Design loads and structural member modelling to shock-resistant design of buildings

建築物の耐衝撃設計における設計荷重と構造部材モデリング

井川 望*; 向井 洋一*; 西田 明美  ; 濱本 卓司*; 加納 俊哉*; 大田 敏郎*; 中村 尚弘*; 小室 雅人*; 竹内 正人*

Ikawa, Nozomu*; Mukai, Yoichi*; Nishida, Akemi; Hamamoto, Takuji*; Kano, Toshiya*; Ota, Toshiro*; Nakamura, Naohiro*; Komuro, Masato*; Takeuchi, Masato*

建物に対する偶発作用は、衝撃や爆発荷重を伴う。衝撃による設計荷重は、実験データ、衝撃シミュレーション、およびエネルギー解析手法によって決定される。本論文では、AIJガイドラインに示されている衝撃による設計荷重と応答の考え方について述べる。まず、設計荷重は衝突および爆発の双方について示され、いずれも荷重-時間(F-t)曲線の形で表すものとする。荷重の算定にあたっては、保守的な結果を与えるハードインパクトを仮定している。応答評価では、衝撃荷重が直接作用する個々の構造部材の応答が評価される。これらの応答は衝撃応答、動的応答、準静的応答という3つのタイプに分類される。最大応答は、基本的に一自由度(SDOF)モデルによる直接積分法によって推定される。AIJガイドラインでは、部材の種類と損傷モードの分類に基づくSDOFモデルの作成手順が提案されている。

Accidental actions on building structures involve impact and explosion loads. The design loads due to impact are determined by experiment data, impact simulation and energetics approach. These loads are presented in the form of load-time (F-t) curves caused by collision and explosion. It is assumed that the structure is rigid and immovable and that impacting body absorbs all the energy (i.e., hard impact condition is supposed), because this assumption gives conservative results in general. Responses of individual structural members directly-subjected to an impulsive load are evaluated. These responses are classified into three types; impulsive response, dynamic response, and quasi-static response. The maximum responses are basically estimated by direct integration method with a single-degree-of-freedom (SDOF) model. The procedure of the SDOF modelling based on the classification of types of members and failure modes is proposed in AIJ guideline.