限界状態の定義メモ

近年、
日本建築学会から出版されている
各構造の書籍に関して、
性能評価を目指した
限界状態で記述される事が多くなってきた。 

また、
他方では、
建築基準法による
許容応力度設計等での
長期・短期や保有水平耐力時との
関連性も考えておかなくてはならないのが
現状デス。。。 

 (ヤヤコシイのもあるのは確かですが  )



そこで、
RC構造の定義を ( ..)φメモメモ
鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針・同解説鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針・同解説
(1999/09)
日本建築学会

商品詳細を見る

   ※正誤表にもご注意ください。
       参考URL:http://www.aij.or.jp/jpn/books/seigo.htm#bg


この書籍を参考にすれば、

おおよそ
下記のように思っていれば良いものかと考えられます。  


(1)使用限界状態

  使用性(serviceability)を確保するために
  構造物に設定される設計クライテリア。

  地震後に、
  ほぼ無条件に継続使用可能な程度の被災度の限界。
  (すなわち、無被害あるいは軽微といわれる損傷の程度)

  一般の構造では、
  応答を弾性限度内にすることが考えられる。

  建築基準法施行令では、
  許容応力度設計の目標が対応すると考えられるが、
  使用性との対応関係は必ずしも明快ではない。

  ※補足
   この書籍より後で、
   日本建築学会
   「鉄筋コンクリート構造設計規準・同解説(2010)
    (以降、RC規準2010と表記)」で
   使用性については、
   長期間作用する荷重によって使用上の支障が生じない事との
   解説がなされている。

   この辺は、
   靱性指針の刊行当初より変わってきているのかもシレマセン。。。  

   この事からみて、
   使用限界状態とは、法規上の長期荷重時相当かと思われます。 
    (ただ、靱性指針では地震の記述もあるのが、気には…  )


(2)損傷制御限界状態

  復旧(修復、補修)可能性(restorability,reparability)を
  確保するために構造物に設定される設計クライテリア。

  理想的には、地震直後に必要となる補修費用を考慮して、
  すなわち、経済的に許容しうる修復が可能となるように
  構造材および非構造材の損傷レベルを定量化して設定する。

  靱性指針(1999)では、
  建築基準法施行令において、
  必要保有水平耐力を確保して
  耐力設計(Capacity Design)される事を前提として、
  通常、想定される大地震動(最大加速度300~500gal、
  最大応答加速度1g程度)による応答変形レベルを想定。

  実際的には、
  補修が必要ではあるが、継続使用も可能
  (被災度でいえば小破、小破に近い中波)という程度。


  ※補足
   この書籍より後で、
   日本建築学会「RC規準2010」で
   損傷制御性については、
   数十年に1回遭遇する程度の
   地震、台風、積雪後においても、
   建物を補修せずに継続使用できる性能との
   解説がなされている。

   この辺も、
   靱性指針の刊行当初より変わってきているのかもシレマセン。。。  

   ただ、
   RC規準2010での許容応力度の設定やせん断設計の倍率設定等を
   読み解いていくと、
   必ずしも短期荷重時相当とも捉え難い所があり、
   保有水平耐力時の様にも捉えられる気がしたりします。  

   現行法との関連性が分かりづらいものとなっているのが、
   現状では無いでしょうか。。。  

   ここが、ムズカシイ所デス。  


(3)終局限界状態

  人命保護の為の安全性(safety)を確保するために
  構造物に設定される設計クライテリア。

  倒壊しない事、鉛直荷重が保持される事が設計目標。

  構造物の被災度でいえば大破、P-δ変形限界による
  倒壊寸前。
  部材では、ヒンジ部材の変形限界、柱の脆性破壊等が生じる
  限界の状態。

  地震動または解析上の不確定要素等を想定して、
  構造物がメカニズムを形成して大変形に至った状態を想定。

  層降伏機構は想定しないが、想定したヒンジ領域以外でも
  一部の柱では降伏が生じる可能性も許容する。


  ※補足
   この書籍より後で、
   日本建築学会「RC規準2010」で
   安全性については、
   数百年に1回遭遇する程度の大地震において、
   建物の転倒・崩壊を防止する事により
   人命の安全を確保できる性能との解説がなされている。   

   こちらが保有耐力時のようにも捉えられますよね。。。  
   (Ds算定時とも違う気がしますし...  )



このように、
使用性、損傷制御性、安全性の考え方と
法規上の長期・短期や保有水平耐力時の
関係性には対応を考えにくい所もあるように思うのですが、

靱性指針(1999)から
RC規準(2010)へと移り変わってゆく中で、
方針ダテの整合が取られている移行期なのかもしれません。。。  
   

今回の記事は、
あくまでも私見ですが、

アタラズシモトオカラズ・・・

ではないかと思っているのですが。。。



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