深い柱を持つ鉄骨モーメント フレームの地震挙動

スチール スペシャル モーメント フレーム (SMF) は、その建築上の柔軟性と高い延性から、耐震性に優れたシステムです。ノースリッジ地震の前は、これらの耐震システムには浅い柱 (断面の深さが 356 mm 未満) が一般的に使用されていました。ただし、設計の経済性を達成するために、近年、法規で強制されたストーリー ドリフト要件を満たすために、より深い柱 (セクションの深さ 356 mm を超える) を使用する傾向が強まっています。これらの柱が広く使用されているにもかかわらず、軸方向の圧縮と循環ドリフト下での深い柱のヒンジ動作に関する研究はほとんどありませんでした。深い柱は細長比が大きく、局部座屈と全体座屈の両方に対して脆弱であるため、その挙動を調査することが不可欠です。これらの座屈モードは、軸方向の短縮などの望ましくない効果を生み出すことにより、SMF の応答に深刻な影響を与える可能性があります。軸方向の短縮は、適用される圧縮力が大きくなり、地震入力として使用される地動がより厳しくなるにつれて増加します。
この研究では、有限要素プログラム シミュレーションを使用して、合計 15 の 4 階建ての鉄骨 SMF の挙動を調査しました。これらのフレームの動作に影響を与える 4 つの重要な要因が調査されました。1) 柱のブレース。 2) ビームブレース; 3) 柱の硬化; 4) ストロング コラム ウィーク ビーム (SCWB) 比。調査範囲を広げるために、軸力レベルと柱断面特性の影響も調べた。比較的低いストーリードリフトレベルでも、深い柱は局所的および/または全体的な不安定性を被る可能性があることが示されています。調査結果は、ビーム フランジの上部と下部レベルで深い柱を支え、これらの柱のウェブに補強材を追加することによって、SMF の性能を改善できることを示しています。 SCWB比を増加させることにより、カラムの短縮を制御できることが示唆されています