ハギア・ソフィア大聖堂のドームの耐震強度に関する研究

圣索菲亚大教堂穹顶抗震强度研究

基本信息

批准号：
07750672
负责人：
青木孝義
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Miyagi National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750672/
关键词：
ハギア・ソフィア大聖堂構造特性耐震強度有限要素法

项目摘要

本研究は、トルコのイスタンブールにあるハギア・ソフィア大聖堂を対象に設定し、1)常時微動測定結果に基づく大聖堂全体の振動特性の分析と調査結果のデータベース化、2)弾塑性シェル要素および立体要素を用いた固有値解析、地震応答解析プログラムの開発と有限要素法による静的・動的構造解析システムの構築、3)数値解析モデルの設定、4)目地(モルタル)を含んだレンガ、石のヤング係数の同定、5)水平荷重時の大聖堂の弾塑性解析を行った。以下にその成果を示す。1.常時微動測定結果と有限要素法による固有値解析結果の比較より同定された目地(モルタル)を含むレンガと石のヤング係数はそれぞれコンクリートのヤング係数の約1/8〜1/3で、このヤング係数は消石灰モルタルの実験から得られた動弾性係数と良い一致をみた。2.地動加速度が80〜100Gal程度に相当する中規模地震に対する日本の一次設計(許容応力度設計)用地震力の層せん断力係数は、トルコの耐震設計基準によればイスタンブールに立つ組積造建築物の場合0.18となる。自重+水平荷重を加えた構造解析を行った結果、大聖堂は東西・南北両方向とも中規模地震に対しては安全であることが分かった。3.地動加速度が300〜400Gal程度に相当する大規模地震に対する日本の二次設計(保有水平耐力の検討)用地震力の標準せん断力係数が一次設計の5倍であることを考慮すると、自重+水平荷重を加えた構造解析を行った結果、大聖堂は東西・南北両方向とも大規模地震に対しては危険であることが分かった。4.自重+水平荷重を加えた構造解析結果より、バットレスを含む南北方向の方が半ドームを含む東西方向より水平荷重に対して耐力があることが分かった。

这项研究主要针对土耳其伊斯坦布尔的圣索菲亚大教堂，包括 1) 基于连续微震测量结果分析整个大教堂的振动特性并创建测量结果数据库，2) 弹塑性壳单元, 使用 3D 元素进行特征值分析, 使用有限元法开发地震反应分析程序并构建静态/动态结构分析系统, 3) 数值分析模型的设置, 4) 砖石杨氏模量的识别，包括接缝（砂浆）, 5 ) 对水平荷载下的大教堂进行了弹塑性分析。结果如下所示。 1. 通过比较连续微动测量结果和特征值分析，确定砖石包括接缝（砂浆）的杨氏模量分别约为混凝土杨氏模量的 1/8 至 1/3有限元法的杨氏模量与熟石灰砂浆实验得到的动弹性模量吻合良好。 2、根据土耳其抗震设计标准，日本初步设计（许用应力设计）地面加速度相当于80～100加仑左右的中型地震的地震力的层剪力系数为砌体建筑对于建筑物而言，该值为 0.18。通过增加自身重量和水平荷载的结构分析结果发现，大教堂在东西向和南北向的中型地震中都是安全的。 3.考虑到日本针对地面加速度约300至400加仑的大地震二次设计（水平承载力检验）的地震力标准剪力系数是初次设计的5倍，自-重量 +通过施加水平荷载的结构分析，发现大教堂在东西和南北方向上对于大规模地震都是危险的。 4、从加自重+水平荷载的结构分析结果发现，包括扶壁在内的南北方向比包括半穹顶在内的东西方向对水平荷载的抵抗力更大。