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深礎フレームの設計・3D配筋のなぜ? 解決フォーラム
レベル2地震時の降伏判定について

深礎基礎の降伏判定は、「斜面上の深礎基礎設計施工便覧 平成24年4月」では、『基礎の全体挙動における荷重−変位関係の中で、上部構造の慣性力の作用位置での水平変位が急増し始めるとき』としています。具体的にはどのように判定し、本製品ではどのように操作するのかご説明いたします。なお、本内容は、あくまでも考え方の一例ですので、最終的には設計者判断となりますことをご了承ください。

 水平変位急増点

本製品では、解析結果から得られる作用格点位置の水平変位及び回転角と、作用格点から上部構造慣性力作用位置までの高さyUから、上部構造慣性力作用位置の水平変位を算定しています。

レベル2地震時解析後に、変位曲線図(図1)を作成します。
水平震度0.8以降からグラフが折れている(赤丸部分)箇所は、荷重増加に対する水平変位の増加が大きく変化している位置で、変位急増点となります。ただし、このグラフでは、どのあたりを降伏震度としてよいかはっきりしません。

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▲図1 変位曲線図
 logP-logS法

本製品では、logP-logS法(水平変位を対数で表示する片対数)によるグラフを表示できます(図2)。

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▲図2 logP-logS法

図2は、図1と同じデータを使っていますが、図1と比べて折れ点位置が明確になっているのが分かります。

 降伏震度の求め方

図3のように曲線に沿って2本の直線を引き、2本の直線の交点が降伏震度となります。

レベル2地震時解析後に、logP-logS法による変位急増点を表示しますが、図3までは行っておりません。現在は、荷重増分の各ステップの1つ前と1つ次の変位の変化率を算定し、最大変化率となる位置を変位急増点としています(図4-A)。

この方法では、最大変化点(図4-B)はわかりますが、一点の変化は小さくても複数点で連続変化する場合(図4-C)を見つけることはできません。このような場合、複数点の変化をまとめて最大値を判定する必要がありますが、何点までが適切であるのかという課題があり実現できていませんので、現在のlogP-logS法による変位急増点は、参考値としてお考えください。

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▲図3 降伏震度の求め方

また、最急変点は、計算した範囲内から探しますので、計算範囲外に最急変点がある場合では、真の最急変点を判定できません(図5)。このような場合、設計荷重より大きな荷重を使って解析を行う事で判定できる場合があります。求まった最急変点は、設計荷重を超えた点のため、「設計荷重内には変位急増点は無い」と判断する目安となるのではないでしょうか。
なお、変位急増点より先に、杭体の全降伏など、降伏の目安となる事象が発生する場合は、そちらを降伏震度とします。

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▲図4 最大変化率点と降伏点との違い
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▲図5 設計荷重範囲外に急変点がある場合
 
 


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