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2方向地震動を受ける無限均等ラーメン構造の弾塑性応答性状

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(1)

【論  文】 UDG ;624

014

2:624

072

33 日本 建 築 学 会 構 造 系 論 文報告 集 第 399 号

1989 年 5 月

2

方 向 地

無 限 均

構造

弾塑性

応 答

性状

正 会 員 正 会 員

   

       章

  

  

  

r * *   §

1.

序   論  建 築 骨 組の耐 震 設 計において強 震時に は りの み が塑 性 化す る はり降 伏 型 架 構 を 目指 して設 計さ れ るこ と が多 い。 そ れは柱 降 伏 型 架 構の場 合, 各層の損傷分 布が強 度 分 布に敏 感で あり相対 的にに損傷が集中しや すい が

は り降 伏 型 架 構の場 合は

は りの み が全 層にわたっ て塑 性 化し 骨組の塑性エ ル ギ吸 収 能 力が有 効に発 揮 され

耐 震 的に優れ た構造 形 態と言わ れて い る ためで あ る

 は り降 伏 型架構が立す る た め に必 要な柱 部 材 とはり 部 材の曲 げ耐 力比に関す る研究に は次の ようなものがあ る

小 堀ら1}は

3

層 等 高等ス パ ン架構モ デル を用い て弾 塑 性 応答解析を行い

は り強 度 和 を柱 強 度 和 より小さ く, 柱

は り強度比を

0.5〜O.7

程 度に と ることにより

柱 の応 答は は りの応 答に比べ十分に制 御す る こ と が できる と して い る

秋 山z〕 は 5層 1ス パ ン の骨 組モ デル を用い て弾 塑性応答解析を行っ た結 果

層 柱 脚 固 定の場 合 の第

層 を 除いて柱で吸収さ れ るエ ル ギがそ の層で吸 収され るエ ネルギの

0.

1以 下と なる こと をは り降 伏が ほ ぼ成 立す る条 件と し て設定し た場 合

柱 強 度の は り強 度 に対す る比 率が

1.

3

以 上あ れ ば よい と述べ てい る

久 保3 ♪

5 >は 4 1フ レ

ム の RC 無 限 均 等

メ ンを対象 と し, は り崩 壊を確 保す る た めの柱 〆は り耐 力 比は 1次 振 動モ

ドが支配的な場 合は 1

3以上

2次 振 動モ

ド が極 端な場 合は1

5以 上 必 要である と し てい る

寺本らω

7] は

10

階 建て鋼 構 造 無 限均 等ラ

メ ンを対 象に弾 塑 性 応答 解 析を行っ た結 果

柱 /は り耐力 比 が L5 の場合は完全 な は り降 伏 型 架 構 とな り,

1.

2

の場 合

柱 頭 , 柱脚を除い ては りに塑 性ヒン ジが 生じ は り 降 伏 型の性 状 を 示す と述べ て い 。 また

はり降 伏 型 架 構に お い て柱に生 ずる最 大 応 答モ

メ ン トの立 場か ら, 青 山

小 谷ら8} は

4

層の

RC

無限 均 等ラ

メンの地 震 応 答解 析を行い

塑 性 率が4

O

5

0

に達す る時の地 震 勤 レベ ル で

A‘分 布 荷 重を受ける骨組の柱モ

メ ン トに 対する柱の大応 答モ

メ ン トか ら柱 耐 力の割増し率を * 東 京 工 業 大学  助 教授

工博 榊 東 京 工業 大学 大学 院生 (現 在 :清 水 建設 )   〔1988 年10月10日 原稿 受理

1989 年 2 月 17日採 用 決 定) 検 討し

,L6

程 度 必 要で ある とし てい る

滝 沢9}

り 崩壊型 RC 架 構の動 的 機構がさ れ た時の柱や耐 震壁と言 う非 降 伏 部 材の応 力 ピ

ク値を 塑性 履 歴 応 答に 対す る モ

ド分 解の手 法’°1 従い

基本振 動成分 相当の

基準 成 分

と高 次振動成分相 当の

残 余 成 分

に分 離し

後 者の絶 対 量は地 動加速度振幅に対 する増 幅 比の 問題に還 元 され るとして いる

  し かし こ れ らの研究

方 向地 震 力の みが 作 用し た場 合の動 的 性 状 を検 討し た も のであ る。 耐 震 壁 な どの

方 向性の強い耐 震 要 素 がx

y 方向に均 等に配 置され て い る場 合は 構 造 物の x 方 向

y方 向の 2方 向が力 学 的 に独 立 な応 答性状を示し や すいため

,一

方 向の みの応 答 解 析で構 造 的 評 価が可能で あ る。 しか し純ラ

メ ン構 造 の場 合は 地 震が水 平2方 向に同 時に作用し た場合の 柱の塑 性 化に は

Z

方向インタ

ラ ク シ ョ ンの影 響が強い こと, 及 び構造物の x 軸また は y軸と45

°

を な す 方向 で は 柱 耐力 が すべ 方 向で等しい とし た時の柱頭

柱 脚の 曲 げ耐 力の

2・

 。

Ms

(cMy は柱の曲 げ耐力)で あるの に対し

柱に取 り付くx

訂構 面の 4本の は りの 曲 げ耐力のは 2Vゼ

6脇 (cMv は 1本の は り の曲げ耐 力 ) とな り, 柱に対す る はり の曲 げ耐 力 和はv暫倍と な ること等 を考 慮し な け れ ばな ら な い

 

柱 耐 力の 2 方向ンタ

ラ クショ ンに関す る研 究は部 材レベ ル で は大略的ファイバ

モ デル11}に よ る もの と 1軸の復元力モ デル を金 属 塑 性 論に基づ い て 2軸に拡 張 し た 2 軸モ デル]2)

1−) 2 つの 方 法が あ り

骨 組の応 答 解 析に適 用し た ものは梅 村

芳 村]5>

IG)

滝口 ら1’)

若 林 らls) 研究が あ る。 芳 村らは滝沢 13} よ る 2軸D

triモ デ ル を用い,

3

層 無 限 均 等ラ

メン を対 象と して応 答 解 析 を 行っ た

そ の結果

2方 向地 震 動 を考慮し た場 合は 柱 をは りに対して 30%

40% 強く し な け れ ば はり降 伏 を確 保で き ない こと を示して い る。 滝口 ら は地震被害を 受け た給 水 塔の応答解析を行い柱 降 伏 型 架 構に対す る2 軸モ デル の妥 当 性 を示して い る

 先に述べ た ように

建 物のして 45

°

方 向に地 震 動のが強い場 合 柱に比べ 相対 的に はり の曲 げ耐 力が 曙 倍と な る た め

はり部 材が塑 性 化しに く く な り 柱 部 材に とっ て 最 も不 利 な 地 震動入力と な るこ とか ら,

37

(2)

2方 向地震 動を考慮 し た骨 組の崩 壊 性 状 を考察 す る た め に は地 震 動の方 向性を考慮すべ き とえ る

 従来か ら

構造物の各 構 成 部 材の復 元 力 特 性 を総 合 化 する ことに より

各 層の性をせ ん断バ ネに理 想 化 し た 簡 便な せ ん断 系モ デル は柱 降伏型架構の場 合に良 好な応 答結 果を与えてき た。 しか し

これをは り降 伏 型 架 構に 適 用し た場 合は

はり崩 壊の時に生 ずる層 間 連 成 作 用

及び高 次モ

ドに お け る層耐 力の上昇を評 価できず, 地 震 応 答 解 析 結 果の信 頼性が問 題と な ることが 梅 村, 滝 沢 ら19Lza) 指 摘さ れてい る

本 論 文は骨組 を柱

は り の構 成 部 材に分 割し

個々の部材の弾塑性応 答 性 状 を考 慮で き, なお かつせ ん断系モ デル

同程度の簡 易 性 を 有 する骨組モデル を提 案し

こ れ を用い て

2

方向 地 震 動入 力に よ る10階 建て 2方 向 無 限 均 等ラ

メン造の塑 性 応 答性 状を検 討する もの で あり

柱 /はり耐 力 比 (α) を変化させ は り降 伏

を実 現さ せ るの に 必要な柱 耐 力 の動 的割増し率, お よびエ ネルギ入力の総量 と その配分 を検討 す る

こ の時

崩 壊 性 状に与える地震動の方 向 性 お よ び2 方向入力の影 響 を 同 時に考 察す る。  §

2.

解 析に用い る地 震 動  2

1 

2

方 向 地 震 動の方 向 性  弾 性

1

質点系のに 2方 向 地 震 動を 入力し た 場 合の 変 位軌 跡の

を 図

1に示 す

地 震 動は

El

 

Centro

(1940)を用い系の固有 周 期 は 1

37sec

減 衰 定 数は 2

0%で あ る。 こ こ で, 最大 応 答 変 位ベ ク トルが 生 起 す る方 向 偏m を主軸

そ れに直 交 する方 向を副 軸と定 義 する

2 へ

B ,C

El

 

Centro,

 Taft

八戸の 3種 類の観 測地震動に対して 減 衰 定 数 (

h

)と して

2

0

10.

0

,20,

0

%を与え た場 合の応 答 結 果か ら 偏 m の 周 期 特 性を示す。 さ らに, 各 観 測 地 震 動に対し て各減衰 定 数に対 応し た主軸, 副軸方 向の最 大 応 答 変 位 (D.

Ds

) の比 率 

RMDs

DN

)の周 期 特 性 を合わせ て示 す。 偏 m の 周 期 特 性 より主 軸は周 期に依存する もの である こと が分 か る

また

h =

2

O

%の場 合は周期 T に敏 感に主 軸 方 向が変 動 する が

,h ・

10.

0

%, 20

0% と 減 衰 定 数が大 き くな る に従い軸方向の

T

へ の依 存 度が減り T に関 する 輪 m の変化が緩慢に な る こ と が分かる。 さ らに

地 震 動の方向性の強さを主 軸, 副 軸 方 向の最 大 応 答変位 の比率 (

R

.)で 評価 し た場 合

R。は

h =

2

0% の場 合 に

0.

2

O

9と最 も変

的で あ る

す な わ ち主 軸 方 向の 勢力が極めて強い周 期

ま た は主 軸, 副軸

2

方 向の勢 力 が ほ ぼ同等で ある周 期が存在し

地 震 動の方 向性の周 期 へ の依 存 度は高い と言え る

た減 衰 定 数が大き く な る に従い周 期へ 依 存度こと が 分か る。本 論 文で は, 部材の 塑性 化に おい て柱は2方 向インタ

ラ ク ショ ンが 強く

は り は 2

方 向独 立で ある ため

水 平 面 内 任 意 方向 に対 し て柱/は り耐 力 比は

定と な ら ず

上 述の地 震動 が有する勢 力の方 向性お よ び その方 向性の強さ は

構 造

一一38 一

し ∈

詈 偽

2

副 軸

  嚢

主 軸 θmein24 δx 単 位:en 図

1  変 位 軌 跡の

E1 (kntro(1940> EW

210

1gal NS

Ml

7ga1

1

° eo

5ato

O

1

0 2

0 3

0 4

0 図

2A Ei Centro地 震 動に対する主軸 方 向

Taft EW

175

9gal

 NS

−152.7gal

 

” °

2

e

5  0

0   5

OT (s  )

 

o

o

2B Taft地 震 動に対する主 軸 方 向

Hadhinohe EW

−182.

9ga1 卜S

−225.

 Oga1

T(sec }

     

r

T

(sθc) 1

    一

o 2

0        3

0

        4

0h

0

02

一・

一・

b

DlO

一膠

h

D20

 .

   

ρ 

 

℃’

   

   一

  .

    h

002

−・

一・

h

C

10

7門

h

1

0 2

0  

        3

0       4

0       5

0 図

2C

 

Hachlnohe 地震動に対する主 軸 方 向 T(sec> 物の崩 壊 形 を左 右 する要 因にな る

と言う立場 か らこれ ら を 解析パ ラ メ

タに加 え る

こ の と き地 震 動の方 向 性の 強さ を副 軸入 力倍 率と し て変 化さ せ る。  

2−2

 入力 地 震 動   本 解 析で は

2

1で述べ た方 法に より構 造 物の

次 固 有周期に応す る主 軸 方 向を求め

主 軸

副 軸 方向の地

(3)

震 動 をEl 

Centro

EW ,

 

NS

成 分か ら座標 変換に よ り 作 成し これらを構 造物の x

y方 向に同 時入力し た 合 (以 下, 主軸 入 力 ) とこれらを

45

°

135

°

方 向に同 時 入 力し た場合 (以 下

4se入力)の 2ケ

スを 設 定 して 弾 塑 性 応 答解析を行う

こ の時, 主軸の入力 倍率は 1

0 で

と し,

2

方 向 入 力の影 響お よ び方 向 性の強さ に よ る影 響 を調べ る た め々 の

副 軸力 倍 率 β をO

O

0

5

1

0の 3ケ

ス設 定 す る。 

fi

o

0の場合は x 軸 方 向ま た は 45

°

方 向へ の

方向入力 を 表す

下 式 (1 ), (

2

)に各入 力 ケ

ス の X

y 各方 向の入力加

度 を示す

MAxMAy DAx

DAy

H

COS  

qrvain

  sin 鼻

且n

sin 

anain

 COS

fain

1

     

………・

………・

…・

(1)

涯1「  

nl

1   l v百

va

畷 ・        

Aew

 

 

 

 

 

 }

ここに

        Ans

 

 

 {

       Amain        

ASUh

MAx ”

Ay

DAx

pAy

EW

, 

NS

方向の入 力 加 速 度

主軸 方魄 び副 軸 方 向・   速 度 β:副 軸入力倍率 :主軸入力の場 合の xty 方 向へ の 入 力 加 速 度 :45

°

入力の場 合の x, y方向へ の 入 力 加 速度  §

3.

骨 組の モデル 化 と解 析方法  

3−

1 骨 組の モデル       

 

1)

2

方 向 無 限 均等ラ

メンを 対 象 とし

1 本の柱に つ い て

x

 y構 面 各スパ ン の 1/2の は り が各 階4本 取 り付く架 構 を 作る

この と き前 後, 左 右の は りの せ ん断 力がつ り合 うた め柱の軸 力変動は考 慮し ない

 2

) 各 階の 質 量 (mt )は床面位置に分 布す る もの と す る

 

3

) 骨 組は曲 げ系の 多質点モデル と し て扱い

各質点 での 自由は各 床の重 心位 置の x

g方 向の水 平並 進 2 成分 (u

v)と直 交2軸回 りの 回 転 成 分 (

er

,のの合計 4 自由 度と し

慣 性 力は u

v 方 向の速 度に対して作 用 するもの とす る

        1  3

2  部 材の モデル化

 

本解 析モ デル は節 点に 2軸 回りの回転の 自由度を 付 加する ことに よ り せ ん断 系モデル を簡 便な 骨組モ デル に改 良 し たもので あ る

以 下

は り

柱 部 材の モ デル化 図

3 部 材の モデル化 の手 法 を 示す

な お

3の左 図に示す

よ う に床面 位 置の

i,

ノ節点に対し て柱部 材の中 央 位 置 (

h

2

)の

i

側 を k節 点

j

側を

1

節点 と す る。   aは り部材

 

は り部 材の反 曲点は材軸上の 中央に生じ るもの と仮定 し 部 材の曲げ変形を材 端 回 転 角で代 表さ せ る。 さ らに こ の材 端 回転 角を図

一3

左 図に示 すよ う に床面位置の 各 節 点の 回転 成分 佑

,e

,t

佐ノ

  として x

 y 各 構 面 の材 端 部に 設置 した初 期 剛 性 (6EI /

t

1

はスパ ン長 ) の塑性回転バ で代 表 する。  

b

>柱部材  図

一3

右 図に は x 成 分の み につ いて示 すが

柱 部 材 の 力と変形の関 係を純 曲 げ成 分 と曲 げせ ん断 成 分に分 離 し て考え る

純 曲げ成 分は式 (3)に示す

i,

j

節点の 回転 角差 と

そ れに対して発 生 する曲 げモ

メ ン とし て考え る

体的に は柱 部 材の中 央 位置 (

h

2

)まで柱 頭

柱 脚か ら そ れ ぞ れ

h

2

の長さの 剛 体 を 出し

そ の 2本 の剛 体間 に x

y構 面につ 1回転ネ を設 置 する ことに よ りモデル化 する

 

 

 

1

1

…………・

…・

一 …・

…・

…・

(・) 純 曲げ成分は常に弾 性 とし, 次に述べ る曲げ せ ん断 成 分 とのに連 成は ないと仮 定す る

 

曲げ せ ん断 成 分は 柱 頭, 柱脚を回 転 拘 束 して水平変 位を与え た と きのせ ん断 力 と変位のを柱 頭 及び柱 脚 か ら出し た長 さ 九/2の 剛 体の 央の位置に せ ん断バネ の性 質 と して挿入 して表す

こ の せ ん断バ ネ位 置の水 平 変 位 .δtJ

幽」 は

i,

ノ節 点の 水 平 変位 差 (UJ

u、)

(VJ

Vl)に

i,

ノ節 点の回 転 成 分 を考慮 して式 (4 )によ り求め ること ができる

7

ll

脚 綢

…・

 

部 材 を弾 性 状態 と考え

回 転バ と し て

Elfh

EI は柱の 曲げ剛性, んは階 高 )

せん 断バ ネと し て (

12

EI

h3

》を用い

式 (3 >

4

)の座標 変換 を考 慮す る と

こ こで考えた モデル化は通常に用い ら れて い る曲げ 理論 に基づい た 剛性マ ト リッ ク ス と

致す る

 

柱 部 材の せ ん断バ ネ お よ びは り部 材の弾 塑 性回転バ ネ

(4)

上床

  y 下床 MSS モデル Fy        

Q

     

Qy

F

11i       δ

0

1 

lillδylδy。n δy

(し/K5

      X       柱の降伏曲面    

Q 一

δ関係 図

4 2方 向外 力 を受け る柱 部 材の モ デル化 に各々対 応し た復元力モデルを設 定す ることによ り弾 塑 性 応 答 解析が可能と な る

本 解 析モ デル は柱の曲 げせ ん 断 変 形 成 分に対し てせ ん 断バ を直接設定 して い る た め, せん断バ ネの特 性と し て従 来か ら 数 多 く行わ れ て来 た柱 頭

柱 脚を回転拘 束し た曲 げせ ん断実験か ら得られ た復 元 力モ デルが適 用で きる と言 う利点が あ る

 

3−

32 方 向 外 力を受ける柱 部 材の モデル化

 

柱は 2方 向か らせ ん断 力 を 同 時に受け

その塑 性の 力学的性質は 2方 向で イン タ

ラク ショ ン を 生じ る た

一4

左 図

MSS

Multiple

 

Shear

 

Spring

モ デル21)に よ り モ デ ル化す る

これは等 価せん断バを 柱部 材の中 央 位 置の x

y面 内に等 角 度に配し柱 耐 力の 2 方向インタ

ラクショ ンを 考 慮で き る ように し た弾 塑 性モ デ ル で あ る

。一

本の柱に作 用 する せん断 力と柱の 間変 位の係 を n 本の せ ん断バ で モデ ル化し た場合 の柱耐 力降伏曲面は 2n 角 形 とな り, 構 成する せん断 バの本 数を多く す れば 降 伏 曲 面は円形に近づき図

4 の 図の よ う に な る

式 (

5

)に

本の柱 を n 本のせ ん断バ で モ デル化し た場 合の分 層 間変位と せ ん断 力 の関 係を示す。     

1

1

。 。

。 c°

n 砿

 

 

 

 

 

 

ll

1

濫 ト

………・

こ こ に 

hsit

h

番目の せ ん断バ の接 線 剛 性

     

qk:1ステップ前に

h

番 目のせ ん断バ ネ

が受       け持っ て い る力

     

θ:h番 目の せ ん断バ の x 軸に対す る角       度

 

 

 

3

1

柱・作用 ・ ・ せ勵 ・

 

 {

1

・間・生

分 層 間 変

・ …  柱が

方 向に せ ん断 力を受け るとし たと きの バネ定 数 を

Ks

, 降 伏 耐 力 を

Qy

とした場 合

 MSS モ デル の 1本 のせ ん断バ ネ 定 数

hs.

伏 耐力 q,は式 (

6

>で表せ る。 帽 鵬 ・ Σ H

Σ 旗

8   シ κ 0

8   3 ん α

 

《6 )

40

柱頭 鮴   y 棚 図

う        y 軸バ ネ  

k:k

ksk

h2/ (4a2)   qzv

qy

h/ (4a)  (柱に作 用する軸 力を負担      X   す るバネ は別に中心上に X とす る )       柱頭

柱脚に設置した軸バ  MSS モデルと等価なファ イバ

モデル k、

2 θ k  1a  2n

 

本 解 析で は 8本 のせ ん断バ を 22

5° 間 隔で配 置す る

1

の場 合, Σcos2 θF  4

00 であ り

Σ

1cos

 

eic1

= : 5

03で ある。 個々 のせ ん断バ ネの特性が完全弾塑性の と き

ある せん断バ 方 向と同じ方 向 (θ,

k− 1

)× 22

5

°

に変 位を与え た場 合の変 位

力 関係の合成特 性は 図

4の右 図の ように 5個の線 形 区 間か ら成り

そ れ以 外の方 向に変 位 を与え た場 合の合成特性は 9 個の線形 区 間か ら成る

こ こ で fiYlは 1本のせ ん断バ が降 伏す る 変 位であり, δ,。ll は変 位 を与え る方 向と直 角 方 向を な すせん 断バ くすべ て の せ ん断バ が降 伏する変位 であ る

 

MSS

モ デル を 柱 頭

1柱 脚回転 拘 束さ れ

,2

向水 平 力 を 受け曲 げ降 伏する柱に適 応し た場 合につ い てt 従 来か ら用い ら れ て い る モデル11 ]との射応 を説明 す る

5示 す よ うに こ の場 合

中 間 部 分と し , 柱 頭, 柱 脚が同 時に降 伏すると仮 定し

その位置に軸バ ネ を2n 本円形 状に分 布さ せて作ら れ るモデル との で 幾何学 的に線 形な変 換が可 能あ る。 こ の と き

MSS

モ デルの 1本の せ ん断バ との対 応か ら

1 本の軸バネの バネ 定 数は h

iC

 ic

iC

九ヲ(4 ae)

バ ネの降 伏 耐力 は q。y= q3

h

/4 aる。 文 献 21) あ る よ う にMSS デル は 水 平 面 内に変 位 履 歴を与え た場 合の元力の 相が変 形よ りも先 行する など

既 往の 2軸 曲げ実験結 果11)

121を極 め良 く表 すと が

す る 塑 性 化に伴う2方 向 インタ

ラ クショ ンを表現し得る も の で ある と考え る。  上 述の よ うに

MSS

モ デルは柱 耐 力の

2

方向インタ

ラ ク ショ ン に対し て

塑 性 理 論を数 学的に用いるので は な く実 際現 象を直 接,物理的に モデル 化す る 手 法 を 取っ てい る た め, 数 値 計 算の簡 便さ が あ り

な お かつ 実現象 を説 明し や す い と 言う利 点が あ る と考え る

 3

4 動 的 解析 法  数値 積分法と し て線 形 加 速 度 法 を 用い る。 各 時 間 刻み ごとにバネの弾 塑 性 状 態を判 定し

その結 果に応じ て 剛 性マ トリック スを更 新す る方 法に よ り部 材の弾 塑 性 を考 慮 し た応 答 解 析を行う。 この 際, 塑性化に伴う不つ り合 い力 は次の ス テップで処 理する。 入力 加 速 度 記 録の時 間 刻みは 0

02 sec であ る が

数 値 積分の の時間刻み

At

は 塑性 化 判別の際の誤 差 を少な くす る よ うに細 分 し 0

002sec と し

減 衰 力は粘 性 減 衰力 と し弾 性時に各モ

(5)

ドに対し て 2

0% ずつ与え

塑 性 化 後 も不 変と し た

 §

4.

弾塑 性 応答解 析

 4

−1

部材の剛性, 耐力の

定  解析 対 象は

10

階建て

2

方向無 限 均等ラ

メ ン構 造 と し, 寺 本ら 7 ) 方 法を準用し以 下に示す手順に より部 材 の剛 性, 耐 力 を設 定す る

一1

に部 材の剛 性, 設 計 耐 力 を示す

以 下

設 計 手 順 を示 す

 1 ) 架構は均等スパ ン (t

600cm ), 均等階 高 (ん

360cm

)と し, 質 量分布 Ml は均等に 13

 5 tenと す る

 2) ベ

ス シ ア

係 数

Co=

0

2 として 建 築 基 準 法 施 行 令の ん 分

次 設 計 用 層せ ん

Q

C

A

Σm ‘を求め る

 3) 架 構の層 剛 性

K,

次 設 計 層せ ん断 力が作 用し た時の 層 間変形角がユ/200と なる様に

K

Q

/(

h

/200) と し て求め る

 4 } 柱

は り部 材の断 面2次モ

メン トを等し く置き

K

,を与え る部材の曲げ剛性 lc, Igを求める

 

5

4

)で求め た部 材剛性のに弾性応 答解析を行い その大 応 答せ ん断 力ベ ク トル に比 例さ せ て補 正し た設 計耐 力 分布

Ql

を定め る。 べ

ス シ ア

係数

C

。は 0

2 で不変と す る

 

6

) は りの端 部 設 計 降 伏モ

メ ン ト(aM 。i)は

柱の反 曲点を階高中央と し て設計 曲げモ

メン トを求めこ れら 上 下柱の端部モ

メン トの均 値と し て決め る

  7)

Ql

に従い変 形 計 算 を再 度行い

層 間形 角が 1/200 と なる よ うに正 層剛性

Kl

を求め

補正部 材 剛性 遊, 垢を求め る

  8> 設 計 耐 力 分 布

Ql

を 基準値と して柱 /は り耐力 比 (aに応 じて柱耐 力cQyi を式 (7 )のように定め る。     cQyi

a

Ql

………・

…・

…・

…・

……・

………

(7 >  α は

1,

0,1.

3,1.

5の 3ケ

ス を設定し柱 耐 力の割 増 し による崩壊の違い を検 討す る。 表

一2

に検 討パ ラ メ

に従い析モデル を示す

  4

2 部 材の元 力モ デルの設定   本解析において は り部材の塑 性 回転の モ

メ ン ト

回 転 角関係, お よび

MSS

モ デル個々 のせ ん断バ ネの せ ん 断 カ

変 位 関 係 に は 図

6にす よ うに

bi−

linear

型の元力特 性を設定し

降 伏 後の 二 次 勾 配は 第

次 勾 配の

1

oo

とす る

  4

3 固 有 値解析と主軸地 震 動  図

7に固有周期と振 動モ

を示 す。 1次 固 有 周 期 (

Tr

)は

1.

37

 sec で あ る

減衰定数

2.

0

周 期1

37 sec における

El

 

Centro

地 震 動の主 軸 方 向(θ瞼1。)は 図

2 

A

に示す よ う に 31

25

°

で あ り こ れ よ り式 (1 )にい座 標変換を施し主 軸 方 向お よ び副 軸 方 向の地 震 動 を作 成 す る

こ の

EI 

Centro

地 震 動の EW

 NS 方 向の最 大 加 速 度は弾性 応 答 解 析 に よ る最大 せ ん断力ベ ク トル分布 が降 伏せ ん断 力 分 布 cQ 。t の 2

0倍の値 を示す よ うに 表

1  部 材の剛 性と設 計 耐 力 Ai  Qi  [eQma 渥     1(ton)

1

(t。n )         」 Ql  Ki  Ic/2 (ton) (t/C獅)  (C鵬4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 (

9

    4eM

り,

(七

c閉)  R10  9  8  7  6  5  4  3  2 2

102

04L78L60

L47L35L251

16LO8LOO 6

9111

02L 弓

42 監7

28 監9

8521

8了 23

6325

0626

26

 

 

i7

6926

2133

8335

4738

2442

2447

5850

8352

50

 

 

8

8513

1016

9117

7319

畳221

2323

7925

4226

23

 

 

4

927289

399

8510

6211

7913

2214

i214

57

 

 

2

433

594

644

865

245

826

536

977

夏9

 

867

189

289

7210

4811

6413

0613

9414

3810

46 797197627013118331736324052442946494791 eQ 凹a冨は 弾 性 応 答 解 析 に 於 け る 最 大 せ ん 断 力ベ ク トル 分 布 表

2  解 析モ デル 解 析 モ デ ル

口 晶1

  〇series 1

0 M

05S  I已s 主 軸 人 力 0

5 M

00series Ω

0   の シ■

に付αを   1

0   1

3   1

5の3  

   菫几

D

  O   I 1

0 D

05s εries45

°

入 力 0

5 解析モ デ ル名   例 )M

10 主 軸 地 震 動 入 力 方 向一    副 軸 入力 倍 率 (β)

MGK

/100

GKr θ 0

    GKeSEI /1 は り部材の

M 一

θ関係       図

喝 qk

k/100

k5比 δ 0         kSlt

12EI/hl/ΣαE2θk     個πのせ ん断バネの q

δ関 係 各部材の復元力 特 性 2次モ

ド 3次モ

ド 1次モ

ド Rlo937 543        

1

1次固有周期

L  s  2 2次 3

0

49s 

0

曳〕s  1

0   

0

50

0      051

0        刺 激関数 (βu ) 図

7 固有周 期 と 振 動モ

ド 表

3 主 軸 地 震 動の概要 EI Centro(1940 )の地 震 勤 を1

25倍し た後

主 軸 地震 動 を 作 成 す る VEは周 期1

37see

h

O

02

弾 性 振 動 と しtaと きの主 軸

副 軸 方 向の値

L25

倍に増 幅 し

 

4e

=263.3ga1,

 mfi。

A

.s

428

2

gal と す る

一3

にこ こ で用い る 主 軸 方 向 お よ び 副 軸 方 向の地 震 動の概 要 を示す

 4

4  部 材の最 大 塑 性 率による評価  図

8に各 a 柱 /は り耐 力 比 }に お け る柱 部 材の最 大 塑 性率分布 (cltma 。1)を 示 す

 cμm。Xt は MSS モデルの

41

(6)

Flem

Leve! R1098765432 α

1

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

I

 

 

I

 

 

 

1

 

 

 

 

 

   、      ,・   ■9’ ,’ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

I

 

 

 

降10

卜10 …

一・

H5

D噸5 2

oo

卜oo 0

0    2

0    4

0    6

0

   

柱部材の最汰 塑 性 率分布        Cμm5xi Fl(xr 昆ve1 RO987654 ∋ 2   1 Fleer房vel R10987654 2 Flα

 

)r

 

leve]

2 Flcxx

level R1098765432 : α =

L5

丶 、 う〉 旨   11 〆 M

10

一・

臣〔西

M

DD 臼

10

一・

ト 〔

一一

oo 8

0    0

0    2

0    490    6

0   8

O    O

0         柱 部材の最六塑性率分 布       cttmaxi      図

8 柱 部 材の最 大 塑 性 率分布〔cμmaXi ) OrO    2

0   4

0  0

0    2

0   4

O   XGStmexi     YG μma ズi Floor l£ vel R1098765432 Fl〔w  Iee1 RO98765432   1 D

0    2

0  4

0  0

0   2

0  4

O  XGμmaxi       yGIImaxi 2

0    4

0    6

0    8

0 柱 部材の最 大 塑性 率分布 Flcor

 

leve1 R1098765432 clt  maxi Flocr 1£ve亅 RlO98765432 0

0   2

0  4

O  O

0   2

0  4

 O   xaXtmaxi       YG μ maxi

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80co

 

      

L    図

9 は り部 材の最 大塑 性 率 分布 (xc μma

1

  rcp

 

xs )

復 元 力 特 性を bi

linear型に置 換し た 場合の 部材の降伏 変位を δ,と し

最 大 変 位ベ クトル

δm

x を δ。 で除 し た値の 最 大 値で ある

太線が主軸入力, 細線 が

45Q

入力の 結 果を表 す。 また実 線は β

=1.0

点鎖 線はβ=

0,

5,

β

O

Oを表 す

9 a (柱/は り耐 力 比 )に お ける各 層x,y 各 構 面の は り部 材端の最 大 塑 性 率 分 布

G

μ  ‘,vcμmaXt )を示す。  aα

=1.

0の場 合  いず れの入 力 ケ

ス に お い て も柱の塑性化が激し く完 全に柱 降 伏 型の性 状 を示し, 副 軸入力倍率βを大き く す るに従い 2軸 効 果に よ り柱 部 材の曲げ せ ん断変形は増 大 してい る

こ れ は構 造 物の耐 力は柱の降 伏 曲 面形 状 に支配 さ れ, 2方向入力を受け る と ある方 向へ の耐 力が 低 減さ れ ることに よ り

方向入力よ りも大きい変 位が生 じ る こ と に よる

こ の構造の場 合には 全体 的に変 位が増 大 する の で は な く6

7層に損 傷が集 中し層崩壊に至 る。 は り に注目す る と主 軸 入 力の場 合の x 構 面の は り が わ ずか に塑 性 化す ること を 除い て いずれの シリ

ズ もx

y 構面の は り は弾 性にと どまっ て いる もの が 多い

 

b

)α

1

3の場 合  主 軸入力に おける応 答 性 状は副軸入 力 倍率に 敏 感に変 化 し

β

=O.

 O

0

5の場 合は柱はほ と ん ど弾 性に と ど まっ て おり

x 構 面の は り の み が塑 性 化す る の に対し て

β;

1.

0

場 合は副 軸 方 向の外 力による2軸 効 果に よ り 柱の塑 性 化が進 行 する。 cttma、i は6

7層で 2

5

Z

8と 損傷が集 中し柱降 伏型の性状を帯びる

こ れ は

方 向の みの応 答 解 析で はり降 伏 を確 保 する場 合で も2方 向 を考 慮した場合は構 造 物の壊 形が変 化 する可 能 性 を示し て る。 45

°

入力の場 合は βの いか んに か か わ らず

さ ら に 柱の塑 性 化が進 行 し

は りは β を上 げる に従い徐々 に 塑 性 化を始め る。  cα

1

5の場 合  主 軸入力の と きβの い か んに か か わ らずx 構 面の は りの塑性化が著し く は り降伏型の性 状を示す。 はり部 材 端の最 大 塑 性 率 分 布 (、 σltmaXt)は柱 降伏型と は対照的であ り全 層が均等に塑性化する

最 大塑性率は主軸入力 で は cμma),

O

8

1

2である の に対 して, 45

°

入力で は cμmax

=2,2〜2,8

2

倍 程 度に上昇し

はり に対 する柱 耐 力の 余 裕 度が 減 少した ごとに よる影 響 が 現 わ れて い る

 

d

)α に よ る影 響  図

10に各 α に対する c−tma 。tの最 大 値 を。μmax と し

42

(7)

ctLmex10

 

9

8

7

6

5

4

3

21

    0

        α 柱/ はり耐力比) 図

10 柱 部 材の最 大 塑 性 率 (cμ

ux ) て示す

β

=LO

の場合は qStmax の生 ずる 層 は 7階で あ り, β

0

5,0

0の場 合は 6 階で あっ た。 柱が完全に降 伏す る α

=1.0

の場合は 入力 方向に よ る差 異は な く

β を0

0か らLO と す るこ とで cμ

 

は 2倍 程 度 上昇す る

a

t1

3 45

°

お よび 主 力で β

=1.0

の とき柱の塑性化が進行す る

α;

1.

5

場合は は り降 伏 が 進行するが, 主 軸 入 力の場 合に比べ

は り に対す る 柱の 力余裕のない 45

°

入力の cμmax

2

倍 程 度に上 昇す る

  4

−5

 柱 部 材の変 位 軌 跡と せ ん断力軌跡   前節で は部材塑性 率によっ て骨 組の応 答 性 状の 差 異 を比 較し た

本節で は特に地 震 動入力 方向お よ びβ に よ る応 答 性 状の差 異が著 しかっ たα=

1.

3

つ い て

各入力ケ

ス にす る柱 部材の変位 軌跡と せ ん断 力 軌 跡 に注目 し て応 答性状の差 異を検 討す る。 図

一11

に柱 部 材の最大塑 性率が生 じ た 層の 変 位 軌 跡 と せ ん断力軌跡 を 示す

 a} 主 軸 入 力の場合  β= o

5の 場合は せん 断 力軌跡 は は りの 降 伏

メン トに限され弾性に とどまっ ている

β

=1,0

と2方 向 性 を強 く し た場 合は副 軸であるy 方 向の変位 (cδy>と と もに X 方 向の変 位 (、δ

ix

)が 2倍 程 度 増 大してい ること が 認め られ 力はすべて の方向で同じ と している た め, 斜め方 向に降 伏 して い る場 合, 見か け上 x 軸方向 の耐 力が 低 減 す る とい う柱 耐 力の インタ

ラ ク ション の 影響が顕著にわ れて い る。  

b

)45

°

入 力の場 合  柱の耐 力は方 向に よっ て変 化し ないの に対 し, は りの 耐 力 は 建物の x 軸ま たは y軸に対し て45

°

方 向入力 を 受け る と  倍と な るこ とに より

β

0

5の場 合ts 45

°

方 向に変 位が増 大し

塑性率が3 倍程 度に な る

また主 軸入力 程 顕 著で ないが βを大き く し た場 合

x

 y各 方

M

cvsc

δx

cδv (6階変位軌跡 )  

M

10c

δx

cδy (7階変位 軌 跡 )       c δY δ

o

        ! 4

o       cδx 4

0  

3

86 ツ    4

o

4

0D

05c

δx

cδY (6階変位 軌跡)     耕 嬲

  

M

10

  clk

cQy (7階せん断力軌 跡)

D

05

  d販

d畩 {6階せん断力 軌跡》    

D

10

     

D

10

    cδx

cδy       C飯

凸     (7階変 位軌 跡 )      (7階 せ ん 断力軌跡)       (単 位:  )       (単 位;  ) 図

11 柱 部 材の変 位 軌 跡とせ ん断 力軌 跡 〔α

1

3) 向の変位がと もに増 大する

 βに対 して入 力 方 向に よる差 異 を比 較し た場 合, β

0

5 と地 震 動の方 向 性が強い ほ ど, 降 伏 型がは りか ら柱 へ と移 行 し柱 部 材の変 位の増 大 が顕著に現わ れ る

 4

6  内 力 仕 事に よる評 価

 

2方向地 震 動 を 与え た多 質 点系の振 動方程式は式 (

8

) のよ うに表せ る

       1  0 ・鵬 … ]蹄 ・…

一一

・胡

       

……・

…………・

…・

…・

……

(8) こ こに

M

質点質 量トリス       [

C

]:減衰マ ト リッ クス

一 43 一

(8)

    

IF

(x)

1

ク トル        

lxl

点の相対水平変位ベ ク ト

 

 

 

・入 ・ 臟 ・加 速 度・  式 (

8

)の に左か ら岡『

d

εを乗じ地 震の全 断 続 時間

tend

にわ たっ て積分 す るこ とに よ り地 震 終了時の エ ル ギのつ り合を示す式が式 (9 )で与え られ る

  

 

剛 M ]岡+

 

}・ [c]飆

Flco

bevel R1098765432 Floor Levtsl R1098765432 β

0

51

β

0

O   I  

l

β

1

0 0

00

20

40

60

81

0 0

00

20

40

60

81

O

    aWhi /Wbi        oWh 邑/Whi

      主軸入力 Flacr  w∋1 R1098765432 α=

1

0

   45

°

入力 11P β

1.

0 ■ 1 β

0

01 1 β

0

5 0

00

20

40

60

81

O     GWM /Wh竜       主軸入力 Floor hevel R1098765432 β・0

5 か 0

0 β

1

0 FlODr leve1 R109876543211

β

LO

1

β

0511

1一

β

0

0 ■    0

00

20

40

60

81

O         GWhi /Whi αニ

1

3

   6 入力     Floor Level     R    10     9     8     7     6     5     4    

3     2 0

00

20

40

60

81

0  0

      O     GWni /Whi      GWbi /Whi

    主軸 入力   α

1

5

   45

°

12 は り部 材の内 力 仕 事分担 率分布(cWhifWhi 〕

一 44 一

 

円F x)

ldt

一一

M

1  00   1

鵜}

dt …・

…   左 辺 第

項は地 震 終 了 時の運 動エ ルギ (W,)を表す。 第二項は粘 性 減 衰 機 構により消 費さ れたエ ルギ (鮒

第三項は地 震 終 了 時まで の内 力 仕 事 (臥 )を表す。 こ こ で 内 力 仕 事は

i

層が吸 収す る内 力 仕 事の総 和を 肱 ‘と 表 し

こ の 既‘の総 和 Σ 既躍を 肱 と表 す。 肱 ‘は

i

層の柱の個々 のせ ん断バ に よ る吸 収エ ルギと回 転バ ネによる弾 性ひずみエ ル ギの和 (c肱訓こ

i

+1層のは りの弾 塑 性 回 転バ に よる吸 収エ ルギ (cWht )を加え た もの とする

右 辺は地 震 外 力に よる構 造 物へ の総エ ル ギ入力 (E )を表 し て い る

12は各 α に対 し て は り の 内 力 仕 事の分 担 率 cWhVWhi の分 布 を示 した もの であ り

右 側から計っ た値は柱の分 担 率 を示 す

 

d

)α

1

0の

合  いずれ の入力ケ

ス におい ても8層 を 除い て は りの内 力 仕 事 分 担は

0.

2

以下と柱 降 伏 型の性 状 を示してお りβ によ る差 異は少ない  

b

)a

1

3の場 合  主軸入力で β

=0.0,0.

5の場 合は1層 を除いて は りの 分担率が 0

5

O

9で あり は り降 伏 型の性 状 を 示し てい るβ

1

0

と地 震 動の 2方 向 性が強 くな るに従い

7

層,

9

層で逆に柱の分担率が0

5

O

7と

な り柱 降 伏 型の性 状 を帯び る

45

°

入力の β

0

00

5の場 合は分 担 率が

0.

8

と さ らに上昇 する。β

1

0の場 合は 1層,7 層,

9

層で柱の分担 率が

0.

5〜

O

7と柱 降 伏 型の性 状 を 帯 び る

 ca

=1.5

場 合  主軸入力の場合は βに か か わ らず1層

9層 を除きは ΣaWh 五/ ΣWM l

0

    O

  0

o

O

O

O0D :       O

      α (柱/ は り耐 力比 ) 図

13 は り部 材の内力 仕 事 分 担 率 〔ΣコG臥 ノΣ】臥i)

(9)

り の分担 率を

0,

8

以上で あ る の に対し

45

°

入力の場合は 地震動の 方 向性が強く な る に従い 柱の 担 率

O.

4

0

7と 上昇する。  

d

) a による影 響   図

13は各 α の内 力仕 事の総 和 Σ一Whiの 内

は りの 内 力 仕 事の負 担 分

Z

。Wneの比 率 (Σ ,W. ,

f

Σ一W. ,)を示 し た もの で ある。 a

1

Oの場 合はいずれの入 力 ケ

ス に お い て もは り の内力 仕事分担率は 0

1以 下で あり柱降 伏 型の性 状を示 して い る と言え る が

a

L3 の 場 合は 入 力 方 向

副 軸入力 倍 率 (β)の違いに よ り

は りの 内 力 仕事分担率は0

15

O

9と変動的で あり地震 動入力の不 確 定 性を考 慮に入 れ た場 合 十 分に柱 崩 壊の可 能 性が あ る。 こ の こと は a

=1.5

の場合にも言え ることで あ り

主軸入力では はり の 内力仕事分担 率は0

9以上 と はり降 伏型 と なるが

45

°

入力で は0

25

O

6と柱 降 伏 型の性 状を帯び る。  4

7 総エ ルギ 入 力に よる評 価  図

14 A , B に地 震 動の 入力 条 件を主 軸入力で β

1

0 と

律と した場 合の各 α に竝 する x

y各 方 向 各 エ ル ギの時 刻 歴を示す

図 中 下よ り粘 性 減 衰に よる消 費エ ルギ Wd

柱の内 力 仕 事c肱

は り の内 力 仕 事G肱

運 動エ ル ギ 臥 を示し全 体の包 絡 線と して総エ ル ギ 入 力E を示す

な お

陰 影 部 分は 肱 の 内

柱の 内 力 仕 事 c叺 を表 す

x, 

y

各 方 向の総エ ネルギ 入 力 を比較 し た場 合 α に よる差 異は ほと ん ど 見られ ず 内 力 仕 事の 内

は りの分担 率が α を増すに従い柱か ら は り に 移行して いるのみで あ る。

般に構 造 物へ のエ ネルギ入 力は系の

固有周期

総 質量 が等しい場合は

定値と み な せ

降 伏せ ん断力 係 数 に影 響さ れ る もの の その影 響 度は無視で き る と言わ れて いる が2Z) , 本 解 析で も固有 周 期お よび総 質 量の 等しい構造 物に おい て a に応じて柱 耐 力 cQSt のみ を

1.

0

,1.

3

,1,

5

倍と変化さ せて も 構造物へ のエ x

y 各 方 向ほ ぼ

と な ること が認め ら れ た

 図

一15

に各 αの 各入 力 ケ

ス にお け る総エ ネル ギ 入 力の速度 換 算値の x

Vsx

を横 軸に

 y 成 分

VEV

縦 軸に と りプロ ッ ト し たもの を示 す

。VE

、 , 

VEr

は秋 山 らn )の方 法にルギ 入力の x 成 分

Ex

, y 成分

Er

を式 (

10

)に よ り速 度に換 算した値である

      ]リ

   

レ』濯

冨 2・Ex

Σ m ‘       t

1                       

……・

…一 ……・

10

)       1o

   

v・

− 2

E ,

Σ m 、       t

1 ここ に

 

Ex

:x 方 向の総エ ル ギ入 力        

Er

y方 向の総エ ルギ入 力       1o     

E

] mt :構 造物の質量の総 和       1

1

E

疏ergy  (七

  ) ユ200     蜘   300 o

thergy

(t

  )       蜘 0         

M

10

(a

1

0

) 5

0        10

0 巧

0        20

0    

Time

〈sec

HO

(α;

1

3

) 主 軸 入力 β・LO 目:。賑 (col聰ml (w翼 .) (尉M )

5i;:;i;

(胃d

Ehergy

t・

cm} r2CO 蜘 硼 弸 0 5

0 10

0 15

0      20

O    

Tine

(sec )

M−

10

(α

1

5

) 主 軸入 力 β敲

0   :。Wh.(oo1  ) (wヒ.) {脚h

) (W伽 )         5

0       10

0       5

0      20

O       Time(sec) 図

14A X方 向の各エ ネルギの時 刻 歴 (M

10)

Ehergy

t・

  ) 1200     蜘 600 弸 o

thergy

t・

en)   goo   300 0 5

0 10

D

M−

10

α;

1

0

15

0      20

0    

Time

(sec )

M−

10

(α

1

3

) 蹠 gy (

t・

αn) 跏 蜘   鋤 5

0 10

0 ユ5

0       20

0   

Ti

皿e(s  }

M

10

(a

1

5

0         5

0       10

0       15

0      20

0        Tine(s  )   図

14B Y方 向の各エ ルギの時 刻 歴 〔M

10>

 

45 一

(10)

1

0 1

350L14

i

°°

8

嵩 >

50

0

「 囗 ○ △ 「 ■ ● ▲ , 0 03

う Or ) O LLLL α 0

 

 

 

 

 

 

α α α β β β

主   ナ   治   ( 眠 V             1

0   1

3

 1

5

VE

乂 (  ノs  〉      α   図

15 V

VEr関係   図に おい て■ 印は α

=1.0,

● 印はα

1

3

▲ 印は α

1

5の場合の果を示す。 白 抜き は 45 ° 入力を表す。 総エ 入力の時 刻 歴で示さ れ たよ うに

V

』x

,V

』r の α に対す る依 存度は小さ く

いずれ の 入力ケ

スに対し て もほぼ

定の値を保っ て いること が分か る

これ より a および入 力 方 向に よる崩 壊 性 状の差 異は柱

は りの内 力 仕 事の授 受により行わ れ る と言え る。 主 軸 入 力で はβ に か か わ らず VEXは

定 値で ある

4

5節で言 及し た α

1

3の と きの変 位 軌 跡におい て

β を0

5 1

0と大 き く し

地 震 動の 2方 向性 を強 く した場 合

見かけ上x 方 向の柱の耐 力が減 少 する ことに よ りx 方 向の変 位が 増 大 する現 象はエ ル ギ 入 力が βに か かわずほ ぼ変 化 しない と言 うことに より説 明で き る。 本 解析の結 果に よると構 造 物へ の総エ ル ギ入 力は x

y 各方 向 独 立に

義 的ま る とえ る 。   §

5

結   論   柱 /は り耐 力 比 〔a)を 変 化させ 地 震 動入力の入力 方 向 お よ び 副 軸 入 力 倍 率(β)による骨 組の崩 壊 性 状の差 異 を 検 討した結 果, 以 下の ことが確かめ ら れ た。   1) α

1

Oの場 合

完 全に柱 降 伏 型と な りβを大き くする に従い 2軸 効 果に より柱の変 形が増 大 する

a

1

3の場 合

地震 動の入力 方 向お よ び βに より応 答 性 状 は敏 感に変化し主 軸入力で β= 1

0

の場含と4S

°

入力の 場 合は柱 降伏型と な ゆ, 2方 向 地 震 動お よび 地 震 動の方 向 性 を考 慮に入れ る必 要 が あると言え る

α

1

5の場 合にもこ の こと は言え

主 軸 入 力で完 全に は り降伏 型と な り

45

°

入力で は降伏型の性 状を帯びる。

 

2 α

L3 の 場合

に注目し その 柱 部 材変 位 軌跡 を 比 較したところ

β を 大き くする に従い柱 耐 力の 2方 向 インタ

ラ ク シ ョ ン の 影 響に より骨 組の x

y両方 向の 変 形が増 大し

そ の影 響は主 軸入力の方が顕 著で ある

46

ま たβ= O

0

5のよ うに地震 動の 方向性が 強い ほ ど

入 力 方 向に よ る応 答性状の差 異が著し く,

45

°

入力と す る ことで応 答 性 状が は り降 伏 型か ら柱 降 伏 型へ と移 行す る

 3) a

=LO

の 場 合 は は りの 内 力仕 事分担率 (Σ GIVht /Σ 1弧‘)は 0

1以 下で あり, α

1

3の場 合は入 力 方 向お よ び βに よ りO

15

O.9と変 動 的で

1

あ る

α= 1

5の 場 合 は主 軸 入 力で

0.9

ヒ,

45

°

入 力で

0.

25〜

0

60で あり地 震 動 入 力 方 向に よ り

は りの 内 力 仕事分担 率は著しく変化する

 4) 総エ ル ギ入 力 (

E

)の a に よ る依 存度は小さ く

α を増 すに従い内 力 仕 事の柱

は り分 担率が柱か ら はり へ 移 行

崩 壊 性 状が変 化する

主軸 入 力の場合

βに か か わ らず主 軸 方 向の

E

定値であ り

E

は各 軸

義 的に決 ま る と 言え る

参 考 文 献 ) 1 ) 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 6 > 7 ) 8 ) 9 IO> 小 堀鐸二

南 井 良

藤 原 悌三 :弾 塑 性 ジョ イン トを 含む架 構の地震 応 答 (梁柱の強 度 分 布と応答 分布の関係)

京都 大 学 防 災 研究所年報

第12号A

pp

321

338, 昭 和44年3月 秋 山  宏 :地 震 時にお け る鋼 構 造ラ

メ ン骨 組み の損 傷 分 布 則

日本 建 築 学 会 論 文 報 告 集

第309号

pp

53

59

昭和56年ll月 久 保 哲 夫

中 瀬 知 幸 :梁 崩 壊 制 御の靱 性RC 構 造 物の柱

梁耐力 比に関 する基 礎 研 究 (その 1:モ デル の設 定 と動 的応 答結果}

日本建築 学会学 術 講 演 梗 概 集

昭 和61年 8月 久 保 哲 夫

中 瀬 知 幸 ;梁 崩 壊 制 御の靱 性RC 構 造 物の柱

梁 耐力 比 に関す る基 礎研 究 (その 2:動 的 割 増し と高 次 モ

ドの影 響)

日本建築 学会学術 講 演梗 概集

昭和61 年8月 久 保 哲 夫

小 原   明 ;梁 崩 壊 制 御の靱 性RC 搆 造 物の柱

梁 耐 力比に関 す る基 礎研究 (その3:8層建 物の必要 柱は り強 度 比 )

日本 建 築 学 会 学 術 講 演 梗 概 集

昭和63年10 月 寺本 隆幸

北村 春幸 :鋼 構造ラ

メ ン架 構の強 震 時弾塑 性 応 答 性 状

柱 /は り耐 力 比 と高さ方向耐力 分布が 応 答に 与え る影 響

一,

日 本 建 築 学 会 論 文 報 告 集

第363号

pp

57

66

昭 和61年5月 寺 本 隆 幸

北 村 春 幸 ;鋼 構造 ラ

メ ン架 構の強 震 時弾塑 性 応 答性 状

は り降伏 型 架 構と柱 降 伏 型 架 構が混 在する 場合

一,

日本建築学会論文報告 集

第371号

pp

52

60

昭 和62年1月 青 山博 之

小谷俊 介 1鉄 筋コ ン ク リ

ト建 物の耐 力設計 法に よる耐 震 設 計 法 (そ の 2 :柱の割 増し率 )

日本 建 築 学会 関東支部研究報告 書

第55号

pp

173

176

昭和 59年 滝 沢 春 男 :梁 崩 壊 型 RC 架 構 の 動 的 機 構 形 成 時 に 生 じ る 非 降 伏 部 位で の応 力ピ

ク値の特 定

日本 建 築 学 会 論 文 報 告 集

第389…}

pp

66

77

昭和63年7月 滝沢春男 :履 歴応 答結に対す る モ

ド分 解 手 法とそ の意 義, 構 造工学 論 文 報 告 集, Vol

 33 B

pp

103

110; 1987

3

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