合成梁の変形能力を反映した鋼構造骨組の耐震性評価

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鋼構造骨組の終局耐震信頼性を、構造材料特性(鋼及びコンクリート)のばらつきを考慮してモンテカルロシミュレーションにより調べた。まず、既往の研究データより、鋼及びコンクリートの材料特性のばらつきをモデル化した。具体的には、鋼材の最大応力度及び降伏比をLog Normal分布、コンクリートの圧縮強度を同じくLog Normal分布で仮定した。モデル化した材料特性を、前年度までの研究で確立した鋼構造骨組の梁の変形能力を求める式に代入し、梁の変形能力を各サンプルについて決定し、骨組全体の地震応答解析を行うことで、解析対象骨組のフラジリティー曲線(Fragility Curve)を得た。解析では、Latin Hypercube Sampling Method (LHS法)を用いることで、解析の効率化を図った。解析に用いた地震動は、Kobe、Hachinohe及びE1 Centroの3種類である。終局状態に到達したか否かを判断するためのDamage Measure (DM)、として、梁端フランジにおけるひずみの骨格曲線の最大値を採用した。終局状態に到達した時点のエネルギー吸収量、すなわち終局耐震性能の分布を調べたところ、この分布が地震動の特性によって大きく異なることが明らかになった。例えば、兵庫県南部地震の地震波を用いた場合、構造ランクIの部材を用いて設計された解析建物は、およそ70%の確率で梁端フランジのいずれかが破断に至るという結果となった。その一方で、同じだけの入力エネルギーが入力された場合でも、E1 Centro波の場合は、破断に至る確率は5%以下であった。