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図9.2.2-1 柱の保有耐力と終局変形

図9.2.2-2 柱の歪エネルギーを崩壊条件とした場合の耐力.Qe:弾性変形の場合の柱耐力、Qp:塑性変形の場合の耐力.
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柱の耐力は材料の強度(σ)と柱の断面積(A)の積であるから、その破壊条件は
(9-4)
となる。即ち、柱の材料が定められているとき、m大、 大、A小が危険な条件となる。図9.2.1-1において、屋根にかかる柱からの力は復元力であるから(-Kx)、したがって屋根から柱にかかる力はKxである。柱には塑性変形もあるから、Kxの代わりにQ(δ) (δ= =歪み) と記すと、Q(δ)とδの関係は図9.2.2-1のように表わされる。図9.2.2-1において、δγは柱の弾性変形の限界で降伏点とよばれ、それより塑性変形が加わって、δu(終局変形)で崩壊する。Qyは柱の降伏強度である。地震力がQyを超えると忽ち壊れる柱を”脆い”と言い、大きな塑性変形をするものを”粘り強い”と言う。Qu は柱の保有耐力であり、 が崩壊しないための必要条件である。1981年の新耐震設計法では、希な大地震動の場合を としている。
崩壊条件が含みうる変形エネルギーで定められるとすると、図9.2.2-1を図9.2.2-2のように弾性変形と塑性変形に分けて考えてみることが出来る。ここで、三角形OEδEの面積が、台形OYPδpの面積である。したがって、靭性(=δu/δy=δp/δy)の十分大きな柱に対しては地震力をQuからQyまで下げてもよいことになる。
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