建物の進行性崩壊の発生危険度と許容荷重率との関連性

Relationship between the Risk of Occurrence of Progressive Collapse and Overload Ratio of Buildings

Abstract

2001 年米国同時多発テロでのWTC ビルの進行性崩壊現象は，Bazant らによりエネルギー論的に説明された．Bazant らは，火災により柱の鉛直支持能力が失われ上層部の落下が生じた後の挙動について，許容荷重率(overload ratio)を用いて考察を行い，衝突する下部を完全弾性体と仮定した場合の下部に加わる衝突時の力は設計許容荷重を大きく超過していることを明らかにした．しかし，文献ではこの考察をWTC ビルのみにしか適用しておらず，また，衝突する下部を完全弾性体として扱うため，建物の崩壊条件の特定には至っていない．そのため，進行性崩壊の危険性を評価するには不十分である可能性があった．そこで本稿では，建物の設計強度と進行性崩壊の規模の関連を調査することを目的とする．設計強度の異なる複数の鋼構造モデルを構築してASI-Gauss法を用いた有限要素解析コードにより特定の柱を除去する崩壊解析を実施し，進行性崩壊の発生危険度と許容荷重率との関連性を調査する．進行性崩壊の規模の評価には崩壊前後での位置エネルギーの減少率を用いる．