改考性能设计

1、改考改考性能設計性能設計 武蔵工業大学都市基盤工学科吉川弘道武蔵工業大学都市基盤工学科吉川弘道第部：設計法変遷従来法構造設計耐震設計変遷 許容応力設計法/ allowable stress design： 終局強度設計法/ ultimate strength design： 信頼性理論/ reliability theory： 荷重強度係数設計法/ load resistance factor design： 限界状態設計法/ limit state design 使用限界、終局限界、疲労限界： 耐震設計限界状態：seismic limit state design 使用性限界、損傷制御限界、

2、生存限界 許容応力度設計法設計手順許容応力度設計法設計手順 許容応力度限界状態設計法設計手順 信頼性理論限界状態設計法比較 第2部：性能設計、性能設計導入素朴疑問：土木学会/標準示方書：2002年版改定限界状態設計法構造性能照査型、耐震性能照査型*素朴疑問1：見、構造編、変！ *素朴疑問2：耐震編、具体的照査、？：道路橋示方書（平成16年3月改定）：耐震性能照査基本的要求事項明示*素朴疑問3：、：危険？：、性能何？*素朴疑問4：、性能何言！ 構造物性能： 構造物外乱（持続荷重，衝撃、地震力）受挙動/(behavior)，応答反応(response)出来/不出来 普段状態（常時荷重対）、時（偶発

3、荷重際）構造物発揮（遂行得）能力 想定外乱（設計荷重）対、割生場合，倒壊想定種結末（性能）想定 要求性能構造性能要求性能（target performance）： 構造物具備（必要）性能 使用者/発注者決定構造性能（structural performance）保有性能（capacity）： 構造物保有（達成）性能 （実際）形状寸法，断面諸元，材料，（実際）施工程度，実現（）性能 性能照査： 構造性能要求性能満足（上回），設計照査達成。：構造性能要求性能発注者要求性能策定，従，目標性能決定（従、設計/施工遂行）要求性能策定目標性能決定構造性能達成 性能照査名称 性能規定型設計 性能照査型設計

4、性能明示型設計従来手法性能設計法比較 仕様設計：specification-based design構造寸法，材料，手法手段示方書規定、基設計性能設計：performance-based design要求性能/目標性能明確規定，基設計。従来手法性能設計法比較 非崩壊設計：no-collapse-based design崩壊，崩壊設計法靭性設計（荷重低減係数法，変位法） 性能設計：performance-based design多段階性能多段階外力（地震力）規定，両者性能規定 野球選手年棒性能照査 ：野球選手年棒査定：結果（成績）全、練習、身体能力関係。成績（performance）、次年棒評価

5、。：構造物：先端材料用、高度解析法駆使、結局、発注者/使用者/、構造物 性能最重要。 ：両者決定的違：野球選手評価：年間成績数値、明確記録構造物性能：客観的科学的立証容易、数百年回強大地震、終遭遇、（安全性能発揮）供用終多。 性能設計利点特徴 新材料/新工法開発、高度解析設計手法採用促 所要性能満足、最経済的設計期待性能水準満重要、使用材料、解析手法拘束。 Specification-based designPerformance-based design 設計法、壊、壊（0-1議論）、中間状態工学的規定、荷重性能規定 No-collapse-based designPerformance-b

6、ased design設定限界状態（終局限界（安全性）、使用限界（供用性）検討従前限界状態設計法延長線上。 性能設計導入：内外環境 ：近年巨大地震災害：近年巨大地震災害： Loma Prieta(1989)Loma Prieta(1989)、 、Northridge(1994)Northridge(1994)、 、神戸大地震（神戸大地震（19951995） ） 災害復旧技術高耐震性技術向上災害復旧技術高耐震性技術向上/ /蓄積蓄積稀発生巨大地震対合理的耐震設計法稀発生巨大地震対合理的耐震設計法：海外動向我国対応：海外動向我国対応： 性能規定国際標準化：協定性能規定国際標準化：協定/ /条項、条

7、項、土木学会土木学会/ /建築学会委員会活動、既往標準示方書建築学会委員会活動、既往標準示方書性能規定化性能規定化 第3部：性能設計具体的考性能照査形式（） 現行設計法形式 : 性能照査： Asian Concrete Model Code: 0.1maxuiacceptDCCapacityDemandPRPIPI 設計断面力 member force：Sd設計断面耐力 strength：Rd公称荷重：Sn、荷重係数：公称強度：Rn、強度係数：上段：要求性能下：保有性能：許容値性能設計性能設計Capacity DesignCapacity Design性能設計Demand/CapacityDC

8、acceptDemand：要求性能Capacity：保有性能耐震設計：変位法displacement-basedd rd応答塑性率 response：d保有靭性率 ductility：dAsian Concrete Model CodePIRPIP要求性能指標：PIR構造性能指標:PIP設計法設計法Conventional DesignConventional Design終局強度設計法Sd Rd荷重強度係数設計法SnRn信頼性設計法apf pfa安全性指標：/許容値：a破壊確率：pf/許容値：pfa性能設計従来法比較性能性能耐震性能表示（SEAOC Vision 2000） 地震規模性能多段

9、階 性能：性能： 耐震性能水準fully operational ：完全機能維持（供用可能）施設損傷受、機能維持， operational (functional)：機能維持施設、軽微損傷受機能維持、次的機能若干障害生 life safe：人命安全確保人命安全確実確保。中程度損傷生。 near collapse (impending collapse)：崩壊回避人命脅、相当量損傷受，構造上崩壊避。 性能：地震動 frequent：発生地震再現期間 43年（30年間超過確率50発生） occasional：時発生地震再現期間 72年（50年間超過確率50発生） rare：稀発生地震再現期間475

10、年（50年間超過確率10発生） very rare：稀発生地震再現期間970年（100年間超過確率10発生） 性能項目種類定義性能項目種類定義安全性(safety) ：構造物崩壊回避，人命保護全構造物具備最基本的性質 使用性（serviceability）：快適構造物使用性能。頻繁発生地震時機能維持 修復性/復旧性（reparability）：被災後速修復，早期機能復帰（供用再開）期待 維持管理性，施工性，居住性、止水性、景観性、etc.複合構造物性能照査指針（案）土木学会 要求性能/目標性能/照査項目/照査指標： 性能項目階層化/細分化基本的要求性能（項目） 目標性能項目（項目） 照査項目（

11、限界状態）（項目） 照査指標例（事例）土木構造物性能設計例：複合構造物性能照査指針（土木学会） 要求性能目標性能項目照査項目（ 限界状態）照査指標例部材破壊断面力疲労破壊断面力応力構造物破壊構造物変位 変形剛体不安定構造物基礎変位 変形走行性 歩行性加速度 振動、 変位 変形外観， 視覚的安全性割幅、 鋼材腐食状況騒音 振動騒音 振動第三者影響度局所的損傷、 外観割幅、 割密度水密性構造体透水係数、 割幅気密性構造体透気係数、 割幅遮蔽性物質 漏洩量透過性構造体透水係数、 割幅復旧性性能回復復旧難易度部材構造物損傷状況安全性使用性構造物部材破壊 崩壊使用上快適性遮蔽透過性建築構造物性能設計例：

12、鉄筋造建築物性能評価性能項目階層化/細分化基本性能：安全性/使用性/耐久性/修復性 基本性能項目 関連物理現象例 基本性能項目規定工学量例 建築構造物性能設計例：鉄筋造建築物性能評価基本性能項目規定工学量例a.構造物内外空間確保剛体転倒、損傷、崩壊、倒壊、落階鉛直力残余支持強度、転倒復元力、最大変形、塑性率、崩壊機構形式b.構造部材非構造部材脱落飛散危害防止構造部材取付部材脱落飛散部材加速度、強制変形c.設備機器什器落下転倒移動危害防止構造部材取付設備機器転倒落下移動部材加速度、強制変形d.安全避難経路確保開閉避難誘導具損傷部材加速度、強制変形a.使用性能（感覚的（視覚的/感覚的）確保傾斜破損凹凸段差振動音割美感変化部材変化、傾斜、剛性損傷b.日常安全性床面凹