並列タイトル等Fundamental Study on Seismic Response of Steel Moment
ハリ コウフク センコウガタ ゴウコウゾウ ラーメン ホネグミ ノ ジシン オウトウ セイジョウ ノ カイメイ ニ カンスル キソテキ ケンキュウ
一般注記type:研究報告書
この研究では、梁降伏先行型の鋼構造ラーメン骨組の地震応答を精度良く追跡できる解析方法を開発し、その地震応答性状を検討することを目的とした。接合部パネルを含めた純鉄骨部材や柱脚の挙動については、精度良く追跡できる解析プログラムを既に開発している。この研究では、１次元有限要素法でモデル化された鉄骨梁に、コンクリートスラブの挙動を近似する要素を付加することによって、合成梁の弾塑性解析を可能にした。また、この方法による解析結果を既往の実験結果と比較しながら、解析モデルにおけるコンクリートスラブの有効幅やコンクリートの応力度－歪度関係の劣化勾配について検討を行った。次に、現行の耐震規定にしたがって設計された現実的な鋼構造骨組を対象に、前記の方法による地震応答解析結果と、合成効果を無視した解析結果を比較して、コンクリートスラブの合成効果の影響を検討した。その結果、 コンクリートスラブの合成効果を完全に無視すると、固有周期は5～10％程度長くなり、最大層間変位角も1～1.5倍程度に増大する傾向があることや、鉄骨梁の断面２次モーメントを割増すことで曲げ剛性の増大だけを考慮すると、塑性ヒンジ法を用いても、最大層間変位角については良好な近似が得られることなどを明らかにした。その他、梁降伏先行型骨組の地震応答の基本的な性質を明らかにするため、柱梁耐力比が最大層間変位角応答に及ぼす影響について検討し、各層の変形を一様化するために要求される柱梁耐力比を明らかにした。また、鋼構造骨組の地震応答解析における粘性減衰の取り方についても検討を行った。
This research aims at developing a numerical analysis program, which precisely simulates dynamic behaviors of steel moment frames and at examining of seismic response derived from analytical results. The frames are weak-beam type frames, whose beams are weaker than their columns with respect to full plastic bending moment. The frame analysis program, which the author already has been developed, deals with not only joint panels but also column-bases for accuracy of trace behaviors of pure steel frames. For a further refinement of the program, a new function was implemented into the program, which makes the program be able to deal with composite action of beams and reinforced concrete slabs. The analytical main steel frame consists of one-dimensional finite elements. Moreover, the reinforced concrete slabs settled on the beams were modeled with the consistency of deformation and stress-strain relationship covering over deteriorating region.A numerical work was conducted using the new developed program to examine the composite effect of R/C slabs on the behaviors of over-all frames comparing results of pure or naked steel frames with those of frames with R/C slabs. As a result, followings were withdrawn from the numerical study; 1) The basic period as eigen-value of naked frames is longer than that of frames with R/C slabs from 5 to 10 percent. 2) The maximum story drift angle of naked frames is as large as that of frames with R/C slabs from 1.0 to 1.5 times. 3) As for the maximum story drift angle of frame, the legacy method, which is called as the plastic-hinge method gives rather accurate results in case where moment of inertia of beams are suitably increased.
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