高層鋼構造建物の倒壊挙動における構造骨組と外装材の損傷過程解明と予測技術の構築

高层钢结构倒塌行为中结构框架和外部材料的破坏过程阐明及预测技术开发

• 批准号: 26249080
• 负责人: 吹田 啓一郎
• 金额: $ 20.63万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26249080/
• 关键词: 鋼構造物; 倒壊挙動; 大振幅地震動; 劣化挙動; 非構造部材; 建築鋼構造; 魚骨形骨組; 柱梁耐力比; 構造実験; 角形鋼管柱; 立体解析; MSモデル

１）高層建物の平面骨組低層部3層を取り出した形の魚骨形骨組試験体による大変形載荷実験のために，魚骨梁端部をリンク材で結合することにより梁端の境界条件を実現し，上層の自重を模した鉛直力を柱頂部に載荷し，地震力を模した水平力を頂部の柱梁交点に加力することが可能な載荷装置を開発した。試験体は，柱梁耐力比、部材幅厚比、柱軸力比をパラメータとし，崩壊形が異なる3種類の魚骨形骨組を選定し，これを対象に大変形載荷実験を行い，梁端破断，柱・梁・柱脚の局部座屈，パネル降伏の損傷を経て倒壊に至る挙動を把握した。また，同一条件の数値解析を実施し，崩壊型を決定づける部材耐力劣化の怪異時期や劣化の進行を実験と比較・分析した。２）柱梁部材の大変形繰返し載荷実験。魚骨形骨組試験体の構造要素の履歴特性を把握するための繰返し載荷実験は，１）の魚骨形骨組実験において柱，梁，接合部パネル，柱脚の全ての構造要素の弾塑性履歴挙動を取得可能な計測機器を配備することにより，必要なデータを取得した。３）ロッキング方式PCa帳壁付架構の変位追従限界後の挙動を検討するために実施された、構面方向パネル，構面外方向パネル，2方向が直交するコーナー部の3種類の配置の異なる載荷実験結果を分析し，変位追従時とその限界を越えた後のパネルによる層せん断力―層間変形角の関係式を導出した。その結果，パネル水平力が地震時に骨組耐力に及ぼす影響を検討するためのモデルを構築することに成功した。４）角形鋼管柱の載荷実験で観察された局部座屈と破断による劣化域を含む履歴挙動を再現できるようにMS要素を用いた解析モデルの構築を行い，部材端部にMS要素を配置した立体骨組解析プログラムを作成し，バイリニア型の履歴特性で地震応答解析を行った。その結果，柱の損傷を抑制して梁降伏先行型の安定した履歴挙動を確保するのに必要な柱梁耐力比を提示した。

1) high-rise building の plane graft group of lower layer 3 を り out し た form の herringbone bone group test body に よ る big - shaped load be 験 の た め に, fishbone tie-beam を リ ン で ク material combination す る こ と に よ り beam end を の boundary conditions be し, weight of the upper の を die し た vertical force を top し に load, Seismic force を die し た horizontal force の を top beam node に strength す る こ と が may な load device を open 発 し た. Test は, beam endurance than, department of thickness ratio, the axial force than を パ ラ メ ー タ と し, avalanche が 壊 form different な る 3 kinds の herringbone を し selected bone group, こ れ を like に seaborne big - shaped load be 験 を い, beam end breakage, column, beam, column feet の local bend, パ ネ ル subjugate の damage を 経 て pour 壊 に to る 挙 dynamic を grasp し た. の ま た, the same conditions the numerical analytical を be し, collapse type 壊 を decided づ け る endurance of material degradation degradation の や の strange period を be 験 と, comparative analysis, し た. 2) Experimental experience of large deformation of column and beam components under load. Herringbone bone group test body の tectonic element の shoe bearing features を grasp す る た め の Qiao return し load be 験 は, 1) の herringbone bone group be 験 に お い て column, beam, joint パ ネ ル, column feet の て の tectonic element の 弾 plastic shoe bearing dynamic を 挙 to possible な を measuring machine equipped with す る こ と に よ り, necessary な デ ー タ を obtain し た. 3) ロ ッ キ ン グ pay structure の way PCa account wall - a chase 従 margin after の 挙 dynamic を beg す 検 る た め に be applied さ れ た, dimensions direction パ ネ ル, dimensions outside direction パ ネ ル, 2 direction が rectangular す る コ ー ナ ー department の 3 kinds の configuration の different な る load be 験 し を analysis result, - when a chase 従 と そ の limit the more を え た after の パ ネ ル に よ る layer せ ん breaking capacity - - shaped Angle between the layers の masato is a derived type を し た. そ の results, パ ネ ル level endurance に が に bone group when the earthquake and ぼ す influence を beg す 検 る た め の モ デ ル を build す る こ と に successful し た. 4) の Angle steel tube column load be 験 で 観 examine さ れ た local mountain bend と breaking に よ を including fulfillment of む bearing 挙 る degradation domain を reappearance で き る よ う を に MS elements with い た parsing モ デ ル の build を い, department of material end を に MS elements configuration し た three-dimensional bone group analytic プ ロ グ ラ ム を し consummate, バ イ リ ニ ア type の shoe bearing features で earthquake 応 line a parse を っ た. そ の results, column の damage を inhibit し て beam yield of leading の settle し た shoe bearing dynamic を 挙 ensure す る の に な column beam endurance than necessary を prompt し た.

项目成果

角形鋼管柱の局部座屈および破断を考慮した弾塑性解析モデル

考虑方钢管柱局部屈曲和断裂的弹塑性分析模型

• 发表时间: 2015
• 期刊: 日本鋼構造協会鋼構造年次論文報告集
• 作者: 岩崎光博;杉野未奈;林康裕;中曽根義之，高塚康平，吹田啓一郎;谷口耕一，陳逸鴻，聲高裕治，吹田啓一郎
• 通讯作者: 谷口耕一，陳逸鴻，聲高裕治，吹田啓一郎

大阪市域を対象としたパルス性地震動に対する超高層建物群の被害予測 （その5 ）大阪府予測波と観測地震動に対する応答

大阪市区脉冲地震对摩天大楼造成的损害预测（第 5 部分） 大阪府预测的波浪和对观测到的地震的响应

• 发表时间: 2015
• 作者: 岡沢理映;林康裕;横山亮
• 通讯作者: 横山亮

上町断層帯の地震に備えた建築物の耐震設計

上町断裂带防震建筑抗震设计

• 发表时间: 2015
• 作者: 岡沢理映;林康裕;横山亮;高宏周，吹田啓一郎，田中厚司，狗飼正敏，佐々木哲也;田中厚司，高宏周，吹田啓一郎，狗飼正敏，佐々木哲也;谷口耕一，陳逸鴻，聲高裕治，吹田啓一郎;中曽根義之，高塚康平，吹田啓一郎;陳逸鴻，聲高裕治，吹田啓一郎;林康裕
• 通讯作者: 林康裕

STORY-DRIFT LIMIT AND POST-LIMIT BEHAVIOR OF CORNER PART OF PRECAST CONCRETE CURTAIN WALLS DETAILED TO ACCOMMODATE FRAME DEFORMATION BY ROCKING MOTION

预制混凝土幕墙角部的层间位移极限和极限后行为，详细说明了适应摇摆运动引起的框架变形

• DOI: 10.3130/aijs.80.1637
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)
• 作者: 高宏周，吹田啓一郎，狗飼正敏，佐々木哲也;高宏周，吹田啓一郎，狗飼正敏，佐々木哲也
• 通讯作者: 高宏周，吹田啓一郎，狗飼正敏，佐々木哲也

EFFECTS OF INPUT DIRECTION OF GROUND MOTION AND COLUMN OVERDESIGN FACTOR ON SEISMIC RESPONSE OF 3D STEEL MOMENT FRAMES WITH SQUARE TUBE COLUMNS

地震动输入方向和柱超设计因子对方管柱三维钢弯矩框架地震反应的影响

• DOI: 10.3130/aijs.80.1773
• 发表时间: 2015
• 期刊: Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)
• 作者: 高宏周，吹田啓一郎，狗飼正敏，佐々木哲也;高宏周，吹田啓一郎，狗飼正敏，佐々木哲也;陳逸鴻，聲高裕治，吹田啓一郎
• 通讯作者: 陳逸鴻，聲高裕治，吹田啓一郎