建築構造物崩壊の現象解明とその軽減に関する先進的実験研究

構造物の特定の層に変形が集中しにくい形式の、全体降伏型の高層骨組を対象とした系全体の挙動に関する実験研究は過去にほとんど例がない。本年度は、全体降伏型高層骨組の系全体の動的弾塑性挙動を把握するために、遠心模型実験装置を用い、実現象の応力状態を再現した縮小模型による振動実験を実施し、さらに非線形応答解析による検討を行なった。試験体は、高層建物を想定した、連層耐震壁を模擬した壁柱と全体曲げ変形を抑制するための1層分の大型梁を有する、縮尺率1/60の30層2スパンの鋼構造高層骨組である。地震動および正弦波入力を行った結果、試験体の動的弾塑性挙動を把握することができた。最大加振時には、下層部で塑性率2倍程度に相当する変形が生じたが、目立った損傷は無く残留変形は僅かであり、ほぼ原点に復帰することが確認できた。振動実験結果を応答解析によって正しく評価するためには、より精度の高い解析モデルが必要であり、骨組の基本的な性状を把握するために静的載荷実験を行った。その結果、静的実験と非常に良く対応する解析モデルを作成することができた。前述の解析モデルによるP-Δ効果などの非線形性を考慮した応答解析を行い、振動実験結果の再現を試みたところ、地震動入力と正弦波入力のどちらの場合でも、系全体の動的弾塑性挙動を再現することができた。また、振動台性能を超える入力の応答解析も行い、本年度の研究における骨組の終局挙動を予測した。以上のように、遠心模型実験装置を用いた30層の全体降伏型高層骨組の振動実験を行い、動的弾塑性挙動を把握することができた。さらに、静的載荷実験結果に基づく解析モデルを用いた応答解析によって、振動実験結果を再現した。

構造物の特定の層に変形が集中しにくい形式の、全体降伏型の高層骨組を対象とした系全体の挙動に関する実験研究は過去にほとんど例がない。本年度は、全体降伏型高層骨組の系全体の動的弾塑性挙動を把握するために、遠心模型実験装置を用い、実現象の応力状態を再現した縮小模型による振動実験を実施し、さらに非線形応答解析による検討を行なった。試験体は、高層建物を想定した、連層耐震壁を模擬した壁柱と全体曲げ変形を抑制するための1層分の大型梁を有する、縮尺率1/60の30層2スパンの鋼構造高層骨組である。地震動および正弦波入力を行った結果、試験体の動的弾塑性挙動を把握することができた。最大加振時には、下層部で塑性率2倍程度に相当する変形が生じたが、目立った損傷は無く残留変形は僅かであり、ほぼ原点に復帰することが確認できた。振動実験結果を応答解析によって正しく評価するためには、より精度の高い解析モデルが必要であり、骨組の基本的な性状を把握するために静的載荷実験を行った。その結果、静的実験と非常に良く対応する解析モデルを作成することができた。前述の解析モデルによるP-Δ効果などの非線形性を考慮した応答解析を行い、振動実験結果の再現を試みたところ、地震動入力と正弦波入力のどちらの場合でも、系全体の動的弾塑性挙動を再現することができた。また、振動台性能を超える入力の応答解析も行い、本年度の研究における骨組の終局挙動を予測した。以上のように、遠心模型実験装置を用いた30層の全体降伏型高層骨組の振動実験を行い、動的弾塑性挙動を把握することができた。さらに、静的載荷実験結果に基づく解析モデルを用いた応答解析によって、振動実験結果を再現した。