種別 論文
主題 軸変形に基づく地震時における柱の「水平変形限界点」の提案
副題
筆頭著者 佐藤孝典(清水建設)
連名者1 鈴木計夫(大阪大学)
連名者2  
連名者3  
連名者4  
連名者5  
キーワード
13
2
先頭ページ 363
末尾ページ 368
年度 1991
要旨 はじめに
建築構造物の最下層柱は、大地震時には多くの場合降伏する。とりわけ、最下層柱の破壊は構造物全体の崩壊につながる。そういう意味で、柱の水平変形限界点を見出すことは重要である。現行の設計では、水平変形能力の一つの指標として、RC部材では最大耐力の80%耐力低下時の変形量、S部材では最大耐力の95%耐力低下時の変形量というように構造種別(RC、SRC、S、CFT等)によって異なっているが、その物理的根拠はあまりない。RC及びPRC梁を対象として、鈴木等によってM−Φ関係における「限界曲率」が示され、小柳等によってそれのエネルギー的解釈がなされた。そして、平石等がそれをRC柱に拡張し、部材全体の「総吸収エネルギーの変化点」を示した。しかしながら、いずれの指標点もその部材(梁または柱)本来の機能維持限界に根源を見出すものではない。本来、「柱」の主たる機能とは、繰り返し水平力を受けながらも軸力を支持することである。また、構造種別によらない同一の機能である限り、統一した思想に基づく水平変形限界点の定義をすべきである。柱が地震力を受けた場合、コンクリートの圧潰や鋼材の局部座屈によって有効な柱断面積が減少して、徐々に軸変形が進行し破壊に至る。そこで、本論文においては、1)いかなる構造種別であっても破壊の兆しとして、軸変形の急増現象が存在することを実験データで示し、2)それをシミュレートする弾塑性解析法を示し、3)解析的に求まる保有軸耐力という概念を導入して、軸変形の急増点に基づく水平変形限界点の見出し方を示す。(注)RC:鉄筋コンクリート構造、SRC:鉄骨鉄筋コンクリート構造、S:鉄骨構造、CFT:充填鋼管コンクリート構造
まとめ
柱部材の機能は、本来、軸力を支持することである。したがって、水平変形限界はその機能維持限界に根源を見出すべきであり、また構造種別(RC・SRC・S・CFT等)によらない統一した思想に基づくべきである。そこで、本論文においては、各種構造の実験データをもとにいかなる構造種別であっても、破壊に至る兆しとして“軸変形の急増現象”が存在することを示し(3章)、それをシミュレートする弾塑性解析法を示し(4章)、“保有軸耐力”という概念を導入して(5章)、軸変形の急増点に基づく“水平変形限界点”の見出し方を示した(6章)。
PDFファイル名 013-01-2059.pdf


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