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ISSN 086-4630 Building Research Data December 00 Seismic Retroit o Existing Buildings Using Hysteretic Dampers ~ Proposal o Seismic Perormance Evaluation o Retroitted Buildings Adapting the Energy Balance Method, and Design and Execution Method or Dampers Connected rom Outside o Buildings (Drat) ~ 長谷川隆 向井智久 北村春幸 小林正人 石井匠 荻野雅士 小板橋裕一 後閑章吉 西本晃治 Takashi Hasegawa, Tomohisa Mukai, Haruyuki Kitamura, Masahito Kobayashi, Takumi Ishii, Masashi Ogino, Yuichi Koitabashi, Syokichi Gokan, Koji Nishimoto Published by Building Research Institute Incorporated Administrative Agency, Japan

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Seismic Retroit o Existing Buildings Using Hysteretic Dampers ~ Proposal o Seismic Perormance Evaluation o Retroitted Buildings Adapting the Energy Balance Method, and Design and Execution Method or Dampers Connected rom Outside o Buildings (Drat) ~ Summary In order to promote seismic retroit o existing buildings using hysteretic dampers, the experimental study on seismic reinorcement method o RC building structures by hysteretic dampers and analytical study on seismic reinorcement evaluation method o buildings were conducted. As or the experimental study, cyclic loading test o one-bay one-story RC rame specimens retroitted by damper and test o damper to existing beam connections were carried out. From the result o these tests, connection design method or seismic retroitted building by hysteretic dampers connected rom outside o building was presented. As or the analytical study, seismic reinorcement evaluation adapting the energy balance method was investigated through the earthquake response analysis. New conversion I s index or building retroitted by dampers was also discussed, and presented. Based on the results o these experimental and analytical studies, this Building Research Data consists o two volumes. The irst volume is Seismic perormance evaluation method and calculation example o building retroitted by hysteretic dampers, and the second volume is Design and execution method or damper to existing beam connections in the seismic reinorcement method by hysteretic dampers connected rom outside o buildings (Drat). ii

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vi

T d A i A i T d 3

Q ti /δ i T d 層全体 層せん断力 Qti 主架構ダンパー部分 最弱層で主架構が短期許容応力度に達した点 損傷限界時割線剛性 (Qti/δi) δi 層間変形 Pushover Q δ Q δ Pushover Q δ - Q δ Q δ Q δ Q δ Q δ Q δ /00 Q δ /00 層全体主架構 層せん断力 ダンパー部分 層間変形.. 4

E E d M V s d = V s V s T d T d V s V s T s M V s T s T s T s V s Ts = 30 π ( 3. + Ts ) Z Gs V s = T s π 8Z G s V s = π 5.Z G s G s Z Z T d V s T d W e W e W e W e { ( )} W e = W i + W dei +W dpi W i = ( / ) Q i δ i W dei = ( / ) Q dui δ dui W dpi = ( δ i δ dui ) Q dui n i 5

W iw dei W dpiq i δ i Q dui n i E s E s = M V s W e E si ( ) n E si = S i p i p ti E N s S j ( p j p tj ) n j=i S i p i A i p ti η i η di η i = E si Q ui δ ui η di = E sdi Q dui δ dui E si = E si Q ui Q ui E sdi = E si Q dui Q ui + E sdpi Q ui δ ui δ dui Q ui E sdpi n i Qui 層全体 層せん断力 Qui Qi Qdui 主架構ダンパー部分 δdui δi δui δmi 層間変形 層せん断力 Qui Esi Wi 主架構 Qi δi δui δmi 層間変形 層せん断力 Qdui Wdei Wdpi(=Esdpi) Esi (Qdui/Qui) ダンパー部分 δdui δi δui δmi 層間変形 6

η i δ max i E s W e δ uiδ i E Si η i = = η i Q ui δ ui ( μ i )= η i/n δ max i = μ i δ ui η i E Si n μ i μ η η η = Δε p N ε y N : ε y (%) σ y /E 00Δε p Δε t ε y Δε t (%) n 7

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I s I s I s I s I s () () I s I s (996) I s I s F T I s F esi Z R t I s i = E0i /( Fesi Z Rt ) E = Q F /( W A ), 0 i ui i i i F φ μ i = i RC /{ 0.75( + 0. )} φ = 05μ i S φ = I ( ) s, i = q yi Fi qyi Qui ( Wi Ai ) = / E 0i i F esi Z R t Q ui i F i Q ui () q yi Ai W i i A i μ i I s I s I s CF 9

I s = C F I s C e Sμ=F S a (C e )g I C I s = e = C = S g s e a / S a V D V D π Sa = VD T ED VD = M I s π = T g M E D E D TM I s I s I CON s C Ce C F F F=(μ=) () T d T T d T d Bi-linear Tri-linear k s ()E D E D E D d E D E D d E D a E d a E 0

E = a E + a E d D D E D d s E d D E = W + E E = W + W + E D de dp sd W = Q δ / y y W = Q δ / de d y d W = ( δ ) Q n ' dp y y d y d y d Es = ( δ y ) Qy n δ δ max Esd = ( δ y ) d Qy nd δ max Q y d Q y δ y d δ y δ max n (=)n ' d (=5) n d (=) a E I s E D d a E I s d E D Q Q y + d Q y Q y k s d Q y d δ y δ y δ max δ k s Q Q W E s W dp E sd Q y Q y d Q y W de δ y δ max δ δ d δ y δ y δ max I s I s I s I s E D a E I s d E D d a E

I s F I s I CON s E D π = T g M E D d E E d D D = a E + a E T d I CON s π = T g M d a E E D + d a E d E D Q Q (+α) Q y (+β) Q y RQ =α Q y Q y Q y δ y dq y =β Q y δ δ max =μ δ y d δ y =λ δ y δ y δ max =μ δ y δ ) I s E D a E a E I s ( d E D =0) I s Q y Q y = q Mg y { n } E = Q + 4( μ ) D y δ y T d (3..6) T d δ y = π q g y d E D =0 { n } CON I = q a + 4( ) s y I s E μ I = φ μ s q y a E n Normal bi-linear n = a E

3 ( ) ( ) 7 8 4 φ μ μ μ φ μ = + = E n a ) I s d E D d a E d a E (3..3(a))δ max A E D () ( ) ( )( ) ( ) ( ) { } y y y R y y R y D A n Q n Q Q Q Q E + + = + + + = 4 max μ α δ δ δ δ a T ( ) y y d A Q M T + = α δ π d A T s A T a T = ( δ max B E D a T ( ) ( ) ( ) d y y d d y d y y d y d y d y y y y D B n Q n Q Q n Q Q E + + + + = δ δ δ δ δ δ δ δ max max ' ( ) { } ( ) ( ) { } [ ] β μ λ λ μ δ d d y y n n n Q + + + + = 4 ' 4 4 ( ) y y d B Q M T + = β δ π d B T s B T a T = () M E T T M E D A s A s B D B = Vs T AT s M A E D BT s M B E D

a T B E D BT s = AT s A E D + α = + β A E D (αβ ) ( ) ( λ) nd ' + 4( μ ) + 4( μ ) n λ + 4 nd + α = + β + ( β ) I s ( + α ) Qy I s = φ μ Mg I CON s = T g M B π d a E E D + d a E d E D ( μ ) φ λ = ( + β ) + d ae + ( λ) nd ' + ( μ ) nd β Q y Mg d ( μ ) φ { λ + 4( λ) n ' + 4( μ ) n } ( + α ) a E = d d β + β d a E a E ( μ ) + 4( μ ) φ μ d a E = = φ n 8μ 7 d a E 0.5 0.5 (.6 a E, d a E.4..0 0.8 0.6 aes 造 ) daes 造 ) aerc 造 ) daerc 造 ) 0.4 0. 0.0 0.5.5.5 3 塑性率 μ a E d a E 4

I s I s I s E D E D,i I s E D a E d a E a Ei d a Ei π = T g M CON I s, i ED, i d E Di ) I s ) I CON i s, i = ED, i N T g d π M s j= ( p p ) s j i ( p p ) j n ti n tj s i p i A i p ti R e E D,3 E D, VS ( ) VS ( ) s 3 N s j j = s N s j j = ( p3 pt 3 ) ( p p ) j ( p p ) n n tj n t ( p p ) j n tj E D, VS ( ) s N s j j = ( p p ) n t ( p p ) γ i I s γ i γ i a E d a E I s I s I I CON i s, i = ED, i N q γ T i F d π g M s j= ( p p ) s j i ( p p ) j n ti n tj j n tj yi i s, i = Fesi q yi A i R yi h i μ i A i n a E I s E D d a E I s 5

d E D s i p i A i p ti R e N Q y Q N yi = qyi j = i m g A E Q + 4n ( μ ) j i { } D, i = yi yi i δ k H i T d M = π H i k I s, i q = yi φ μ F esi i γ i F esi ( p p ) N n s j j tj si j= i = n Hi si ( pi pti ) γ F esi H i s j N j= s j = 0.36 + 0. 64N H i = 0.48 + 0. 5N A i p i =p ti = F si = F ei = γ i N s j j= 0.36 + 0.64N γ i = = H 0.48 + 0.5N i (N=) γ i =(N ) γ i =. A i γ i γ i γ i S R y =/50[rad]F i =.3( μ i =.345)m i =000[t]h i =400[cm]N=350I s =0.9 350 A i p i p i p i p i /ave(p i ) 6

p i /ave(p i ) = A i p i /ave(p i ) γ i γ i >. γ i I s I s p i /ave(p i )(3.3.3) γ i γ i =. γ i γi 3.0.5.0.5.0 0.5 N=3 最下層 ) N=5 最下層 ) N=0 最下層 ) N=3 最上層 ) N=5 最上層 ) N=0 最上層 ) N=3 中間層 ) N=5 中間層 ) N=0 中間層 ) 0.0 0 0. 0. 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 pi/ave(pi) γ i p i /ave(p i ) (3.3.3) 式 pi. > 0.45 ave( pi) γ = i pi pi 0.45 ave( pi) ave( pi) I s I s I s I s I s s I CON s,i c I CON s,i I s I s π CON i i c I s, i = ED, i N γ i Td g M s j j= π CON i s I s, i = ED, i N γ i Td g M s j j= CON CON CON ( I I ) I s, i min s s, i c s, i s s ( p p ) ( p p ) j n ti n tj = T d ME Di γ i s i p i A i p ti R e n 7

I s I s () I s () I s I s (0.70.9.) () S RC ( RC S RC+S ) 3 S RC 5 RC+S S RC A i A i I s =0.45 I CON s =0.70.9. 3 I s =0.70.9. 3 ( ) A i I s =0.45 ( F esi ) I s =. I CON s =0.70.9. I s. 0.70.9. 3 RC+S (RC+S ) RC S S I s =0.45 (F esi ) RC I s =.7 I CON s =0.70.9. I s.7 0.70.9. 3 S I CON s =0.9 I s 8

ケース Ai 分布 ピロティ 体育館 S 造 RC 造 RC+S 造 ( 質点 ) 構造形式 S 造 RC 造 ケース A i ピロティ A i ピロティ 層 ~5 層 層 ~5 層 ~5 層 層 ~5 層 復元力特性 完全弾塑性型 完全弾塑性型 Slip 型 武田モデル 武田モデル 原点指向型 各層質量 m i [t] 000 000 000 000 000 000 階高 h i [cm] 400 400 400 400 400 400 靭性指標 F i.30.30.00.7.7.00 塑性率 μ i.35.35.00.00.00.00 降伏変形角 R yi [rad] /50 /50 /50 /50 /50 /50 降伏変位 δ yi [cm].67.67.60.67.67.60 許容変位 δ max,i [cm] 3.59 3.59.60.67.67.60 ひび割れせん断力係数 q c 0.3 q y 0.3 q y 0.3 q y k i / k yi 4 4 4 剛性低下指数 0.4 0.4 0.4 塑性変形の累積の程度を表す係数 n 二次剛性減衰仮定 初期剛性の/00 瞬間剛性比例型 5% 許容変位 = 降伏変位 塑性率により算出するとした q y : 降伏せん断力係数のA i 分布に対する倍率, k i : 主架構の初期剛性, k yi : 降伏点割線剛性 構造形式ケース RC+S 造体育館 層 RC 造部分 ( 層 ) S 造部分 ( 層 ) 復元力特性 武田モデル Slip 型 各層質量 m i [t] 00 40 階高 h i [cm] 400 300 靭性指標 F i.50.30 塑性率 μ i..35 降伏変形角 R yi [rad] /50 /500 降伏変位 δ yi [cm].67 0.60 許容変位 δ max,i [cm] 3.3 0.8 ひび割れせん断力係数 q c 0.3 q y k i / k yi 4 剛性低下指数 0.4 塑性変形の累積の程度を表す数値 n 二次剛性減衰仮定 初期剛性の/00 瞬間剛性比例型 5% 9

I s 0.9 I s 階 h i m i A i F i μ i a E,i d a E,i δ yi d δ yi δ max,i q yi d q yi Q yi d Q yi [cm] [t] [cm] [cm] [cm] [kn] [kn] 5 400 000.70.00.00.00.00.60.60.0 3496 4 400 000.40.00.00.00.00.60.60.0 57804 3 400 000.4.00.00.00.00.60.60.0 76363 400 000..00.00.00.00.60.60.0 934 400 000.00.30.35 0.45 0.45.67 0.53 3.59 0.35 0.8 6973 3603 階 W i E si W dei W dpi E sdi E D,i d E D,i pi 有効固有周期 T d [s] 0.48 [kn cm] [kn cm] [kn cm] [kn cm] [kn cm] [kn cm] [kn cm] 初期剛性周期 T[s] 0.35 5 7933 0.00 7933 3.37 塑性変形の n 4 4643 0.00 4643 3.37 累積の程度を n d ' 5 3 609 0.00 609 3.37 表す数値 n d 73059 0.00 73059 3.37 損傷集中指数 n 8 63 646 368 9008 5006 3846 54570.00 階 S i / S i 損傷 Φ γ 分布則 CON si s,i CON ci s,i CON I s,i 5 0.04 0.00.0.0.00 4.00 4 0.07 0.00.0.0.00 4.00 3 0.09 0.00.0.0.00 4.00 0. 0.00.0.0.00 4.00 0.69.00.0.3.09 0.90 0.90 n : 主架構の塑性変形の累積の程度を表す係数 nd': 主架構が弾性範囲内でのダンパーの塑性変形の累積の程度を表す係数 nd: 主架構が塑性範囲内でのダンパー塑性変形の累積の程度を表す係数 RC E Di Tri-linear k y Bi-linear W i W i T d k y Q Q y Q c W i k y δ c δ y δ RC W i 7 () Gs() Jennings 0

() ) I s =0.6 (I s =0.70.9.)(SRC RC+S A i ) ) I s =0.6 7 3) I s 0.70.9. ) 7 RC μ= S A i I s A i I s I s A i A i RC A i I s A i I s 0.7 RC+S I s I s

降伏変位許容変位強度型モデルダンパー補強モデル 6 5 4 6 5 4 6 5 4 3 3 3 0 0 0 0 3 4 0 3 4 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. S A i 6 5 4 6 5 4 6 5 4 3 3 3 0 0 0 0 3 4 0 3 4 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. S 6 5 6 5 6 5 4 4 4 3 3 3 0 0 3 4 0 0 3 4 0 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. RC A i 6 5 6 5 6 5 4 4 4 3 3 3 0 0 3 4 0 0 3 4 0 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. RC

3 3 3 0 0 3 4 0 0 3 4 0 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. RC+S ) I s I s S A i I s I s RC A i I s ) I s. I s A i I s I s RC+S I s I s I s 3

強度型モデルダンパー補強モデル 4 4 [cm] 3 [cm] 3 0 0 0.5 0.7 0.9. I s I s (a) S A i (b) S 4 4 0.5 0.7 0.9. [cm] 3 [cm] 3 [cm] 0.8 0.6 0.4 0. 0 0 0 0.5 0.7 0.9. 0.5 0.7 0.9. 0.5 0.7 0.9. I s I s I s (c) RC A i (d) RC (e) RC+S I s d a E () d a E S RC S Ai I s 0.9 d a E,i =.0 I s ダンパー補強モデル (dae=.0) 強度型モデルダンパー補強モデル (dae=0.5) 4 [cm] 3 0..4.6 μ 4

d a Ei 0.5 () RC RC A i d a Ei 0.5 A i A i I s A i I s 0.70.9 I s. I s 0.70.9 I s. A i d a Ei 0.5 I s E D,i d a Ei 0.5 a Eid a Ei μ i a Ei = φ 8μi 7 d a Ei a = 0.5 Ei ( aei 0.5) ( a > 0.5) Ei 降伏変位許容変位強度型モデルダンパー補強モデル 6 5 6 5 6 5 4 4 4 3 3 3 0 0 3 4 0 0 3 4 0 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. RC A i 5

6 5 6 5 6 5 4 4 4 3 3 3 0 0 3 4 0 0 3 4 0 0 3 4 [cm] [cm] [cm] (a) I s =0.7 (b) I s =0.9 (c) I s =. RC 強度型モデルダンパー補強モデル 4 4 [cm] 3 [cm] 3 0 0 0.5 0.7 0.9. 0.5 0.7 0.9. I s I s (a) RC A i (b) RC I s S I s I s RC d a E 0.5 d a E 0.5 S RCS I s I s I s C e I s a E d a E I s E D,i a E 0.5 E D,i E D,i 6

E D,i I s γ i I s I s T d Tri-linear k s T d I s T d E D,i E D,i δ max,i I s Bi-linear F I s T I s I s T I s γ i I s d E D d a E d a E 0.5 7

Y X 8

9

SM50 356 05.8 0.0 79.4 SM50 356 05.8 0.0 79.4 SM50 356 05.8 0.0 79.4 LY5 4 05.8 0.0 79.4 η 30

EAc K = L Ac Ac α + β + ( α β ) A A α β A α + β A c + ( α β ) A A c EA K = c L ' c A = Ac σ y L σ y' = L C = A = AC A = 4 3

3

33

E s W e δ ui W e δ i δ ui E s E s = M V s W e W e E s E S E Si E S E Si E Si η i η i 34

η i η i = E Si Q ui δ ui Q ui Q ui ESi = ESi = ESi Qui Q ui + Qdui η di E δ i δ ui Sdi E Sdi = E Si Q dui Q ui + E Sdpi η di = E Sdi Q dui δ dui η di * Qdui E Sdi = ESi Q ui η i W e δ ui δ ui δ ui ESi ηi = = η i Q δ ui i ui ( ) = η / n μ i 35

δ = μ δ max i i ui η i η δ max μ d = δ dui δ max δ dui μ = μ t d d λlbr Lbr γ d = s K d E A br L d L br Ld L br λlbr A br s K d = Qdui / δ dui m μ d = t μ d γ d m μ d 36

Δε = μ ε p m d y Δε p ε = ( Δε + ε ) 00 t p y Δ Δε t N Δε t = 0.48 0.49 N m η = μ N d m d m η d η d = mη d γ d η d η η 37 δ dui δ max

V d V d 40 E D = M Vd = 0.80 0 7.65 = 3049.kN m = 3093ton cm E D = 3093ton cm 38

39 η η η 層 El Centro NS Hachinohe EW JMA Kobe NS 7 6 5 4 3

E pin η di = Q dui δ dui η di E pin Qdui δ dui Q dui Δε p η = N ε y N ε y σ y / E 00 Δε p Δε t ε y Δε t η di = rη di γ di η di r η di η γ di 層 3 4 5 ΣE pin (kn m) 30.0 537.5 593.7 547.5 Q dui (kn) 56 δ dui (mm) 6 377.0 688 7. 7 455.5 4. 968 8 368 343 30 応答値 5.8 6.7 6.6 6.7 6. 層応答 0. 7.6 9. 7.5 6.3 6.7 5.4 8.9 番号 l (mm) 48 500 985.5 49 500 83.5 50 500 807.5 5 500 3006.6 5 3300 790.9 53 3300 558.5 54 3300 566.4 55 3300 79.6 56 3000 338.9 57 3000 04 58 3000 95 59 3000 346 60 500 997 6 500 895.9 6 500 898. 63 500 993.9 64 300 00.7 65 300 8. 66 300 8.9 67 300 004.8 68 300 874.3 69 300 758.4 70 300 758.6 7 300 877.8 7 00 58.7 73 00 363.6 74 00 366.7 75 00 58. ダンパー許容値 各ダンパー最小許容値許容値 807.5 558.5 95 895.9 8.9 758.4 363.6 K dui (N/mm) 80000 360000 360000 360000 345000 30000 30000 γ di 0.65 0.7 0.64 0.533 0.465 0.47 0.5 比層最小許容値 ( 層応答 / 層最小許容 ) 755 88 404 0 848 83 343 0.006 0.0 0.04 0.07 0.0 0.09 0.06 40

η di π CON i s I s,i = ED,i N γi Td g M s j j= s c I CON s,i π i = ED,i N γi Td g M s j j= s ( pi pti ) n ( p j ptj ) n CON CON CON s,i min( s I s,i, c I s,i ) I = M γ i T d E D,i S i 4

P i A i P ti R e n 層 フレーム ダンパー 階 R max,i δ max,i Q ui δ ui δ dmax,i Q dui δ dui [rad.] [mm] [kn] [mm] [mm] [kn] [mm] 7 /00 4.0 050 6.3 4.0 53 6.7 6 /00 40.0 9 8.3 40.0 558 6.8 5 /00 39.0 44 30.3 39.0 399 7.0 4 /00 39.5 3095 8.8 39.5 343 6.5 3 /00 39.5 37 8.0 39.5 373 6.6 /00 40.0 440 8.0 40.0 403 6.7 /00 40.0 6646.0 40.0 573 5.6 E D,i a E,i μ i a μ i Ei = φ () 8μi 7 = aei a aei 0. 5 d Ei () 0.5 ( aei > 0. 5) δ ui δ max,i 階 [mm] [mm] μ i Φ a E,i d a E,i 7 6.3 4.0.56.00 0.39 0.39 6 8.3 40.0.4.00 0.4 0.4 5 30.3 39.0.9.00 0.48 0.48 4 8.8 39.5.37.00 0.44 0.44 3 8.0 39.5.4.00 0.43 0.43 8.0 40.0.43.00 0.4 0.4.0 40.0.8.00 0.35 0.35 E D,i 4

階 W i E si W dei W dpi E sdi E D,i d E D,i E D,i [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] 7 3.8 6.0 5. 300.0 90.3 75.7 395.4 8. 6 3.0 0.8 5.3 334.9 73. 33.8 43.3 3.8 5 36.7 84.4 8.3 560. 83.5. 65.9 369. 4 44.6 3.6 7.6 5. 00.4 77. 630. 354. 3 5.0 70.6 7.8 508. 09..6 65. 360.4 6.7.7 8.0 5.4 5.3 73.4 635.8 38.3 73.0 479.3 4.4 57. 3.4 55.3 375. 33.8 γ i γ i 階 p i p i /ave(p i ) γ i 7 0.970.08.0 6 0.886 0.987.0 5 0.880 0.98.0 4 0.839 0.935.0 3 0.838 0.933.0 0.869 0.968.0.000.4.0 ave 0.897 S j N j= n ( Pj Ptj ) S j ( Pj Ptj ) n 階 γ i E D,i s i / s i 損傷分布則 [kn m] CON si s,i CON ci s,i CON I s,i 7.0 8. 0.056 0.037 0.95.6 0.95 6.0 3.8 0.04 0.00 0.78 0.80 0.78 5.0 369. 0.46 0.44 0.84 0.84 0.84 4.0 354. 0.7 0.06 0.75 0.69 0.69 3.0 360.4 0.88 0.6 0.73 0.66 0.66.0 38.3 0.95 0.03 0.73 0.7 0.7.0 33.8 0.40 0.083 0.80.04 0.80 43

44

450 4 500 500 400 4 400 5 5-D D0@00 45

3 T=0.95 =0.8 8000 FL 6000 FL 4000 000 時 Q (kn) 0000 8000 6000 4000 4FL 3FL 000 46 0 0.0 0.5.0.5.0.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 δ. (cm)

N CM u = 0.8 a t σ y D + 0.5 N D [ N mm ] b D F c b D d 0 A0 a v σ vy T.0 0.66 0.33 (Nmm ) uo = Fc + m b + b 0 s 47

48

,3F F PL-9mm 74mm PL-mm 65mm 49

,3F F PL-9mm 57mm PL-mm 39mm 50

5

30000 5000 F 架構 + ブレース F 架構 + ブレース 3F 架構 + ブレース 4F 架構 F 架構 F 架構 3F 架構 0000 Q[kN] 5000 0000 F ブレース F ブレース 5000 3F ブレース 0 0 0.5.5.5 3 3.5 4 δ[cm] 5

M M Z p T a = b a T = T a + a a be t p Z p = 6 t p max( t p, t p ) 3 T a t p = ( a + a ) b 3 T a t p = ( a + a ) b ( j + j ) 53

σ N σ G Qsl = μ n pc N pc (N) 54 Ap

PC B PL- 450 450 GPL- 55

4 3 56

δ ui E s = M Vs We Q i δ i E S E E S E Si E η i i η ESi η i = Q δ ui ui Si Si 57

E Si Q ui Q ui = ESi = ESi Q Q + Q ui ui dui η i η i η di E dui E Sdi ESi + Qui η di Sdpi Sdi Q = E ESdi = Q δ dui dui η η di δ i δ ui * Qdui E Sdi = ESi Qui η i E η Si i = = η i Q ui δ ui i ( ) = η / n μ i δ = μ δ max i i ui 58 di

00 0 0 00 000 0000 00000 累積塑性変形倍率 ( 片側 ) 塑性率 (μ-) 59

60 [cm/s ] K K d K Degrading bi-linear K d Normal bi-linear

4 ELNS HAEW KONS ART-RAND ART-HAEW 3 ART-KONS エネルギー法 0 /00 /00 3/00 /50 CON π si s I s,i = ED,i N γi Td g M s j= j c I CON s,i π i = ED,i N γi Td g M s j j= s ( pi pti ) n ( p j ptj ) n CON CON CON s,i min( s I s,i, c I s,i ) I = 6

M γ T d E D,i S i P i P ti n 層 フレーム ダンパー 階 R max,i δ max,i Q ui δ ui δ dmax,i Q dui δ dui [rad.] [mm] [kn] [mm] [mm] [kn] [mm] 4 /00 35.0 867 6.9 35.0 - - 3 /00 35.0 04.8 35.0 4.8 /00 35.0 505 4.5 35.0 844.5 /00 35.5 4077 7.6 35.5 0540.6 a μ i Ei = φ 8μi 7 = aei a aei 0. 5 d Ei 0.5 ( aei > 0. 5) δ ui δ max,i 階 [mm] [mm] μ i Φ a E,i d a E,i 4 6.9 35.0.07. 0.48 0.48 3.8 35.0.54.4 0.60 0.50 4.5 35.0.43.4 0.65 0.50 7.6 35.5.0. 0.49 0.49 E D,i 6

階 W i E si W dei W dpi E sdi E D,i d E D,i E D,i [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] 4 69.9 598.6 - - - 668.4-30.4 3 8.8 508.6 5.8 84.6 0. 67.4 03 89.9 40.9 483. 0.5 80 346. 64. 66 489 3.9 007.9 3.6 583 754.7 3 35 697 階 p i p i /ave(p i ) γ i 4 0.8 0.90.0 3 0.89 0.976.0 0.937.07.0.000.096.0 ave 0.93 n S j ( Pj Ptj ) N S ( j tj ) n j j P P = 階 γ i E D,i s i / s i 損傷分布則 [kn m] CON si s,i CON ci s,i 4.0 30.4 0.9 0.00. 0.89 0.89 3.0 89.9 0.60 0.93.30.3.3.0 489 0.34 0.35.47.53.47.0 697 0.69 0.9.76.09.76 63 I s,i CON

64

65

66

67

68

η 曲げせん断棒 剛体柱部材回転バネは弾性壁梁 69

0000 F 0000 F 8000 3F 8000 F 3F 6000 6000 4F 4F F 4000 4000 5F 000 000 5F 0 0 0 0. 0.4 0.6 0.8 0 0. 0.4 0.6 0.8 層間変形 (cm) 層間変形 (cm) 層せん断力 (kn) 70 層せん断力 (kn)

6000 5000 4000 3000 000 000 0 せん断力 (kn) せん断力 (kn) せん断力 (kn) 6000 5000 4000 3000 000 000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 000 000 0 0.3 0.6 0.9..5 層間変位 (cm) 7 せん断力 (kn) せん断力 (kn) 0000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 000 000 0 0.000 0.300 0.600 0.900.00.500 層間変位 (cm) 0 0.000 0.300 0.600 0.900.00.500 層間変位 (cm) 0000 8000 6000 4000 000 0 0 0.3 0.6 0.9..5 層間変位 (cm) 0 0.000 0.300 0.600 0.900.00.500 層間変位 (cm)

E s δ ui W e E s E s = M V s W e 諸元 E E S Si 7

η i i η ESi η i = Q ui δ ui Q ui Q ui E Si = ESi = ESi Qui Q ui + Qdui η di E Sdi η di 73

Q = E dui E Sdi ESi + Qui η di Sdpi = ESdi Qdui δ dui η i E η Si i = = η i Q ui δ ui i ( ) = η / n μ i δ max i = μi δ ui 74

δ δ i ui 75

X 方向層間変形角 (rad) Y 方向層間変形角 (rad) 階階 5 5 4 4 3 3 0 0.005 0 0.005 0.005 (rad) (rad) 0.005 0 0.005 0.005 ELNS TAFT HACHI (rad) 模擬波 - 八戸模擬波 - 神戸模擬波 - 乱数 エネルギー法 応答予測 入力地震動 X 方向 Y 方向最大加速度 E-Wh(max) MVs / E-Wh(max) MVs / m/sec kn m kn m kn m kn m EL CENTRO 5. 55 485 TAFT 4.97 77 758 HACHINOHE 3.33 8 83 模擬波 - 八戸 4.99 634 380 595 75 模擬波 - 神戸 5.9 3 64 模擬波 - 乱数 4.9 490 33 76

π CON i s I s,i = ED,i N γi Td g M s j j= s c I CON s,i π i = ED,i N γi Td g M s j j= s ( pi pti ) n ( p j ptj ) n CON CON CON s,i min( s I s,i, c I s,i ) I = M γ i T d E D,i S i P i A i P ti R e n 層 フレーム ダンパー 階 R max,i δ max,i Q ui δ ui δ dmax,i Q dui δ dui [rad.] [mm] [kn] [mm] [mm] [kn] [mm] 5 /00 3.0 306.9 3.0 - - 4 /00 3.0 5445 3.0 3.0 - - 3 /00 3.0 745 3.9 3.0 - - /00 3.0 908 3.9 3.0 - - /00 7.5 433 8.8 7.5 4000. 77

層 フレーム ダンパー 階 R max,i δ max,i Q ui δ ui δ dmax,i Q dui δ dui [rad.] [mm] [kn] [mm] [mm] [kn] [mm] 5 /00 3.0 663.4 3.0 - - 4 /00 3.0 4736.5 3.0 - - 3 /00 3.0 6450.5 3.0 - - /00 3.0 7898.4 3.0 - - /00 7.5 400 7.7 7.5 4000.9 E D,i a E,i μ i a μ i Ei = φ () 8μi 7 = aei a aei 0. 5 d Ei 0.5 ( aei > 0. 5) δ ui δ max,i () 階 [mm] [mm] μ i Φ a E,i d a E,i 5.9 3.0 7.03.00 0.7 0.7 4 3.0 3.0 4.38.00 0.8 0.8 3 3.9 3.0 3.37.00 0.9 0.9 3.9 3.0 3.3.00 0.9 0.9 8.8 7.5.98. 0.49 0.49 δ ui δ max,i 階 [mm] [mm] μ i Φ a E,i d a E,i 5.4 3.0 9.9.00 0.6 0.6 4.5 3.0 8.7.00 0.6 0.6 3.5 3.0 8.7.00 0.6 0.6.4 3.0 9.35.00 0.6 0.6 7.7 7.5.8.0 0.45 0.45 E D,i 階 W i E si W dei W dpi E sdi E D,i d E D,i E D,i [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] 5.8 68.3 - - - 7. - 8.9 4 8. 09. - - - 7.3-3.5 3 4.3 35.5 - - - 49.9-43. 7.8 64.9 - - - 8.7-5.7 9. 49.7 4.4 65.6 38.6 68.9 408.6 84.6 78

階 W i E si W dei W dpi E sdi E D,i d E D,i E D,i [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] 5.9 6.8 - - - 63.6-6.6 4 3.5 09.0 - - -.6-9.5 3 4.8 48.5 - - - 53.3-40. 5.5 83.4 - - - 88.9-49.3 6. 64.8 3.8 3.6 57.0 8.0 39.4 60.4 γ i γ i γ i 階 p i p i /ave(p i ) γ i 階 p i p i /ave(p i ) γ i 5.59 0.999.0 4.9.06.0 3.5.047.0.39.067.0.000 0.86.0 ave.6 79 5.058 0.993.0 4.077.00.0 3.090.03.0.03.035.0.000 0.938.0 ave.066 S j N j= n ( Pj Ptj ) S j ( Pj Ptj ) n 階 γ i E D,i s i / s i 損傷分布則 [kn m] CON si s,i CON ci s,i 5.0 8.4 0.03 0.05.7.5.7 4.0 38.9 0.087 0.033.5.48.5 3.0 56. 0.47 0.047.40.47.40.0 68.9 0.76 0.049.4.7.4.0 84.6 0.558 0.856.6.3.3 I s,i CON 階 γ i E D,i s i / s i 損傷分布則 [kn m] CON si s,i CON ci s,i 5.0 3.8 0.037 0.08.63.89.63 4.0 5.4 0.068 0.044.64.03.64 3.0 34.6 0.090 0.053.66.7.66.0 40.7 0.0 0.054.70.33.70.0 60.4 0.704 0.8.63.5.5 I s,i CON

80

図 7.. 階平面図 図 7.. 階平面図 8

図 7..5 3 階伏図 ( ギャラリー部 ) 図 7..6 R 階伏図 図 7..7 A 通 I 通軸組図 ( 妻面ゾーン ) 表 7.. 柱リスト SRC 部 図 7..8 通り軸組図 表 7.. 鉄骨部材リスト 8

表 7..3 (mm) 350 50 DL 400 400 400 400 600 LL 3600 3600 3300 00 () 50 3600 400 TL 7800 7800 7500 6300 3 350 50 DL 400 400 400 400 600 LL 3600 3600 3300 00 () 50 3600 400 TL 7800 7800 7500 6300.3 80 DL 80 80 80 80 80 LL 500 500 300 00 80 TL 680 680 480 380 表 7..4 W/A A[m ] W[kN] [kn/m ] R 7 4.0 3 5 3007 9.8 7 7004 4.5 7 3356.4 83

図 7.. 3 階伏図 Y X 84

図 7.. I 通り軸組図 (X 方向 ) 図 7..3 A 通り軸組図 (X 方向 ) K Q δ δ 階 [kn/m] [kn] [mm] [kn/m] [kn] [mm] 3 8,490 99.4 47,000,440 5.8,348,000 4,790 6.3 - - - 0,05,000 4,740 4. - - - K Q 85

δ ui δ i δ Q ui δ Q δ δ 階 W [kn] [mm] [kn] [mm] [mm] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] 3 99.4,440 5.8.40 4,790 6.3 - -.50 - - 4,740 4. - -.90 - - Σ W W W 86

E S Es = M Vs We T [sec] 0.77 G - γ - 0.900 V [m/sec] 0.304 M [t] 87.0 /MV [kn m] 0. W [kn m] 3. W [kn m] 84.4 W [kn m] 5.5 E [kn m] -4.4 E S η i η i η di E Sdi E S E Sdi η di η di η di E η di = Sdi Q dui δ dui 87

階 δ [m] δ /H 3 0.006 / 47 0.004 / 349 0.008 / 940 階 E [kn m] Q [kn] δ [mm] ηdi 3 76.0 440.0 5.8 6.5 0.0 0.0 0.0-0.0 0.0 0.0 - 図 7.4. に 表 7.4. の比較 図 7.4. 時刻歴応答解析との比較 88

π CON i s I s,i = ED,i N γi Td g M s j j= s c I CON s,i π i = ED,i N γi Td g M s j j= s ( pi pti ) n ( p j ptj ) n CON CON CON s,i min( s I s,i, c I s,i ) I = M γ i T d E D,i S i P i A i P ti R e n フレーム ダンパー 階 δ max,i Q ui δ ui δ dmax,i Q dui δ dui [mm] [kn] [mm] [mm] [kn] [mm] 3.4 99.4.4 440 5.8 6.3 4790 6.3 6.3-0.0 4. 4740 4. 4. - 0.0 89

E D,i a E,i μ i a μ i Ei = φ () 8μi 7 = aei a aei 0. 5 d Ei 0.5 ( aei > 0. 5) δ ui δ max,i () 階 [mm] [mm] μ i Φ a E,i d a E,i 3.4.4.00.00.00 0.50 6.3 6.3.00.7.6 0.50 4. 4..00.7.6 0.50 E D,i 階 W i E si W dei W dpi E sdi E D,i d E D,i E D,i [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] [kn m] 3 5.3-4. 80. - 5.3 84.4 47.5 46.6 - - - - 46.6-75. 85.4 - - - - 85.4-37.6 γ i γ i 階 p i p i /ave(p i ) γ i 3 0.453 0.53.0.94.353.0.000.33.0 ave 0.88 90

S j N j= n ( Pj Ptj ) S j ( Pj Ptj ) n CON CON CON γ i E D,i s i / s i 損傷分布則 si s,i ci s,i I 階 s,i [kn m] 3.0 47.5 0.358 0.997.5 0.69 0.69.0 75. 0.78 0.000.05 59.3.05.0 37.6 0.464 0.00.7 4.4.7 9

F E 0 ui W e 9

00 8MPa SN PC 93

RC 94

RC a. b. RC c. d. 95

96

97

98

c. 99

支圧型コッター t AP=h t h 異形鉄筋 D0 溶接 45 コッター 90 コッター 5 3 0 0 45 90 シアキー ( 異形鉄筋 D0 溶接 ) 中央部の長さ 00mm 両端部の長さ 00mm 45 コッター 90 コッター下面 50mm 50mm 底面 30mm 30mm 上面 30mm 30mm 00

[] 0

0

03

04

a. RC 3.3. 3. b D d 0 A0 a v σ vy Tuo =.0 Fc + 0.66m 0.33 (Nmm ) b + b 0 s TuobDFc m=p l σ ly /p v σ vy d 0 b 0 A 0 a v σ vy 05

σ ly p l =a l /bd)p v (=a v l po /BDs)a l l po b. RC at D N C M u N = 0.8 at σ y D + 0.5 N D b D F c atmm yn/mm Dmm bmmnn c. PC PC T p M p T a = M b Z a T T = T a + a Z p Z p [ N mm] a be t p = 6 06

t p t p ( t t ) t p max p, p t p = 3 T a ( a + a ) b 3 T a t p = ( a + a ) b t p t p TPC =M e /jm e = D P u h j= ( j + j ) b =F/.3.5h 07

d. ( ) ) M ul = e Qul = e Z n pc N pc h A (Nmm Q ul :(N) Z :(mm 3 ) n PC : N PC :PC (N) h :(mm) A :(mm ) 0.85 RC 0.8 e. Q Gs Q Gs = n sky Q sky +Q sl Q Gs (N) n sky Q sky (= A p σ G (+γ ) ) A p (mm ) σ G (N/mm ) γ (=3.55 σ ) σ Ν (N/mm ) N σ G. RC Qsl = μ n pc N pc (N) Q sl μ :(N) : 0.63 ( 3.6 ) n PC : PC g. P 0 p A p/3fc 08

A n PC 3.4 n = 0.6F c A A c A c A A A c / A p PC P 0 A n 3 arc 3. RC 8 T uo ( M tuo = e Pd max cosφ e (m) P dmax (kn) Φ : ( ) 09

(0-3rad.) Cs.5 試験体 スラブの有無 破壊性状,,5~7 無し 8 有り ねじれ破壊 3,4 無し ねじれ破壊に至らず.5 5 ねじれ破壊せず Gb ねじれ破壊 Cb 要素試験体下限値 Cs.0 0.5.0 0.5 Gb Cb Cs 3 4 5 6 7 8 5 0 5 試験体名 0 /800/600/400/300/00/50/00/75/50 層間変形角 ねじれ余裕度 R t ねじれ回転角 brc RC. cde RC. 4 RC RC 0

PC PC

3. 300 700 300 300 Cs DSD STP DSD :DSD 3000 850 RC R=/800/600 RC R=/75/50 45 587.5 500 オイルジャッキ アクチュエータ アクチュエータ δsys N S

θ θ L D D6 D8,0 D6 D48 D3 D4 D49 D43 D45 Z A D5 D7 D D6 D8 D3 D9 D3 D39 D30 D35 D36 X D33 D5 D5 A D43~45,D47~50 D4 D4 D34 D38 D37 D40 D3 D4 D D D50 D7,9 L D5,6 D9,0 D7,8 D44,D47 記号 計測内容 記号 計測内容 D, アクチュエータ変位 D3~38 柱端部回転変位 D3,4 スタブ変位 D39 試験体水平変位 D5,6 定着板浮き上がり変位 D40 ガセット滑り変位 D7~0 梁端部ねじれ変形 D4,4 ガセット浮き上がり変位 D~4 梁端部鉛直変形 D43,48 ブレース軸方向変位 D5,6 定着板浮き上がり変位 D44,47 両端ピン間変位 D5~8 梁端部回転変位 D45 ロードセル変位 D9,30 柱鉛直変位 D49,50 ピン変位 3

層せん断力 (kn) 層せん断力 (kn) 400 300 00 00-00 ブレース降伏 主筋降伏 -00 北梁端部 北柱脚 -300 3 南柱脚 4 南梁端部 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40 400 300 00 00 0 0-00 ブレース降伏 主筋降伏 -00 北柱脚 南柱脚 -300 3 北柱頭 4 南柱頭 3-400 -40-30 -0-0 0 0 0 30 40 層間変位 (mm) 400 300 00 00 0-00 -00 ブレース降伏 せん断補強筋降伏降伏 -300 南柱 北柱 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40 層間変位 (mm) 3 4 4 ブレース荷重 ( 水平成分 ) (kn) ブレース荷重 ( 水平成分 ) (kn) 400 400 300 300 00 00 0-00 -00-300 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40 400 300 00 00 0-00 -00-300 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40 層間変位 (mm) 400 300 00 00 0-00 -00-300 -400-5 -0-5 -0-5 0 5 0 5 0 5 4 フレーム荷重 (kn) フレーム荷重 (kn) 00 00 0-00 -00-300 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40 400 300 00 00 0-00 -00-300 保有耐力 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40 層間変位 (mm) 400 300 00 00 0-00 -00-300 保有耐力 保有耐力 -400-40 -30-0 -0 0 0 0 30 40

PC θ δ θ δ 5

θ PC 5 0 Gb Cb Cs.5 Gb Cb Cs 00 ねじれ回転角 ( 0-3 rad) 5 0 5 定着板滑り変位 (mm).0 0.5 PC 鋼棒軸力保持率 (%) 95 90 Gb Cb Cs 0 /800 /600 /400 /300 /00 /50 /00 /75 /50 層間変形角 0.0 /800 /600 /400 /300 /00 /50 /00 /75 /50 層間変形角 85 /800 /600 /400 /300 /00 /50 /00 /75 /50 層間変形角 δ δ td = b θt cosφt td θt ( θ = 0δ = 0) φ 6

各ブレース軸方向変位 (mm) 5 0 5 0 ブレース変位ねじれ変形定着板滑り変位ピン上ガタピン下ガタロードセルガタ幾何学的変位 Gb 各ブレース軸方向変位 (mm) 5 0 5 0 ブレース変位ねじれ変形定着板滑り変位ピン上ガタピン下ガタロードセルガタ幾何学的変位 Cb 各ブレース軸方向変位 (mm) 5 0 5 0 ブレース変位ねじれ変形定着板滑り変位ピン上ガタピン下ガタロードセルガタ幾何学的変位 Cs 5 5 5 0 /800 /600 /400 /300 /00 /50 /00 /75 /50 層間変形角 0 /800 /600 /400 /300 /00 /50 /00 /75 /50 層間変形角 0 /800 /600 /400 /300 /00 /50 /00 /75 /50 層間変形角 7

8

0 0 305-080 (09) 864-5