壁等と衝突する天井の地震時挙動に関する非線形時刻歴解析及び等価線形化解析の適用性

抄録

天井の慣性力を周囲の壁等に負担させる場合、施工上の理由等から不可避的な隙間が生じることで地震時に衝突が生じうる。本稿では非線形時刻歴応答解析(THA)と等価線形解析(ELA)を取り挙げ、天井と周囲の壁等との間で発生する衝撃力等に関して実験結果との比較により解析方法の妥当性を検討する。THAとELAには衝突を模擬する硬化型の復元力特性を与えた1自由度系を用い、実験的に得た反発係数から衝突時の減衰を設定する。THAにより変位や速度等の時刻歴応答は実験結果を比較的精度よく追跡できた。ELAは笠井によって提案された評価式を用いる。評価方法を図解するとともに、収束計算方法は原典とは別の方法を取った。また衝撃力評価のため衝突直前の最大速度を新たに評価した。実験結果との比較により、衝撃力や速度の最大値はELAによっても概ね評価できることを確認した。最後に、多峰形の床応答スペクトルに対してELAでは複数の収束点が現れる問題に関して、THAとの比較により考察する。