衝突荷重下における骨組構造体の崩壊解析
Structural Collapse Analysis of Framed Structures under Impact Loads

Abstract


 2001年9月の米国同時多発テロによるニューヨーク世界貿易センタービル(WTC)の崩壊は,世界中を震撼させた.衝突した飛行機の燃料による火災が構造耐力を低下させ,最終的に漸次的な崩落現象を引き起こしたという説が有力である.その一方で,飛行機が衝突した瞬間に床スラブを連結するジョイントが破壊され,構造的にはいつ崩落しても良い状態に達してしまい,必要なのはその引き金だけだったということも考えられる.いずれにせよ,今後の高層建築設計の指針に反映させる上で,数値解析による被害状況の詳細な検討が必要である.
 そこで本研究では,骨組構造の有限要素解析手法でありながら部材破断の考慮を可能とする順応型Shifted Integration法(ASI法)に対し,弾性域の精度を増す工夫を施したASI-Gauss法を開発した.さらに,破断後の要素が他要素と接触する際の接触アルゴリズムをエネルギ保存の観点から検証し,これらを10層4スパン奥行き4スパン骨組構造体に飛行機が衝突する際の崩壊解析に適用した.


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