角形鋼管柱を用いた鉄骨造建物における露出型柱脚の耐震性能に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

1997年兵庫県南部地震において鉄骨造建物の露出柱脚に見られたアンカーボルトの破断現象の原因を追求するとともに,度とこのような被害を起こさないための合理的な柱脚設計法を確立するために,骨組数値解析および構造実験を行い,露出柱脚の弾塑性挙動および変形能力を検討した。まず,骨組数値解析を行うことにより,アンカーボルトの破断を生じさせるに至った設計上の問題点を検討した。その結果,上部骨組が崩壊機構に達するような大地震時では,一般に側柱柱脚は引張軸力状態となるが,従来の設計法では,この点に対する配慮が欠けていたことが明らかとなった。この結果を踏まえ、既往の実験例からでは推定できない引張軸力下にある露出柱脚の弾塑性挙動および塑性変形能力を検討するために,角形鋼管柱,露出柱脚および基礎コンクリートからなる試験体に対して曲げせん断実験を行った。実験変数は,1)柱引張軸力,2)アンカーボルトの配置,3)載荷方向(0ﾟ方向載荷,45°方向載荷),4)シャープレートの有無,である。実験結果より,以下の新たな知見を得た。1、 ベースプレートの4隅にアンカーボルトを配置する形式では,引張軸力比が0.6以上になると,柱脚の軸方向変位が繰り返し載荷に伴い進行する現象が見られ,終局状態では地震被害と同様のボルト破断が生じた。2. 引張軸力が大きくなるに従い,ベースプレートと基礎コンクリートの間に生じる水平ずれ量が大きくなった。3, 引張軸力を受ける露出柱脚の変形能力は、曲げおよび軸力により生じるボルトの伸び量とせん断力により生じるボルトの水平変位量により決定される。4. 柱脚の塑性回転能力に期侍する設計法では,上部骨組が崩壊機構を形成した時に柱脚に作用する軸力およびせん断力に対して、制限値を設ける必要がある。以上の検討結果を纏め,露出柱脚の耐震設計法を提案する予定である。