土の非線形性を考慮した抗基礎構造の振動モデル

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650662
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 日下部 馨 神戸大学, 工学部, 教授 (80027250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 幸典 神戸大学, 工学部, 助手 (00116253) ; 福住 忠裕 神戸大学, 工学部, 助教授 (40031140)
• Keywords: 抗基礎 / 抗基礎-構造物連成系 / 埋込基礎 / 有効応力解析 / 非線形地震応答解析 / 兵庫県南部地震 / モデル化 / 薄層要素法

Research Abstract

本研究は、抗周地盤の密度、剛性、減衰などの材料定数が鉛直および水平方向に変化する実状、及び地盤の非線形性を考慮する抗基礎構造の動特性である複素剛性と入力動の評価法を提案し、よって合理的な耐震設計を行うのに必要となる抗基礎構造の振動モデルの提案を行うことを目的とする。以下、本年度行った研究で得られた知見を示す。
1.地盤の1次元離散型有効応力解析法を提示し地震応答解析を行なった。埋立人工島の軟弱地盤が大地震を受けた場合、表層付近では1%以上の大きなせん断歪を生じ、水平加速度分布は地表に向かって減少すること、地盤の水平変位から算定される最大曲率応答発生深度が抗に曲げ破壊を生じた深度に対応すること、また、サイクリックモビリティも考慮するモデルを適用すれば地盤の履歴特性を一層正確に追跡出来ること等についての指摘を行なった。
2.抗基礎を有する建物の地震応答解析については、薄層要素法適用による解析を行なった。その結果、地震動による地盤剛性が液状化などにより極端に低下すると建物への入力加速度が低減すること、即ち支持地盤の免震効果により建物の地震応答は低減するといったことが解析によって捕えられ、土の非線形性を等価線形化法で考慮する薄層要素法による抗基礎構造物の非線形応答解析法である本法の有用なことが分かった。
3.地下室のある構造物の地震応答解析については、地下室部は等価円筒に置換し、その下部地盤は円形土柱とするモデルによって薄層要素法による解析を行なった。本法は地震時地盤の非線形性の度合に応じた等価な剛性と減衰の適切な評価を行ない、これを解析中に導入するものであるが、兵庫県南部地震に対する建物の応答解析結果は地震観測結果によく一致することが分かり本解の妥当性を検証できた。

Research Products

• [Publications] 福住忠裕、日下部馨、弥勒良晴: "埋立人工島における抗-上部構造物系の地震応答性状" 日本建築学会近畿支部研究報告集(構造系). Vol.37. 69-72 (1997)
• [Publications] 木場将雄、日下部馨、福住忠裕: "兵庫県南部地震によるポートアイランド1次元有効応力解析" 日本建築学会近畿支部研究報告集(構造系). Vol.37. 301-304 (1997)
• [Publications] 福住忠裕、日下部馨: "神戸港埋立人工島における抗-上部構造物の地震応答性状" 日本建築学会大会学術講演梗概集(B構造II). 367-368 (1997)
• [Publications] 宮久保、日下部、大橋 他3名: "地下室を有する構造物の地震応答解析、その1 薄層要素法による解析手法" 日本建築学会大会学術講演梗概集(B構造II). 401-402 (1997)
• [Publications] 二宮、宮久保、日下部 他3名: "地下室を有する構造物の地震応答解析(その2,Nビルの地震応答解析)" 日本建築学会大会学術講演梗概集(B構造II). 403-404 (1997)
• [Publications] 大橋、宮久保、前田、日下部: "地下室を有する構造物の地震応答解析(その3,Sビルの地震応答解析)" 日本日本建築学会大会学術講演梗概集(B構造II). 405-406 (1997)