部材の劣化挙動および破断を考慮した建築骨組の耐震設計法および耐震補強法

考虑构件劣化行为和断裂的建筑框架抗震设计和加固方法

基本信息

批准号：
11115219
负责人：
上谷宏二
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1995年の兵庫県南部地震による鋼構造骨組の被害では,梁端部の破断が多数見られた。これらの現象を詳細に解明し,得られた知見を耐震設計法に導入するため,以下に示す研究を行った。亀裂の発生は部材破断の直接の原因となる。亀裂が発生した後の骨組挙動には、亀裂近辺の状況だけでなく構造物全体の形状や載荷条件などが影響を及ぼす。亀裂進展の影響を集約させた回転バネモデルを骨組に導入し,亀裂が生じた骨組の挙動解析法および亀裂進展の安定性の判別法を構築した。これは、部材亀裂の発生や進展を考慮した耐震設計法を確立するための有用な道具となる。また,2次元問題の脆性梁に対する亀裂進展の数値解析法を新たに提案するとともに,骨組解析に適用可能な亀裂バネモデルを作成した.さらに,鋼構造骨組の部材亀裂の解析を精度良く行うための数値解析プログラムの開発と亀裂進展をも考慮に入れた構造設計法の考え方を構築するため,脆性的破断が生じると思われる骨組全体の剛性と個々の部材の亀裂バネモデルとの関係を比較検討するとともに、静的荷重下での局所的な部材の破断と骨組全体の崩壊との関係を明らかにした。そして,激震時にも脆性的破断が生じない建築骨組の設計法の考え方の骨格をまとめた.これまでに本研究代表者らが開発した部材破断を考慮できる動的応答数値解析法を用いて,梁端部の破断に対し部分的に補強した9層3スパン鋼構造平面骨組の地震応答解析を行った。一部の部材端部を補強することで骨組の耐震性能が大きく改善される場合があるという結果を得た。また,外柱に接続する梁端部に破断が生じないよう補強した骨組において,補強部位の耐力に変化が生じないケースと耐力が増大するケースの応答を比較した結果,補強部位の耐力が上昇するケースでは内柱に接続する梁端部で多くの破断が生じ,その影響で層間変形角が増大することを示した。

在1995年的荷马县nanbu地震造成的钢结构框架的损害中，观察到梁尽头的许多断裂。这些现象详细阐明了这些现象，并进行了下面所示的研究，以将所获得的发现引入抗震的设计方法中。裂缝的发生是成员断裂的直接原因。发生裂缝后的框架行为不仅受裂缝附近的情况，而且还受整个结构的形状和加载条件的影响。汇总裂纹生长效果的旋转弹簧模型被引入框架中，并构建了一种分析裂纹框架行为并确定裂纹生长的稳定性的方法。这是一个有用的工具，可以考虑到材料裂纹的发生和开发，以建立地震设计方法。此外，提出了一种新的方法，用于在二维问题中对脆光束的裂纹生长进行数值分析，并创建了可以应用于框架分析的裂纹弹簧模型。此外，为了制定数值分析程序，以准确分析钢结构框架的裂纹并构建一种结构设计方法，也考虑了裂纹的增长，我们比较了整个框架之间可能发生脆性裂缝的刚性与可能发生脆性裂缝模型的僵硬的刚度之间的关系，并揭示了在静态负载下局部成员液体之间的关系，并揭示了整个帧和整个框架的关系。我们还总结了建筑框架设计方法的概念的骨骼，即使在严重的地震期间也不会引起脆弱的断裂。使用主要研究者开发的动态响应数值分析方法，使用动态响应数值分析方法进行了9层3型钢制钢结构平面框架的地震响应分析，该方法对梁端的崩溃进行了部分加强，该方法允许构件裂开。已经发现，加强成员的某些末端可以显着改善框架的地震性能。此外，在已加固的框架中，在光束结束时没有断裂，我们比较了加固地点的强度不会改变的情况的响应，而增强位点的强度不会变化，而增强位点的强度会增加，并且在许多情况下，许多因素的强度会增加。变形角。