限界変形に注目した空間構造の耐震性能評価手法の提案

提出一种关注临界变形的空间结构抗震性能评价方法

基本信息

批准号：
14J05623
负责人：
柳澤利昌
金额：
$ 1.45万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

空間構造は重層構造とは異なって地震時の挙動が複雑であり，耐震性能の評価が非常に困難である．しかしながら，日本のような地震の多い地域では設計時に地震の影響を考慮しなければならず，重要な研究課題であると考えられる．これまでも空間構造の動的問題に関する研究は行われてきたが，挙動の分析がほとんどであり，具体的な設計法の提案までは行われてこなかった．そこで，本研究では単層ラチスドームを対象とした耐震性能評価法の提案を行った．平成26年度では設計者でも容易に使用可能な地震荷重の提案を行い，当該年度（平成27年度）ではその地震荷重を用いた座屈耐力の分析および耐震性能評価法の提案を行った．この研究では数値解析を基本としており，ドームの半開角や細長比などをパラメーターとして数多くのモデルを対象としている．また，本手法はシェル理論に基づいた座屈荷重式を提案しているため数値解析を必要せず，手計算から簡易に評価することができる．本研究成果は査読付き論文1本とIASS（The international Association for Shell and Spatial Structures）およびAPCS（Asian Pacific Conference on Shell and Spatial Structures）の2つの国際会議で発表されている．また，APCS国際会議ではBest Paper Award (Student paper)を受賞している．本研究では単層ラチスドームのみを対象としているが，これは空間構造の中でも代表的な構造形式であり，また，提案した手法は同様の手順によりその他の構造形式でも評価法を作成することができる．したがって，本研究は今後の空間構造の耐震の分野の方向性を示したと考えられる．

空间结构与层状结构的不同之处在于，它们在地震过程中的行为非常复杂，因此评估其抗震性能极其困难。然而，在日本这样的地震多发地区，设计时必须考虑地震的影响，这被认为是一个重要的研究课题。尽管迄今为止对空间结构动力问题的研究已经开展，但大多是行为分析，尚未提出具体的设计方法。因此，在本研究中，我们提出了单层网格穹顶抗震性能评估方法。在2014年度，我们提出了设计人员可以轻松使用的地震荷载，并在当年（2015年度），我们使用该地震荷载分析了屈曲能力，并提出了抗震性能评估方法。这项研究以数值分析为基础，针对使用穹顶半张角和长细比等参数的多个模型。此外，由于该方法提出了基于壳理论的屈曲载荷公式，因此不需要数值分析，并且可以通过手动计算轻松评估。这项研究的结果已在一篇同行评审论文和两个国际会议上发表：IASS（国际壳与空间结构协会）和 APCS（亚太壳与空间结构会议）。此外，它还获得了 APCS 国际会议最佳论文奖（学生论文）。虽然本研究仅关注单层网格穹顶，但这是空间结构中的典型结构类型，所提出的方法也可以用于使用相同的程序创建其他结构类型的评估方法．因此，这项研究被认为指明了空间结构抗震领域的未来方向。