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耐震性とは

地震によって揺さぶられる力を横から押される力と仮定します。

 

地震による横力が相当量作用する時の建物の損傷具合を考えてみます。

 

最初のケースは、横力が作用しなくなる (横力が 0(ゼロ) になる) と元の位置 (状態) にもどる場合です。

 

第2番目のケースは、地震によってある一定の横力が作用すると横力は一定のままで維持され建物の変形だけが進むような場合です。

 

そして最後のケースが地震による横力が作用すると倒壊又は崩壊してしまう場合です。

 

耐震補強1.png

バネを例に考えて見ます。

 

ケース1の場合は、重さWの重りをぶら下げるとある量のび変形(X)を指しますが、重りをはずすとX=0 となって最初のバネの長さと にもどるケースです。

 

無傷のまま元の状態に戻る場合です。       

          

F=KX  F=0のときX=0        

ケース2の場合は、
耐震補強2.png

最初のバネの長さ に対して重りWを吊り下げますと長さ (  + X ) となります。

 

W=0 としますと、  + ΔX となりΔXの残留変形が残る状態です。

 

バネが破断することはありません。

ケース3の場合は、
耐震補強3.png

 

この関係を、建物に地震による横力が作用した時の、建物の保有水平力(耐力)と、建物の変形能力 F との関係に置き換えて考えてみます。

耐震補強4.png

Qu : 建物の保有する横力に対して抵抗できる保有水平耐力
 F :  横方向に変形することが出来る変形能力(変形能)とします。
 
ケース1の時は直線OA上を自由に動けて、地震力による横力が0になると変形能 F=0 となります。
 
一方、対象としている建物の変形能 F=1.0 の時のQuをQu=0.6W と仮定します。
 
即ち、建物自信の重さ (W) の60%の力(0.6W)で横方向に押すと、F=1.0 変形できることを意味しています。
 
F=1.0 という状態は、理想化して言いますと、自信の重さの60%の力で押されても無傷の状態を現わしていると言えます。
 
それは、三角形ΔOABで囲まれる面積分の抵抗できるエネルギーがあることを示しています。
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