マルチスプリングモデルを用いた制振構造物の耐震性能評価法の構築

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履歴ダンパーを設置した制振構造物（以下，制振構造物）の設計・性能評価には，その要求性能として供用期間中にダンパーに生じうる最大変形量と累積塑性変形倍率の確率特性が必要となる。地震時における弾塑性多層骨組の各層の最大層間変形角を簡易にかつ精度よく評価する方法として，申請者はこれまでに，応答スペクトルによるモーダルアナリシスを，一次モードについてのみ弾性スペクトル変位応答を等価な弾塑性一質点系の最大変位応答に置き換えると共に，降伏後の振動モードの変化を考慮することで塑性域まで拡張をした手法を提案している。助成研究初年度は，この手法を制振構造物に適用するために，履歴ダンパーは早期に塑性化することから，すべてのダンパーが塑性化したものとして固有値解析を行い，ここから二次以上の「弾性」振動モードを評価することで，高次モードの影響も考慮した履歴ダンパーの最大変位応答評価法の精度向上を図った。また，等価な弾塑性一質点系であるMSモデル（マルチスプリングモデル，現在までの達成度参照）の最大変位応答を，Tri-linear型復元力特性を有する一質点系の簡易応答評価手法である固有周期依存型スペクトル強度を地震動強さとする評価法を用いて精度よく評価できることを示した。助成研究2年度は，１次モードと等価なMSモデルについて，MSモデルの各せん断バネの累積塑性変形倍率の比率は降伏変位の最も小さなバネの最大塑性率と，各バネの降伏変位の比の簡単な関数で表されること，また，MSモデルが吸収する総履歴エネルギーは，これまで提案されている完全弾塑性型復元力特性を有するバネの累積塑性応答倍率の簡易評価法を用いて得られる各ばねの履歴エネルギーの総和により評価できること見出し，これらを組み合わせた，MSモデルの各せん断バネの累積塑性変形倍率の簡易応答評価法を提案した。