JIS A 3306:2020 建築構造物の設計の基本―構造物への地震作用 | ページ 6

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                             n
                               FG , j
                             j i
                        αi  n
                                     (C.5)
                               FG , j
                             j 1
  基部からのレベルの高さhiの代わりに規準化重量αiを用いるのは,地震力分布パラメータを表すのに規
準化重量の方がより便利で合理的であるからである。αi(規準化重量)を用いることによって,種々の地
震力分布パラメータを図C.1のように比較することが望ましい。
  構造物の質量分布が一様な場合,規準化重量αiは式(C.6)を使って高さhiから次のように略算してもよい
とされている。
                            hn  hi 1
                        αi           (C.6)
                              hn
  式(C.4)で与えられる地震力分布パラメータは,k1=0かつk2=0の場合(地震力一様分布)が図C.1の実
線で,k1=1かつk2=0の場合(地震力逆三角分布)が図C.1の破線で,k1=0かつk2=1の場合(α分布)
を図C.1の点線で示している。
  したがって,係数k1及びk2は,次のようにしてもよいとされている。
− 低層建築物,又はT≦0.5秒の構造物 k1  1かつk2 0
− 中層建築物,又は0.5秒− 高層建築物,又はT>1.5秒の構造物 k1  0かつk2 1
  例えば,k1=k2=2T/(1+3T)とすると式(C.4)は,式(C.7)で表される。
                                  1       2T
                        kV,i=1+     αi        (C.7)
                                  α1    1  3T
  これが1981年以来,日本の耐震規定で用いられ,Aiで示されているものである。
  屋根から突出している構造物の部分に対する地震作用を評価する場合,k1  0かつk2  1とし,その部分
の基準化重量を用いて,式(C.4)から地震層せん断力係数を算定することが可能である。地震動によって生
じる変形は剛性がより小さなレベルに集中するため,kF,i又はkV,jはそのような挙動を考慮して調整するこ
とが望ましい。

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A 3306 : 2020
                                          附属書D
                                          (参考)
                            線形解析で用いる構造設計係数
  構造設計係数kDは,構造物の復元力特性,じん(靱)性,減衰及び余剰強度を考慮して,予想する弾塑
性挙動と基礎構造物との相互作用による有利な影響を考慮し,基礎固定の線形弾性モデル(等価静的及び
応答スペクトル法)に対して算定する地震力の低減に用いる。
  構造設計係数はkD及びkDsという二つの係数に分離でき,それらの積として式(D.1)のように表すことが
可能である : 
                        kD=kDkDs (D.1)
                      ここに, kD :  じん(靱)性,基礎構造物の相互作用,復元力特性,減衰及
                                       び終局限界状態として許容されると考えられる損傷の大きさ
                                       に関係する係数
                                 kDs :  余剰強度に関連する係数
  構造設計係数は,式(D.2)のように表すことも可能である。
                        kD=kDkDs=R1=  1
                                              (D.2)
                                       Rμ Rs
                      ここに,   R :  kDの逆数
                                 Rs :  kDsの逆数
  kDは,構造物の固有周期に依存し,固有周期が短い構造物については,強度に関する低減の可能性が低
いことが,最近の研究によって指摘されている。kDsは,実強度と計算上の設計強度との差に関する関数で
あり,構造システムの固有特性,構造物の設計に特有な側面及び強度計算法によって変動する。これらの
係数の定量化には議論の余地があり,大部分の規格では二つの項に分離せず一つの項kDとして採用してい
る。構造設計係数kD及びkDμは,例えば,表D.1のようにすることが可能である。
                               表D.1−構造設計係数kD及びkDμの例
                           構造システムが        kDμ          kD
                          高いじん(靱)性     1/51/3        1/121/6
                        中程度のじん(靱)性   1/31/2        1/61/3
                          低いじん(靱)性      1/21          1/31
                          kDμとkDとの差は,主に余剰強度に起因する。
                          この表では,kDsは12程度である。
  崩壊寸前の状態ではなく,限定的被害を受ける状態を限界状態として考える場合は,kDは大きな値とな
る。上記のkDの範囲は(kD及びkDsの値についても),今なお研究途上であり,条件によっては他の値を
用いてもよいとされている。
  じん(靱)性は,強度の著しい低下を伴わず,繰返し荷重下において弾性限界を超えて変形できる能力
と定義している。塑性率(一般にで表される。)は,全変形を弾性限界変形で除した値として定義して
いる。
  表D.1に示すじん(靱)性kDμを達成するには,構造物の形態及び用いられる全ての構造の詳細が重要
である。選択する塑性率は,実材料に期待するじん(靱)性,構造システムの詳細部及び形態と整合する
ことが望まれる。選択した塑性率と構造物の形態とから想定される材料の塑性ひずみの水準が,ULSにお

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いて確実に達成することが求められている。適切なディテール(構造詳細)に関する要求については,こ
の規格と併せて用いられる材料の設計規格で定めることが可能である。
  様々なじん(靱)性をもつ構造システムの例を次に示すが,これらは典型的な例にすぎない。留意すべ
き事項は,部材及び接合部に適切なじん(靱)性を付与するためのディテール(構造詳細)が,構造設計
係数の評価において重要であることである。したがって,構造要素(部材及び接合部)の詳細部によって
は,ある分類の構造物を,別の分類に区分することもあり得る。
a) 高いじん(靱)性をもつ構造システムとは,非線形応答を確実に保証できる適切な接合部詳細及び構
    造要素の詳細をもつ,鉄骨造又は鉄筋コンクリート造のラーメン架構によって水平力を負担する構造
    システムである。
b) 中程度のじん(靱)性をもつ構造システムとは,鉄骨造ブレース架構又は鉄筋コンクリート造せん断
    (耐震)壁によって水平力を負担する構造システムである。
c) 低いじん(靱)性をもつ構造システムとは,無補強又は部分的に補強された組積造のせん断(耐震)
    壁によって水平力を負担する構造システムである。
  構造設計係数kDは,崩壊機構の形式から大きな影響を受ける。表D.1で示した値は,設計が考慮する崩
壊機構を形成すると仮定した場合に採用されるものであり,それとは異なる機構で崩壊する場合には,構
造物の一部において,より高いじん(靱)性を要求することになる。設計で指定した崩壊機構を保証する
ように注意を払うことが望まれる。
  強震動を受ける構造物の非線形動的解析の結果によると,を塑性率として,kD(又は1/Rμ)は,長周
期構造物に対しては,1/μに比例し,短周期構造物に対しては /12μ1 となる。したがって,ULSにおい
て想定される最大水平変位Δmaxは,次の式のような簡単な形式で評価してもよいとされている(図D.1参
照)。
                                    1
                         Δmax ΔD     Δy        (D.3)
                                           Rμ Δy
                                   kDμ
                                   1   1          1   2
                         Δmax ΔE       2
                                           1 Δy   (Rμ  )1Δy (D.4)
                                   2 kDμ         2
                      ここに,   Δy :  本体の式(1)又は式(2)が与える設計用の水平地震力又は地震層
                                       せん断力に対して,線形解析から計算される水平変位
  一般に,式(D.3)は長い固有周期をもつ構造物に対して適用され(変位一定則),また,式(D.4)は短い固
有周期をもつ構造物に対して適用する(エネルギー一定則)。構造物は繰返し荷重下で強度が低下する傾向
にある(そのような挙動を累積損傷と呼ぶ。)ため,構造物に要求される累積塑性[又は等価エネルギー逸
散(エネルギー消費)]も,ULSの設計において見落としてはならない要素である。必要累積塑性変形の
定量化に対しては多くの研究が行われており,これを取り入れた設計法が将来提案されると考えられる。

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                 記号
                 VN           規準化(層)せん断力
                 kD           構造設計係数
                 kD           じん(靱)性に関する構造設計係数
                 Δ           水平変位
                 Δy          設計用層せん断力に対して線形解析で算定される水平変位
                 ΔD          変位一定則による最大変位
                 ΔE          エネルギー一定則による最大変位
                              実際のせん断力−変位曲線
                  ×          構造物の崩壊
                         図D.1−完全弾塑性系の層せん断力と変位との関係

――――― [JIS A 3306 pdf 29] ―――――

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                                          附属書E
                                          (参考)
                                地震作用の成分の組合せ
E.1   水平成分の組合せ
  地震動の3成分のうち,水平2成分の組合せは,例えば次のような構造物の全地震作用に強く影響する。
a) 2方向の偏心による構造物のねじ(捩)りモーメント。
b) 隅柱の軸力。
  応答時刻歴解析において,直交する二つの地震動を同時に作用させない場合は,地震作用の水平2成分
の組合せを考慮することが望まれる。構造物の配置から定まる直交するx-y軸に対する地震作用の水平2
成分をEx及びEyとすると,SRSS(二乗和平方根)法によって全設計用地震作用Eを求めることがある。
しかし,この方法では最大応答を過小評価することになる場合がよくある。この問題を避けるために,2
次結合による次の式を用いることがよいとされている。
                         E   Ex2  2εExEy Ey2  (E.1)
  係数εは−1から1までの間の値(ε=0はSRSS法を意味する。)を取り得るが,経験的には00.3の値
を用いてもよいとされている。また,式(E.1)の1次近似は,次の式のようになり,この式を代用してもよ
いとされている。
                         E   Ex  λEy
                                     (E.2)
                         E   λEx Ey
  λの値は,0.30.5としてよいとされている。
  式(E.1)と式(E.2)とによるEy/Exに対するE/Exの関係を図E.1に示す。
                     図E.1−式(E.1)と式(E.2)とによるEy/Exで表したE/Exの関係
E.2   鉛直成分
  鉛直成分Ezは,式(E.3)によって評価してよいとされている。
                        Ez=kE,vkR,zFGe  (E.3)
                      ここに, kE,v :  重力加速度に対する比によって表される地震動のピーク鉛直
                                       加速度(地震動のピーク水平加速度の1/22/3としてよいと

――――― [JIS A 3306 pdf 30] ―――――

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