JP4969174B2 - Degradation simulation equipment for elastic-plastic energy absorber - Google Patents
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Description
本発明は、例えばプレファブ化された建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置及び弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法、並びにそれを用いた建物の設計方法に関するものである。 The present invention relates to a standardized elastic-plastic energy absorber deterioration simulation apparatus for a prefabricated building, an elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method, and a building design method using the same.
建物の地震による被害予測、或いは建物の地震発生時の被害推定について、特に弾塑性エネルギー吸収体を有する耐力要素としての弾塑性エネルギー架構体が装備される建物における弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値の予測、推定を的確に且つ早急に行うことにより弾塑性エネルギー吸収体の劣化を診断する技術が望まれている。 Cumulative damage value of elasto-plastic energy absorber for building equipped with elasto-plastic energy frame as load bearing element with elasto-plastic energy absorber, especially for damage prediction due to earthquake of building A technique for diagnosing the deterioration of the elastoplastic energy absorber by accurately and promptly predicting and estimating the above is desired.
例えば、特開2005−351742号公報(特許文献1)には、弾塑性エネルギー吸収体に塗布された塗料の剥離状態で弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を推定出来ることが記載されている。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-351742 (Patent Document 1) describes that the cumulative damage value of an elastoplastic energy absorber can be estimated in a peeled state of a paint applied to the elastoplastic energy absorber.
また、日本建築学会構造系論文集No562、p159〜p166(非特許文献1)には、弾塑性エネルギー吸収体の損傷評価方法の記載が有り、地震による荷重変形履歴が影響することが記載されている。 In addition, the Architectural Institute of Japan, No. 562, p159-p166 (Non-patent Document 1) describes a damage evaluation method for an elastoplastic energy absorber, and describes that load deformation history due to an earthquake affects it. Yes.
しかしながら、前述の特許文献1の技術では、地震発生後に弾塑性エネルギー吸収体の損傷を推定することは出来るが、地震が発生する前に弾塑性エネルギー吸収体の損傷を予測する事が出来ないという問題がある。
However, although the technique of the above-mentioned
また、非特許文献1の技術では、想定する地震に対しての時刻歴応答解析が必要となるが、時刻歴応答解析は解析に用いた地震波に対する個別解であり、そのばらつきの影響を除去するためには多数の地震波による解析が必要となるという問題があった。
Further, the technique of Non-Patent
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、地震による弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を解析により予測すると共に、これを使用することで所望の弾塑性エネルギー吸収体を採用した建物を得ることが出来、建物の設計にあたり、地震により建物に生ずる荷重変形履歴を考慮することなく弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を予測することが出来る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置及び弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法、並びにそれを用いた建物の設計方法を提供せんとするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and its object is to predict the cumulative damage value of an elastoplastic energy absorber due to an earthquake by analysis and to use it to obtain a desired elastoplastic energy absorber. Deterioration of elasto-plastic energy absorber that can predict the cumulative damage value of elasto-plastic energy absorber without considering the load deformation history that occurs in the building due to earthquake in building design It is intended to provide a simulation device, a method for simulating deterioration of an elastoplastic energy absorber, and a design method for a building using the same.
前記目的を達成するための本発明に係る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置の第1の構成は、建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置であって、前記建物の建設地の地震環境情報を記憶する地震環境情報記憶手段と、規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記地震環境情報記憶手段に記憶された地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を算出する最大変位量算出手段と、地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報を記憶する相関関係情報記憶手段と、前記最大変位量算出手段により算出された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、前記相関関係情報記憶手段に記憶された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出する累積損傷値算出手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first configuration of an elastoplastic energy absorber deterioration simulation apparatus according to the present invention is a standardized elastoplastic energy absorber deterioration simulation apparatus for a building, comprising: Seismic environment information storage means for storing the earthquake environment information of the construction site, and a building provided with an elasto-plastic energy frame having a standardized elasto-plastic energy absorber, the weight information of the building and the elasto-plastic energy frame The maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber for an assumed earthquake that can occur in the construction site of the building from the building structure information including quantity information and the earthquake environment information stored in the earthquake environment information storage means. A maximum displacement amount calculating means for calculating, a maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber caused by an earthquake, and the elastoplastic energy resulting from the earthquake. Correlation information storage means for storing correlation information with the cumulative damage value of the ghee absorber, maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber calculated by the maximum displacement amount calculation means, and correlation information storage means The correlation information between the stored maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber and the cumulative damage value is used, without calculating the load deformation history that occurs in each of the elastoplastic energy absorber during the earthquake, And a cumulative damage value calculating means for calculating a cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber.
また、本発明に係る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置の第2の構成は、建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置であって、前記建物の建設地の地震環境情報を記憶する地震環境情報記憶手段と、規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記地震環境情報記憶手段に記憶された地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を算出する最大変位量算出手段と、前記地震環境情報記憶手段に記憶された地震環境情報から前記想定地震の地震タイプ情報を算出する地震タイプ情報算出手段と、地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報を記憶する相関関係情報記憶手段と、前記地震タイプ情報算出手段により算出された地震タイプ情報と、前記最大変位量算出手段により算出された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、前記相関関係情報記憶手段に記憶された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出する累積損傷値算出手段とを有することを特徴とする。 The second configuration of the elastoplastic energy absorber deterioration simulation apparatus according to the present invention is a standardized elastoplastic energy absorber deterioration simulation apparatus for a building, which is an earthquake environment of a construction site of the building. A building including an earthquake environment information storage means for storing information and a building provided with an elastoplastic energy frame having a standardized elastoplastic energy absorber, including weight information of the building and quantity information of the elastoplastic energy frame Maximum displacement amount for calculating the maximum displacement amount of the elasto-plastic energy absorber for an assumed earthquake that can occur in the construction site of the building from the structure information and the earthquake environment information stored in the earthquake environment information storage means Earthquake type information calculation for calculating earthquake type information of the assumed earthquake from the calculation means and the earthquake environment information stored in the earthquake environment information storage means Correlation information storage means for storing correlation information between a maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber caused by an earthquake and a cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber caused by the earthquake, The earthquake type information calculated by the earthquake type information calculating means, the maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber calculated by the maximum displacement amount calculating means, and the elastic-plastic energy absorber stored in the correlation information storage means And using the correlation information between the maximum displacement amount and the cumulative damage value, while calculating the load deformation history occurring in each of the elastic-plastic energy absorber during the earthquake , the cumulative damage of the elastic-plastic energy absorber And a cumulative damage value calculating means for calculating a value.
ここで、地震のタイプとは、活断層の変動によって断層が相互にズレる震源の浅い内陸直下型地震と、海洋にある巨大なプレート(岩板)が陸側のプレートの下に沈み込む海溝の近くでプレート境界で滑りが生じて起きる海溝型地震と、更にはその中間型とに大別することが出来る。 Here, the types of earthquakes are shallow inland earthquakes with epicenters where the faults deviate from each other due to active fault fluctuations, and the trenches where a huge plate (rock plate) in the ocean sinks under the plate on the land side. It can be broadly divided into a trench-type earthquake that occurs near the plate boundary and a middle-type earthquake.
また、本発明に係る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法の第1の構成は、建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法であって、規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記建物の建設地の地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を決定し、前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、予め作成された地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出することを特徴とする。 In addition, a first configuration of the elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method according to the present invention is a standardized elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method for buildings, which is a standardized elastic-plastic energy absorption method. A building provided with an elastoplastic energy frame having a body, building structure information including weight information of the building and quantity information of the elastoplastic energy frame, and earthquake environment information of the construction site of the building, Determine the maximum displacement of the elasto-plastic energy absorber for the assumed earthquake that can occur in the construction site, and the maximum displacement of the elasto-plastic energy absorber and the elasto-plastic energy absorption generated by the earthquake prepared in advance during the while using the correlation information between the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber due to the maximum displacement and the earthquake in the body, the earthquake Without calculating the load deformation history occurring in each of the elastic-plastic energy absorber, and calculates the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber.
また、本発明に係る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法の第2の構成は、建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法であって、規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記建物の建設地の地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を算出すると共に、前記地震環境情報から前記想定地震の地震タイプ情報を決定し、前記地震タイプ情報と、前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、予め作成された地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出することを特徴とする。 The second configuration of the elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method according to the present invention is a standardized elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method for buildings, which is a standardized elastic-plastic energy absorption method. A building provided with an elastoplastic energy frame having a body, building structure information including weight information of the building and quantity information of the elastoplastic energy frame, and earthquake environment information of the construction site of the building, The maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber for an assumed earthquake that can occur in a construction site is calculated, the earthquake type information of the assumed earthquake is determined from the earthquake environment information, and the earthquake type information and the The maximum amount of displacement of the plastic energy absorber, the maximum amount of displacement of the elastoplastic energy absorber generated by an earthquake prepared in advance, and the occurrence of the earthquake Without calculating the elastic-plastic energy absorber load deformation history occurring in each of the elastic-plastic energy absorber during the earthquake while using the correlation information, the cumulative damage value of the said elastic-plastic energy absorber The cumulative damage value is calculated.
また、本発明に係る建物の設計方法の第1の構成は、規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物の設計方法であって、建物について、請求項4に記載の弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法により前記地震タイプ情報と、前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、予め作成された地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報と、から算出された前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値が所定の値よりも大きい場合に、前記弾塑性エネルギー架構体の数量を変更することを特徴とする。 The first configuration of the building design method according to the present invention is a building design method provided with an elasto-plastic energy frame having a standardized elasto-plastic energy absorber. The earthquake type information, the maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber, and the maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber generated by a pre-made earthquake When the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber calculated from the correlation information with the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber due to the earthquake is larger than a predetermined value, the elastoplastic energy It is characterized by changing the number of frames.
また、本発明に係る建物の設計方法の第2の構成は、前記建物の設計方法の第1の構成において、前記最大変位量が所定の値よりも大きい場合に、前記弾塑性エネルギー架構体の数量を変更することを特徴とする。 According to a second configuration of the building design method of the present invention, in the first configuration of the building design method, when the maximum displacement amount is larger than a predetermined value, the elasto-plastic energy frame It is characterized by changing the quantity.
ここで、弾塑性エネルギー吸収体の劣化の診断を行なうために用いる累積損傷値とは、疲労破壊や延性破壊による金属の疲労寿命を評価する線形累積損傷則(Miner則)に基づいて求められた値であり、「累積損傷値=1」を限界値とする。 Here, the cumulative damage value used for diagnosing the deterioration of the elastoplastic energy absorber was determined based on the linear cumulative damage law (Miner law) that evaluates the fatigue life of metals due to fatigue fracture and ductile fracture. This value is “cumulative damage value = 1” as a limit value.
ここで、建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量とは、例えば、建物躯体の下階梁と上階梁との間の水平方向の変位量等の最大層間変位量(cm)、柱と梁との間の角度等の最大変位角(rad)、弾塑性エネルギー吸収体等の最大せん断変形量(cm)等が適用出来る。 Here, the maximum amount of displacement of the elasto-plastic energy absorber for an assumed earthquake that can occur in the construction site of the building is, for example, the amount of horizontal displacement between the lower and upper floor beams of the building frame The maximum interlayer displacement (cm) such as, the maximum displacement angle (rad) such as the angle between the column and the beam, the maximum shear deformation (cm) of the elastic-plastic energy absorber, etc. can be applied.
ここで、規格化された弾塑性エネルギー吸収体とは、その形状、材料が規格化されており、更にはその疲労寿命特性から累積損傷値を求めることが出来る弾塑性エネルギー吸収体を言う。 Here, the standardized elastoplastic energy absorber means an elastoplastic energy absorber whose shape and material are standardized and further, the cumulative damage value can be obtained from its fatigue life characteristics.
上記構成によれば、最大変位量算出手段により、建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する建物の最大変位量を算出することで、予め作成され相関関係情報記憶手段に記憶された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、から弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出して該弾塑性エネルギー吸収体の劣化を診断することが出来、これにより建物の劣化予測が容易に出来る。 According to the above configuration, the maximum displacement amount calculating means calculates the maximum displacement amount of the building with respect to the assumed earthquake that can occur in the construction site of the building, and is created in advance and stored in the correlation information storage means. It is possible to diagnose the deterioration of the elastic-plastic energy absorber by calculating the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber from the correlation information between the maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber and the cumulative damage value. This makes it easy to predict building deterioration.
また、最大変位量算出手段により、建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する建物の最大変位量を算出する一方で、建物の建設地で発生し得ると想定される発生地震波を解析して地震タイプ情報算出手段により地震タイプ情報を算出することが出来る。 In addition, the maximum displacement calculation means calculates the maximum displacement of the building against the assumed earthquake that can occur at the building construction site, while analyzing the generated seismic waves that can be generated at the building construction site. Then, the earthquake type information can be calculated by the earthquake type information calculating means.
そして、累積損傷値算出手段により、地震タイプ情報算出手段により算出された地震タイプ情報について、最大変位量算出手段により算出された最大変位量と、予め作成され相関関係情報記憶手段に記憶された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、から弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出して該弾塑性エネルギー吸収体の劣化を診断することが出来、これにより建物の劣化予測が容易に出来る。 Then, with respect to the earthquake type information calculated by the earthquake type information calculation means by the cumulative damage value calculation means, the maximum displacement amount calculated by the maximum displacement amount calculation means and the elastic force created in advance and stored in the correlation information storage means. By calculating the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber from the correlation information between the maximum displacement amount of the plastic-energy absorber and the cumulative damage value, it is possible to diagnose the deterioration of the elastic-plastic energy absorber. Easy to predict building deterioration.
また、建物にどのような弾塑性エネルギー吸収体を採用するかの設計が容易になり、地震発生時には弾塑性エネルギー吸収体の劣化推定が容易に出来る。 In addition, it becomes easy to design what kind of elastic-plastic energy absorber is adopted in the building, and it is possible to easily estimate the deterioration of the elastic-plastic energy absorber when an earthquake occurs.
図により本発明に係る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置及び弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法、並びにそれを用いた建物の設計方法の一実施形態を具体的に説明する。図1は本発明に係る弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置の構成を示す制御系のブロック図、図2は弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を耐力要素として装備した耐力壁の構成を示す図、図3は弾塑性エネルギー吸収体の一例を示す図、図4は地震のタイプ別に作成した模擬地震波の一例を示す図、図5及び図6は位相差分分布の標準偏差毎に作成された模擬地震の地震のタイプ毎に、異なる複数の地震波の波形及び異なる複数の建物強度に応じてプロットされた最大変位量に対する累積損傷値群を包絡する上限曲線を、該地震により発生する最大変位量と、該地震に起因する弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係として設定する様子を示す図、図7及び図8は弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係を活用するフローチャート、図9は弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値が所定の値よりも大きい場合に弾塑性エネルギー架構体の数量を変更する様子を示すフローチャートである。 An embodiment of an elastic-plastic energy absorber deterioration simulation apparatus, an elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method, and a building design method using the same will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a control system showing the configuration of an elastic-plastic energy absorber deterioration simulation apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram of a load-bearing wall equipped with an elastic-plastic energy frame having an elastic-plastic energy absorber as a load-bearing element. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an elastic-plastic energy absorber, FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a simulated seismic wave created for each earthquake type, and FIGS. 5 and 6 are for each standard deviation of the phase difference distribution. For each type of simulated earthquake created, the earthquake generates an upper limit curve that envelops the cumulative damage value group for the maximum displacement plotted according to different waveforms of different seismic waves and different building strengths. FIG. 7 and FIG. 8 show how the maximum displacement is set as a correlation between the maximum damage and the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber caused by the earthquake. FIGS. FIG. 9 is a flowchart showing how the number of elastic-plastic energy frames is changed when the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber is larger than a predetermined value. It is.
図1において、11は建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体6の劣化シミュレーション装置であり、パーソナルコンピュータ等により構成される。12はキーボードやマウス等により構成される入力部であり、建物の建設地情報及び建物構造情報が所定の入力画面上で入力される。13はCPU(中央演算処理装置)等により構成される制御部である。14はデイスプレイや印刷装置等により構成される出力部である。
In FIG. 1,
20は建物の建設地の地震環境情報を記憶する地震環境情報記憶手段となる地震環境情報データベース(以下、「地震環境情報DB」という)である。
16は入力部2により入力された、規格化された弾塑性エネルギー吸収体6を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体Aの数量情報を含む建物構造情報と、入力部2により入力された建物の建設地情報と地震環境情報DB20に記憶された地震環境情報と、から建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する最大変位量を算出する最大変位量算出手段となる最大変位量算出部である。
16 includes the weight information of the building and the quantity information of the elasto-plastic energy frame A for the building provided with the elasto-plastic energy frame having the normalized elasto-plastic energy absorber 6 input by the
15は地震環境情報DB20に記憶された地震環境情報から建物の建設地で発生し得ると想定される地震タイプ情報を算出する地震タイプ情報算出手段となる地震タイプ情報算出部である。
Reference numeral 15 denotes an earthquake type information calculation unit that serves as an earthquake type information calculation unit that calculates earthquake type information that can be assumed to occur in the construction site of the building from the earthquake environment information stored in the earthquake
17は地震により発生する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量と、該地震に起因する弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値との相関関係情報を記憶する相関関係情報記憶手段となる相関関係情報データベース(以下、「相関関係情報DB」という)である。 17 is a correlation information storage means for storing correlation information between the maximum amount of displacement of the elastic-plastic energy absorber 6 caused by the earthquake and the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber 6 caused by the earthquake. It is an information database (hereinafter referred to as “correlation information DB”).
18は地震タイプ情報算出部15により算出された地震タイプ情報と、最大変位量算出部16により算出された最大変位量と、予め作成され相関関係情報DB17に記憶された弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、から弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値を算出する累積損傷値算出手段となる累積損傷値算出部18である。
18 is the earthquake type information calculated by the earthquake type information calculating unit 15, the maximum displacement calculated by the maximum
図2及び図3において、Aは建物の構造体に装備される耐力要素の一例として、中低層住宅の鉄骨建物に取り付けられる規格化された弾塑性エネルギー吸収体6を有する弾塑性エネルギー架構体(耐震要素)Aである。1は上下梁であり、2は上下梁1間に立て付けられた左右柱である。3は上下梁1間に左右柱2に添え付けて立て付けられた主枠体であり、4は主枠体3間の中央部に水平に設置された連結枠材である。
2 and 3, A is an elasto-plastic energy frame having a standardized elasto-plastic energy absorber (6) attached to a steel building of a medium- and low-rise housing as an example of a load bearing element installed in a building structure ( Seismic element A).
弾塑性エネルギー架構体Aは主枠体3、連結枠体5、弾塑性エネルギー吸収体6、連結部材7、及び斜め枠体8からなり、連結枠材4は、主枠体3に接続される左右の連結枠体5と、中央に配置される建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体6とが連結部材7によって連結されており、該連結部材7には、前記左右の主枠体3に一端が接続されて斜めに設置される複数の斜め枠体8が接続されている。
The elastic-plastic energy frame A includes a
本実施形態では、例えば、上下梁1及び主枠体3をH形鋼(例えば、SS400)、左右柱2を角形鋼管、連結枠体5を角形鋼管(例えば、STKR400)、弾塑性エネルギー吸収体6を低降伏点鋼板(高延性熱延軟鋼板)、連結部材7を鋼板(例えば、SS400)、斜め枠体8を丸形鋼管(例えば、STK400)等により構成されており、弾塑性エネルギー吸収体6と連結部材7とは、図3に示すように、トルシア型高力ボルト9(例えば、M16(S10T))等により固定され、他の部材は互いに溶接によって一体的に組み立てられている。
In the present embodiment, for example, the upper and
図3に示す実施形態では、例えば、弾塑性エネルギー吸収体6を高延性熱延軟鋼板を断面コ字形状で図3に示す形状にプレス加工して成形されており、板厚4.2mm、全長200mm、両端部の幅110mm、中央部のくびれの幅33.4mm、起立片の高さ14mmで構成されている。またくびれの両端拡張部には拘束部材10がトルシア型高力ボルト9等により固定されており、弾塑性エネルギー吸収体6のくびれの中央部に集中して塑性変形が起きるように構成されている。
In the embodiment shown in FIG. 3, for example, the
弾塑性エネルギー吸収体6の素材となる低降伏点鋼材は、一般には、鉄と炭素、その他の微量のマンガン、ニッケル、リン、イオウ等の元素の合金で構成され、炭素を始め、鉄以外の元素の含有量を減らし、純鉄に近づけたり、結晶の粒子を大きくしたり、ニオブ(Nb)等の特殊な元素を微量添加することで、低降伏点鋼材を作ることが出来る。
The low-yield point steel material that is the material of the
一般の鋼材と比較した低降伏点鋼材の機械的性質は、降伏点が半分程度低められ、伸び能力を高めて、引っ張り強さを低めている。そして、一般の鋼材と同じ高い剛性を有しながら、降伏点が低いので同じ力に対して少ない変形段階から降伏するので、一般の鋼材が弾性変形にとどまる変形量において、塑性歪みエネルギーで振動エネルギーを吸収することが出来る。従って、低降伏点鋼材は、小変形時のエネルギー吸収量が一般の鋼材よりも大きくなる。 The mechanical properties of low yield point steel materials compared to general steel materials are such that the yield point is lowered by about half, the elongation capacity is increased, and the tensile strength is lowered. And since it has the same high rigidity as a general steel material, it yields from a small deformation stage for the same force because the yield point is low. Can be absorbed. Therefore, the low yield point steel material has a larger amount of energy absorption at the time of small deformation than a general steel material.
一方、一般の鋼材を用いた構造と同じ強度になるだけ鋼材の使用量を増して、低降伏点鋼材を用いて構造体を作ると、伸び能力の高い分だけ破壊までの塑性歪みエネルギーが増すので大地震時の耐震性が向上する。 On the other hand, increasing the amount of steel used to achieve the same strength as a structure using ordinary steel, and making a structure using steel with a low yield point increases the plastic strain energy up to fracture by the amount of high elongation capacity. Therefore, the earthquake resistance at the time of a large earthquake is improved.
従って、連結枠材4を左右の連結枠体5と、中央の弾塑性エネルギー吸収体6とを接続して構成することで、力学的性質の大きく異なる一般の鋼材と、低降伏点鋼材を組み合わせて使い分けることで構造物としての力学的挙動を設計者の意図通りコントロールすることが可能となる。
Therefore, by connecting the left and right connecting
連結枠材4の中央部に配置された弾塑性エネルギー吸収体6は、地震等により鉄骨軸組に作用する所定値を越える外力を受けると、他の部位よりも先に降伏し、塑性変形するように設計された塑性体で構成されている。そして、この弾塑性エネルギー吸収体6の材質,長さ,形状等を適当に変える等してエネルギー吸収量が明確になるように降伏耐力が設計されている。
When the elastic-
弾塑性エネルギー吸収体6は、図6に示すように、地震により発生する該弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(本実施形態では「最大層間変位量」を採用している)と、該地震に起因する該弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値との相関関係が予め設定されており、相関関係情報DB17に記憶して格納されている。その相関関係は地震のタイプをパラメータとしている。そして、その地震タイプ情報のパラメータは、地震の地震波データをフーリエ変換して得られた位相差分分布の標準偏差σとしている。
As shown in FIG. 6, the elasto-
ここで、地震のタイプとは、活断層の変動によって断層が相互にズレる震源の浅い内陸直下型地震と、海洋にある巨大なプレート(岩板)が陸側のプレートの下に沈み込む海溝の近くでプレート境界で滑りが生じて起きる海溝型地震と、更にはその中間型とに大別することが出来る。 Here, the types of earthquakes are shallow inland earthquakes with epicenters where the faults deviate from each other due to active fault fluctuations, and the trenches where a huge plate (rock plate) in the ocean sinks under the plate on the land side. It can be broadly divided into a trench-type earthquake that occurs near the plate boundary and a middle-type earthquake.
図5に示すように、地震タイプ情報毎に該地震により発生する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)と、該地震に起因する弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値との関係を異なる複数の地震波の波形毎及び異なる複数の建物強度毎に時刻暦応答解析しそれぞれについてプロットし、そのプロットされた最大変位量(最大層間変位量)に対する累積損傷値群を包絡する上限曲線Lを、地震により発生する最大変位量と、該地震に起因する弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値との相関関係として設定する。
As shown in FIG. 5, for each earthquake type information, the maximum displacement amount (maximum interlayer displacement amount) of the elastic-
そして、図5で求めた地震タイプ情報毎の上限曲線Lを図6に示すように地震により発生する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)と、該地震に起因する弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値との相関曲線データとして作成して相関関係情報DB17に格納しており、これを利用して建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値を算出することにより弾塑性エネルギー吸収体6の劣化シミュレーションを行うことが出来る。
Then, as shown in FIG. 6, the upper limit curve L for each earthquake type information obtained in FIG. 5 shows the maximum displacement amount (maximum interlayer displacement amount) of the elastic-
即ち、相関関係情報DB17に格納された図6の相関曲線データに基づいて、建物構造情報と、地震環境情報DB20に記憶された地震環境情報と、から最大変位量算出部16により算出した最大変位量を地震により発生する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)として、これに基づいて、累積損傷値算出部18により該地震に起因する弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値を算出し、該弾塑性エネルギー吸収体6の劣化をシミュレーションする。
That is, based on the correlation curve data of FIG. 6 stored in the correlation information DB 17, the maximum displacement calculated by the maximum
ここで、模擬地震の位相差分分布を正規分布と仮定し、模擬地震の地震のタイプをその標準偏差σをパラメータとして設定する。模擬地震のパラメータとしては、例えば、図4に示すように、地震波の全データ時間を163.84秒、位相差分分布の平均値を81.92秒、位相差分を0〜2πとした時、直下型地震の地震波の標準偏差σは図4(a)に示すように0.04π、中間型1地震の地震波の標準偏差σは図4(b)に示すように0.15π、中間型2地震の地震波の標準偏差σは図4(c)に示すように0.25π、海溝型地震の地震波の標準偏差σは図4(d)に示すように0.40πである。
Here, assuming that the phase difference distribution of the simulated earthquake is a normal distribution, the type of earthquake of the simulated earthquake is set with its standard deviation σ as a parameter. As parameters of the simulated earthquake, for example, as shown in FIG. 4, when the total data time of the seismic wave is 163.84 seconds, the average value of the phase difference distribution is 81.92 seconds, and the phase difference is 0 to 2π, The standard deviation σ of the seismic wave of the
このように設定した地震のタイプのそれぞれについて、地震波の位相差分の標準偏差σがそれぞれの値になるように異なる模擬地震波を30波ずつ作成する。 For each of the earthquake types set in this way, 30 different simulated seismic waves are created so that the standard deviation σ of the phase difference of the seismic wave becomes the respective value.
また、模擬地震波を用いた解析では、中低層鉄骨造建物の1階〜3階の各階層に対応して3質点系のせん断ばねモデルを用いて時刻歴応答解析を行う。せん断ばねには、耐力パネル、軽量気泡コンクリート(ALC)帳壁、石膏ボード等を考慮する。 In the analysis using simulated seismic waves, a time history response analysis is performed using a three-mass system shear spring model corresponding to each of the first to third floors of a medium- and low-rise steel building. For shear springs, load-bearing panels, lightweight cellular concrete (ALC) wall, gypsum board, etc. are considered.
地震のタイプ毎にその位相差分分布に対応して作成した振動の加速度波形からなる各地震波を入力した応答解析の一例を図5に示す。解析では累積損傷値が0.05以上1.0以下の範囲(累積損傷値の最大値を「1.0」とする)で複数の結果が得られるように降伏せん断力係数をパラメータとしている。また、地震のタイプが図5(b)に示すような海溝型地震になるに従い、設定した模擬地震では累積損傷値が1.0に至らない場合が生じるが、この場合には入力振幅の割り増しにより結果を得た。 FIG. 5 shows an example of a response analysis in which each seismic wave composed of a vibration acceleration waveform created corresponding to the phase difference distribution is input for each type of earthquake. In the analysis, the yield shear force coefficient is used as a parameter so that a plurality of results can be obtained when the cumulative damage value is in the range of 0.05 to 1.0 (the maximum value of the cumulative damage value is “1.0”). In addition, as the earthquake type becomes a trench type earthquake as shown in FIG. 5B, the cumulative damage value may not reach 1.0 in the set simulated earthquake. In this case, the input amplitude is increased. The result was obtained.
地震タイプ情報算出部15はこのような地震の各種タイプから地震環境情報DB20に格納された地震環境情報から現実の建物の建設地で発生し得ると想定される地震タイプ情報を算出する。例えば、東京地区では直下型地震、東海地方では海溝型地震のように地震タイプ情報が算出され、それに対応した地震波の標準偏差σが選択される。
The earthquake type information calculation unit 15 calculates earthquake type information that is assumed to be generated in the construction site of the actual building from the earthquake environment information stored in the earthquake
図5(a),(b)において、任意の1地震波について強度を変化させて時刻暦応答解析して得られた弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)と累積損傷値との関係を求めると略同一曲線上に分布する。
5 (a) and 5 (b), the maximum displacement amount (maximum interlayer displacement amount) and cumulative damage value of the elastic-
図6は相関関係情報DB17に格納された、弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)と累積損傷値との相関関係情報であり、図5に示す地震のタイプ毎の弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)と累積損傷値との相関関係において複数プロットした上限値の近似曲線である上限曲線Lを用いて地震のタイプ毎の弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)と累積損傷値との相関関係を地震波の位相差分分布の標準偏差σ(図の左側からσ=0.40π,0.25π,0.15π,0.04π)毎に示したものである。
FIG. 6 shows correlation information between the maximum displacement amount (maximum interlayer displacement amount) of the elastic-
上記のような弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量と累積損傷値との相関関係を活用するに当り、図7のステップS1において、先ず、ステップS2において、地震タイプ情報算出部15により算出した地震タイプ情報毎に建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量を最大変位量算出部16により算出して求め、ステップS3において、前記ステップS2で想定した地震のタイプに対応する最大変位量−累積損傷値曲線から累積損傷値を求める。
Per To take advantage of the correlation between the maximum displacement and the cumulative damage value
そして、前記ステップS1で求めた最大変位量と、前記ステップS2で求めた地震タイプにより、ステップS3において、地震のタイプをパラメータとする最大変位量と累積損傷値との相関関係から弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値を求める。
Then, the the maximum displacement amount determined in Step S 1, the seismic type which has been determined by the step S 2, in step S 3, the bullet from the correlation between the maximum displacement and the cumulative damage value for the type of seismic parameters The cumulative damage value of the
次に建物設計時の劣化シミュレーションにおいては、図8のステップS21において、公知の限界耐力計算法により想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量(最大層間変位量)を計算する。同時にステップS22において、地震環境情報DB20に格納された建設地の地震環境から地震タイプ情報算出部15により地震タイプ情報を算出し、前記ステップS21で求めた最大変位量と、前記ステップS22で求めた地震タイプ情報により、ステップS23において、地震タイプ情報をパラメータとする最大層間変位量と累積損傷値との相関関係から弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値を予想する。
Next, in the degradation simulation during Design, calculates in step S 21 in FIG. 8, the maximum displacement of the elasto-
前記ステップ22において、地震環境情報DB20から地震のタイプを決めにくい場合は、便宜的にこのステップ22では、安全側である海溝型の地震のタイプが最大層間変位量と累積損傷値との相関関係として、これを用いて弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値を予測する。
If it is difficult to determine the type of earthquake from the seismic
また、建物の設計方法としては、建物について、劣化シミュレーション装置11の累積損傷値算出部18により算出された弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値が所定の値よりも大きい場合に、弾塑性エネルギー架構体Aの数量を変更し、更には構造計算完了後の建物について、劣化シミュレーション装置11の最大変位量算出部16により算出された最大変位量が所定の値よりも大きい場合に、弾塑性エネルギー架構体Aの数量を変更する。
As a building design method, when the cumulative damage value of the elastic-
即ち、図9のステップS31において、予め記憶した地震環境情報DB20から建設地の地震環境情報を取得し、ステップS32において、目標値として、建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する最大変位量δaと、弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Daを設定する。
That is, in step S 31 in FIG. 9, to acquire the seismic environment information construction site from seismic environment information DB20 previously stored, in step S 32, as a target value, assumed earthquakes are may occur in building construction site And the maximum damage amount δa and the cumulative damage value Da of the elastic-
次にステップS33において、地震環境情報DB20に記憶された地震環境情報から想定地震の規模及びタイプを決定或いは算出し、ステップS34において弾塑性エネルギー吸収体6を装備した弾塑性エネルギー架構体Aの数量を設定し、ステップS35において、最大変位量算出部16により最大変位量δを算出する。
In step S 33, earthquake environmental information to determine or calculate the size and type of scenario earthquake from the stored seismic
一方、ステップS36において、前記ステップS33で設定した想定地震の規模及びタイプについて、予め作成した地震により発生する弾塑性エネルギー吸収体6の最大変位量と、該地震に起因する該弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値との相関関係を決定し、ステップS37において、累積損傷値算出部18により弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Dを算出する。
On the other hand, in step S 36 , the maximum displacement amount of the
そして、ステップS38において、前記ステップS37で累積損傷値算出部18により算出された弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Dと、前記ステップS32で目標値として設定した弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Daとを比較して、累積損傷値算出部18により算出された弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Dが目標値として設定した弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Daよりも大きい場合には、前記ステップS34に進んで弾塑性エネルギー架構体Aの数量を変更した後、前記ステップS35、S37、S38を繰り返し、累積損傷値算出部18により算出された弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Dが目標値として設定した弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値Da以下になった時点で処理を終了する。
Then, in step S 38, the cumulative damage value D
また、前記ステップS38において、前述の弾塑性エネルギー吸収体6の累積損傷値の比較に加えて、必要に応じて、前記ステップS35で最大変位量算出部16により算出された最大変位量δと、前記ステップS32で目標値として設定した最大変位量δaとを比較して、最大変位量算出部16により算出された最大変位量δが目標値として設定した最大変位量δaよりも大きい場合には、前記ステップS34に進んで弾塑性エネルギー架構体Aの数量を変更した後、前記ステップS35、S37、S38を繰り返し、最大変位量算出部16により算出された最大変位量δが目標値として設定した最大変位量δa以下になった時点で処理を終了する。
Further, in step S 38 , in addition to the comparison of the cumulative damage values of the elastic-
本発明の活用例として、建物用の規格化された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置及び弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法、並びにそれを用いた建物の設計方法に適用出来、特に部材が規格化され、予め地震により被害を受ける階を想定して設計された建物に装備された弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置及び弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法、並びにそれを用いた建物の設計方法に好適である。 As an application example of the present invention, it can be applied to a standardized elastoplastic energy absorber deterioration simulation apparatus for buildings, an elastoplastic energy absorber deterioration simulation method, and a building design method using the same. Elasto-plastic energy absorber deterioration simulation device equipped in a standardized building designed in advance assuming a floor damaged by an earthquake, an elastic-plastic energy absorber deterioration simulation method, and a building using the same Suitable for design method.
A…弾塑性エネルギー架構体(耐震要素)
L…上限曲線
1…上下梁
2…左右柱
3…主枠体
4…連結枠材
5…連結枠体
6…弾塑性エネルギー吸収体
7…連結部材
8…斜め枠体
11…劣化シミュレーション装置
12…入力部
13…制御部
14…出力部
15…地震タイプ情報算出部
16…最大変位量算出部
17…相関関係情報DB
18…累積損傷値算出部
20…地震環境情報DB
A ... Elasto-plastic energy frame (seismic element)
L ...
11… Deterioration simulation equipment
12 ... Input section
13 ... Control part
14 ... Output section
15 ... Earthquake type information calculator
16… Maximum displacement calculator
17 ... correlation information DB
18 ... Cumulative damage value calculator
20 ... Earthquake environment information DB
Claims (6)
前記建物の建設地の地震環境情報を記憶する地震環境情報記憶手段と、
規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記地震環境情報記憶手段に記憶された地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を算出する最大変位量算出手段と、
地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報を記憶する相関関係情報記憶手段と、
前記最大変位量算出手段により算出された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、前記相関関係情報記憶手段に記憶された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出する累積損傷値算出手段と、
を有することを特徴とする弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置。 A standardized elastoplastic energy absorber deterioration simulation device for buildings,
An earthquake environment information storage means for storing earthquake environment information of the construction site of the building;
The building structure information including the weight information of the building and the quantity information of the elastic-plastic energy frame for the building provided with the elastic-plastic energy frame having the standardized elastic-plastic energy absorber, and the earthquake environment information storage means Maximum displacement amount calculating means for calculating the maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber with respect to the assumed earthquake that can occur in the construction site of the building from the stored earthquake environment information,
Correlation information storage means for storing correlation information between the maximum amount of displacement of the elastoplastic energy absorber caused by an earthquake and the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber caused by the earthquake;
The maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber calculated by the maximum displacement amount calculation means, and the correlation information between the maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber and the cumulative damage value stored in the correlation information storage means, Without calculating the load deformation history that occurs in each of the elastoplastic energy absorber during the earthquake while using the cumulative damage value calculation means for calculating the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber,
An apparatus for simulating deterioration of an elastic-plastic energy absorber, comprising:
前記建物の建設地の地震環境情報を記憶する地震環境情報記憶手段と、
規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記地震環境情報記憶手段に記憶された地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を算出する最大変位量算出手段と、
前記地震環境情報記憶手段に記憶された地震環境情報から前記想定地震の地震タイプ情報を算出する地震タイプ情報算出手段と、
地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報を記憶する相関関係情報記憶手段と、
前記地震タイプ情報算出手段により算出された地震タイプ情報と、前記最大変位量算出手段により算出された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、前記相関関係情報記憶手段に記憶された弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出する累積損傷値算出手段と、
を有することを特徴とする弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション装置。 A standardized elastoplastic energy absorber deterioration simulation device for buildings,
An earthquake environment information storage means for storing earthquake environment information of the construction site of the building;
The building structure information including the weight information of the building and the quantity information of the elastic-plastic energy frame for the building provided with the elastic-plastic energy frame having the standardized elastic-plastic energy absorber, and the earthquake environment information storage means Maximum displacement amount calculating means for calculating the maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber with respect to the assumed earthquake that can occur in the construction site of the building from the stored earthquake environment information,
Earthquake type information calculating means for calculating earthquake type information of the assumed earthquake from earthquake environment information stored in the earthquake environment information storage means;
Correlation information storage means for storing correlation information between the maximum amount of displacement of the elastoplastic energy absorber caused by an earthquake and the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber caused by the earthquake;
The earthquake type information calculated by the earthquake type information calculation means, the maximum displacement amount of the elastic-plastic energy absorber calculated by the maximum displacement amount calculation means, and the elastic-plastic energy absorption stored in the correlation information storage means The correlation between the maximum displacement of the body and the cumulative damage value is used, while calculating the load deformation history occurring in each of the elastoplastic energy absorbers during the earthquake, and the accumulation of the elastoplastic energy absorbers A cumulative damage value calculating means for calculating a damage value;
An apparatus for simulating deterioration of an elastic-plastic energy absorber, comprising:
規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記建物の建設地の地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を決定し、
前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、予め作成された地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出することを特徴とする弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法。 A method for simulating deterioration of a standardized elastic-plastic energy absorber for buildings,
Building structure information including weight information of the building and quantity information of the elasto-plastic energy frame for a building provided with an elasto-plastic energy frame having a standardized elasto-plastic energy absorber, and an earthquake of the construction site of the building Determine the maximum displacement of the elasto-plastic energy absorber for an assumed earthquake that can occur in the construction site of the building from the environmental information;
Correlation between the maximum amount of displacement of the elastoplastic energy absorber, the maximum amount of displacement of the elastoplastic energy absorber generated by a previously prepared earthquake, and the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber caused by the earthquake And calculating a cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber without calculating a load deformation history occurring in each of the elastoplastic energy absorber during the earthquake while using the information. Absorbent deterioration simulation method.
規格化された弾塑性エネルギー吸収体を有する弾塑性エネルギー架構体を設けた建物について該建物の重量情報及び該弾塑性エネルギー架構体の数量情報を含む建物構造情報と、前記建物の建設地の地震環境情報と、から前記建物の建設地で発生し得るとされる想定地震に対する弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量を算出すると共に、前記地震環境情報から前記想定地震の地震タイプ情報を決定し、
前記地震タイプ情報と、前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、予め作成された地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報と、を用いる一方で前記地震時に前記弾塑性エネルギー吸収体のそれぞれに生じる荷重変形履歴を算出することなく、前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値を算出することを特徴とする弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法。 A method for simulating deterioration of a standardized elastic-plastic energy absorber for buildings,
Building structure information including weight information of the building and quantity information of the elasto-plastic energy frame for a building provided with an elasto-plastic energy frame having a standardized elasto-plastic energy absorber, and an earthquake of the construction site of the building While calculating the maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber for the assumed earthquake that can occur in the construction site of the building from the environment information, and determining the earthquake type information of the assumed earthquake from the earthquake environment information,
The earthquake type information, the maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber, the maximum displacement amount of the elastoplastic energy absorber generated by a previously prepared earthquake, and the accumulation of the elastoplastic energy absorber caused by the earthquake Calculating the cumulative damage value of the elastoplastic energy absorber without calculating the load deformation history occurring in each of the elastoplastic energy absorber during the earthquake while using the correlation information with the damage value. A characteristic deterioration simulation method of an elastic-plastic energy absorber.
建物について、請求項4に記載の弾塑性エネルギー吸収体の劣化シミュレーション方法により前記地震タイプ情報と、前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と、予め作成された地震により発生する前記弾塑性エネルギー吸収体の最大変位量と該地震に起因する前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値との相関関係情報と、から算出された前記弾塑性エネルギー吸収体の累積損傷値が所定の値よりも大きい場合に、前記弾塑性エネルギー架構体の数量を変更することを特徴とする建物の設計方法。 A method of designing a building provided with an elastoplastic energy frame having a standardized elastoplastic energy absorber,
5. The building according to claim 4, wherein the earthquake type information, the maximum displacement of the elastic-plastic energy absorber, and the elastic-plastic energy absorption generated by the earthquake prepared in advance are calculated for the building. When the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber calculated from the correlation information between the maximum body displacement and the cumulative damage value of the elastic-plastic energy absorber due to the earthquake is larger than a predetermined value And a method for designing a building, wherein the quantity of the elasto-plastic energy frame is changed.
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JP3286611B2 (en) * | 1999-03-23 | 2002-05-27 | 旭化成株式会社 | Elasto-plastic energy absorber |
JP2001083047A (en) * | 1999-09-16 | 2001-03-30 | Hitachi Ltd | Elasto-plastic support device, fatigue evaluation method using the same, and maintenance method |
JP3640583B2 (en) * | 2000-01-27 | 2005-04-20 | 株式会社竹中工務店 | Earthquake response analysis method |
JP2002021173A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-23 | Asahi Kasei Corp | Aseismic design method for system dwelling house |
JP2003287574A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | System Soft Corp | System, method and program for predicting earthquake damage |
JP2003296396A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-17 | Yuji Takahashi | Expected life cycle cost evaluation system of building and recording medium in which expected life cycle cost evaluation program is recorded |
JP2004069302A (en) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Jishin Kougaku Kenkyusho Inc | Dynamic response analyzing method for earthquake motion |
JP3837099B2 (en) * | 2002-08-08 | 2006-10-25 | ヤマト設計株式会社 | Structure damage estimation system and program |
JP3847264B2 (en) * | 2003-02-13 | 2006-11-22 | 株式会社竹中工務店 | Earthquake response analysis method |
JP2005003270A (en) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Babcock Hitachi Kk | Method and device for diagnosing remaining life of bracing device of boiler structure, and method and device for supporting replacement |
JP4005004B2 (en) * | 2003-07-29 | 2007-11-07 | 株式会社竹中工務店 | Earthquake damage prediction apparatus, earthquake damage prediction method, and earthquake damage prediction program |
JP4215686B2 (en) * | 2004-06-10 | 2009-01-28 | 旭化成ホームズ株式会社 | Strength element and its deterioration diagnosis method |
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