Analysis and assessment technology for seismic collapse safety of steel building structures

钢建筑结构地震倒塌安全性分析与评价技术

基本信息

批准号：
20H00269
负责人：
岡崎太一郎
金额：
$ 29.54万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

鋼構造建築物の倒壊過程を実験的に解明する研究目的に沿って、下記の成果を上げてきた。（１）模型実験の設計方法、柱や梁の降伏・破断挙動を測定するための計測・画像収録方法など、大変形に至る振動台実験の技術を確立した。（２）国立研究開発法人防災科学技術研究所の大型耐震実験施設で、2020年11月から12月にかけて、縮尺1/2のパイロット試験体による振動台実験を実施した。同研究所の兵庫耐震工学研究センターで、2020年12月に実施された日米共同実験に参加し、次世代型鋼構造システムを開発する研究を推進、2022年2月に実施された10層鋼構造建物の振動実験に参加し、構造部材に生じる力や変形を詳細に計測した。（３）多くの実験データを得るとともに、倒壊に至る鋼構造の非線形・動的挙動を追跡するための数値モデル化技術を開発・蓄積してきた。複数の実験から得た、鋼構造架構の非線形動的応答に関する実データを、既往の大規模振動台実験のデータと合わせて、数値解析技術の検証を進めた。破断を模擬するための現状のモデル化手法では、既往の重層架構実験で観察された、部材破断後の部材力再分配を正しく再現できないことを突き止め、今後の課題を特定した。減衰モデルの選択によって、ブレース付架構の応答変位や応答加速度が異なることに注目し、定量的な検討を進めた。（４）部材破断の再現方法を含めて、ブレース付鋼構造架構の解析手法に関する知見を蓄積し、現状のブレース付鋼構造架構が保有する耐震性能を検証した。

本着通过实验阐明钢结构倒塌过程的研究目标，我们取得了以下成果。（1）建立了可导致大变形的振动台实验技术，包括模型实验的设计方法以及柱、梁屈服和断裂行为的测量和图像记录方法。（2）2020年11月至2020年12月，在中国国家地球科学与防灾研究院大型地震试验设施进行了1/2比例试验试件振动台试验。该研究所兵库县地震工程研究中心参加了2020年12月进行的日美联合实验并推动研究开发下一代钢结构系统，并于2022年2月进行了10层钢结构，参与了结构建筑物的振动实验并详细测量结构构件中发生的力和变形。（3）除了获得大量的实验数据外，我们还开发和积累了数值建模技术来跟踪钢结构导致倒塌的非线性和动力行为。我们将多次实验获得的钢结构非线性动力响应的实际数据与现有大型振动台实验数据相结合，验证了数值分析技术。我们发现，当前模拟断裂的建模方法无法准确再现过去多层框架实验中观察到的构件断裂后构件力的重新分布，并确定了未来的问题。我们着眼于支撑框架的响应位移和响应加速度根据阻尼模型的选择而不同的事实，并进行了定量研究。 (4)积累了支撑钢结构的分析方法，包括构件断裂再现方法的知识，验证了现有支撑钢结构的抗震性能。