静的載荷と動的載荷 （門型ラーメンによる再現実験）

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映像放映中

担当：武蔵工業大学　教授
　　　　　　　　　吉 川　弘 道
　　　　　　　　　菊池 / 依田

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再度、平面門型ラーメンを装着した振動応答習得機を用いて、静的載荷と動的載荷の模型実験を行いたい。まずは、スライドする振動架台を固定し、ラーメン上層梁に直接水平荷重を与える。…これを‘静的挙動(static behavior)’と呼ぶ。今度は、振動架台を揺すり、上部のラーメン部材を振動させる。…これは‘動的挙動(static behavior)’である。
両者は、直接な機械的荷重および慣性力によるもので、基本的に異なる載荷方法であるが、最大変形時は同様な変形挙動を呈する。
振動応答習得機は、手動にて振動（動揺）を与えることが特徴であるが、振動架台を固定して、上部の部材（振動模型）に直接、荷重負荷（または、強制変位）を与えることがきで、これは静的載荷となる。

scene 1

まず、振動模型を装着した無負荷/静止状態を示している。本例では、振動模型として、平面系２層門型ラーメン（厳密には、等脚平面門型ラーメン）を用いている。
scene 2
まず、下部振動架台を動かないように押さえて、上層の梁（水平部材）に、（向かって右方向に）水平荷重を与え、変形させた。これを‘静的載荷(static load)’と呼ぶ。ゆっくり載荷しているので、構造系（部材と水平荷重）は、時々刻々、静的に釣合っている。
また、柱/梁接合部、および両脚埋めこみ部（基礎部）の角度が、終始直角に維持されていることが、画像から明瞭に観察できる。部材と部材の接合部が（変形前/変形後を通じて）剛結であることが、ラーメン部材の基本的な特徴である。
scene 3
今度は、手動にて振動架台を揺すり、門型ラーメンを振動（共振）させている。このときの、左方向への最大変位時の静止画を示している。これは、先ほどの静的載荷の変形形状と全く同じである。


scene 4
同様に、共振状態における右方向への最大変位時の静止画を示した。
さらにスローモーションにより、振動の様子がわかりやく目視できる。柱/梁接合部の角度が、振動中、常に直角に維持されていることが、明瞭に観察できる。