変形集中を考慮した建築骨組構造物の激震時最大変形評価法

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建築骨組構造物の激震時の最大変形を評価するための手法を構築した。研究対象には,梁降伏型魚骨形平面骨組を用いた。既存の静的漸増水平力載荷型の評価法と大きく異なる点は,水平力分布ではなく水平変位分布を指定した増分解析を行う点である。これにより,多層骨組の地震時応答において,高次振動モードの影響で一部数層の応答が増幅される挙動を直接考慮することができる。評価法を構築するための前段階として,弾塑性挙動する多層骨組の地震時応答を数値応答解析を通じて検討し、一部数層の応答が増幅される過程の骨組挙動を詳細に分析した。このとき,部材端部に生じる塑性ヒンジの時刻歴と柱たわみ曲線の推移を比較するとともに,エネルギー応答に着目した。ここで得られた知見をもとに評価法を構築した。構築した応答評価法の概要は以下の通りである。Step1 提案する塑性ヒンジ分布選定法に基づき,一部数層の変形が増大する過程において生じる塑性ヒンジ分布を仮定する。Step2 2段階の水平変位分布を漸増的に作用させる。第1段階は弾性振動に対応するモード,第2段階はStep1で仮定した塑性ヒンジ分布を考慮した接線剛性行列に対応する1次固有モードである。Step3 最終骨組変形状態に基づきStep1で仮定した塑性ヒンジ分布の妥当性を検討する。妥当であると判断された場合には,最終骨組変形状態を最大応答評価量の候補とする。Step4 Step1〜Step3を,選定された全ての塑性ヒンジ分布に対し実行する。Step5 最後に,Step3で候補とされた評価量を包絡する量を求め,それを骨組の最大応答評価量とする。本手法による評価量と地震応答解析結果を比較し,本手法の妥当性を検討した。本手法は,最大層間変形角分布だけでなく部材の最大塑性変形量も直接評価できる。