擬似動的実験とFEM解析によるRC耐震壁骨組の直下型地震に対する弾塑性応答の研究

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本研究では、応答スペクトルが同一で、直下型地震と海洋型地震を想定した継続時間の異なる地震波を用いた擬似動的載荷実験を連層耐震壁2体について行い、エネルギー応答の概念を含め多角的に実験結果を検討し、また同時に試験体を面材でモデル化して動的FEM解析を行った。試験体は中間梁を有する2層の曲げ破壊型連層耐震壁で、加力高さからのせん断スパン比は2.15である。実験の際に用いた数値積分法はNewmarkβ法(β=0)で、加力点位置に質量を設置した水平(面内方向)1自由度とした。実験時の減衰定数は0%とし、初期周期が0.3秒となるよう質量を設定した。また入力波のターゲットスペクトルは、目標周期範囲で50galとなるよう設定し、弾性域から大変形域まで4〜5段階に分けて実験を行った。実験結果について最大応答値や載荷パスを中心に比較・検討を行ったところ、継続時間の長い波の方が最大応答変位が大きくなる傾向が見られた。また継続時間が短い場合、入力レベルが大きくなり試験体の周期が長くなるにつれ応答が両振幅型から片振幅型に近くなっていく、特徴ある結果となった。次に入力エネルギーの時刻歴分布による詳細な検討を行った結果、継続時間の違いによらず最大瞬間入力エネルギーと最大応答変位の発生時点には相関性が見られ、発生時点がずれる場合は大きく分けて2種類の原因が考えられることを示した。最後に試験体部分を面材でモデル化し、非線形有限要素法(FEM)を用いた実験のシミュレーション解析及びエネルギー応答による検討を行った。その結果、試験体の曲げ降伏点近傍までは実験結果と良い一致を示した。また実地震のように始めから大きな入力レベルの波を入力した場合についても解析を行い、応答状況に差異のあることを示した。