

−

YMxxa／κL

，

　XT

＝

XMIN

−

YMINa／Ks

，

　1 

＝

XLκlfi（1

−

a）／（1

一

囗β）

，

　Xs

＝

X悶＾x＋（a／κlXYs

−

y罔sx｝ 　s尸

一

s（Y岡lN／YNax） 　】西，

≡

2〔S2

一

αY斎，，（1／K3

−

1／K，）／2）／〔丿【，

−

Xi）

，

　Xs

＝

　x7十Xs（or／K_，〉

一

₂₂

一

N工 工

一

Eleotronio _Library

Y ’ 〃

／

7

！ ！ ノ1

　

／

　 　 ノ ノ

1

　！ ’

k2

／α

X

’ 　 ノ ！ ’ 　 ’ 1 ノ ’

（

xoy _の

1

！ ！

’

’1 μ 図

一

7 折れ線モ デ ル の内部ル

ー

プ 表

一

1　履 歴ル

ー

ブデ

ー

タの検 討 対 象試 験体 文 献 試 駛 体 形 状 試 験 体 数 せ ん 断 変 形 曲 げ 変 形 11 箱 型 壁 2 1 3 箱 型 壁 同 上 対角 加 力 円 筒 壁 円 錐 台 壁 八 角 形 筒 体 壁 同 上 厚 肉 壁 715372 ₇₁₅₃₇₂ 4 柱 型付 き 壁 27 合 　 　 　 　 計

54

26 10B64 2 Hse（％） o Q ooo 　（_〜 ） Hmean

；

＝

4

．

5a％ 0 1

．

5 1

．

5 e

．

5 D 00 　 　 　 1　 　 　 2　 　 　 3　 　 　 4 　 （a_）等価粘 性 減 衰 定 数とせん断ひずみ度 関係 γ〔X10

−，

） 　 　 　 5 軸_{力 別}の_翼験デ

ー

_タ 股　定　式 係 数B ○σ

。

≦7』   ノ丗 σo

＝

o △ 20≦σo ≦23

．

4k巴！

丗

一

一

一

一

σ。

＝

20 口σ

。

嗣0 1副

一・

一

σ。

＝

40 　 詮 △ △

一

曷

△

　　　　　　　．

、

_怪

_「 B

富

0

．

775 Q

　　曹 一

　 　 　　 △ ぎ〜　 △ 一 目

　

 

1

　

dO

も　 O　 I 　 　B

≡

0 　 　 　 　 775

−

0

、

238γ ≧0

．

3 鰹 1 2 3 4　 　 　 5 　 γ （XIO

’

s） （b） 変 形

＝

0の 時の勾 配 と せ ん 断 ひ ず み 度関 係 図

一

8 荷重せ ん断変形 関係安定ル

ー

プの デ

ー

タ た

。

文献によっ て は せ ん断 変 形にか かわるデ

ー

タの みが 報 告さ れて い る

。

　図

一

8（a_）

，

_（

b

_{＞は荷 重せ ん断 変形 関係}の_安定ル

ー

プ か ら得ら れた等 価 粘 性 減 衰 定 数

h。

と変 形； 0の時の こ う配

B

と を， 横 軸に せ ん断ひずみ度γを とっ て示し た。 せ ん 断ひずみ度 γは， 既報告 （その

1

）で示 し た せ ん 断 変 形 実 験 値 を試 験 体の ク リア

ー

スパンで除し たもの で ある

。

また_， 図

一

9（a_{）， （}

b

_）に は_荷重 曲 げ変形関係の 安 定ル

ー

_プか ら得ら れ た

he

と

B

と を横 軸に_{等 価 曲 率 φ} をとっ て示した

。

等 価 曲 率 φは図

一

10に示 す よ うに曲 げ変 形 実 験 値 δ．より求め たもの であり， δe は図

一

_11に 示 す 脚 部で の測 定 区 間で の測 定 値 を 除く曲 げ変 形で あ る

。

これ らの図よ り以 下の事 項 が指 摘で き る

。

　 け せ ん_断変形の

h

_{。 は γ の値}にか か わ らずほ ぼ

一

定 　 　　で あ り， そ の平均値は

4．

58

％ で あ る 　

ii

）

．

せ ん断変形の

B

の _軸応 力 度 a。に よ り傾 向が異な 　 　　る。 す な わ ち

，

σ。≦7

．

8kg

／cmz （7

．

8kg

／cm3 の 試 　 　　験体は

1

体だ け で あ り， その他は すべ て軸応 力度 　 　　

0

である）で は γ の増 加に伴っ て

B

が低 下す る

・

　 　　が_， ao

＝

40kg _／cm2 の_場合に は ほぼ

一

定と なる

。

　

1

の 曲 げ 変 形の

h

。は せ ん断 変 形の そ れ と比べ て デ

ー

　 　　タ が少ない た め その_{傾 向}は明ら かで はない が， ほ

　　　

ぼ

一

定 と見な して 良

．

い と_思わ れ る

。

_{平 均 値}は 　 　 　

5．

69

％であ る

。

　

iv

）曲 げ変 形の

B

の デ

ー

タが 少ない ため 傾 向が明 ら 　 　　かでは ないが， φの増加に伴い や や減少する傾 向 　 　 　に あ る よ う で あ る。 　以上の デ三 _{夕 お よび 既往の研 究 結果 よ り} ， 等 価 粘 性 減 20 15 10 5 oo Hge（％） 　 　 　o ♂ 蟠 oHm 闘n

署

5

．

59％

一

（） に D（動

．

　 　 　 　 Q ・ ・

響

謹

。 　 　0 ゜

恥

0 φ 　o （Xlr

』

1！cml 2

．

0 1

．

5 1

，

0 0

，

5 10　　　　　　20　　　　　　30　　　　　　40　　　　　　50 （の　 等 価 粘 性 減 衰 定 数と等 価 曲 率 関 係 60 OO 　　　　　　10　　　　　　20　　　　　　30　　　　　　40　　　　　　50　　　　　　60 　 　 （b）　 変 形＝

＝

Oの時の勾 配と等 価 曲率関 係 　 図

一

9　荷 重 曲げ変 形 関 係 安 定ル

ー

プのデ

ー

タ 日自

ま

調

₁

　　r8m

町

＝

o

．

55

驪

ゆ

　 　「

o_O

・

　 o

　 辱

φ〔×10

−

1！。m｝

一 23 一

NII-Electronic Library Service

　

響∠

ヨ

　　　　　　　

H

　　　　　　

等価_{曲 率 φ}

　　

φ

＝

（

3

／

H2

）

δB 図

一

10　曲 げ変 形よ り求ま る等価曲率 曲 率 実 測 値

Q

δ・

囹

’

／

’ 脚

部

測

定

区 間 図

一

11　 曲げ変形 実験値の求め方 衰定数

he

お よ び変形

；

0で の こ う配

B

を

，

各 変 形 成分 別に （18）

〜

〔21）式の ように定めた

。

　

【荷 重せ ん断 変 形 関 係ル

ー

_プに関する定 数】 　 　 　

hse

＝ 0

響

046

・

『

・

『

『

・

・

・

・

・

…



−t・

・

…



一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

_《18_） 　 　　

Bs

＝　O

．

775

−

O

．

2381_（40

−

ao＞／401（1000γ） 　 　　　 　≧O

．

3

−・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



tt・

・

…



一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

_（

19

）

　

【荷重 曲げ変 形 関 係ル

ー

プに関する定数】 　 　　

hB

．＝　O

．

057　　　　　　

…

　（φ≦eφ

Pt

） 　 　　　

＝O．

057

十〇

．

143

（φ

一

cφ2）／（cφ3

−

cφ2） 　 　 　

…

　（φ＞cφ2）

・

・

…

　

99・

・

（20） 　 　 　B，

＝

O

，

85

　　　　　　

’

”

（φ≦c φ2） 　 　　　

＝O．

85− 0．

24

（φ

一

cφ2）／（cφs

−

cip ：） 　 　　　 　　　 　　 　　　 　　

…

（φ＞cφ ！）

・

・

一 …

（21 ） こ こ に

，

a。は軸応力 度 （kg／cm2 ），　cφ2， 。φ3 は既報告 （そ の

2

）で示 し た曲 げ 降 伏 時の曲 率およ び 曲 げ終 局 時の曲 率の計算値である

。

　

せ ん 断変形 に関す る等 価 粘 性 減 衰 定 数 hs

．

は_， 図

一

8 （a_）に示し た実 験デ

ー

タの平 均 値 と して定め た

。一

方， 係 数

Bs

は以 下の よ うな手 順で定めた

。

　 i

）軸 応 力 度40kg／cm2 _{以 上}の Bs

一

定 値と する

。

_実 　 　 　 験 デ

ー

タの平 均 値は

O．

　

741

であっ た

。

　

li

） 軸 応 力 度O　

kg

／cm2 の

Bs

は

，

ス ケル トンカ

ー

ブの 　 　　第 2 折れ点の ひずみ_{度 2}×10

−

3を_境と し

_，

_それ_以 　 　　前は負こう配の 直線で近似で き （デ

ー

タの近 似 直 　 　　線 式 ；

Bs ＝

0

．

756

− 0．235

γ×1000_）

，

それ以 降は 　 　　

一

定 値 （デ

ー

タの_平均値 0

．

291 ）と み な せ る。 　

ilj

） 以 上の近 似 式 を

，

γ

＝

oお よびγ；

2xlo

−

3に お け 　 　　る連 続 性 を 考 慮して若 干 修 正し た

。

ま た

，

軸 応 力 　 　　度が 0と40kg／cm2 の間は_，補 間す るこ と と し た。

一 24 一

図

一

8（

b

）の 中に軸 応 力 度

0，

20

，

40kg ／cm2 の場 合の設 定 値 を示 し た

。

　

曲げ変形に関す る等 価 粘 性 減 衰 定 数

h8e

は_， 曲 げ 降 伏 以 前の値 を図

一

9 （a_）の _{平 均値}と し て定め た

。

こ こ に収 集 し た デ

ー

タ は原 子 炉 建 屋を対 象と した模 型 実 験か ら得 ら れ たもので， 曲 げ降伏以 降の安定ル

ー

プに関 するデ

ー

タは ほとんど 無い

。

し た がっ て

，

曲げ降 伏 以 降の等 価 粘 性 減 衰 定 数は_，文献2 ＞に_示さ れ た曲 げ破 壊する柱の デ

ー

タ を参 考に曲 げ 降 伏 以 降増加 し終局で

20

％ と な る よう に定 めた

。

係 数

B

。 は， 曲 げ降伏 以前をO

．

　85

，

曲げ降伏 以 降 低 下し終局時で 0

．

61 と す るこ と と し た。 こ れ は曲 げ破 壊す る柱の実 験等か ら得ら れ る履 歴ル

ー

_プの形 状か ら

，

モ

ー

メ ン ト

ー

曲 率 関 係の ル

ー

プはス リップし ないと 考え たことに_{相 当}する_。 す な わ ち正負の_{最 大 値}が等 しい 時の折れ線モ デル の基本形ル

ー

プを， 最 大 値が （1

，

1） と なるよ うに規 準 化す れば

，

その_{載 荷時}の剛 性 K，と等 価 粘 性 減 衰 定 数 ん との _間に は （

22

） 式の ような関 係が あり， ん を （20 ＞式で定め れば

B

は 必然 的に （

21

）式 の ようにな る

。

　　 　 Kl

；

YMAX／（X鬪AX

−

X2）

＝

1／（1十hπ）

………・

…

（22 ） 　な お

，

こ こで提 案し た等 価 粘 性 減 衰 定 数

he

お よび変 形

＝0

で の こ う配 B の値につ い て は_， な お検 討の _余地 が あ る と考えて おり

，

こ こ で の提 案 式は暫 定 的な もの と して お き たい。 　

3．

荷重変形 関 係 算 定 式の総 合 的 検 討 　1） 算 定 式の ま と め 　本 論で は_， 荷 重 変 形 関 係 をスケ ル トンカ

ー

ブと履 歴 ル

ー

プとによりモ デル化し

，

水平変形をせ ん断変形と曲 げ 変 形とに分離して

，

せ ん断変形は せ ん断 応 力 度 （τ） とせん 断ひずみ度 （γ）と の関係に よ り

，

ま た曲 げ変 形 は モ

ー

メ ン ト （〃）と曲 率 （φ）との _{関 係}に より定まる とし た

。

報 告 （その 1 ）で は， r

〜

γ関 係ス ケル トンカ

ー

ブに つ い て検 討し

，

モ デル を3折れ線と し て各 折れ点お よ び最 大 点を （23）

一

（28＞式で算 定す るこ と と し た

。

報 告 （その 2_）で 躍

〜

_{φ関 係}ス ケル トン カ

ー

ブにつ い て 検 討し

，

同じ くモデル を3折れ線と して （29 ）

〜

（34 ｝式 で算 定す ること と し た

。

な お模 型 試 験 体に よる曲 げ変形 の_実測値に は

，

壁 鉄 筋が基 礎か ら伸び_出す た めに_生じ る 付 加変形が含ま れてお り， こ の変 形は （

35

）式で示す壁 脚 部で の 回転 変 形 として評 価で き る

。

　 【τ

〜

_γ関 係スケル トンカ

ー

ブ算定式】 　 （第

1

折 れ 点｝

　　　

cT、＝

轟

（

再

＋σ v）

……一 ・

…・

…………・

（23） 　 　 　c7i

＝

crl ／σ

・

・

…

　

一

・

一

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一・

…

　

9・

・

・

・

・

・

・

…

　（24） 　 （第2折 れ 点 ＞ 　　 　c τt

＝O．

7ck

　

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

一

・

…

　

一

・

…

　（25＞ 　　 　cr2　

＝

・

2×10

−

s

…………・

……・

…………・

…・

…

_（

26

_） 　 （最 大 点 ） 　 　 　 I N工 工

一

Eleotronio _Library

試験体 名

　（

a _）

B − IO

箱 型 壁 文 献 5

）

　 （

b

）

Bl − 4

箱 型 壁 文 献

6

）

　

（c

_）

B2 − 2

円 筒 壁 文 献

7 ）

サ イ クル 第

1 〜

第

3

サ イ ク ル 曲 げ 降 伏 後の

2

サ イ クル 最終

2

サ イ クル

（

計 算 値 は

L5

サ イクル ） 第

1〜

第

4

サ イ ク ル

3

次関 数 曲 線モ デル

　　　〆

　　　

’

　　〆

　’

_ピ

’

　 ！ ク 7 〆

〆

ノ

〆

〆

〆

’

多

ノ

_ノ

ノ

！

グ

’

ノ

厂 〃 ∠ ノ∠ ！ 〆 ！

卩

’

’

一

〆 77 　 ア ノ　　7　　！ ノ 1 ！

〆

z

_／

’ ノ　

ノ

ノ　7 ！ ノ z 勇

’

！

／

ノ

！

ノ

ノ

！

∠

〃

∠

ア

ア

ノ

ノ

！ ！ ！

！

z 　　 ！ ’　 　

〆

ノ

7zz

’

！

！

！

〃

須

〃　　　　’ 7 ！ 折 れ 線 モ デ ル

尸

’

　

一

一

一

一

ド

r疋

　　♂

　

ノ

〆 ！ ψ ’ ！ ’ ，ん ’ ’

，

”

ノ

，

’

’

，

’

’

’

’

’

’

’

’

’

’〆

　　’

　’

_’

’

ノ

ノ

ノ

’

’

’ノ

r

’

’

’

！

’

〆

4

一



一

一



，

厂

一

κ

一

’

一

’ ノ ノ 　 　 ∠　

属

〃

！ ’ ’

’

ノ ’　　　　

！

1　　　

，

’　　　　〆 〆　 　　 　 ！ ’　 　 　　 〆 1　　　　 1 ’　　　　ノ 〆 ’

，

’

7

ノ

’

ノ

！ ノ 1 ノ

！

！ ’ ！

！

ノ

！

ノ

〆

　

　

〆

ア

ノ

！ ！ ’ ノ 〃 り2

’

’ 　！

〆

’

ノ

　

　

　

！

　

！

　ノ ！ ！

　

　

　

’

　

　

’

〆

ノ

！

’_彡

！

ノ

’

図

一

13　荷 重 変形関 係 実 験 値と計 算 値の比 較 （実 線が実験 値

，

点線が計算値 〉

一 25 一

NII-Electronic Library Service 　 　 　cτs＝

O．

0679P °

i！3_（Fc_十180_）／（M _／

QD

_十〇

．

115

_）

　　　　　

十2

．

7_》

_凧

十 〇

．

5（σ v十σ、1）≦

4．

5再 …

　

_（

27

） 　 　 　c73

；

4×10

−

3

・

・

・

・

・

・

…

　

一…

　

tt・

・

『

・

…

　

t・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（

28

） 　 【

M 〜

φ関 係スケ ル トンカ

ー

プ算定式 】 　（第 1折れ点） 　 　 　cル臨

＝

（1

．

2

再 十σu）

Ze …

　

−4・

・

一

一

・

・

・

…

　

tt・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（

29

） 　 　 　ca

；

cM ）〆（cEle ｝

……・

………一 ・

・

・

…一

（

30

） 　 （第2折れ点 ） 　 　

．

。M，

＝

＝

曲 げ降 伏モ

ー

メ ン ト

…………・

………

（

31

） 　 　 　cφ2

＝

曲 げ 降伏モ

ー

メ ン ト時の曲率

・

………

《

32

） 　（最 大 点） 　 　 　cMs

＝

全 塑 性モ

ー

メ ン ト

……・

………

（

33

） 　 　 　cφ3

＝Xnu

／

0．

003 ・

・

・

・

・

…

　

9・

…

　

一・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（34＞ 　 【脚部の 回転によ る変形】

　　　

cδe

＝Msl

〔

O．

5s

εy40d ）／（cM2 　

Js

）

lHt

・

・

・

・

…

　一

一

・

・

・

…

　

（35）

　

（各式の記 号 説明は文 献 9 ）

，

10 ）を参照 され たい _〉 本報告では履 歴ル

ー

プを3次 関 数 曲線お よ び折れ線で モ デル_化し，そ の算 定 式 を示し た。さらにせ ん断 変 形ル

ー

プお よ び曲 げ変形ル

ー

プに対する等 価 粘 性 減 衰 定 数お よ びス リップの程 度を示 す 係 数 を暫 定 値 とし て示し た

。

　2） 実 験 値と計算値の比較 　模 型 実 験に よ り得ら れ た荷重変形 関 係 を上 記の算 定 式

剛

域

試 体

験



計

_算

モ デル 図

一

12　荷重変形関係 計 算 用モデル

’

H m

＝

Ikg

・

s2／cm620 Aw ； IOom2 ₁₅₅ gaI O

．

214ko Ok cm 図

一

14　1質点 系モ デルとそ の スケル トンカ

ー

ブ 表

一

一

2　1質 点 系 動 的 応 答 計 算 解 析 ケ

ー

ス

ー

_覧 固 有 周 期 0

．

2sec 固 有周期 0

．

5sec 入 力 波 3 次 折 線 1 次 3 次 折 線 1次 パ ル ス 波 123

一

一

『

エ ル セ ン トロ 456789 人工 地 震 波 10ll12131415 注 ）ル

ー

プ形 状 　 　 　3次 ； 3次 関数曲 線 履歴 モ デル 　 　 　 折 線 ：折 れ 線 履 歴モ デル 　 　 　 1次 ；最 大 点 指 向 型

，

等 価 粘 性 減衰定 数零 　 　減 衰 定 数は

，

パ ル ス波に よ る も の は 5 ％

．

地 震 波 　 　に よる もの は 2 ％ と した

一 26 一

による計 算 値 カ

ー

ブ と比較し た例を示 す

。

計 算 値の求め 方は

，

図

一

12に示す よ う に 試験 体 を高さ方 向に_{約 20}分 割し た は りモ デル に_置き替え

，

各 分 割要 素内で は せ ん断 応 力 度お よびモ

ー

メン トは

一

定であるとしてせ ん断ひず み度および 曲率を算 定 式に より求める方 法と し た。な お

，

脚 部回転変形はル

ー

プを描か ない モ デル となっ ている た 　　

600

加 速 度 （Gel）

画

一

₂

一

₂

一

₆₀₀

600

加 速 度 （

Gal

）

圃

一

₂

一

₆₀₀

変 位（・m）

2

図

一

15　エ ルセントロ_波による応 答 履 歴ル

ー

プ N工 工

一

Eleotronio _Library

め

，

脚 部モ

ー

メ ン トに応 じた （35）式による水 平 変 形 を 加え合わ せ た

。

　図

一

13 （a_）に は

，

文献5 ）の_箱型 断 面 試 験 体

B −

10 の _第 1

−

3サ イ クル お よ び 曲 げ 降 伏 以 降の 2サ イ クルの 荷 重変形 関 係実験値と計算 値と の 比較を示し た。 図

一13

（

b

）に は文献 6）の 箱型 断 面 試 験体

Bl −

4の最 終

2

サ イクル で の比較を 示 し た

。

た だ し計 算 値は1サ イ クル半 である。 さ らに図

一13

（c）は文 献

7

）の円筒 断 面 試 験体 B2

−

2の第 1

−

4サ イク ル で の比 較を示 し た。 これ らの 図よ り以 下の事 項が指 摘で きる。 　

i

） 全 般 的に計 算 値は実 験の 荷 重 変 形 関 係 を 良く ト 　 　 　 レ

ー

ス できて い る

。

　

ii

）3次 関 数 曲 線に よ る モデル は原 点 対 称 型とし た た 　　 　め負 方 向の過 渡ル

ー

プを表 すこと ができ ない。

　

iiD

いずれ の モ デル

_で

も繰り返

u

加 力による耐 力 低 下 　　 　を考慮し て い な い た め_， 安 定ル

ー

プの ピ

ー

ク の荷 　 　 　 重 値 を過 大 評 価 する傾 向にある 　3）　1質 点 動 的 応 答 解 析 　こ れ まで に設 定 したモ デル の実 用 性を検 討す る た めに 1質 点 系モデル による動 的 応 答 解 析 を行っ た。 復 元 力特 性は図

一

14に示すよ うな 2折れ線モ デル と し

，

_{初 期}剛 性は固 有 周 期が0

．

2秒お よ び0

．

5秒とな るよう定めた。 ル

ー

プ形 状は

，

本 報 告で示 し た3次 関 数 曲 線モ デルと折 れ線モデル

，

さ らに比較の た めに安 定ル

ー

プ面 積 を零と す る最大点指 向型の 3種と した

。

入力 波は_， サイン波に よ るパ ルス波 （2波）

，

エ ル セン トロ波， お よ び人 工 地 震 波の

3

種と し た

。

人工

_地

震波は

_，

文 献8 ）で提 案され た 1 次の _{減 衰 定 数 0}

．

02に_対する設 計 用スペ ク トル を タ

ー

ゲッ トと して作 成し たもの を用い た

。

　 表

一

2に は解 析ケ

ー

ス の

一

覧 を

，

図

一

15に はケ

ー

ス 4

，

5

，

6

，

の応 答ル

ー

プを

，

図

一

16に は スケル トンカ

ー

ブ 上の最大応 答値を示し た。 　解析 結 果よりパ ル ス波

，

地 震 波いずれ の場 合に も今回 設 定 した 3次 関 数 曲 線モ デル お よ び折れ線モデル履歴 ル

ー

_プと もに 良 好 なル

ー

_プ形 状 を 描い て い ること が分 かっ た

。

応 答 値その もの につ い て は解 析ケ

ー

スが少な い た めル

ー

プ 形状の_差に よる_明瞭な結 論は_得られ な かっ た。 強いてい えば

，

折れ線モ デル に よ る最 大 応 答 値が小 さ く

，

こ れ は 過 渡ル

ー

プのエ ネル ギ

ー

吸収の差か と思わ れ る。 こ こで は示さ なか っ た が ， 応 答スペ ク トル で は最 大点指 向型の ル

ー

プによ る もの の ピ

ー

クが他の 2つ と比 較して大きい傾 向がある

。

3次 関 数 曲 線モデル と_折れ線 モ デル と で は明 瞭な差 異を指 摘す る こと はで き な かっ た

。

　

4．

結 　論 　 本論で は_， 原 子 炉 建 屋の主 耐 震 要 素であ る鉄 筋コンク リ

ー

ト造の立 体 耐 震 壁の荷 重 変 形 関 係 を

，

主に原 子 炉 建 屋 を対 象と して行われ た縮 小 模 型 試 験 体の実 験デ

ー

タに 800 600 400 200 o 1

．

o 図

一

16　スケル トンカ

ー

ブ上の最 大応 答 値 基づ き検 討 し

，

水 平 荷 重 変 形 関 係の算定式を提案し た

。．

水 平変形 を せ ん断 変 形と曲 げ変 形との和であ る と考え

，

各々の_変形成分に_対しスケル トン カ

ー

ブ お よ び履歴ル

ー

プの算定式を設定し た

。

算定 式に よる計 算 値カ

ー

ブは実 験 値を 十 分 トレ

ー

ス で きる ことが 分か り

，

さ ら に履歴 ル

ー

ル が動 的応答計算に も適 用 可 能であ るこ と が 確 認 さ れ た

。

　本 論 で十 分 に検 討で きず_{今 後}の課題 と考え ら れ る項目 を以 下に列 記する

。

　 i

）τ

一

γ関 係の初 期 剛 性 実 験値はコ ン ク リ

ー

トの せ 　 　　ん断 弾 性 係 数

G

に ほぼ等しい が

，

今 回 設 定した

　　　

第 1折れ点に至るまで に剛 性が低 下し

，

原 点と第 　 　　 1折れ点 を 結ぶ 剛 性は

G

よ り も低く な る

。

応 答 　 　　値が第1折れ点 以 下で収ま る よ う な領域 を対 象 と

一

NII-Electronic Library Service 　 　 　す る場 合に は， 留 意す る 必要が あ ろう。 　

ii

　）脚 部にお け る鉄 筋伸び出し に よ る回 転変形は

，

実 　 　 　 機 規 模の建屋で は 無視で き る もの と考え ら れ る が 　　　こ れ を裏 付けるデ

ー

タは_少な く， なお検討の余地 　 　 　 が ある

。

　

lii

　_{）今回収 集し た試 験 体で は曲げ 破壊し た も}の は ほ と 　　　んどな く

，

従っ て今回設定し た曲げ降伏以降の諸 　　　 定数にっ いて は今後の デ

ー

タ の蓄積を待っ て さ ら 　　　に検討 し たい と考え る。 　

iv

）履 歴ル

ー

プの面 積にか か わる等 価 粘 性 減 衰 定 数お 　　　よびス リッ プの程 度を表す定数につ い ては

，

実 験 　　　デ

ー

タ が十 分と はいえず

，

今 回の設 定 値は暫 定 値 　 　 　であ る と考えて い る。 　 V ）今回の _設定モ デルはで き る だ け実験デ

ー

タ を ト 　 　 　 レ

ー

ス で き る よ う に 設定す るこ と を 原 則 と しつ 　　　つ _，

一

_方では算定式は は り理論 等の_既往の_{理 論 式} 　　　あ るい は実 験 式等に基づ く実用的な ものと な る よ 　 　 　うに し た

。

設定さ れ た算 定式は 1部 を 除 き 実 験 値 　　　の ほ ぼ平均値と 対 応して い る

。

実 際の設 計に用い 　　　る た め に は

，

デ

ー

タのばらつ き等 を考 慮 する必 要 　　　が あ ろ う が

，

これ は 設計体系の中で論じ るべ _き問 　　　題で あ り本 論の検討 対象外と考え た。 　以上の復 元 力特性モ デルお よ び そ の算定式が

，

今後の 原 子 炉 建 屋の耐 震 設 計法の合理化の

一

_助と な れば 幸い で ある。 　 謝 　 辞 　本 論を作成 す るにあ た り終 始 懇 切 な るご指 導を頂き ま し た東京大 学青山博之 教授に深く感 謝し た します

。

筆 者 が所属 す る各 種 関 連 委 員 会の諸 先 生

・

諸 先 輩 方に は貴 重 なご意見， ご示 唆を数 多く頂き ま し た

。

特に

，

東 京 大 学 岡 田恒 男 教 授i 東 電 設 計 〔株 ） 田 中 宏 志 博士

，

関 西 電 力 （株 ）瀬 戸 川　葆 博 士には暖かい励 ましを 頂 き ま した。 ま た

，

当社原 子力 部 小 川 幸 雄 氏， 技 術 研 究 所 猿田正 明 氏 には本 研究の_良きパ

ー

トナ

ー

と し て， さ らに原 子 力設 計 部 甲斐芳 郎氏

，

姫野洋

一

氏に は動 的応答計 算につ いて

，

多大な ご協 力を頂き ま し た

。

こ こ に 深 く感謝 す る次第で あります。 参 考 文 献 　　 （以下の略 称を 用い る

。

日本 建 築 学 会 大会学術 講 演 会 梗 概 　 　 集

＝

大 会

，

日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 報 告 集

＝

論 報 ） 1＞ 小川淳二 ほ か1名：_「鉄筋コ ン ク リ

ー

ト骨組の動的特性に 　　 関す る実 験 的 研 究

L

　

ll

」

，

大 会

，

昭 和43年

，

　pp

．

93

−

96 2＞ 千 葉 　脩ほ か 1名 ：「鉄 筋コ ン クリ

ー

ト終 局 強 度 設 計に関 　 　 す る資 料

，

シ リ

ー

ズ20

，

鉄筋コ ンク リ

ー

ト柱の強 度と じ 　　 ん性 （そ の4｝」日本建築学会建築 雑誌

，

Vol

．

95

，

　No

．

　ll73

，

　　 昭和55年12月号， pp

，

62

−

64 3） 岡 田 恒 男ほか3名 ：「原 子 炉 建 屋の復 元 力 特 性 試 験 （小型 　 　 および部 分 模 型 ）（その 1）

，

（その 2）」

，

大 会

，

昭 和60年

，

　 　 pp

．

］079

−

1082 4＞　羽 鳥 敏明 ほ か3名 1「建 屋の復元 力特性に関 す る 研究 （そ 　 　 の 22）」

，

大 会

，

昭 和59年

，

pp

．

2377

−

2378 5｝　 東京大学梅村研究室

，

「鉄筋コ ンク リ

ー

ト耐震壁の耐 力と 　　 復元力特 性に関する_実験 的 研究」

，

昭 和 50_年9月 6｝ 稲 田 泰 夫ほか 2名 ：「原 子 炉 建 屋の復 元 力 特 性 試 験 （その 　 　 4）」

，

大 会

，

昭 和 57年

，

pp

，

963

−

964 7） 菅 野俊 介ほ か 2名 ：「原 子 炉建屋の復元 力特性試 験 （その 　 　 5）」

，

大 会

，

昭 和57年

，

pp

．

965

−

966

8） N

．

M

．

　Newmark　and 　W

．

J

．

　Hal1；_「Earthquake　Spectra

　　 and　Design_」

，

　EPRI

，

1982

，

_ある い は大崎順彦ほ か 7名 　 　 ；「模 擬 地 震 動 作 成 手 法に関 する研 究 （その 1）

一

（そ の 　 　 6）」

，

大 会

，

昭和57年

，

pp

．

587

−

598 【既 発表文献】 9） 稲田泰夫 ：_「原子炉建 屋 立体 耐震 壁の復元 力特性に関す る 　　 研究 〔そ の 1｝τ

〜

γ関係ス ケ ルトン カ

ー

ブの検討」， 論 　 　 報 第371号

，

昭和 62年1月

，

pp

，

61

−

71 ユ0） 稲田泰 夫 ；「同上表題 （そ の 2）ML φ 関係お よ び荷 重変 　 　 形 関係スケル トン カ

ー

ブの検 討 」

，

論 報 第378 号

，

昭和 　 　 62年8月

，

pp

．

16

−

26 11） 稲田泰夫ほ か 2名 ：_{「原子 炉 建 屋 ボ}ック ス型 立体 耐震 壁の 　　 復 元 力 特 性に関す る研 究 （その 6）」， 大 会， 昭 和59年 　 　 pp

，

2361

−

2362 ユ2） 稲田 泰 夫ほ か 1名：「原 子 炉 建 屋ボッ ク ス型 立 体 耐 震 壁の 　　 復元力特 性に関す る研究fi（その 1）」

，

大会

，

昭 和61年

，

　 　 pp

，

1091

−

1092

13） Y

．

INADA

，

　M

．

　SARUTA ：「Study　on 　The　Force　Dis

・

　　placement　Characteristics　of　Reactet　Buildings　Sub

．

　　

jected

　to　Large　Earthquake 　Motion _」

，

gth　SMiRT

，

　　 K10

，

1987 年

一

₂₈

一

SYNOPSIS

UDC:G21.039.4:69.022:699.841:624.042

RESTORING

FORCE

CHARACTERISTICS

OF

REACTOR

BUILDINGS

BASED

ON

LOAD

TESTS

AND

NUMERICAL

ANALYSIS

(Part

3)

Examination

of

load

displacement

hysteresis

loopy

byYASUO I]YADA, Member of A,I.J

This

paper presentsthe

formulas'for

calculating the

load-displacement

relation of reinforced concrete reactor

buildings

based

on theresults obtained

frorn

load

testsusing reduced scale model tests.

'

Since

thesecond

half

of the 1970s,

from

theviewpoint of theratiopalization and economy of the designs of reactor

buildings,

evaluatioh of

building

safety was triedtoconfirm thattheresponse value of the reactor

build-ing

has

sufficient margin

for

the

final

stage.

For

thatpurpose. the properties of the

building

up to

final

stage

should

be

understood, The relation

between

_the

lateral

load

and

displacement

is

an

important

measure to under-$tand the$eproperties.

In

dynamic

response analysis of earthquake-resistant

design,

therelation

between

lateral

load

and lateral

displacement

are

idealized

by

envelope curves and

hysteresis

loops.

Lateral

displacement

con-sists of shear and bending components.

Shear

displacement

i,sobtained from

'the

_proposed

relation

between

shear stress T and shear strain _7,and the

bending

displacement

is

obtained

from

therelation

between

moment

M

and

curvature

_ip,

Formulas

for

calculating the r-7 envelope curves were _proposed in

Part

1

and tho$e

for

calculat-ing

the

M-e

envelope curves,

in

Part

2.

This

_paper

describes

the algorithms

foi

constructing

hysteresis

loops

using thirdorder and multi-linear

functions,

.

Under

cyclic

load

at identical

displacement

to that _previouslyexperienced,

load-displacement

_plotswill

be

stable

loops.

As

Ogawa

_proposed, normalized stable

loops

can

be

idealizedwith a _pairof third order functions

(Ref.

O.

The

coefficients of the third order

functions

for

shear

displacement

and

bending

displaceme4t

are

de-tetmined

from

the experirnental

data.

When

the velocity changes

from

negative to _positive,

for

example, the trace

forms

a

branced

curves.

The

function

for

forming

the

branched

curve are alsb _proposed,

･

_,

As

the thirdorder

function

moclel was not _practical

for

response analysis of multi-degree-of-freedom systems,

theversion ofmulti-linear model was prepared.

･

.

Lateral load-lateraldisplacement curves which were obtained from loadtestswere compared with thoseof the

individuaL

specimens obtained

from

the _proposed

formulas.

The

computed curves show _good agreement with the

'

experimental ones.

(Ref.

1;

Ogawa,

J,,

et al., "Experimental

Study

on

Dynamic

Characteristics

of

RIC

Frame",

Summaries

of

Technical

Pape.rs

of

AIJ,

1968

(in

Japanese))