10
A four-story RC building is tested by using the E-Defense shake-table facility in order to verify the assessments based on AIJ recommendations as well as in order to examine its performance given by the newer Japanese code. The building consists of moment frames and multi-story walls. Ground motions recorded in the Hyogoken-Nanbu earthquake are used, and the intensity of shaking is gradually increased. Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer flexural failures at the critical sections of the first story. Beam-column joints suffer shear failures, while beams and columns exhibit flexural yielding. Keywords: Reinforced concrete building, Shaking table test, Moment frame, Multi-story-wall 1. 1997 1) ��2004 2) 2010 3) �� 1995 1981 2006 1 2006 9 1970 4), 5) 1 2010 12 (1)(2)(3)(4)4 ��構造系 669 号 【カテゴリーⅠ】 日本建築学会構造系論文集 76669号, 1961-1970201111J. Struct. Constr. Eng., AIJ, Vol. 76 No. 669, 1961-1970, Nov., 2011 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験 LARGE-SCALE SHAKING TABLE TESTS ON A FOUR-STORY RC BUILDING 長江拓也 *1 ,田 原 健 一 *2 ,福 山 國 夫 *3 ,松 森 泰 造 *4 ,塩 原   等 *5 壁谷澤 寿海 *6 ,河 野   進 *7 ,西 山 峰 広 *8 ,西 山   功 *9 Takuya NAGAE, Kenichi TAHARA, Kunio FUKUYAMA, Taizo MATSUMORI, Hitoshi SHIOHARA, Toshimi KABEYASAWA, Susumu KONO, Minehiro NISHIYAMA and Isao NISHIYAMA *1 独立行政法人防災科学技術研究所 主任研究員・博士(工学) Senior Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. *2 独立行政法人防災科学技術研究所 研究員・博士(工学) Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. *3 独立行政法人防災科学技術研究所 客員研究員 Visiting Researcher, Hyogo EERC, NIED *4 独立行政法人防災科学技術研究所 主任研究員・博士(工学) Senior Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. *5 東京大学大学院工学系研究科 准教授・工博 Assoc. Prof., Graduate School of Engineering, University of Tokyo, Dr. Eng. *6 東京大学地震研究所 教授・工博 Prof., ERI, University of Tokyo, Dr. Eng. *7 京都大学大学院工学研究科 准教授・Ph. D. Assoc. Prof., Graduate School of Engineering, Kyoto University, Ph. D. *8 京都大学大学院工学研究科 教授・工博 Prof., Graduate School of Engineering, Kyoto University, Dr. Eng. *9 国土交通省国土技術政策総合研究所 建築研究部長・工博 Director of Building Department, NILIM, Dr. Eng. 1961

4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-1-

A four-story RC building is tested by using the E-Defense shake-table facility in order to verify the assessments based on AIJ recommendations as well as in order to examine its performance given by the newer Japanese code. The building consists of momentframes and multi-story walls. Ground motions recorded in the Hyogoken-Nanbu earthquake are used, and the intensity of shaking isgradually increased. Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer flexural failures at the critical sections of the first story. Beam-column joints suffer shear failures, while beams and columns exhibit flexural yielding.

Keywords: Reinforced concrete building, Shaking table test, Moment frame, Multi-story-wall

������������������������������

1. ����

�����������������������������

�������������������������������

���������������������1997 �������

������ 1)������������������������

�������������������������������

������������������������������

�������������2004���������� 2)�����

�������������������������������

�����2010������������������ 3)�����

����������������������������������

1995 ���������������������������

������������������ 1981����������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

����������������������������

2006� 1�� 2006� 9�������������������

������������1970 ����������������

������������������� 4), 5)����������

������������ 1 �����������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������2010� 12���������

������������������������������

���������������(1)��������������

��������������������������(2)���

������������������������(3)�����

����������������������������(4)�

�������������������������������

������������������� 4�����������

��������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

4���������������������������

LARGE-SCALE SHAKING TABLE TESTS ON A FOUR-STORY RC BUILDING

����*1�����*2�����*3�����*4

���*5������*6����*7�����*8����*9

Takuya NAGAE*1, Kenichi TAHARA*2, Kunio FUKUYAMA*3, Taizo MATSUMORI*4

Hitoshi SHIOHARA*5, Toshimi KABEYASAWA*6, Susumu KONO*7

Minehiro NISHIYAMA*8, Isao NISHIYAMA*9

*1 ���������������� ������������

*2 ���������������� ����������

*3 ���������������� �����

*4 ���������������� ������������

*5 �������������� ������

*6 ���������� �����

*7 ������������� ����Ph.D. *8 ������������� �����

*9 ����������������� ���������

Senior Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. Visiting Researcher, Hyogo EERC, NIED Senior Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. Assoc. Prof., Graduate School of Engineering, University of Tokyo, Dr. Eng. Prof., ERI, University of Tokyo, Dr. Eng. Assoc. Prof., Graduate School of Engineering, Kyoto University, Ph.D. Prof., Graduate School of Engineering, Kyoto University, Dr. Eng. Director of Building Department, NI LIM, Dr. Eng.

構造系 669号

【カテゴリーⅠ】 日本建築学会構造系論文集 第76巻 第669号,1961-1970,2011年11月J. Struct. Constr. Eng., AIJ, Vol. 76 No. 669, 1961-1970, Nov., 2011

4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験LARGE-SCALE SHAKING TABLE TESTS ON A FOUR-STORY RC BUILDING

長 江 拓 也*1,田 原 健 一*2,福 山 國 夫*3,松 森 泰 造*4,塩 原   等*5 壁谷澤 寿海*6,河 野   進*7,西 山 峰 広*8,西 山   功*9

Takuya NAGAE, Kenichi TAHARA, Kunio FUKUYAMA, Taizo MATSUMORI, Hitoshi SHIOHARA, Toshimi KABEYASAWA,

Susumu KONO, Minehiro NISHIYAMA and Isao NISHIYAMA

*1 独立行政法人防災科学技術研究所 主任研究員・博士(工学) Senior Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. *2 独立行政法人防災科学技術研究所 研究員・博士(工学) Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. *3 独立行政法人防災科学技術研究所 客員研究員 Visiting Researcher, Hyogo EERC, NIED *4 独立行政法人防災科学技術研究所 主任研究員・博士(工学) Senior Researcher, Hyogo EERC, NIED, Dr. Eng. *5 東京大学大学院工学系研究科 准教授・工博 Assoc. Prof., Graduate School of Engineering, University of Tokyo, Dr. Eng. *6 東京大学地震研究所 教授・工博 Prof., ERI, University of Tokyo, Dr. Eng. *7 京都大学大学院工学研究科 准教授・Ph. D. Assoc. Prof., Graduate School of Engineering, Kyoto University, Ph. D. *8 京都大学大学院工学研究科 教授・工博 Prof., Graduate School of Engineering, Kyoto University, Dr. Eng. *9 国土交通省国土技術政策総合研究所 建築研究部長・工博 Director of Building Department, NILIM, Dr. Eng.

- 1961 -

Page 2: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-2-

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

������ 0.03 rad��������������

������������������������������

�������������������������������

����������� 6)������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

���������������������������1���

�������������������������������

�������������������������������

������������������������������

2. �����

2. 1 ����

������ Fig. 1������������ Fig. 2������

Fig. 3����������������������������

�� 4������������������������ 3 m��

X��������� 7.2 m� 2����Y��������� 7.2 m

� 1�������X����������������Y����

������������������������������

���������������������������� 3)��

��������� 6)����������������������

�������������������������������

������������ FA��������X��������

��������������������� 1���������

������ 1��������� 0.3�0.4�����������

���������� 2007������������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������������������2010

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

����������

������������� Fc� 27 N/mm2����������

����SD345�D22���D19��������� 500 mm��

������ 300 mm������X���G1����� 600 mm

����Y������� G2����� 300 mm����� G3�

���� 400 mm���������� 2500 mm��� 250 mm��

�������� 130 mm�������������������

�� Table 1�������������������������

RG2

4G2

3G2

2G2W

W

W

W

3,600 3,6007,2001,400 1,400

RG2 RG2

4G24G2

3G2 3G2

2G2 2G2

Wall

Wall

Wall

Wall

1C1

4C1

3C1

2C1

1a 21

7,200 7,20014,400 800800

3,00

03,

000

3,00

03,

000

1,20

012

,000

3,600

7,20

07,

200

14,4

00

3,6007,2001,400

5009001,400

600800

800

800

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

2Fl.

3Fl.

1Fl.

RFl.

4Fl.B1

B1

RG1

4G1

3G1 3G1

4G1

RG1

2G1 2G1

G2

G1

G1

G1

G1

G2

G2

G2

G3

1C1

4C1

3C1

2C1

1C1

4C1

3C1

2C1

1C2

4C2

3C2

2C2

C1 C1

C2 C2

C1C1

Wall

Wall

BA C

1 1a 2

A

B

C

(b) A-frame and C-frame (c) B-frame (a) 1-frame and 2-frame Fig. 3 Framing elevation

Y

X

Fig. 2 Plan of 2nd to 4th floor (Unit: mm)

3,600 3,6007,200500 800

RG3

2G3

3G3

4G3

1C1

2C1

4C1

3C1

1 1a 2

Wall

Wall

Wall

Wall

(A) Structural elements [kN] R-fl. 4-fl. 3-fl. 2-fl. RC Column 53 106 106 106

Beam 240 240 240 240 Wall 40 79 79 79 Slab 484 428 424 420

816 853 849 845 (B) Non-structural elements [kN] R-fl. 4-fl. 3-fl. 2-fl. Steel Stair and handrail 6 6 6 6

Measurement frame 0 3 17 17 Machine and RC base 112 5 0 0 Sum 118 14 23 23 Total of (A) and (B) [kN] 934 867 872 867

4th story 3rd story 2nd story 1st story�W i [kN] 934 1801 2673 3541

C i= 0.2 x A i 0.29 0.25 0.22 0.20 Q i [kN] 273 450 593 708

Sum

Table 1 Weight and design force

YZ

Fig. 1 Configuration of specimen

X

-3-

�������������������������������

1.7 %������������������Table 1�������

����������������������Qi�Table 1����

� X�����������G1����������������

��������������� 1���������������

���������������� 2�2.5������������

������������������� FA����������

��������������������������������

��������������� 1.2������

� Y�����������������������������

������� 7), 8)����������������������

������������������������G2�����

�������������������������������

������������ 400 mm�������� 3)������

�������������������������������

������������ WA ����������������

����������������� 0.01 rad�� 1�������

���X��� 0.35�Y��� 0.42��������������

�������������������� 2. 3������

� ����������Table 2����C1����C2������

�����8-D22 (Pg=1.24 %)�10-D22 (Pg=1.55 %)��������

D10������������(SD295)� 100 mm�� (Pw=0.29 %)

�����1�2������D10����(SD295)���� (Pw=0.43

�0.57 %)�X������G1��������� 4-D22�6-D22 (Pt

=0.96�1.44 %)������� 3-D22 (Pt =0.72 %)����Y����

�� G2 ������������� 2-D19�4-D19 (Pt=0.80�

1.60 %)����G3 ������������� 3-D19�5-D19

(Pt=0.85�1.41 %)����G1��G3����D10��������

����(SD295)� 200 mm��(Pw =0.24 %)�����G2����FA

����������� D10 ���������������

(KSS785)� 100 mm��(Pw=0.47 %)�������������(250

x 400 mm)���� 6-D19�Pg=1.72 %�����������D13�

��(SD295)� 300 mm�����������C��������

���D10������������(SD295)�100 mm������

Table 2 List of member section

� (Unit: mm)

H bar Hoop

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

Location

Section

RFl.Top

Bottom

B x D3-D192-D19

300 x 300

Stirrup

Section

TopBottom

B x D3-D193-D19

300 x 300

Stirrup

4Fl.3Fl.2Fl.

3-D193-D19

4-D193-D19

G2

2-D10@100(KSS785)

2-D10@100(KSS785)

3-D193-D19

4-D193-D19

AllG2W

2-D10@200

2-D10@200

LocationG1

CenterEnd

LocationG3

CenterEnd

Section

TopBottom

Stirrup

B x D

Web

3-D195-D193-D19 4-D19

2-D10

300 x 400

2-D10@200

Section

TopBottom

Stirrup

B x D

Web

4-D19 3-D193-D19 4-D19

2-D10

300 x 400

2-D10@200

2Fl.

RFl.4Fl.3Fl.

C2

2,2-D10@10010-D22

500 x 500

2,2-D10@140

10-D22500 x 500

2,4-D10@1002,2-D10@140

10-D22500 x 500

3,4-D10@1002,2-D10@140

8-D22500 x 500

2,2-D10@1002,2-D10@140

8-D22500 x 500

2,3-D10@1002,2-D10@140

8-D22500 x 500

2,3-D10@1002,2-D10@140

10-D22500 x 500

3,4-D10@1002,2-D10@140

C1

Section

4Fl.3Fl.

Hoop

B x DRebar

Joint

Section

2Fl.

Hoop

B x DRebar

Joint

TopSection

B x D

HoopRebar

Joint1Fl.BottomSection

B x DRebarHoopJoint

Section

RFl.4Fl.

TopBottom

Stirrup

B x D

Web 4-D10

300 x 600

2-D10@200

3-D223-D224-D22

3-D22

Section

3Fl.Top

Bottom

Stirrup

B x D

Web 4-D10

300 x 600

2-D10@200

3-D223-D225-D22

3-D22

Section

2Fl.Top

Bottom

Stirrup

B x D

Web 4-D10

300 x 600

2-D10@200

3-D223-D226-D22

3-D22

Col.side Wall side

Section

Hoop

B x DRebar

Joint

Section

4Fl.3Fl.2Fl.

2 x 6-D19

2,2-D10@100

ACHoop

B x DRebar

Joint

1Fl.

2,3-D10@802,3-D10@100

2 x 6-D192,500 x 250

2,2-D10@150

Vertical

Horizontal

Vertical2,500 x 250

2,2-D10@150

Horizontal

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

TopBottom

Depth: 130mm

TopBottom

TopBottom

TopBottom

S1

cS1

cS3

cS2

D10@200D10,D13@200

Shorter direction

D10@200D10,D13@200

D10@200D10@200

D10@200D10@200

D10@200D10,D13@200

Longer direction

D10@250D10@250

D10@250D10@250

D10@250D10@250

LocationB1

CenterEnd

Section

TopB x D

Bottom

StirrupWeb

3-D194-D19 7-D19

3-D19

2-D102-D10@200

300 x 400All

cS3

cS3 cS3

cS3

TopBottom D10@200 D10@200

D10,D13@200D10,D13@200

Shorter direction Longer directionDepth: 130mm

TopBottom D10@200

D10,D13@200 D10@250D10@250

TopBottom

D10@200D10@200 D10@250

D10@250

TopBottom

D10@200D10@200 D10@250

D10@250

S1

cS1

cS3

cS2

H bar Hoop

Section

Hoop

B x DRebar

Joint

Section

4Fl.3Fl.2Fl.

2 x 6-D19

2,2-D10@100

ACHoop

B x DRebar

Joint

1Fl.

2,3-D10@802,3-D10@100

2 x 6-D192,500 x 250

2,2-D10@150

Vertical

Horizontal

Vertical2,500 x 250

2,2-D10@150

Horizontal

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

sideCol.

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

cS3

cS3 cS3

cS3

(c) Wall

(a) Column (b) Beam

(d) Floor slab

Y

X

R-fl.4-fl. 3-fl.

2-fl.

4-fl. 3-fl. 2-fl.

1-fl.

2-fl.

1-fl.

4-fl. 3-fl.

R-fl.4-fl.

3-fl.

2-fl.

R-fl.

4-fl. 3-fl. 2-fl.

R-fl.4-fl. 3-fl. 2-fl.

125

125

125

125 125

125

125

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

cS3

cS3 cS3

cS3

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

cS3

cS3 cS3

cS3

Plan of floor slab

- 1962 -

Page 3: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-2-

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

������ 0.03 rad��������������

������������������������������

�������������������������������

����������� 6)������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

���������������������������1���

�������������������������������

�������������������������������

������������������������������

2. �����

2. 1 ����

������ Fig. 1������������ Fig. 2������

Fig. 3����������������������������

�� 4������������������������ 3 m��

X��������� 7.2 m� 2����Y��������� 7.2 m

� 1�������X����������������Y����

������������������������������

���������������������������� 3)��

��������� 6)����������������������

�������������������������������

������������ FA��������X��������

��������������������� 1���������

������ 1��������� 0.3�0.4�����������

���������� 2007������������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������������������2010

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

����������

������������� Fc� 27 N/mm2����������

����SD345�D22���D19��������� 500 mm��

������ 300 mm������X���G1����� 600 mm

����Y������� G2����� 300 mm����� G3�

���� 400 mm���������� 2500 mm��� 250 mm��

�������� 130 mm�������������������

�� Table 1�������������������������

RG2

4G2

3G2

2G2W

W

W

W

3,600 3,6007,2001,400 1,400

RG2 RG2

4G24G2

3G2 3G2

2G2 2G2

Wall

Wall

Wall

Wall

1C1

4C1

3C1

2C1

1a 21

7,200 7,20014,400 800800

3,00

03,

000

3,00

03,

000

1,20

012

,000

3,600

7,20

07,

200

14,4

00

3,6007,2001,400

5009001,400

600800

800

800

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

S1

2Fl.

3Fl.

1Fl.

RFl.

4Fl.B1

B1

RG1

4G1

3G1 3G1

4G1

RG1

2G1 2G1

G2

G1

G1

G1

G1

G2

G2

G2

G3

1C1

4C1

3C1

2C1

1C1

4C1

3C1

2C1

1C2

4C2

3C2

2C2

C1 C1

C2 C2

C1C1

Wall

Wall

BA C

1 1a 2

A

B

C

(b) A-frame and C-frame (c) B-frame (a) 1-frame and 2-frame Fig. 3 Framing elevation

Y

X

Fig. 2 Plan of 2nd to 4th floor (Unit: mm)

3,600 3,6007,200500 800

RG3

2G3

3G3

4G3

1C1

2C1

4C1

3C1

1 1a 2

Wall

Wall

Wall

Wall

(A) Structural elements [kN] R-fl. 4-fl. 3-fl. 2-fl. RC Column 53 106 106 106

Beam 240 240 240 240 Wall 40 79 79 79 Slab 484 428 424 420

816 853 849 845 (B) Non-structural elements [kN] R-fl. 4-fl. 3-fl. 2-fl. Steel Stair and handrail 6 6 6 6

Measurement frame 0 3 17 17 Machine and RC base 112 5 0 0 Sum 118 14 23 23 Total of (A) and (B) [kN] 934 867 872 867

4th story 3rd story 2nd story 1st story�W i [kN] 934 1801 2673 3541

C i= 0.2 x A i 0.29 0.25 0.22 0.20 Q i [kN] 273 450 593 708

Sum

Table 1 Weight and design force

YZ

Fig. 1 Configuration of specimen

X

-3-

�������������������������������

1.7 %������������������Table 1�������

����������������������Qi�Table 1����

� X�����������G1����������������

��������������� 1���������������

���������������� 2�2.5������������

������������������� FA����������

��������������������������������

��������������� 1.2������

� Y�����������������������������

������� 7), 8)����������������������

������������������������G2�����

�������������������������������

������������ 400 mm�������� 3)������

�������������������������������

������������ WA ����������������

����������������� 0.01 rad�� 1�������

���X��� 0.35�Y��� 0.42��������������

�������������������� 2. 3������

� ����������Table 2����C1����C2������

�����8-D22 (Pg=1.24 %)�10-D22 (Pg=1.55 %)��������

D10������������(SD295)� 100 mm�� (Pw=0.29 %)

�����1�2������D10����(SD295)���� (Pw=0.43

�0.57 %)�X������G1��������� 4-D22�6-D22 (Pt

=0.96�1.44 %)������� 3-D22 (Pt =0.72 %)����Y����

�� G2 ������������� 2-D19�4-D19 (Pt=0.80�

1.60 %)����G3 ������������� 3-D19�5-D19

(Pt=0.85�1.41 %)����G1��G3����D10��������

����(SD295)� 200 mm��(Pw =0.24 %)�����G2����FA

����������� D10 ���������������

(KSS785)� 100 mm��(Pw=0.47 %)�������������(250

x 400 mm)���� 6-D19�Pg=1.72 %�����������D13�

��(SD295)� 300 mm�����������C��������

���D10������������(SD295)�100 mm������

Table 2 List of member section

� (Unit: mm)

H bar Hoop

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

Location

Section

RFl.Top

Bottom

B x D3-D192-D19

300 x 300

Stirrup

Section

TopBottom

B x D3-D193-D19

300 x 300

Stirrup

4Fl.3Fl.2Fl.

3-D193-D19

4-D193-D19

G2

2-D10@100(KSS785)

2-D10@100(KSS785)

3-D193-D19

4-D193-D19

AllG2W

2-D10@200

2-D10@200

LocationG1

CenterEnd

LocationG3

CenterEnd

Section

TopBottom

Stirrup

B x D

Web

3-D195-D193-D19 4-D19

2-D10

300 x 400

2-D10@200

Section

TopBottom

Stirrup

B x D

Web

4-D19 3-D193-D19 4-D19

2-D10

300 x 400

2-D10@200

2Fl.

RFl.4Fl.3Fl.

C2

2,2-D10@10010-D22

500 x 500

2,2-D10@140

10-D22500 x 500

2,4-D10@1002,2-D10@140

10-D22500 x 500

3,4-D10@1002,2-D10@140

8-D22500 x 500

2,2-D10@1002,2-D10@140

8-D22500 x 500

2,3-D10@1002,2-D10@140

8-D22500 x 500

2,3-D10@1002,2-D10@140

10-D22500 x 500

3,4-D10@1002,2-D10@140

C1

Section

4Fl.3Fl.

Hoop

B x DRebar

Joint

Section

2Fl.

Hoop

B x DRebar

Joint

TopSection

B x D

HoopRebar

Joint1Fl.BottomSection

B x DRebarHoopJoint

Section

RFl.4Fl.

TopBottom

Stirrup

B x D

Web 4-D10

300 x 600

2-D10@200

3-D223-D224-D22

3-D22

Section

3Fl.Top

Bottom

Stirrup

B x D

Web 4-D10

300 x 600

2-D10@200

3-D223-D225-D22

3-D22

Section

2Fl.Top

Bottom

Stirrup

B x D

Web 4-D10

300 x 600

2-D10@200

3-D223-D226-D22

3-D22

Col.side Wall side

Section

Hoop

B x DRebar

Joint

Section

4Fl.3Fl.2Fl.

2 x 6-D19

2,2-D10@100

ACHoop

B x DRebar

Joint

1Fl.

2,3-D10@802,3-D10@100

2 x 6-D192,500 x 250

2,2-D10@150

Vertical

Horizontal

Vertical2,500 x 250

2,2-D10@150

Horizontal

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

TopBottom

Depth: 130mm

TopBottom

TopBottom

TopBottom

S1

cS1

cS3

cS2

D10@200D10,D13@200

Shorter direction

D10@200D10,D13@200

D10@200D10@200

D10@200D10@200

D10@200D10,D13@200

Longer direction

D10@250D10@250

D10@250D10@250

D10@250D10@250

LocationB1

CenterEnd

Section

TopB x D

Bottom

StirrupWeb

3-D194-D19 7-D19

3-D19

2-D102-D10@200

300 x 400All

cS3

cS3 cS3

cS3

TopBottom D10@200 D10@200

D10,D13@200D10,D13@200

Shorter direction Longer directionDepth: 130mm

TopBottom D10@200

D10,D13@200 D10@250D10@250

TopBottom

D10@200D10@200 D10@250

D10@250

TopBottom

D10@200D10@200 D10@250

D10@250

S1

cS1

cS3

cS2

H bar Hoop

Section

Hoop

B x DRebar

Joint

Section

4Fl.3Fl.2Fl.

2 x 6-D19

2,2-D10@100

ACHoop

B x DRebar

Joint

1Fl.

2,3-D10@802,3-D10@100

2 x 6-D192,500 x 250

2,2-D10@150

Vertical

Horizontal

Vertical2,500 x 250

2,2-D10@150

Horizontal

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

AC

D13@300 (W)D10@125 (W)D10@200 (W)

sideCol.

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

cS3

cS3 cS3

cS3

(c) Wall

(a) Column (b) Beam

(d) Floor slab

Y

X

R-fl.4-fl. 3-fl.

2-fl.

4-fl. 3-fl. 2-fl.

1-fl.

2-fl.

1-fl.

4-fl. 3-fl.

R-fl.4-fl.

3-fl.

2-fl.

R-fl.

4-fl. 3-fl. 2-fl.

R-fl.4-fl. 3-fl. 2-fl.

125

125

125

125 125

125

125

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

cS3

cS3 cS3

cS3

cS2

cS1

cS1 cS1

cS1

cS2 cS2

cS2S1S1S1S1S1S1S1S1

cS3

cS3 cS3

cS3

Plan of floor slab

- 1963 -

Page 4: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-4-

D10���(SD295)� 200 mm������(Pw=0.28 %)������

�������A�������C���������������

�������������������D10� 135�������

�����(SD295)� 125 mm��(Pw=0.23 %)�����

2. 2 ����

� ��������������������� JASS�5����

��������2003���������������������

��������������������� 1���������

�������������������������������

��������������������� D13 �������

����������������������� 740 mm�57db�db

����������������������D10�������

�������� 340 mm (34db)������������ S1���

���D10�������� 90�������������� 250

mm (25db)������������������� 200 mm (20db)�

����G1 ���� D22 � C1 �������������� 90

������������ 90������������� 380�430

mm (17�19db)�����G2��G3����D19� C1��C2��

������������ 90������������ 90����

��������� 390�420 mm (20�22db)�����

2. 3 ��������

(1) ����

������� Table 3�������������������

�������������������������������

�����������B�������� Fc� 1.12�1.52����

���������������������������y� 370

�388 N/mm2����������������������y� 448�

952 N/mm2�����0.2 %�������Table 3��D10*�����

������������������������������

�����������������������������

(2) ������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������������������

�������������������������� 6)��� 1-3

�������������������������������

1.0 m6)����������������������������

�������������������������������

���������X��� G1�� 1.6�2.0��Y��� G2��

2.1�2.5��G3�� 2.0��������������������

����������������������������X��

������������������������������Fig.

4����������X��� 2�4�������������

�� 0.92�0.99������������������� 0.92�1.06�

������������������ 1.70�1.87�����X��

����������� 0.41�0.94�����Y���������

2�4����� 1.92���������� 0.87�������

������������� X ���������������

� Fig. 5���������������������������

�������������������������������

������������������2�4 ����������

������ 1.19�1.21���������� 2�4 �������

�������� 0.82�0.94�������������� 2�4�

�������������� 2.38����������� T��

��� L ��������������������������

���������������� 1.78�������

(3) ���������������������

������������������������� Table 1�

�������������������������������

�������������������������������

����������������� 1���������� 2��

�������������������������������

�������������������������������

�� 3), 6)����������������� 0.001�������

Lateral load direction

Fig. 5 Shear capacity ratio of beam-column joint

Lateral load direction

Fig. 4 Strength ratio of column to beam (a) X-direction (b) Y-direction

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

0.43

0.92

0.96

0.99

0.94

1.87

1.80

1.70

0.41

0.92

1.00

1.06

1.78

2.38

2.95

2.88

2.19

1.19

1.31

1.21

1.83

0.86

0.94

0.82

3.22

4.17

3.92

3.66

1.15

2.52

3.03

3.50

2.62

5.55

6.15

6.73

0.87

1.92

2.27

2.60

(Beam: top in tension)(Beam: bottom in tension) (Beam: top in tension)(Beam: bottom in tension)Exterior frame Interior frame

Lateral load direction

(a) Concrete

(b) Steel

Table 3 Material property

**

Grade Anormal [mm2] � y [N/mm2] � t [N/mm2] E s [kN/mm2]D22 SD345 387 370 555 209D19 SD345 287 380 563 195D13 SD295 127 372 522 199D10 SD295 71 388 513 191D10 SD295 71 448 545 188D10 KSS785 71 952 1055 203

F c [N/mm2] � � [N/mm2] � c�[kN/mm2]27 41.0 30.527 30.2 30.327 39.2 32.827 39.6 32.9 Cast for 1st story to 2nd floor slab

Cast for 2nd story to 3rd floor slab Cast for 3rd story to 4th floor slab Cast for 4th story to Roof floor slab

-5-

����������������� 1���������� 2��

�������������������������������

���������������������������� 1-3�

�������������������������������

�������������������������������

������ 2), 6)������������ 0.001�����

���������������� 0.02 rad����������

� Fig. 6����X�����2���������1�2�����

�������Y��������� 1�������������

��������������������������� Fig. 7�

���������� 0.02 rad�� 1����������X���

0.42�Y��� 0.52�����X����������� 1�2��

������2�������� 0.02 rad���3��������

0.009 rad�����Y����������������������

Y���������� 0.02 rad���1������������

�������� 0.62��������Y���������� 0.02

rad���2��������������� 0.6������

� Fig. 8���������������������������

��������������������� 0.02 rad������

������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������������0.02 rad�����

������������� 0.02 rad��������������

������������������������X������

1.18������ 1.20���1����C���� 1.84�����

3. ����

3. 1 �������������

� ������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

������������������������� Fig. 9����

��� PC��������������������������

������������ 1�������X��� 0.43��Y�

�� 0.31������

� ��������� 679 ch�����������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������������������1�

�������������������������������

����������������������� 200 Hz����

�������������������������������

3. 2����������

� ������1995 ���������������������

�����������JMA-Kobe����� JR��������

��JR-Takatori ������������� 2 �������� 3

������������������������������

JMA-Kobe��������������10 %�25 %�50 %�100 %

�������������������������������

���JR-Takatori������� 40 %�60 %����������

JMA-Kobe��100 %�����JR-Takatori��60 %������X

���Y��������������� Fig. 10����JMA-Kobe

������������������� NS ��� Y �����

��������������������� Table 4������

������������������������������

Fig. 6 Hinge distribution of pushover analysis (a) X-direction (b) Y-direction

Crack Yield

Lateral load direction

7.40 1.84

1.20 1.34 2.98 2.64

1.41

1.23

(a) X-direction Fig. 8 Shear capacity ratio of column, beam and wall

(b) Y-direction

8.27

4.44

1.32

1.18

5.91

3.88

1.34 1.58

1.38 1.63

1.591.95

1.591.93 1.34 1.61 4.17

1-fl.

2-fl.

3-fl.

Fig. 7 Story shear force- story drift relationship of pushover analysis

2000

1500

1000

500

0

Shea

r fo

rce

[kN

]

0.0200.0150.0100.0050Story drift angle [rad]

X-direction

1st story

2nd story

3rd story

4th story

2000

1500

1000

500

0

Shea

r fo

rce

[kN

]

0.0200.0150.0100.0050Story drift angle [rad]

Y-direction1st story

2nd story

3rd story

4th story

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

X-direction Y-direction

Lateral load direction Lateral load direction

PT bar

South

North

East Wes

t

PC specimen RC specimen

Y

X PC bar

Fig. 9 Foundations fixed on shaking table

Fig. 10 Time histories of input waves

- 1964 -

Page 5: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-4-

D10���(SD295)� 200 mm������(Pw=0.28 %)������

�������A�������C���������������

�������������������D10� 135�������

�����(SD295)� 125 mm��(Pw=0.23 %)�����

2. 2 ����

� ��������������������� JASS�5����

��������2003���������������������

��������������������� 1���������

�������������������������������

��������������������� D13 �������

����������������������� 740 mm�57db�db

����������������������D10�������

�������� 340 mm (34db)������������ S1���

���D10�������� 90�������������� 250

mm (25db)������������������� 200 mm (20db)�

����G1 ���� D22 � C1 �������������� 90

������������ 90������������� 380�430

mm (17�19db)�����G2��G3����D19� C1��C2��

������������ 90������������ 90����

��������� 390�420 mm (20�22db)�����

2. 3 ��������

(1) ����

������� Table 3�������������������

�������������������������������

�����������B�������� Fc� 1.12�1.52����

���������������������������y� 370

�388 N/mm2����������������������y� 448�

952 N/mm2�����0.2 %�������Table 3��D10*�����

������������������������������

�����������������������������

(2) ������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������������������

�������������������������� 6)��� 1-3

�������������������������������

1.0 m6)����������������������������

�������������������������������

���������X��� G1�� 1.6�2.0��Y��� G2��

2.1�2.5��G3�� 2.0��������������������

����������������������������X��

������������������������������Fig.

4����������X��� 2�4�������������

�� 0.92�0.99������������������� 0.92�1.06�

������������������ 1.70�1.87�����X��

����������� 0.41�0.94�����Y���������

2�4����� 1.92���������� 0.87�������

������������� X ���������������

� Fig. 5���������������������������

�������������������������������

������������������2�4 ����������

������ 1.19�1.21���������� 2�4 �������

�������� 0.82�0.94�������������� 2�4�

�������������� 2.38����������� T��

��� L ��������������������������

���������������� 1.78�������

(3) ���������������������

������������������������� Table 1�

�������������������������������

�������������������������������

����������������� 1���������� 2��

�������������������������������

�������������������������������

�� 3), 6)����������������� 0.001�������

Lateral load direction

Fig. 5 Shear capacity ratio of beam-column joint

Lateral load direction

Fig. 4 Strength ratio of column to beam (a) X-direction (b) Y-direction

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

0.43

0.92

0.96

0.99

0.94

1.87

1.80

1.70

0.41

0.92

1.00

1.06

1.78

2.38

2.95

2.88

2.19

1.19

1.31

1.21

1.83

0.86

0.94

0.82

3.22

4.17

3.92

3.66

1.15

2.52

3.03

3.50

2.62

5.55

6.15

6.73

0.87

1.92

2.27

2.60

(Beam: top in tension)(Beam: bottom in tension) (Beam: top in tension)(Beam: bottom in tension)Exterior frame Interior frame

Lateral load direction

(a) Concrete

(b) Steel

Table 3 Material property

**

Grade Anormal [mm2] � y [N/mm2] � t [N/mm2] E s [kN/mm2]D22 SD345 387 370 555 209D19 SD345 287 380 563 195D13 SD295 127 372 522 199D10 SD295 71 388 513 191D10 SD295 71 448 545 188D10 KSS785 71 952 1055 203

F c [N/mm2] � � [N/mm2] � c�[kN/mm2]27 41.0 30.527 30.2 30.327 39.2 32.827 39.6 32.9 Cast for 1st story to 2nd floor slab

Cast for 2nd story to 3rd floor slab Cast for 3rd story to 4th floor slab Cast for 4th story to Roof floor slab

-5-

����������������� 1���������� 2��

�������������������������������

���������������������������� 1-3�

�������������������������������

�������������������������������

������ 2), 6)������������ 0.001�����

���������������� 0.02 rad����������

� Fig. 6����X�����2���������1�2�����

�������Y��������� 1�������������

��������������������������� Fig. 7�

���������� 0.02 rad�� 1����������X���

0.42�Y��� 0.52�����X����������� 1�2��

������2�������� 0.02 rad���3��������

0.009 rad�����Y����������������������

Y���������� 0.02 rad���1������������

�������� 0.62��������Y���������� 0.02

rad���2��������������� 0.6������

� Fig. 8���������������������������

��������������������� 0.02 rad������

������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������������0.02 rad�����

������������� 0.02 rad��������������

������������������������X������

1.18������ 1.20���1����C���� 1.84�����

3. ����

3. 1 �������������

� ������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

������������������������� Fig. 9����

��� PC��������������������������

������������ 1�������X��� 0.43��Y�

�� 0.31������

� ��������� 679 ch�����������������

�������������������������������

�������������������������������

�����������������������������1�

�������������������������������

����������������������� 200 Hz����

�������������������������������

3. 2����������

� ������1995 ���������������������

�����������JMA-Kobe����� JR��������

��JR-Takatori ������������� 2 �������� 3

������������������������������

JMA-Kobe��������������10 %�25 %�50 %�100 %

�������������������������������

���JR-Takatori������� 40 %�60 %����������

JMA-Kobe��100 %�����JR-Takatori��60 %������X

���Y��������������� Fig. 10����JMA-Kobe

������������������� NS ��� Y �����

��������������������� Table 4������

������������������������������

Fig. 6 Hinge distribution of pushover analysis (a) X-direction (b) Y-direction

Crack Yield

Lateral load direction

7.40 1.84

1.20 1.34 2.98 2.64

1.41

1.23

(a) X-direction Fig. 8 Shear capacity ratio of column, beam and wall

(b) Y-direction

8.27

4.44

1.32

1.18

5.91

3.88

1.34 1.58

1.38 1.63

1.591.95

1.591.93 1.34 1.61 4.17

1-fl.

2-fl.

3-fl.

Fig. 7 Story shear force- story drift relationship of pushover analysis

2000

1500

1000

500

0

Shea

r fo

rce

[kN

]

0.0200.0150.0100.0050Story drift angle [rad]

X-direction

1st story

2nd story

3rd story

4th story

2000

1500

1000

500

0

Shea

r fo

rce

[kN

]

0.0200.0150.0100.0050Story drift angle [rad]

Y-direction1st story

2nd story

3rd story

4th story

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

1-fl.

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

X-direction Y-direction

Lateral load direction Lateral load direction

PT bar

South

North

East Wes

t

PC specimen RC specimen

Y

X PC bar

Fig. 9 Foundations fixed on shaking table

Fig. 10 Time histories of input waves

- 1965 -

Page 6: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-7-

�������������������������������

�������������Fig. 13 (a)� Fig. 13 (c)���������

��������� JMA-Kobe�� 50 %���� 0.2 mm�100 %�

��� 1.0 mm�JR-Takatori�� 60 %���� 1.4 mm�����Fig.

13 (b)����������������������� JMA-Kobe

�� 50 %���� 0.5 mm�100 %���� 2.5 mm����� 2��

��������� JR-Takatori�� 60 %����� 5.3 mm���

�����Fig. 13 (d)�������������������

JMA-Kobe �� 50 %���� 0.1 mm�100 %���� 1.1 mm�

JR-Takatori��60 %����1.5 mm���������������

� Fig. 13 (e)�������� Fig. 13 (f)��� 1���������

����������������JMA-Kobe�� 50 %�����

�����������������JMA-Kobe�� 100 %�����

���� 250 mm ����������������������

JR-Takatori�� 60 %���������������������

���������1������JMA-Kobe�� 50 %������

������������������JMA-Kobe�� 100 %���

�������� 250�300 mm����������������

�����������������������

4. 3 ����

� ����������������� Fig. 14 (a)�(d)������

������������������ JMA-Kobe�� 50 %���

�����X ������������� Y ����������

��������������������������������

��������������������������������

Fig. 14 (a)����������������� 16000 �������

������ �������������������Fig. 14 (b)���

������������� 1500�2700 ������ 2000�3100��

����������� 1�������������������

����������Fig. 14 (c)����������������

��������������������� 2300 �������Fig.

14 (d)������������� 1����� 22000 ��1����

��� 2200���2����� 1500������1����������

�����������������������13000�������

4. 4 ����������

� X������������������������ Fig. 15�

�����������������������Fig. 13 (b)����

��������Fig. 15 (a)������������������

����������������� 340 x 340 mm�������

�������������������������������

����������������

� Fig. 15 (b)���JMA-Kobe�� 100 %��������2����

�������������������������������

������������� 1�� 2��������������

�������������������������������

Fig. 15 (c)��������������������������

�������������������������������

����Fig. 15 (b)������������ a����� e���

������ Fig. 15 (d)��������������������

�� Fig. 15 (e)�������������0.02 rad��������

�������������������������������

���������X������������������� 0.6

���������������������������� 2��

��������� Fig. 15 (f)����2�4�����������

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

Ang

le [

rad]

2120191817161514Time [s]

Panel zone Story drift angle

2Fl.

a

b

c

d

e

(b) Time histories of joint shear deformation at 2-fl.

(a) Measurement

(f) Comparison of joint shear deformation ratios

Fig. 15 Deformation of interior beam-column joint

(c) Frame deformation increased by joint shear deformation

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ratio

Kobe 25% Kobe 50% Kobe 100% Takatori 40% Takatori 60%

(e) Development of joint cracks at 2-fl. in JMA-Kobe-100%

Peak-b Peak-c Peak-d

(d) Joint shear deformation ratio to story drift at 2-fl.

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Rat

io

a b c d e

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl. Kobe-25% Kobe-50% Kobe-100% Takatori-40% Takatori-60%

0

0

JMA-Kobe-100% JMA-Kobe-100%

Joint shear deformation Story drift

�BC �J �BC��J�J

lx

�J

Fig. 14 Maximum strain of main reinforcement in JMA-Kobe-50%

(a) Column base

(d) Wall of first story

Unit: x 103 ��

(c) (b) (a)

(d)

2-frame C-frame

1-fl.

2-fl.

(c) Exterior beam-column joint

(b) Interior beam-column joint

- 1966 -

Page 7: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-7-

�������������������������������

�������������Fig. 13 (a)� Fig. 13 (c)���������

��������� JMA-Kobe�� 50 %���� 0.2 mm�100 %�

��� 1.0 mm�JR-Takatori�� 60 %���� 1.4 mm�����Fig.

13 (b)����������������������� JMA-Kobe

�� 50 %���� 0.5 mm�100 %���� 2.5 mm����� 2��

��������� JR-Takatori�� 60 %����� 5.3 mm���

�����Fig. 13 (d)�������������������

JMA-Kobe �� 50 %���� 0.1 mm�100 %���� 1.1 mm�

JR-Takatori��60 %����1.5 mm���������������

� Fig. 13 (e)�������� Fig. 13 (f)��� 1���������

����������������JMA-Kobe�� 50 %�����

�����������������JMA-Kobe�� 100 %�����

���� 250 mm ����������������������

JR-Takatori�� 60 %���������������������

���������1������JMA-Kobe�� 50 %������

������������������JMA-Kobe�� 100 %���

�������� 250�300 mm����������������

�����������������������

4. 3 ����

� ����������������� Fig. 14 (a)�(d)������

������������������ JMA-Kobe�� 50 %���

�����X ������������� Y ����������

��������������������������������

��������������������������������

Fig. 14 (a)����������������� 16000 �������

������ �������������������Fig. 14 (b)���

������������� 1500�2700 ������ 2000�3100��

����������� 1�������������������

����������Fig. 14 (c)����������������

��������������������� 2300 �������Fig.

14 (d)������������� 1����� 22000 ��1����

��� 2200���2����� 1500������1����������

�����������������������13000�������

4. 4 ����������

� X������������������������ Fig. 15�

�����������������������Fig. 13 (b)����

��������Fig. 15 (a)������������������

����������������� 340 x 340 mm�������

�������������������������������

����������������

� Fig. 15 (b)���JMA-Kobe�� 100 %��������2����

�������������������������������

������������� 1�� 2��������������

�������������������������������

Fig. 15 (c)��������������������������

�������������������������������

����Fig. 15 (b)������������ a����� e���

������ Fig. 15 (d)��������������������

�� Fig. 15 (e)�������������0.02 rad��������

�������������������������������

���������X������������������� 0.6

���������������������������� 2��

��������� Fig. 15 (f)����2�4�����������

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

Ang

le [

rad]

2120191817161514Time [s]

Panel zone Story drift angle

2Fl.

a

b

c

d

e

(b) Time histories of joint shear deformation at 2-fl.

(a) Measurement

(f) Comparison of joint shear deformation ratios

Fig. 15 Deformation of interior beam-column joint

(c) Frame deformation increased by joint shear deformation

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1Ratio

Kobe 25% Kobe 50% Kobe 100% Takatori 40% Takatori 60%

(e) Development of joint cracks at 2-fl. in JMA-Kobe-100%

Peak-b Peak-c Peak-d

(d) Joint shear deformation ratio to story drift at 2-fl.

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Rat

io

a b c d e

2-fl.

3-fl.

4-fl.

R-fl. Kobe-25% Kobe-50% Kobe-100% Takatori-40% Takatori-60%

0

0

JMA-Kobe-100% JMA-Kobe-100%

Joint shear deformation Story drift

�BC �J �BC��J�J

lx

�J

Fig. 14 Maximum strain of main reinforcement in JMA-Kobe-50%

(a) Column base

(d) Wall of first story

Unit: x 103 ��

(c) (b) (a)

(d)

2-frame C-frame

1-fl.

2-fl.

(c) Exterior beam-column joint

(b) Interior beam-column joint

- 1967 -

Page 8: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-8-

���JMA-Kobe �� 25 %������ 0.2 ��������

JR-Takatori�� 60 %�����2������ 0.8��������

������3�� 4�������������������� 1

���� 2 ������������������� T �����

��������������������

4. 5 �������

� JMA-Kobe�� 100 %��������C��� 1�������

������ Fig. 16����Fig. 16 (a)�������������

��� 1000 mm������������������ 2����

����������b���������������������

���������� v��� 4����������������

���������� 140 mm�����������������

�������������������

� ������ 1�������������� Fig. 16 (b)����

Fig. 16 (c)�������������������� c�����

������������������������� c�����

���� A-side �����������������������

������������������� Fig. 16 (d)�������

���� Fig. 16 (b)����������������������

�������������������������������

������������������������� c�����

i ����������������������������� f

����� h���� j�����������������Fig. 16 (e)

�����A-side� B-side����������A-side����� 1

�1.5 ����������������������B-side���

��������������

� Fig. 16 (f)������������ 1������������

������������������ c �����������

30 mm�������������� e�g�����������

�������������������������������

���������������� 9)��������������

�������������������������������

Fig. 16 (g)���������������� a���������

���� 0.5����������� 0.1 ������������

�������������������������������

c��������� 0.03 rad�����������������

����������������JMA-Kobe�� 100 %�����

��1���������������������������Fig.

12�Y���������������������

4. 6 �������������

� ����������� Fig. 17����1����������

������������������������������

�������������������������������

������������������������������ 4

���������� 4������������

� Fig. 18���JMA-Kobe�����������1�������

������������������� 1�����������

�����Fig. 18 (a)��� JMA-Kobe�� 25 %���������

��� 0.002 rad����1�������������������

��������������������������������

Fig. 18 (b)��� JMA-Kobe�� 50 %�����X���Y�����

������������������������1������

������������1������������������

��Fig. 18 (c)��� JMA-Kobe�� 100 %�����X���Y��

��������������������Y��� 1������

�������������� C������������

Fig. 19�����������������1���������

����������������������������� 1

�������������������������JMA-Kobe�

Fig. 17 Schematic of force and global deformation Y-direction X-direction

Overturning moment Overturning moment

25

20

15

10

5

0

Ver

tical

def

orm

atio

n [m

m]

0.020.010-0.01

a

c

egi

bd

f

hj

0

0

0

0

2120191817161514Time [s]

Wall base slip Story drift

d

c

b

ae

f

g

h

i

j

0.04

0.03

0.02

0.01

0

-0.01

-0.02

Ang

le [

rad]

2120191817161514Time [s]

Wall base rotation Story drift

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

Fig. 16 Deformation of wall base in JMA-Kobe-100%

(b) Time history of wall base rotation

(e) Damage of wall base A-side B-side

(g) Deformation ratio to story drift (f) Time history of wall base slip

100

50

0

-50

Dri

ft [

mm

]

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Rat

io

a b c d

Rot

atio

nSl

ip

Rot

atio

nSl

ip

a c e g

(c) Deformation at Peak-c B-sideA-side Y-direction

(d) Vertical deformation

(a) Measurement +

Peak

Rotation angle [rad]

-9-

(b) JMA-Kobe-50 %

Fig. 18 Hysteretic behavior and time history of base shear force

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

E

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

X-direction

A

B

C

D

E

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

Y-directionA

B

C

D-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.01 0.00 0.01Global drift angle [rad]

X-direction

A

B

C

D

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.01 0.00 0.01Global drift angle [rad]

Y-direction A

B

C

DE

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D E

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D E

F

G

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002Global drift angle [rad]

X-direction

A

B

C

D

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002Global drift angle [rad]

Y-directionA

B

C

DE

F

G

(a) JMA-Kobe-25 %

(c) JMA-Kobe-100 %

Y-direction

X-direction

Y-direction

X-direction

X-direction

Y-direction

0

0

0

0

� 50%�������������� Ai������������

JMA-Kobe�� 100 %����� JR-Takatori�� 60 %�����1�

�����������������������������

� ������������������������������

����������������������� 10)�Fig. 20���

JR-Takatori�� 60 %���������������������

�������������Fig. 18 (c)���� JMA-Kobe�� 100 %

������ 1��������Y������ C�������

�������������������������������

��������������������������������

���������������������������� 15)�

������ 1��������� 0.03 rad�����������

�����������Fig. 16 (b)������� c��������

�������������������������������

���������������Fig. 16 (d)�����Fig. 20�����

Y������������������������������

������������������������������

�Fig. 16 (e)��������������������������

������������������������

������������������������������

��������� 11)�����2. 3��������������

������������� 0.02 rad��������������

����� Fig. 20����������������������

������������X��� 1.3�Y��� 1.5�����

4. 7 �������

� 1�2�����������X������������� 2�

���������������������� 5 mm������

�������������������������������

������������� 2������������������

�������� 1.5 mm�������2. 3����������

�������������������������������

�������������������������������

�����������2. 3������������������

�� 1.3���������������������������

��� 2����������������������� 0.93��

����� 0.63 �����������������������

��������������������� 1.1��� 1.6���

�������������������������������

1������������������������������

�������������������������������

-20

-10

0

10

20

Ove

r-tu

rnin

g m

omen

t [x1

03 kN

m

]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

X-direction

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

Kobe 50%Kobe 100%Takatori 60%

Y-direction

4

3

2

1

Stor

y

2.01.81.61.41.21.00.8Ratio of shear force coef.

X-direction

2.01.81.61.41.21.00.8Ratio of shear force coef.

Y-direction

Max Base Peak Kobe 50% Kobe 100% Takatori 60%

Ai distribution

Fig. 19 Distribution of story shear force coefficient

Fig. 20 Hysteretic behavior based on overturning moment

Pushover analysis Pushover analysis

Ove

r-

Y-direction X-direction

Y-direction X-direction

Ai distribution

Max Peak-of-base-shear Kobe-50% Kobe-100% Takatori-60%

Kobe-50% Kobe-100% Takatori-60%

- 1968 -

Page 9: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-8-

���JMA-Kobe �� 25 %������ 0.2 ��������

JR-Takatori�� 60 %�����2������ 0.8��������

������3�� 4�������������������� 1

���� 2 ������������������� T �����

��������������������

4. 5 �������

� JMA-Kobe�� 100 %��������C��� 1�������

������ Fig. 16����Fig. 16 (a)�������������

��� 1000 mm������������������ 2����

����������b���������������������

���������� v��� 4����������������

���������� 140 mm�����������������

�������������������

� ������ 1�������������� Fig. 16 (b)����

Fig. 16 (c)�������������������� c�����

������������������������� c�����

���� A-side �����������������������

������������������� Fig. 16 (d)�������

���� Fig. 16 (b)����������������������

�������������������������������

������������������������� c�����

i ����������������������������� f

����� h���� j�����������������Fig. 16 (e)

�����A-side� B-side����������A-side����� 1

�1.5 ����������������������B-side���

��������������

� Fig. 16 (f)������������ 1������������

������������������ c �����������

30 mm�������������� e�g�����������

�������������������������������

���������������� 9)��������������

�������������������������������

Fig. 16 (g)���������������� a���������

���� 0.5����������� 0.1 ������������

�������������������������������

c��������� 0.03 rad�����������������

����������������JMA-Kobe�� 100 %�����

��1���������������������������Fig.

12�Y���������������������

4. 6 �������������

� ����������� Fig. 17����1����������

������������������������������

�������������������������������

������������������������������ 4

���������� 4������������

� Fig. 18���JMA-Kobe�����������1�������

������������������� 1�����������

�����Fig. 18 (a)��� JMA-Kobe�� 25 %���������

��� 0.002 rad����1�������������������

��������������������������������

Fig. 18 (b)��� JMA-Kobe�� 50 %�����X���Y�����

������������������������1������

������������1������������������

��Fig. 18 (c)��� JMA-Kobe�� 100 %�����X���Y��

��������������������Y��� 1������

�������������� C������������

Fig. 19�����������������1���������

����������������������������� 1

�������������������������JMA-Kobe�

Fig. 17 Schematic of force and global deformation Y-direction X-direction

Overturning moment Overturning moment

25

20

15

10

5

0

Ver

tical

def

orm

atio

n [m

m]

0.020.010-0.01

a

c

egi

bd

f

hj

0

0

0

0

2120191817161514Time [s]

Wall base slip Story drift

d

c

b

ae

f

g

h

i

j

0.04

0.03

0.02

0.01

0

-0.01

-0.02

Ang

le [

rad]

2120191817161514Time [s]

Wall base rotation Story drift

a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

Fig. 16 Deformation of wall base in JMA-Kobe-100%

(b) Time history of wall base rotation

(e) Damage of wall base A-side B-side

(g) Deformation ratio to story drift (f) Time history of wall base slip

100

50

0

-50

Dri

ft [

mm

]

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Rat

io

a b c d

Rot

atio

nSl

ip

Rot

atio

nSl

ip

a c e g

(c) Deformation at Peak-c B-sideA-side Y-direction

(d) Vertical deformation

(a) Measurement +

Peak

Rotation angle [rad]

-9-

(b) JMA-Kobe-50 %

Fig. 18 Hysteretic behavior and time history of base shear force

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

E

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

X-direction

A

B

C

D

E

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

Y-directionA

B

C

D-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.01 0.00 0.01Global drift angle [rad]

X-direction

A

B

C

D

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.01 0.00 0.01Global drift angle [rad]

Y-direction A

B

C

DE

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

-3000

-2000

-1000

0

1000

2000

3000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D E

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D E

F

G

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

191817161514Time [s]

A

B

C

D

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002Global drift angle [rad]

X-direction

A

B

C

D

-2000

-1000

0

1000

2000

Bas

e sh

ear

forc

e [k

N]

-0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002Global drift angle [rad]

Y-directionA

B

C

DE

F

G

(a) JMA-Kobe-25 %

(c) JMA-Kobe-100 %

Y-direction

X-direction

Y-direction

X-direction

X-direction

Y-direction

0

0

0

0

� 50%�������������� Ai������������

JMA-Kobe�� 100 %����� JR-Takatori�� 60 %�����1�

�����������������������������

� ������������������������������

����������������������� 10)�Fig. 20���

JR-Takatori�� 60 %���������������������

�������������Fig. 18 (c)���� JMA-Kobe�� 100 %

������ 1��������Y������ C�������

�������������������������������

��������������������������������

���������������������������� 15)�

������ 1��������� 0.03 rad�����������

�����������Fig. 16 (b)������� c��������

�������������������������������

���������������Fig. 16 (d)�����Fig. 20�����

Y������������������������������

������������������������������

�Fig. 16 (e)��������������������������

������������������������

������������������������������

��������� 11)�����2. 3��������������

������������� 0.02 rad��������������

����� Fig. 20����������������������

������������X��� 1.3�Y��� 1.5�����

4. 7 �������

� 1�2�����������X������������� 2�

���������������������� 5 mm������

�������������������������������

������������� 2������������������

�������� 1.5 mm�������2. 3����������

�������������������������������

�������������������������������

�����������2. 3������������������

�� 1.3���������������������������

��� 2����������������������� 0.93��

����� 0.63 �����������������������

��������������������� 1.1��� 1.6���

�������������������������������

1������������������������������

�������������������������������

-20

-10

0

10

20

Ove

r-tu

rnin

g m

omen

t [x1

03 kN

m

]

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

X-direction

-0.04 -0.02 0 0.02 0.04Global drift angle [rad]

Kobe 50%Kobe 100%Takatori 60%

Y-direction

4

3

2

1

Stor

y

2.01.81.61.41.21.00.8Ratio of shear force coef.

X-direction

2.01.81.61.41.21.00.8Ratio of shear force coef.

Y-direction

Max Base Peak Kobe 50% Kobe 100% Takatori 60%

Ai distribution

Fig. 19 Distribution of story shear force coefficient

Fig. 20 Hysteretic behavior based on overturning moment

Pushover analysis Pushover analysis

Ove

r-

Y-direction X-direction

Y-direction X-direction

Ai distribution

Max Peak-of-base-shear Kobe-50% Kobe-100% Takatori-60%

Kobe-50% Kobe-100% Takatori-60%

- 1969 -

Page 10: 4階建て鉄筋コンクリート造建物を対象とした大型振動台実験...Story drift responses of the building reach more than 0.03 rad. Finally, multi-story walls suffer

-10-

�������������������� 1����������

�������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

����������� 12), 13), 14)�����������������

� 1�2����X���Y������ 0.03 rad���������

�������������������������������

��������� 1����������� 2. 3��������

����������� 1�������������������

�������X������ 1.3�Y������ 1.6�����

�������������������������������

�����������Y������������������1

����2������ 1�������������������

�������������������������� 1 ���

�������������������������2. 3����

�����������������1�����2�������

1����������� 0.9�1.0��� 1.2����������

� 0.03 rad���������������1����2�����

� 1�����������������������������

������� 0.02 rad������� 0.02 rad��� 1.1��1.0�

��� 0.8��������������

5. ���

� ������4�����������������������

��������������� X �����������Y ��

�������������������������������

�������������������������������

����������������������X ������ 1�

2��������Y���������������������

���JMA-Kobe �����������������������

�������������������

(1) JMA-Kobe �� 50 %�������X �����������

0.016 rad�Y����������� 0.010 rad�����X���

� 1�2������������������ 1�2������

��Y���������������������������

���������

(2) JMA-Kobe�� 100 %�������X���Y�������

���� 0.034 rad���������������������

������������������������������

����������X��� 1.3�Y��� 1.5�����

(3) X�����������������������������

JMA-Kobe�� 100 %��������������������

������������������������������

��� 1.1��������������

(4) JMA-Kobe�� 100 %��������������������

�����������������������1���� 2�

�����������������������������

��������� 0.02 rad��� 1.1��1.0����1����

��������������������������� 0.02 rad

��� 0.8��������������

(5) ����������� 1�����������JMA-Kobe�

� 50 %��������������������������

��������JMA-Kobe�� 100 %������������

������������ 1�1.5 ��������������

������������������������������

������������

��

� ����������������������� Jack Moehle�

������������������� John Wallace �����

���� Richard Sauce���������������� Wassim

Ghannoum��������������������������

�������������������������������

����

1) �����������������������������������1999

2) �����������������������������������2004

3) ��������������������������2010 4) �������������������������������������������������������������������

���������������������� 614��pp.85-90�2007.4 5) ������������������������������������������������������������� 632 ��pp.1833-11840�2008.10

6) ��������������������������������������������2007�� ���������������

7) ��������������������������������������������������������������������

������������ 657��pp.2037-2043�2010.11 8) ��������������������������������������������RC������������������������� 660��pp.371-377�2011.2

9) ������������������������������������������������������������������ 649��pp.617-623�2010.3

10) ������������������������������������� 1����� 5������������������pp.161-172�1984.7

11) ����������������������������������������������5��������������������pp.213-216�1983

12) ������������������������������������������ 631��pp.1641-1648�2008.9

13) �������������������������������������������������������������������

� 656��pp.1873-1882�2010.10 14) ����������������������������������������������������������������� C-2�pp.133-136�2009.8

15) ����������������������������������������������������� 408��pp.21-30�1990.2

1/10

���������������������

SEISMIC PERFORMANCE OF TUBULAR TRUSS TOWER STRUCTURES FOCUSING ON MEMBER FRACTURE

��� �*1���� �*2�����*3�����*4���� �*5

Toru TAKEUCHI, Yu NAKAMURA, Ryota MATSUI, Toshiyuki OGAWA, Akira IMAMURA

High-rise truss towers consist of steel tubular section members have high risks to be damaged by seismic input, because their hysteretic characteristics

deteriorate after buckling and easy to fracture after local buckling ; However present design does not include the effect of such member fracture. Authors

have established algorism to predict member fracture after buckling for tubular members using macro-model, derived from experimental and analytical

studies. In this paper, this algorism is applied for time-history analyses and seismic responses of detailed tower structures are analyzed. The validity of

proposed method is firstly compared with actual earthquake damages, followed by researches on the effect of member fracture in various truss towers.

Keywords: Truss Tower, Buckling, Cyclic loading, Fracture, Energy Absorbing Capacity

�����������������������������

�����

������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

������������������������������

������������ 1), 2)����������������

�������������������������������

������������������������������

�������������������������������

�������������������������������

����� 1/50 �����������������������

�������������������������������

������������������������� 3)(�� 1)�

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������� 4),5)���������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������ 6)������� 7)���

������������������������������

������������������������������

�������

�����������������������������

������������������������������

�������������������� 8)���������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������������������� 8)���

������������������������������

�����������������������������

� �����������������������������

������������������������������

������������������������������

�������������� 9)�12)�������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������������

������������������������

*1� ������������ �����(��) Professor, Dept. of Arch. and Build. Eng., Tokyo Institute of Technology, Dr. Eng.

*2� � ������������ ����� ��(��) Former Graduate Student, Tokyo Institute of Technology, M.Eng. *3� ������������ �����(��) Assist. Prof., Dept of Arch. and Build. Eng., Tokyo Institute of Technology, M. Eng.

*4� ������������ ����� Professor, Dept. of Arch. and Build. Eng., Tokyo Institute of Technology, Dr. Eng.

*5� ��������� ��(��) The Tokyo Electric Power Company, Incorporated, Dr. Eng

7)

(2011年 3月10日原稿受理,2011年 7月27日採用決定)

- 1970 -