e-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 ph.d. prof., dpri, kyoto univ., ph.d....

10
1.20 1 1960 1,2) 1970 3) 1994 4) 1995 5) 6) 7) 8) 1970 9) 10-13) 2008 3 2009 10 E-14,15) 2 E-1970 構造系 685 号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 78685号, 569-5782013年3月 J. Struct. Constr. Eng., AIJ, Vol. 78 No. 685, 569-578, Mar., 2013 超高層鋼構造建物の現場溶接接合部が有する耐震性能を検証する E-ディフェンス震動台実験 E-DEFENSE TESTS ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF BEAM-TO-COLUMN MOMENT FRAME CONNECTIONS IN HIGH-RISE STEEL BUILDINGS 岡崎 太一郎 *1 ,松 宮 智 央 *2 ,長 江 拓 也 *3 ,福 山 國 夫 *4 井上貴仁 *5 ,中 島 正 愛 *6 Taichiro OKAZAKI, Tomohiro MATSUMIYA, Takuya NAGAE, Kunio FUKUYAMA, Takahito INOUE and Masayoshi NAKASHIMA *1 北海道大学大学院 准教授・Ph. D. Assoc. Prof., Hokkaido Univ., Ph. D. *2 近畿大学 講師・博士(工学) Lecturer, Kinki Univ., Dr. Eng. *3 独立行政法人防災科学技術研究所兵庫耐震工学センター Senior Researcher, EERC, NIED, Dr. Eng. 主任研究員・博士(工学) *4 独立行政法人防災科学技術研究所兵庫耐震工学センター Visiting Researcher, EERC, NIED 客員研究員 *5 独立行政法人防災科学技術研究所兵庫耐震工学センター Deputy Director, EERC, NIED, Dr. Eng. 副センター長・博士(工学) *6 京都大学防災研究所 教授・Ph. D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph. D. Two full-scale steel moment-resisting frames were constructed and tested at E-Defense to examine the performance of high-rise buildings subjected to long-period ground motions. Frame 1 adopted typical design and detailing from the 1970’s employing both field- welded and shop-welded details for the moment frame connections. Frame 2 was identical to Frame 1 except that all connections were field-welded and upgraded using three strengthening methods. A number of connections in Frame 1 fractured during a simulated long- period motion. No damage was observed in Frame 2 until the same motion was repeated multiple times. The performance of field- welded connections in existing high-rise buildings and the effectiveness of upgrade methods are discussed. Keywords: High-rise buildings, Steel structures, Beam-to-column connections, Long-period ground motions, Shake-table tests 569

Upload: others

Post on 11-Sep-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-1-

�����������������������������

E-�����������E-DEFENSE TESTS ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF

BEAM-TO-COLUMN MOMENT FRAME CONNECTIONS IN HIGH-RISE STEEL BUILDINGS

�� ���*1��� ��*2��� ��*3��� ��*4

�� ��*5��� ��*6

Taichiro OKAZAKI*1, Tomohiro MATSUMIYA*2, Takuya NAGAE*3, Kunio FUKUYAMA *4,Takahito INOUE*5, and Masayoshi NAKASHIMA*6

Two full-scale steel moment-resisting frames were constructed and tested at E-Defense to examine the performance of high-rise

buildings subjected to long-period ground motions. Frame 1 adopted typical design and detailing from the 1970’s employing both field-

welded and shop-welded details for the moment frame connections. Frame 2 was identical to Frame 1 except that all connections were

field-welded and upgraded using three strengthening methods. A number of connections in Frame 1 fractured during a simulated long-

period motion. No damage was observed in Frame 2 until the same motion was repeated multiple times. The performance of field-

welded connections in existing high-rise buildings and the effectiveness of upgrade methods are discussed.

Keywords: High-rise buildings, Steel structures, Beam-to-column connections, Long-period ground motions, Shake-table tests

����������������������������

1.� ����

��������������������� 20 �� 1 ���

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������1960 �����������

������ 1,2)�������������������� 1970

����������� 3)�����1994 ����������

������������������������������

������������������������������

��������������� 4)�

1995 ����������� 5)��������������

�������������������� 6)����������

������� 7)����������� 8)����������

������������������������������

������������������������������

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������1970 �����������������

������������������������������

������������� 9)����������������

������������������������������

������������������������������

��������������������������� 10-13)�

�����������2008 � 3 �� 2009 � 10 �����

������������E-�����������������

�������������������������� 14,15)��

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������

�����2 �� E-����������������1970 �

*1 ��������� ����Ph.D. Associate Prof., Hokkaido Univ., Ph.D.*2 ����� ��������� Lecturer, Kinki Univ., Dr. Eng. *3 ���������������� ���������� ������������ Senior Researcher, EERC, NIED, Dr. Eng. *4 ���������������� ���������� ����� Visiting Researcher, EERC, NIED. *5 ���������������� ���������� ������������� Deputy Director, EERC, NIED, Dr. Eng. *6 ��������� ���Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D.

構造系 685号

【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻 第685号,569-578,2013年 3月J. Struct. Constr. Eng., AIJ, Vol. 78 No. 685, 569-578, Mar., 2013

超高層鋼構造建物の現場溶接接合部が有する耐震性能を検証する E-ディフェンス震動台実験

E-DEFENSE TESTS ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF BEAM-TO-COLUMN MOMENT FRAME CONNECTIONS

IN HIGH-RISE STEEL BUILDINGS

岡崎 太一郎*1,松 宮 智 央*2,長 江 拓 也*3,福 山 國 夫*4 井 上 貴 仁*5,中 島 正 愛*6

Taichiro OKAZAKI, Tomohiro MATSUMIYA, Takuya NAGAE, Kunio FUKUYAMA, Takahito INOUE and Masayoshi NAKASHIMA

*1 北海道大学大学院 准教授・Ph. D. Assoc. Prof., Hokkaido Univ., Ph. D. *2 近畿大学 講師・博士(工学) Lecturer, Kinki Univ., Dr. Eng. *3 独立行政法人防災科学技術研究所兵庫耐震工学センター Senior Researcher, EERC, NIED, Dr. Eng. 主任研究員・博士(工学) *4 独立行政法人防災科学技術研究所兵庫耐震工学センター Visiting Researcher, EERC, NIED 客員研究員 *5 独立行政法人防災科学技術研究所兵庫耐震工学センター Deputy Director, EERC, NIED, Dr. Eng. 副センター長・博士(工学) *6 京都大学防災研究所 教授・Ph. D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph. D.

-1-

�����������������������������

E-�����������E-DEFENSE TESTS ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF

BEAM-TO-COLUMN MOMENT FRAME CONNECTIONS IN HIGH-RISE STEEL BUILDINGS

�� ���*1��� ��*2��� ��*3��� ��*4

�� ��*5��� ��*6

Taichiro OKAZAKI*1, Tomohiro MATSUMIYA*2, Takuya NAGAE*3, Kunio FUKUYAMA *4,Takahito INOUE*5, and Masayoshi NAKASHIMA*6

Two full-scale steel moment-resisting frames were constructed and tested at E-Defense to examine the performance of high-rise

buildings subjected to long-period ground motions. Frame 1 adopted typical design and detailing from the 1970’s employing both field-

welded and shop-welded details for the moment frame connections. Frame 2 was identical to Frame 1 except that all connections were

field-welded and upgraded using three strengthening methods. A number of connections in Frame 1 fractured during a simulated long-

period motion. No damage was observed in Frame 2 until the same motion was repeated multiple times. The performance of field-

welded connections in existing high-rise buildings and the effectiveness of upgrade methods are discussed.

Keywords: High-rise buildings, Steel structures, Beam-to-column connections, Long-period ground motions, Shake-table tests

����������������������������

1.� ����

��������������������� 20 �� 1 ���

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������1960 �����������

������ 1,2)�������������������� 1970

����������� 3)�����1994 ����������

������������������������������

������������������������������

��������������� 4)�

1995 ����������� 5)��������������

�������������������� 6)����������

������� 7)����������� 8)����������

������������������������������

������������������������������

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������1970 �����������������

������������������������������

������������� 9)����������������

������������������������������

������������������������������

��������������������������� 10-13)�

�����������2008 � 3 �� 2009 � 10 �����

������������E-�����������������

�������������������������� 14,15)��

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������

�����2 �� E-����������������1970 �

*1 ��������� ����Ph.D. Associate Prof., Hokkaido Univ., Ph.D.*2 ����� ��������� Lecturer, Kinki Univ., Dr. Eng. *3 ���������������� ���������� ������������ Senior Researcher, EERC, NIED, Dr. Eng. *4 ���������������� ���������� ����� Visiting Researcher, EERC, NIED. *5 ���������������� ���������� ������������� Deputy Director, EERC, NIED, Dr. Eng. *6 ��������� ���Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D.

-1-

�����������������������������

E-�����������E-DEFENSE TESTS ON THE SEISMIC PERFORMANCE OF

BEAM-TO-COLUMN MOMENT FRAME CONNECTIONS IN HIGH-RISE STEEL BUILDINGS

�� ���*1��� ��*2��� ��*3��� ��*4

�� ��*5��� ��*6

Taichiro OKAZAKI*1, Tomohiro MATSUMIYA*2, Takuya NAGAE*3, Kunio FUKUYAMA *4,Takahito INOUE*5, and Masayoshi NAKASHIMA*6

Two full-scale steel moment-resisting frames were constructed and tested at E-Defense to examine the performance of high-rise

buildings subjected to long-period ground motions. Frame 1 adopted typical design and detailing from the 1970’s employing both field-

welded and shop-welded details for the moment frame connections. Frame 2 was identical to Frame 1 except that all connections were

field-welded and upgraded using three strengthening methods. A number of connections in Frame 1 fractured during a simulated long-

period motion. No damage was observed in Frame 2 until the same motion was repeated multiple times. The performance of field-

welded connections in existing high-rise buildings and the effectiveness of upgrade methods are discussed.

Keywords: High-rise buildings, Steel structures, Beam-to-column connections, Long-period ground motions, Shake-table tests

����������������������������

1.� ����

��������������������� 20 �� 1 ���

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������1960 �����������

������ 1,2)�������������������� 1970

����������� 3)�����1994 ����������

������������������������������

������������������������������

��������������� 4)�

1995 ����������� 5)��������������

�������������������� 6)����������

������� 7)����������� 8)����������

������������������������������

������������������������������

�������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������1970 �����������������

������������������������������

������������� 9)����������������

������������������������������

������������������������������

��������������������������� 10-13)�

�����������2008 � 3 �� 2009 � 10 �����

������������E-�����������������

�������������������������� 14,15)��

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������

�����2 �� E-����������������1970 �

*1 ��������� ����Ph.D. Associate Prof., Hokkaido Univ., Ph.D.*2 ����� ��������� Lecturer, Kinki Univ., Dr. Eng. *3 ���������������� ���������� ������������ Senior Researcher, EERC, NIED, Dr. Eng. *4 ���������������� ���������� ����� Visiting Researcher, EERC, NIED. *5 ���������������� ���������� ������������� Deputy Director, EERC, NIED, Dr. Eng. *6 ��������� ���Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D.

- 569 -

Page 2: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-2-

������������������������������

������������������������������

�����2 �������������������������

3 �������4 ������������5 ��������

���6��������7����������

2.� �����

2. 1� �����������

�����������������������������

���������������������� 1960 �����

�� 1)�1980 �����������������������

������� 2)�����1994 ��������������

������������������������������

������������������������������

�� 4)���������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������� 4,16)��������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������������� 16)�����

������������������������������

������������������������������

� 17)���������������������������

�����������������������������

18)�����������������������������

������������������������������

�������������������������� 4,16)�

�����������������������������

���������� 19)������������������

� 20)���������������������������

������������������������������

���� 21)���������� 24 � 5 �����������

������� 6��������� 5����� 21)�

2. 2� �������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

����� H �����������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������ 7,8)�������������� 22)�

������������������������������

������������������������������

������������ 3,9)�

1995 ��������������������������

������������������������������

����������������2000 �����������

�������������������������������

���������������������

2. 3� ��������

����������������������������

�������������������������� 23-32)��

���(A) ����������������� 27)�(B) ����

��������������� 24,28)�(C) ����������

������������ 28)�(D) ��������������

������� 24,31)���������������������

������������������������������

������������������������������

(B)�(C)��������������(E) ����������

��� T ������������� 25,29,31)�(F) �������

������������������ 30)�����������

3.� ���

3. 1� ��

� 1 ��� 4 ����� 2 ��������� E-������

����������� 1������������������

������������������������-1 � 2008 �

1� 2�������� 3� 17��� 21�����������

�-2 � 2009 � 7 � 8 �������� 10 � 1 � 2 �������

1 2 5 6

9 10 13 14

17 18 21 22

(a) ���

6,000

8,00

01,

000

6,000 1,0001,000

1 2 3

N

A

B

1,00

0

G3

G3

G1G2

G1G2

4,50

0

6,000 6,0001 2 3

3,80

03,

800

3��

A����(b) ���

�1 �������������: mm�

8,000A B

3����

6,000 6,0001 2 3

B����

8,000A B

1����

3 4

11 12

19 20

7 8

15 16

23 24

G2

G2

G2

G1

G1

G1

G2

G2

G2

G1

G1

G1

G3

G3

G3

G3

G3

G3

RC����

3,80

0

2��

���

4��

5��

-3-

��-1 � 2 �������������������� 2 � 12

m���� 1� 8 m���� 1 ��� 4.5 m� 2�� 4�� 3.8 m

����������� SM490A ��������������

������ G1���� H-400×200×8×13�� G2������ H-

600×200×9×19�� 2 ������������ G3�Hc-800×199×

10×15���� H-596×199×10×15 ���������������

������������� G2 � G3 ������������

����� G1 �����������������������

��� FA ������ FD ���������������

400×400×25 ������������������������

������������� 1����������������

������������������-1 ���� 5 �����

������������������������������

�� 120 mm������������������������

��������������������� 21 MPa �����

�-1� 28��� 30 MPa���-2� 29 MPa����������

������ 2�����������������������

2 ��� 4 ����G2 � G3 ���� 24 �����������

���� 1�������������� 2����������

��������

3. 2� ���� �������

� 2 ���-1 ����� 2 ����������������

1970 �������������������������� 3)�

(a�������

G2 ������ 1.2 m ������������������

��������������������� 2(a)�������

������������������������������

�������������������������������

�������������

(b)�������

� 2(b)��� G3 ���������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������1970 ���������������������

�����������������2 ��� 4 ��������

������������������� F10T-M20 ���� 9 �

����3 �������������������������

������� 13������

�2 �������

��1 ��-2�����(b) �����(a) ����������

�1 �������

� y � u � y � u

343 515 353 522G1 426 576 432 556G2 357 532 351 512G3 373 534 401 534

403 545 416 561D10 395 531 370 509D13 388 524 332 475

PL-9 390 536PL-12 409 530PL-16 396 537PL-19 358 513

���

� y :����� u :�������: MPa�

�����

�����

��-1 ��-2��

��� ���� ��� ����

1 G2 �� ���� ����� �������������

2 G2 �� ���� ����� ����

3 G2 �� ���� ����� ����

4 G2 �� ���� ����� ����

5 G3 �� ���� ����� ����

6 G3 �� ����������� ����� ����

7 G3 �� ������������� ����� ����

8 G3 �� ���� ����� ����

9 G2 �� ����������� ����� �������������

10 G2 �� ���� ����� �������������

11 G2 �� ������������� ����� �������������

12 G2 �� ���� ����� �������������

13 G3 �� ���� ����� ������������

14 G3 �� ���� ����� ����

15 G3 �� ������������� ����� �������������

16 G3 �� ������������ ����� �������������

17 G2 �� ����������� ����� �������������

18 G2 �� ���� ����� �������������

19 G2 �� ������������� ����� �������������

20 G2 �� ���� ����� �������������

21 G3 �� ���� ����� ����

22 G3 �� ������������� ����� �������������

23 G3 �� ������������� ����� �������������

24 G3 �� ���� ����� �������������

����������������������������������������

��-1 ��-2�

��

35�

35�

�2 ��-1�����������: mm�(a) ����� (b) �������������

52 70 40162

110

560(

8@70

)40

4064

050

120

52 110162

9-S10TM20

13-S10TM20

PL-9

PL-22

PL-22

2, 4�� 3��

35

1235R

70

47.6R 95

7

35RPL-22

PL-22

35

35

35R35

35

PL-9

�� ��

G1�

G2�

BH-600�200�9�19

PL-22

PL-22

�19@150, h=80�19@150, h=80

G3� G3�

7

35�735�7

35�71335�713

- 570 -

Page 3: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-2-

������������������������������

������������������������������

�����2 �������������������������

3 �������4 ������������5 ��������

���6��������7����������

2.� �����

2. 1� �����������

�����������������������������

���������������������� 1960 �����

�� 1)�1980 �����������������������

������� 2)�����1994 ��������������

������������������������������

������������������������������

�� 4)���������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������� 4,16)��������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������������� 16)�����

������������������������������

������������������������������

� 17)���������������������������

�����������������������������

18)�����������������������������

������������������������������

�������������������������� 4,16)�

�����������������������������

���������� 19)������������������

� 20)���������������������������

������������������������������

���� 21)���������� 24 � 5 �����������

������� 6��������� 5����� 21)�

2. 2� �������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

����� H �����������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������ 7,8)�������������� 22)�

������������������������������

������������������������������

������������ 3,9)�

1995 ��������������������������

������������������������������

����������������2000 �����������

�������������������������������

���������������������

2. 3� ��������

����������������������������

�������������������������� 23-32)��

���(A) ����������������� 27)�(B) ����

��������������� 24,28)�(C) ����������

������������ 28)�(D) ��������������

������� 24,31)���������������������

������������������������������

������������������������������

(B)�(C)��������������(E) ����������

��� T ������������� 25,29,31)�(F) �������

������������������ 30)�����������

3.� ���

3. 1� ��

� 1 ��� 4 ����� 2 ��������� E-������

����������� 1������������������

������������������������-1 � 2008 �

1� 2�������� 3� 17��� 21�����������

�-2 � 2009 � 7 � 8 �������� 10 � 1 � 2 �������

1 2 5 6

9 10 13 14

17 18 21 22

(a) ���

6,000

8,00

01,

000

6,000 1,0001,000

1 2 3

N

A

B

1,00

0

G3

G3

G1G2

G1G2

4,50

0

6,000 6,0001 2 3

3,80

03,

800

3��

A����(b) ���

�1 �������������: mm�

8,000A B

3����

6,000 6,0001 2 3

B����

8,000A B

1����

3 4

11 12

19 20

7 8

15 16

23 24

G2

G2

G2

G1

G1

G1

G2

G2

G2

G1

G1

G1

G3

G3

G3

G3

G3

G3

RC����

3,80

0

2��

���

4��

5��

-3-

��-1 � 2 �������������������� 2 � 12

m���� 1� 8 m���� 1 ��� 4.5 m� 2�� 4�� 3.8 m

����������� SM490A ��������������

������ G1���� H-400×200×8×13�� G2������ H-

600×200×9×19�� 2 ������������ G3�Hc-800×199×

10×15���� H-596×199×10×15 ���������������

������������� G2 � G3 ������������

����� G1 �����������������������

��� FA ������ FD ���������������

400×400×25 ������������������������

������������� 1����������������

������������������-1 ���� 5 �����

������������������������������

�� 120 mm������������������������

��������������������� 21 MPa �����

�-1� 28��� 30 MPa���-2� 29 MPa����������

������ 2�����������������������

2 ��� 4 ����G2 � G3 ���� 24 �����������

���� 1�������������� 2����������

��������

3. 2� ���� �������

� 2 ���-1 ����� 2 ����������������

1970 �������������������������� 3)�

(a�������

G2 ������ 1.2 m ������������������

��������������������� 2(a)�������

������������������������������

�������������������������������

�������������

(b)�������

� 2(b)��� G3 ���������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������1970 ���������������������

�����������������2 ��� 4 ��������

������������������� F10T-M20 ���� 9 �

����3 �������������������������

������� 13������

�2 �������

��1 ��-2�����(b) �����(a) ����������

�1 �������

� y � u � y � u

343 515 353 522G1 426 576 432 556G2 357 532 351 512G3 373 534 401 534

403 545 416 561D10 395 531 370 509D13 388 524 332 475

PL-9 390 536PL-12 409 530PL-16 396 537PL-19 358 513

���

� y :����� u :�������: MPa�

�����

�����

��-1 ��-2��

��� ���� ��� ����

1 G2 �� ���� ����� �������������

2 G2 �� ���� ����� ����

3 G2 �� ���� ����� ����

4 G2 �� ���� ����� ����

5 G3 �� ���� ����� ����

6 G3 �� ����������� ����� ����

7 G3 �� ������������� ����� ����

8 G3 �� ���� ����� ����

9 G2 �� ����������� ����� �������������

10 G2 �� ���� ����� �������������

11 G2 �� ������������� ����� �������������

12 G2 �� ���� ����� �������������

13 G3 �� ���� ����� ������������

14 G3 �� ���� ����� ����

15 G3 �� ������������� ����� �������������

16 G3 �� ������������ ����� �������������

17 G2 �� ����������� ����� �������������

18 G2 �� ���� ����� �������������

19 G2 �� ������������� ����� �������������

20 G2 �� ���� ����� �������������

21 G3 �� ���� ����� ����

22 G3 �� ������������� ����� �������������

23 G3 �� ������������� ����� �������������

24 G3 �� ���� ����� �������������

����������������������������������������

��-1 ��-2�

��

35�

35�

�2 ��-1�����������: mm�(a) ����� (b) �������������

52 70 40162

110

560(

8@70

)40

4064

050

120

52 110162

9-S10TM20

13-S10TM20

PL-9

PL-22

PL-22

2, 4�� 3��

35

1235R

70

47.6R 95

7

35RPL-22

PL-22

35

35

35R35

35

PL-9

�� ��

G1�

G2�

BH-600�200�9�19

PL-22

PL-22

�19@150, h=80�19@150, h=80

G3� G3�

7

35�735�7

35�71335�713

- 571 -

Page 4: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-4-

3. 3� ���� ������

� 3���-2��������������-1� G2�����

�����������-2 � 24 �������-1 �������

������������������ F10T-M20 ���� G2 �

� 6��G3�� 13���������������������

������������������������������

��������������� 31,32)�G3 ����������

�������� 2������������ 1��������

�������������������������������

(a) ���������

� 3(a)��������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������3 �����

� 13�� 16� 4��������

(b) ���������

� 3(b)�(d)�����������������������

������������������������������

����������������(D)������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����3������ 9�� 12�4������ 17�� 24��

� 12��������

(c) ���������

� 3(c)�(e)�������������� T ��������

���������(E)�������������������

������������������������������

������������������������������

3.5 ����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������2 �����

� 1�� 8� 8��������

3. 4� ���������

��-1 �������������������������

�����������������������-2 �����

���������������������� 25ºC �����

����� 3������������������������

���������������������-1 �� 1.2 mm ��

���� YGW11 ����-2 �� 1.4 mm � YGW18 ������

YGW18 � 1995 ����������������������

������������������������������

������������������YGW11 ��������

��������� 0��������������������

����YGW18 �������-2 � G3 ��������� 70 J

����������������-2 ������������

���������������� 12��������

��-2 �������������������������

� 1.2 mm� T490T1-1CA-UH5��������������

3. 5� ������������

� 3 ������������������ 7)��������

������������������������������

�SM490��� 1.35���������������� 7)����

�������������������� 15,31)��������

������������ G3 ����������������

�������������������������������

����������������� 4������������

��������������� 31��������������

���������y ��u �� 1 ���������������B

� 30 MPa������ 3������������������

������������������������������

������������������������������

������������������ 15,31)����������

���������������������� G3 ������

(a) ��������

PL-9�80�8070

80

1040

5011

030

030

0A2

A1

(b) ��������

200170237

BPL-16

B��

25R

125

150

125

400

C��

PL-9PL-9

C 83 15067

BCT-150�400�12�16

PL-6

50 112

(c) ��������

158 158 504935450

(d) ��������

(e) ��������

120

430

5012

0

350

40406-S10T

M20

PL-9

�� ��

�� ��

�3 ��-2��������: (a)�(c)�G3�; (d)�(e)�G2����: mm�

(5@

70)

PL-19

83150 67

BCT-150�400�12�19

6-S10T M20PL-9

PL-19

G1�

G2�

G1�

G2�

G3� G3� G3�

A2��

A1��7

885 10

0

50 158 158 49 35450

PL-16

�������

9

7

25R

25R

-5-

���������� 1.35 �����������������

�������3 ���� 2 �� 4 ��������������

�����������������������������

� 4 ��� 15)����������������������

������� 4����������������������

����������������������H�������

�������� 1.0 ��������������������

������������������������������

������������������������������

����������� 1.5����� 1.2 �� 1.3 ������

������������������������������

������������������������������

1.0����� 1.0 ���������������������

�������� 1.0������

� 3 � 4 ���������������������� 7)��

������������������������������

������������������������������

����������������������� G3 �����

������������������������������

������������������������������

���������������������������

4.� ����

�����������������������������

������������������������ 21 ����

������������������� 14)���������

� 21�����������������������

�����������������������������

���3 ��������������������������

������������ 2������������ 0.5 m/s �

�������� EL2��������������������33) HOG������������������������ 34)

SAN � 3 ����EL2�HOG�SAN ��������SAN ���

��� 5������������������ NS� EW���

����������� 1 ����� 2.4 �����������

��������������������� 14,15)�

��-2 �������������������������

������������ 35)�0.005 �������������

������������������������������

����-2������������������������

5.� �����

5. 1� �����

E-����������������������������

��� 14)��������������� 2.1 �� 2.4 �� 15)��

����������������

� 5���������������������������

��������������� 5�6�20�21 ��������

����������7 �������������������

����������9�14�19 ��������������-2

������� 35)������������������ 9 ��

13 ����������������������������

������������������������������

��������������� 2 �������� EL2 ���

��������� 0.01 ������������������

��������������EL2�HOG�SAN �������

��SAN����������������������

��-1 �������1 ��� SAN �������� 0.02 ��

������������ 4���� 1�� 2���������

7�15�22�23������������SAN � NS ������

uhfhfuff AA �� ���

(a) ��������

cB A��85.0

s�y

s�y�����

uffA ��

uffA ��

s�y

s�y

yffA ��hw�y

uhfhfA ��

�����

�����

uhfhfuff AA �� ���

(b) ��������

�����

hw�y

�����

�����

ryr A��

s�y

s�y

uffA ��

uffA ��

s�y

s�y

yffA ��

uhfhfA ��

�4 �����������������

PNA(+)

PNA( )PNA( )

�3 ������ �4 ������

��� ���

1.30 1.23 1.250.98 1.08 1.041.07 1.16 1.111.36 1.30 1.32

G2 1.48 1.50 1.46G3 1.28 1.28 1.27G2 1.61 1.61 1.56G3 1.41 1.40 1.38

�����

�����

��

�����

���������

��2, 4��

3��

��� ��� ��� ���

1.00 1.00 1.56 1.241.08 1.08 1.50 1.321.03 1.03 1.26 1.14

G2 0.47 0.47 1.01 0.67G3 0.64 0.64 1.05 0.85G2 0.34 0.34 0.88 0.55G3 0.49 0.49 0.89 0.69

��� ������

�����

��

���3�������

�����

�6 ����������

����������

������-1:��-2:

����

���� ����

�5 ��������������

20 60

0.02

0.04

0.06

0.08

00

��6)

��19)

��9)

����� (rad)

����

40

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

EL2

HOG SAN-1

SAN-3

(a) ��-1 ����

Ri

Ri+1� � 21 ii RR �� �

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

(b) ��-1 ����

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

(d) ��-2 ����

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

(c) ��-2 ����

SAN-5

EL2

HOG

SAN-1

SAN-3

����� (rad)

Ri, Ri+1: i�i+1����������������

��

- 572 -

Page 5: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-4-

3. 3� ���� ������

� 3���-2��������������-1� G2�����

�����������-2 � 24 �������-1 �������

������������������ F10T-M20 ���� G2 �

� 6��G3�� 13���������������������

������������������������������

��������������� 31,32)�G3 ����������

�������� 2������������ 1��������

�������������������������������

(a) ���������

� 3(a)��������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������3 �����

� 13�� 16� 4��������

(b) ���������

� 3(b)�(d)�����������������������

������������������������������

����������������(D)������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����3������ 9�� 12�4������ 17�� 24��

� 12��������

(c) ���������

� 3(c)�(e)�������������� T ��������

���������(E)�������������������

������������������������������

������������������������������

3.5 ����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������2 �����

� 1�� 8� 8��������

3. 4� ���������

��-1 �������������������������

�����������������������-2 �����

���������������������� 25ºC �����

����� 3������������������������

���������������������-1 �� 1.2 mm ��

���� YGW11 ����-2 �� 1.4 mm � YGW18 ������

YGW18 � 1995 ����������������������

������������������������������

������������������YGW11 ��������

��������� 0��������������������

����YGW18 �������-2 � G3 ��������� 70 J

����������������-2 ������������

���������������� 12��������

��-2 �������������������������

� 1.2 mm� T490T1-1CA-UH5��������������

3. 5� ������������

� 3 ������������������ 7)��������

������������������������������

�SM490��� 1.35���������������� 7)����

�������������������� 15,31)��������

������������ G3 ����������������

�������������������������������

����������������� 4������������

��������������� 31��������������

���������y ��u �� 1 ���������������B

� 30 MPa������ 3������������������

������������������������������

������������������������������

������������������ 15,31)����������

���������������������� G3 ������

(a) ��������

PL-9�80�80

70

80

1040

5011

030

030

0

A2

A1

(b) ��������

200170237

BPL-16

B��

25R

125

150

125

400

C��

PL-9PL-9

C 83 15067

BCT-150�400�12�16

PL-6

50 112

(c) ��������

158 158 504935450

(d) ��������

(e) ��������

120

430

5012

0

350

40406-S10T

M20

PL-9

�� ��

�� ��

�3 ��-2��������: (a)�(c)�G3�; (d)�(e)�G2����: mm�

(5@

70)

PL-19

83150 67

BCT-150�400�12�19

6-S10T M20PL-9

PL-19

G1�

G2�

G1�

G2�

G3� G3� G3�

A2��

A1��

78

85 100

50 158 158 49 35450

PL-16

�������

9

7

25R

25R

-5-

���������� 1.35 �����������������

�������3 ���� 2 �� 4 ��������������

�����������������������������

� 4 ��� 15)����������������������

������� 4����������������������

����������������������H�������

�������� 1.0 ��������������������

������������������������������

������������������������������

����������� 1.5����� 1.2 �� 1.3 ������

������������������������������

������������������������������

1.0����� 1.0 ���������������������

�������� 1.0������

� 3 � 4 ���������������������� 7)��

������������������������������

������������������������������

����������������������� G3 �����

������������������������������

������������������������������

���������������������������

4.� ����

�����������������������������

������������������������ 21 ����

������������������� 14)���������

� 21�����������������������

�����������������������������

���3 ��������������������������

������������ 2������������ 0.5 m/s �

�������� EL2��������������������33) HOG������������������������ 34)

SAN � 3 ����EL2�HOG�SAN ��������SAN ���

��� 5������������������ NS� EW���

����������� 1 ����� 2.4 �����������

��������������������� 14,15)�

��-2 �������������������������

������������ 35)�0.005 �������������

������������������������������

����-2������������������������

5.� �����

5. 1� �����

E-����������������������������

��� 14)��������������� 2.1 �� 2.4 �� 15)��

����������������

� 5���������������������������

��������������� 5�6�20�21 ��������

����������7 �������������������

����������9�14�19 ��������������-2

������� 35)������������������ 9 ��

13 ����������������������������

������������������������������

��������������� 2 �������� EL2 ���

��������� 0.01 ������������������

��������������EL2�HOG�SAN �������

��SAN����������������������

��-1 �������1 ��� SAN �������� 0.02 ��

������������ 4���� 1�� 2���������

7�15�22�23������������SAN � NS ������

uhfhfuff AA �� ���

(a) ��������

cB A��85.0

s�y

s�y�����

uffA ��

uffA ��

s�y

s�y

yffA ��hw�y

uhfhfA ��

�����

�����

uhfhfuff AA �� ���

(b) ��������

�����

hw�y

�����

�����

ryr A��

s�y

s�y

uffA ��

uffA ��

s�y

s�y

yffA ��

uhfhfA ��

�4 �����������������

PNA(+)

PNA( )PNA( )

�3 ������ �4 ������

��� ���

1.30 1.23 1.250.98 1.08 1.041.07 1.16 1.111.36 1.30 1.32

G2 1.48 1.50 1.46G3 1.28 1.28 1.27G2 1.61 1.61 1.56G3 1.41 1.40 1.38

�����

�����

��

�����

���������

��2, 4��

3��

��� ��� ��� ���

1.00 1.00 1.56 1.241.08 1.08 1.50 1.321.03 1.03 1.26 1.14

G2 0.47 0.47 1.01 0.67G3 0.64 0.64 1.05 0.85G2 0.34 0.34 0.88 0.55G3 0.49 0.49 0.89 0.69

��� ������

�����

��

���3�������

�����

�6 ����������

����������

������-1:��-2:

����

���� ����

�5 ��������������

20 60

0.02

0.04

0.06

0.08

00

��6)

��19)

��9)

����� (rad)

����

40

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

EL2

HOG SAN-1

SAN-3

(a) ��-1 ����

Ri

Ri+1� � 21 ii RR �� �

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

(b) ��-1 ����

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

(d) ��-2 ����

20

10

00 0.01 0.02

���

������� (rad)

(c) ��-2 ����

SAN-5

EL2

HOG

SAN-1

SAN-3

����� (rad)

Ri, Ri+1: i�i+1����������������

��

- 573 -

Page 6: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-6-

���������� 2 ������������SAN-1�SAN-2

���������������SAN-3 ������ 2 ����

�� 11�19�������������������-2 � SAN �

�������������������������SAN-3 �

������������ 3 ������ 9�10�11�������

�����SAN � EW ���������������� 2 ��

����SAN-5 ����������� 4 ������ 15�16�

23�24���������������������������

�����0.02 ����������������������

���������������2 �� 3 ���1 �� 4 ����

�� 3���������������������������

�������� 3������ 4��������

� 6 ������ 36)��� SAN-1 ������� 2 �����

�����������±0.0025 ���������������

������������������������������

�������� 19)��������������������

������ 6)��������������������� 9)�

��������������������SAN �������

���������� 0.006 �����������������

��������±0.02 �������������������

���������������� 10-13)������������

���������������������� 3�9�20 ���

������������������������������

������������

5. 2� ���������

� 7�� 9�������� 15� 16�������

�������������������������

�����������-1 � SAN-1 �����-2 �

SAN-2�SAN-5 ��������(b)��������

�����(a)�(c)����������������

�������������������������

�����������������������

1,600 mm �����(b)��������������

���������� 15)�������������

�������������������������

������������������� 15 ����

�������� 16 ���������������

�������������������������

������������������������

��-1 � 2 ���� 16 �������������

�������������������������

�������������������������

���������-1���� 15���-2���� 15

� 16 ����������������������

���������������� 9��������

15 �� 16 ������������� 8 ������

�������SAN-4 ��������������

����������������

������������������������

�������������������� 0.005 ��

������������������������������

���������������� 7�������������

��������������������������� 15 �

���� 16 ����������������� 4 ������

� 15��������������� 15�����������

�������������������� 15 ��������

������������������������� 16 ���

������������������������������

������������������������������

�������������

5. 3� �����

� 2���������������������������

����������������������� 7�� 9���

���������������������������� 2�

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������

��-1 ��������12 ����� 2 ������ 11�19�

� SAN-3 ������������������(a) ������

���������������������������� 9�

17 ����������������������������

��� 12 ����� 4 ������ 7�15�22�23�� SAN-1 �

���������������������(b) ����

�8 ��-2 ���15�16����SAN-2���(b) ���������

2,000

-2,000

0

������� (kN�m)

� �

���15 16

(a) ���15

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����

�(rad)

(kN�m)

(c) ���16

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)

���15 16

(a) ���15 (b) ��������� (c) ���16�9 ��-2 ���15�16����SAN-5���

��

���

��

��

� ��

�����

2,000

-2,000

0

������� (kN�m)2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)

�7 ��-1 ���15�16���(b) ���������

2,000

-2,000

0

������� (kN�m)

��

��

��

���15 16

(a) ���15

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����

��

� �

� �(rad)

(kN�m)

��

(c) ���16

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)

-7-

��-2 �����������4 ����� 2 ������ 15�

16�� SAN-5 ������������������(c) ����

��-1 ��������������������������

����������������G2 ���������� 8 �

���� 3 ������ 9�10�11�� SAN-3 ��������

���(d) �������������������������

����������������������������� 5

�����������������������������

G3 ���������������8 ����� 4 ������

15�16�23�24�� SAN-5 �����������������

��������������� 8 ������ SAN-5 ����

��������������� 1��������������

����������������

5. 4� ����

�� 3 ���-1 � 2 ���� 15 ��������������

������������������������������

������������������� 3(a)�����-1���

���������� 3(c)������������������

������������������������������

���������� 3(b)�����-2 �����������

����������������������-1 ������

������-2 ����������������������

��������� YGW11 ��� YGW18 ����������

�������������������������������

��-2 ����-1 ���������������������

�-1 ���������������������������

�������������������������������

�� 4 ����-1 ���� 16 ���������������

�������� 10 ���������������������

��������������� 16 �������������

����� 7(c)������������� 3�� 1������

�������������(b)����������(d)����

������������������������������

�������������������������������

��(b)��������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������������

5. 5� �����������

� 11 ���-1 ���� 22���-2 ���� 6�14�22 � SAN

������������������������������

����������������� 4������������

������������������������-1 ����

��2 ���������

������

������

��

������

(a) ��-1 #19���� (b) ��-1 #15���� (c) ��-2 #15������� (d) ��-2 #24�������

����

�����

����

�11 ����������

(b) ��-1 #22(a) ��������

200 10

7515

��

1/4

(c) ��-2 #14 (d) ��-2 #22 (e) ��-2 #6���� ������� ������� �������

�10 ��-1����16�������

���

���

����

��������

������

���� b

a

dc

���

���

-1.0

� (%)

1.00

PNA(+)

-1.0 1.00

PNA(+)

-1.0 1.00

PNA(+)

-1.0 1.00

PNA(+)

� (%)� (%)� (%)

PNA( )PNA( )PNA( )PNA( )

PNA( )PNA( )PNA( )PNA( )SAN-5SAN-1

��� ���

(c)��

(c)��

��4 ������������

(a) (b)

(c) (d)

�����

����

������

��3 ���15����(c) ������

(a) ��-1

(b) ��-2200 �m

��

- 574 -

Page 7: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-6-

���������� 2 ������������SAN-1�SAN-2

���������������SAN-3 ������ 2 ����

�� 11�19�������������������-2 � SAN �

�������������������������SAN-3 �

������������ 3 ������ 9�10�11�������

�����SAN � EW ���������������� 2 ��

����SAN-5 ����������� 4 ������ 15�16�

23�24���������������������������

�����0.02 ����������������������

���������������2 �� 3 ���1 �� 4 ����

�� 3���������������������������

�������� 3������ 4��������

� 6 ������ 36)��� SAN-1 ������� 2 �����

�����������±0.0025 ���������������

������������������������������

�������� 19)��������������������

������ 6)��������������������� 9)�

��������������������SAN �������

���������� 0.006 �����������������

��������±0.02 �������������������

���������������� 10-13)������������

���������������������� 3�9�20 ���

������������������������������

������������

5. 2� ���������

� 7�� 9�������� 15� 16�������

�������������������������

�����������-1 � SAN-1 �����-2 �

SAN-2�SAN-5 ��������(b)��������

�����(a)�(c)����������������

�������������������������

�����������������������

1,600 mm �����(b)��������������

���������� 15)�������������

�������������������������

������������������� 15 ����

�������� 16 ���������������

�������������������������

������������������������

��-1 � 2 ���� 16 �������������

�������������������������

�������������������������

���������-1���� 15���-2���� 15

� 16 ����������������������

���������������� 9��������

15 �� 16 ������������� 8 ������

�������SAN-4 ��������������

����������������

������������������������

�������������������� 0.005 ��

������������������������������

���������������� 7�������������

��������������������������� 15 �

���� 16 ����������������� 4 ������

� 15��������������� 15�����������

�������������������� 15 ��������

������������������������� 16 ���

������������������������������

������������������������������

�������������

5. 3� �����

� 2���������������������������

����������������������� 7�� 9���

���������������������������� 2�

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������

��-1 ��������12 ����� 2 ������ 11�19�

� SAN-3 ������������������(a) ������

���������������������������� 9�

17 ����������������������������

��� 12 ����� 4 ������ 7�15�22�23�� SAN-1 �

���������������������(b) ����

�8 ��-2 ���15�16����SAN-2���(b) ���������

2,000

-2,000

0

������� (kN�m)

� �

���15 16

(a) ���15

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����

�(rad)

(kN�m)

(c) ���16

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)

���15 16

(a) ���15 (b) ��������� (c) ���16�9 ��-2 ���15�16����SAN-5���

��

���

��

��

� ��

�����

2,000

-2,000

0

������� (kN�m)2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)

�7 ��-1 ���15�16���(b) ���������

2,000

-2,000

0

������� (kN�m)

��

��

��

���15 16

(a) ���15

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����

��

� �

� �(rad)

(kN�m)

��

(c) ���16

2,000

-2,000

�������

-0.02 0.02

����(rad)

(kN�m)

-7-

��-2 �����������4 ����� 2 ������ 15�

16�� SAN-5 ������������������(c) ����

��-1 ��������������������������

����������������G2 ���������� 8 �

���� 3 ������ 9�10�11�� SAN-3 ��������

���(d) �������������������������

����������������������������� 5

�����������������������������

G3 ���������������8 ����� 4 ������

15�16�23�24�� SAN-5 �����������������

��������������� 8 ������ SAN-5 ����

��������������� 1��������������

����������������

5. 4� ����

�� 3 ���-1 � 2 ���� 15 ��������������

������������������������������

������������������� 3(a)�����-1���

���������� 3(c)������������������

������������������������������

���������� 3(b)�����-2 �����������

����������������������-1 ������

������-2 ����������������������

��������� YGW11 ��� YGW18 ����������

�������������������������������

��-2 ����-1 ���������������������

�-1 ���������������������������

�������������������������������

�� 4 ����-1 ���� 16 ���������������

�������� 10 ���������������������

��������������� 16 �������������

����� 7(c)������������� 3�� 1������

�������������(b)����������(d)����

������������������������������

�������������������������������

��(b)��������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������������

5. 5� �����������

� 11 ���-1 ���� 22���-2 ���� 6�14�22 � SAN

������������������������������

����������������� 4������������

������������������������-1 ����

��2 ���������

������

������

��

������

(a) ��-1 #19���� (b) ��-1 #15���� (c) ��-2 #15������� (d) ��-2 #24�������

����

�����

����

�11 ����������

(b) ��-1 #22(a) ��������

200 10

7515

��

1/4

(c) ��-2 #14 (d) ��-2 #22 (e) ��-2 #6���� ������� ������� �������

�10 ��-1����16�������

���

���

����

��������

������

���� b

a

dc

���

���

-1.0

� (%)

1.00

PNA(+)

-1.0 1.00

PNA(+)

-1.0 1.00

PNA(+)

-1.0 1.00

PNA(+)

� (%)� (%)� (%)

PNA( )PNA( )PNA( )PNA( )

PNA( )PNA( )PNA( )PNA( )SAN-5SAN-1

��� ���

(c)��

(c)��

��4 ������������

(a) (b)

(c) (d)

�����

����

������

��3 ���15����(c) ������

(a) ��-1

(b) ��-2200 �m

��

- 575 -

Page 8: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-8-

22��(b) �������������������������

������������������������������

������������������������������

�-2���� 14��(c) �������������������

������������������������������

���������������������������-2 �

��� 22��(d) ���������������(b)�����

������������������������������

�����������(b)�(d)�������(c)�������

������������������������������

����������-2 ���� 6��(e) ����������

������������������������������

������������������������������

������������������

6.� ���

6. 1� �������

� 12 ��������������������������

�������������������������������

������������������������������

�������������������������������

��-1 �������������������������

������������������������������

14 ���������������������� 7�15�23 �

�������������������������� 8�16�

24 ������������������������-2 ���

����������������-1 ������������

��� 15 �������������������������

������������������������������

�������� 10 ��������������������

���� 23 ������������������������

������������������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

���� 37)������������������������

����������������������� 11,12)�

������������������������ G2 ���

G3 ���������-1 �����������������

G2 ������������ G3 ���������G3 ����

������G3 �� G2 ������������������

���������G3���� 0.31���� 0.39�G2� 0.24��

�����������

6. 2� �������

� 13 ��������������������������

������������������������������

�������� 0.005 �������������������

�����������������5.2 �����������

������������������������������

���������-2 ������� 3 �����������

������������������������������

���� 12 ������������������������

����������������������������

����� 13 ���������� 0.02 �� 0.6 ������

������������ 6)������������������

�����������������������������

�������������������SAN ��������

���������-1 �������������������

��������������������� 3 ��������

�����������������������������

����-1 ���� 11 � 12�����������������

�����������������������

��-1 ������� 0.02 �� 0.08 ������������

��������������������������� 7�15�

23 �������������������������� 8�

16�24 ��������������������������

��������������������� 7 �������

����������������������

6. 3� �����

� 2���������������������������

������������������������������

�12 ��������:��-1��:��-2�

�13 ���������:��-1��:��-2�2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2411 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

����������

�����

�����

����������

2.0

0

1.0��

���� �� ��

��

���0.005 rad������

������� (rad)

��������� (kN�m)

1,500

3,000

-1,500

-3,000

02 3 4 5 6 7 8 9 10 1113 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 242 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 241

-9-

������������������������������

����������� 11 �����������������

��������������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

24)�����������������������������

���������������������������G2 �

������������� 1.35 ����G3 ���������

1.35 ���������������������������

������������������������������

����������������� 25)�����������

����������� 29)�����������������

������������������ 5 ������� 11 ��

������������������������������

����������

6. 4� ������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������ SAN ���������

��������������������������

��-1 ���������2 ����������������

������������������������������

���������������������������G2 �

G3 �������������� 9.3�9.5 �������� 7 �

�������������������������������

������������������������������

������������������������

�����������������������������

�� 1.0 ��������������� 11 ���������

������������������������������

������������������������������

����������������� 13�� 16��������

������������������������������

����� 15������������� 1��� SAN����

����������������� 4����������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

���������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����� 5�� 8���������������������

�������������

6. 5� ������

� 3���������������������������

������������������������������

������������������������������

�������� 7)���������������������

������������������������������

������������������������������

���������� 7)�������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�����������

� 13 ��������������������������

� 0.006 �������������������������

� 15������������������������� 14 ��

������������������������������

�����������G3 �����������������

������������������������������

������������������� 10 ���������

������������������������������

���������������������� 40 ������

� 11,12)�75 ������� 13)����������������

������������������������������

������������������������������

�� 7)��������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������

���������� 19)����

����������������

����������������

����������������

����������������

�������������

7.� ����

������� 2 ������������� 21 ������

���������������E-���������������

������������������

1) ����������������������������

�14 ���������:��-1��:��-2�

100 ��������

50

0

86(2/12)

7(4/12)

97(2/4) 85

(2/4)

�����

�����

�� ��

- 576 -

Page 9: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-8-

22��(b) �������������������������

������������������������������

������������������������������

�-2���� 14��(c) �������������������

������������������������������

���������������������������-2 �

��� 22��(d) ���������������(b)�����

������������������������������

�����������(b)�(d)�������(c)�������

������������������������������

����������-2 ���� 6��(e) ����������

������������������������������

������������������������������

������������������

6.� ���

6. 1� �������

� 12 ��������������������������

�������������������������������

������������������������������

�������������������������������

��-1 �������������������������

������������������������������

14 ���������������������� 7�15�23 �

�������������������������� 8�16�

24 ������������������������-2 ���

����������������-1 ������������

��� 15 �������������������������

������������������������������

�������� 10 ��������������������

���� 23 ������������������������

������������������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

���� 37)������������������������

����������������������� 11,12)�

������������������������ G2 ���

G3 ���������-1 �����������������

G2 ������������ G3 ���������G3 ����

������G3 �� G2 ������������������

���������G3���� 0.31���� 0.39�G2� 0.24��

�����������

6. 2� �������

� 13 ��������������������������

������������������������������

�������� 0.005 �������������������

�����������������5.2 �����������

������������������������������

���������-2 ������� 3 �����������

������������������������������

���� 12 ������������������������

����������������������������

����� 13 ���������� 0.02 �� 0.6 ������

������������ 6)������������������

�����������������������������

�������������������SAN ��������

���������-1 �������������������

��������������������� 3 ��������

�����������������������������

����-1 ���� 11 � 12�����������������

�����������������������

��-1 ������� 0.02 �� 0.08 ������������

��������������������������� 7�15�

23 �������������������������� 8�

16�24 ��������������������������

��������������������� 7 �������

����������������������

6. 3� �����

� 2���������������������������

������������������������������

�12 ��������:��-1��:��-2�

�13 ���������:��-1��:��-2�2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2411 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

����������

�����

�����

����������

2.0

0

1.0��

���� �� ��

��

���0.005 rad������

������� (rad)

��������� (kN�m)

1,500

3,000

-1,500

-3,000

02 3 4 5 6 7 8 9 10 1113 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 242 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 241

-9-

������������������������������

����������� 11 �����������������

��������������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

24)�����������������������������

���������������������������G2 �

������������� 1.35 ����G3 ���������

1.35 ���������������������������

������������������������������

����������������� 25)�����������

����������� 29)�����������������

������������������ 5 ������� 11 ��

������������������������������

����������

6. 4� ������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������ SAN ���������

��������������������������

��-1 ���������2 ����������������

������������������������������

���������������������������G2 �

G3 �������������� 9.3�9.5 �������� 7 �

�������������������������������

������������������������������

������������������������

�����������������������������

�� 1.0 ��������������� 11 ���������

������������������������������

������������������������������

����������������� 13�� 16��������

������������������������������

����� 15������������� 1��� SAN����

����������������� 4����������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

���������������������

�����������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

����� 5�� 8���������������������

�������������

6. 5� ������

� 3���������������������������

������������������������������

������������������������������

�������� 7)���������������������

������������������������������

������������������������������

���������� 7)�������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�����������

� 13 ��������������������������

� 0.006 �������������������������

� 15������������������������� 14 ��

������������������������������

�����������G3 �����������������

������������������������������

������������������� 10 ���������

������������������������������

���������������������� 40 ������

� 11,12)�75 ������� 13)����������������

������������������������������

������������������������������

�� 7)��������������������������

������������������������������

������������������������������

����������������

���������� 19)����

����������������

����������������

����������������

����������������

�������������

7.� ����

������� 2 ������������� 21 ������

���������������E-���������������

������������������

1) ����������������������������

�14 ���������:��-1��:��-2�

100 ��������

50

0

86(2/12)

7(4/12)

97(2/4) 85

(2/4)

�����

�����

�� ��

- 577 -

Page 10: E-ディフェンス震動台実験 - 名古屋大学...*6 Ph.D. Prof., DPRI, Kyoto Univ., Ph.D. 構造系 685号 【カテゴリーⅡ】 日本建築学会構造系論文集 第78巻

-10-

������������������� 0.02�������

�����1970���������������������

����������������������������

���������������������

2) ����������������������������

� 10�� 1����������������������

3) ����������������������������

����������������������������

������������

4) ����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

��������������������������

���

� �����������������������������

���������������������

�����

1) Popov EP, Pinkney RB: Cyclic yield reversal in steel building connections, Journal of the Structural Division, ASCE, 95(ST3), pp. 327-353, 1969.3

2) Federal Emergency Management Agency (FEMA): State of the art report on past performance of steel moment-frame buildings in earthquakes, FEMA-355E, USA, 2000.9

3) �������������������������� 41 ��� 11��pp. 1256-206�1987

4) Federal Emergency Management Agency (FEMA): Recommended seismic design criteria for new steel moment-frame buildings, FEMA-350, USA, 2000.6

5) �����������������1995 ���������������������1995.5

6) ��������������������������������

������� H ����������������������1997.7

7) ������������������2012.3 8) ���������������������/��������2007.2 9) ��������������������������������

��������������������������������

623 ��pp. 119-126�2008.1 10) ����������������������2007.12 11) ��������������������������������

��������������������������������

��������������������������������

������ 611 ��pp. 55-61�2007.1 12) ��������������������������������

��������������������������������

�������������� 632��pp. 1755-1763, 2008.10 13) ��������������������������������

������2011.3 14) ���������������������������������

��������������������������������

���������������E-��������������������������No. 640�pp. 1163-1171�2009.6

15) ����������������������������������������������� 4 ����������������������� 671��pp. 85-94�2012.1

16) Engelhardt MD, Sabol TA: Seismic-resistant steel moment connections:

developments since the 1994 Northridge earthquake, Progress in Structural Engineering and Materials, 1(1), pp. 68-77, 1997

17) Leon, RT, Hajjar, JF, Gustafson MA: Seismic response of composite moment-resisting connections. I: Performance. Journal of Structural Engineering, ASCE, 124(8), pp. 868–876, 1998.8

18) Roeder, CW, Foutch DA: Experimental results for seismic resistant steel moment frame connections, Journal of Structural Engineering, ASCE, 122(6), pp. 581-588, 1996.6

19) American Institute of Steel Construction (AISC): Seismic provisions for structural steel buildings, ANSI/AISC 341-10, USA, 2010.6

20) American Welding Society (AWS): Structural Welding Code—Steel, ANSI/ AWS D1.1: 2009, AWS, USA, 2009

21) American Institute of Steel Construction (AISC): Prequalified connections for special and intermediate steel moment frames for seismic applications, including supplement No. 1, ANSI/AISC 358s1-11, USA, 2011.9

22) ����������������������������������������������������������������

������� 547 ��pp. 161-168�2001.9 23) ������������(�)��������(�)�������

����������������������������2000.10 24) ��������������������������������

���������������������� 553 ��pp. 97-104�2002.3

25) SAC Joint Venture: Technical report: Experimental investigations of beam-column subassemblies. Report No. SAC-96-01, USA, 1996.3

26) Federal Emergency Management Agency (FEMA): Recommended seismic evaluation and upgrade criteria for existing welded steel moment-frame buildings, FEMA-351, USA, 2000.7

27) Engelhardt MD, Sabol TA: Reinforcing of steel moment connections with cover plates: benefits and limitations, Engineering Structures, 20(4-6), pp. 510-520, 1998.4

28) Uang CM, Yu QS, Noel S, Gross J: Cyclic testing of steel moment connectionsrehabilitated with RBS or welded haunch. Journal of Structural Engineering, ASCE, 126(1), pp. 57-68, 2000.1

29) Lee CH, Jun JH, Oh MH, Koo ES: Cyclic seismic testing of steel moment connections reinforced with welded straight haunch, Engineering Structures, 25(14), pp. 1743-1753, 2003.12

30) �������������������� RBS ������ H �������������������� 9 ��� 36 ��pp. 47-54�2002.12

31) �������������������������������������� RC ��������������������������� 653��pp. 1343-1350�2010.7

32) Xuchuan Lin, Taichiro Okazaki, Yu-Lin Chung, Takuya Nagae, Tomohiro Matsumiya, Masayoshi Nakashima: Retrofit evaluation on local fracture failure of welded moment-resisting connection�����������������C-1�� III�pp. 793-794�2010.9

33) ����������������������������������������������������������������

�������� 617 ��pp. 55-62�2007.7 34) ��������������������������������

�����������������2005 35) ��������������������������������

��������������������������������

����������������������� E-�������������������������� 667��pp. 1639-1648�2011.9

36) ��������������������������Rain Flow Method�������������������������� 28 ��1974.3

37) ����������������������������������������������������������������

�������������������������������

664��pp 1135-1142�2011.6

-10-

������������������� 0.02�������

�����1970���������������������

����������������������������

���������������������

2) ����������������������������

� 10�� 1����������������������

3) ����������������������������

����������������������������

������������

4) ����������������������������

����������������������������

����������������������������

����������������������������

��������������������������

���

� �����������������������������

���������������������

�����

1) Popov EP, Pinkney RB: Cyclic yield reversal in steel building connections, Journal of the Structural Division, ASCE, 95(ST3), pp. 327-353, 1969.3

2) Federal Emergency Management Agency (FEMA): State of the art report on past performance of steel moment-frame buildings in earthquakes, FEMA-355E, USA, 2000.9

3) �������������������������� 41 ��� 11��pp. 1256-206�1987

4) Federal Emergency Management Agency (FEMA): Recommended seismic design criteria for new steel moment-frame buildings, FEMA-350, USA, 2000.6

5) �����������������1995 ���������������������1995.5

6) ��������������������������������

������� H ����������������������1997.7

7) ������������������2012.3 8) ���������������������/��������2007.2 9) ��������������������������������

��������������������������������

623 ��pp. 119-126�2008.1 10) ����������������������2007.12 11) ��������������������������������

��������������������������������

��������������������������������

������ 611 ��pp. 55-61�2007.1 12) ��������������������������������

��������������������������������

�������������� 632��pp. 1755-1763, 2008.10 13) ��������������������������������

������2011.3 14) ���������������������������������

��������������������������������

���������������E-��������������������������No. 640�pp. 1163-1171�2009.6

15) ����������������������������������������������� 4 ����������������������� 671��pp. 85-94�2012.1

16) Engelhardt MD, Sabol TA: Seismic-resistant steel moment connections:

developments since the 1994 Northridge earthquake, Progress in Structural Engineering and Materials, 1(1), pp. 68-77, 1997

17) Leon, RT, Hajjar, JF, Gustafson MA: Seismic response of composite moment-resisting connections. I: Performance. Journal of Structural Engineering, ASCE, 124(8), pp. 868–876, 1998.8

18) Roeder, CW, Foutch DA: Experimental results for seismic resistant steel moment frame connections, Journal of Structural Engineering, ASCE, 122(6), pp. 581-588, 1996.6

19) American Institute of Steel Construction (AISC): Seismic provisions for structural steel buildings, ANSI/AISC 341-10, USA, 2010.6

20) American Welding Society (AWS): Structural Welding Code—Steel, ANSI/ AWS D1.1: 2009, AWS, USA, 2009

21) American Institute of Steel Construction (AISC): Prequalified connections for special and intermediate steel moment frames for seismic applications, including supplement No. 1, ANSI/AISC 358s1-11, USA, 2011.9

22) ����������������������������������������������������������������

������� 547 ��pp. 161-168�2001.9 23) ������������(�)��������(�)�������

����������������������������2000.10 24) ��������������������������������

���������������������� 553 ��pp. 97-104�2002.3

25) SAC Joint Venture: Technical report: Experimental investigations of beam-column subassemblies. Report No. SAC-96-01, USA, 1996.3

26) Federal Emergency Management Agency (FEMA): Recommended seismic evaluation and upgrade criteria for existing welded steel moment-frame buildings, FEMA-351, USA, 2000.7

27) Engelhardt MD, Sabol TA: Reinforcing of steel moment connections with cover plates: benefits and limitations, Engineering Structures, 20(4-6), pp. 510-520, 1998.4

28) Uang CM, Yu QS, Noel S, Gross J: Cyclic testing of steel moment connectionsrehabilitated with RBS or welded haunch. Journal of Structural Engineering, ASCE, 126(1), pp. 57-68, 2000.1

29) Lee CH, Jun JH, Oh MH, Koo ES: Cyclic seismic testing of steel moment connections reinforced with welded straight haunch, Engineering Structures, 25(14), pp. 1743-1753, 2003.12

30) �������������������� RBS ������ H �������������������� 9 ��� 36 ��pp. 47-54�2002.12

31) �������������������������������������� RC ��������������������������� 653��pp. 1343-1350�2010.7

32) Xuchuan Lin, Taichiro Okazaki, Yu-Lin Chung, Takuya Nagae, Tomohiro Matsumiya, Masayoshi Nakashima: Retrofit evaluation on local fracture failure of welded moment-resisting connection�����������������C-1�� III�pp. 793-794�2010.9

33) ����������������������������������������������������������������

�������� 617 ��pp. 55-62�2007.7 34) ��������������������������������

�����������������2005 35) ��������������������������������

��������������������������������

����������������������� E-�������������������������� 667��pp. 1639-1648�2011.9

36) ��������������������������Rain Flow Method�������������������������� 28 ��1974.3

37) ����������������������������������������������������������������

�������������������������������

664��pp 1135-1142�2011.6

1. はじめに 建築基準法では,稀に発生する中地震に対して建物の応力が許容応力度以下に収まり,極めて稀に発生する大地震に対して建物が塑性変形しながらも一定の水平耐力を保持できる(人命が損なわれるような壊れ方をしない)ことを目指している.これに対し,近年の地震工学の成果として,これまで想定されていた大地震よりもずっと強い地震(超大地震)が近い将来発生する可能性が指摘されている 1)など.このような超大地震時には,建築物が一定の水平耐力を保持できる領域を超え,完全な倒壊に至る懸念がある.建物の倒壊は所有者・使用者の被害に留まらず,周辺地域に危害を及ぼし,都市機能の損傷や復旧の障害にもつながることから,保有水平耐力到達後に最終的な倒壊がどのように発生するかを明確にし,それを構造設計技術に反映させることは重要な課題である. 本論では水平方向の復元力が完全に喪失する(鉛直荷重支持能力を喪失する)状態を経て,変形が急増するまでの挙動(以下,単に倒壊挙動と称す)を対象とする.倒壊挙動を対象とした研究については,既に数多く実施されている.エネルギーの釣合に立脚する耐震性評価手法 2)~ 4)をさらに倒壊に至る領域まで発展させた事例が代表的なものとして挙げられる.すなわち,地震で入力されるエネルギーと建物の倒壊までに吸収できるエネルギーを比較することで地震時の倒壊を防止する設計法などが簡易なモデルに基づいて提案されている 5),6)など.

局部座屈による耐力劣化を考慮した多層鋼構造ラーメン骨組の倒壊解析Numerical Analysis of Collapsing Behavior for Multi-Story Steel Moment Frames

Considering Strength Degradation by Local Buckling

向出 静司 *1,元木 洸介 *2,北川 智也 *3,多田 元英 *4

Seiji MUKAIDE, Kousuke MOTOKI, Tomoya KITAGAWA, and Motohide TADA

In this paper, comparative parametric analyses with fishbone shaped model considering strength deterioration of

members are conducted in order to investigate the complete collapse behavior of steel moment frames. COF and width-

thickness ratio et al. are adopted as parameters. In a lot of cases, the collapse mechanism varies from the total collapse

type to the story-collapse type due to strength deterioration by local buckling. The analytical results show that the

collapse mechanism at the time of the complete collapse affects the energy capacity. Furthermore, the methods to estimate

the capacity using the results of pushover analysis are proposed.

Keywords : seismic response analysis, complete collapse, collapse mechanism, column overstrength factor

地震応答解析,完全倒壊,崩壊機構,柱耐力比

本論の一部は,日本建築学会大会学術講演会において発表している 20).

*1 大阪大学大学院工学研究科地球総合工学専攻 助教・博士(工学) Asst. Prof., Div. of Global Architecture, Graduate School of Eng., Osaka Univ., Dr.Eng.

*2 関西電力(元大阪大学大学院生) The Kansai Electric Power Co., Inc. (Former Graduate Student, Osaka Univ.)

*3 大阪大学大学院工学研究科地球総合工学専攻 大学院生 Graduate Student, Div. of Global Architecture,Graduate School of Eng.,Osaka Univ.

*4 大阪大学大学院工学研究科地球総合工学専攻 教授・博士(工学) Prof., Div. of Global Architecture, Graduate School of Eng., Osaka Univ., Dr. Eng.

 鋼構造骨組の倒壊挙動に関する実験的な検討としては,E-ディフェンスにおいて行われた実大4層鋼構造建物の震動台による完全倒壊実験 7)が挙げられ,大きな地震入力レベルにより柱に局部座屈による耐力劣化が生じると,当初全体崩壊型で応答する建物の崩壊機構が層崩壊型に移行して倒壊に至る挙動が確認されている. 倒壊挙動を解析的に検討した例としては,履歴モデルの精度が倒壊に及ぼす影響についての検討 8),倒壊までに正負 2方向のエネルギー吸収を定量化する方法の提案 9),水平 2方向入力を受ける際の倒壊挙動についての検討 10)などがある.E-ディフェンスの完全倒壊実験で見られたような部材の耐力劣化に起因した崩壊機構の変化は,倒壊に至るまでに吸収できるエネルギー量に大きく影響すると考えられるが,崩壊機構がどのような条件でどのように変化するか広範な条件の下で検討された事例は見当たらない. 一方,多田らは,様々な構造解析プログラムを組み合わせることで建物全体の強非線形挙動を表現できる「統合化構造解析システム」により,崩壊機構が移行しながら倒壊に至る完全倒壊実験の挙動を高精度に再現することに成功している 11).また,平面骨組モデルにおいても,幾何学的非線形性を考慮し,部材の耐力劣化を表現した解析モデルを用いれば,倒壊方向を予め一意に定めることによって,上述のような崩壊機構の移行や倒壊に至るまでの変位応答を概略表現できることが別途報告されている 12).すなわち,部材の耐力劣化に起因して崩壊機構が変化するような倒壊挙動を平面解析において

(2012年 7月10日原稿受理,2012年11月21日採用決定)

- 578 -