2014 Fiscal Year Annual Research Report
大規模3次元非線形モデルによる地盤－基礎－建物連成系の終局レベルの地震時挙動評価
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26289197
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| Research Institution | Takenaka Corporation, Takenaka Research and Development Institute |
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Principal Investigator |
中村 尚弘 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員 (50416640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 清 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (00507303)
谷川 友浩 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (40507266)
濱田 純次 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (60507292)
重野 喜政 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員 (70416642)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 建築構造・材料 / 地震応答解析 / 地盤－基礎－建物連成系 / 有限要素法 / 非線形解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大地震時の建物の挙動，特に上部構造だけでなく地下構造も含めた挙動の高精度な評価は，建物の構造設計において極めて重要な課題である。2011年東北地方太平洋沖地震では，多数の建物で地震観測記録が得られ，シミュレーション解析による性状分析も行われている。しかしながら，地下構造（杭や改良地盤）に関する記録は少なく，分析も不十分である。応募者等は，多数の建物で杭や改良地盤の観測を実施しており，多くの有益なデータを得ることができた。この一部については，詳細な地盤－基礎－建物の3次元ＦＥＭモデルによるシミュレーションを実施し，地下構造も含めて地震時挙動を良好に再現できることを確認した。本研究では，さらに多数の建物について連成系3次元モデルによるシミュレーションを実施し，モデルの妥当性を評価する。さらにこのモデルを用いて，極限レベルの地震動により建物のどこがどのように破壊し，全体崩壊に至るのかを検討する。
このうち平成２６年度は以下の検討を実施した。
(1)観測建物の地震計の増強：観測データの充実を図るため、加速度地震計を3台導入した。
(2)高精度境界モデルの効率化：この境界が非線形する軟弱地盤でも使用可能となるように改良を行った。
(3)大規模解析の並列化計算の効率化：クラスターPC上で解析を高速化するためには，多量のCPUへの解析計算の最適な配分が重要となるが、地盤や建物の地震応答解析では，十分な高速化が得られていない。本年度はその第一段階として，応力算定ルーチンの並列化と，MUMPS, Super-LU等の並列用線形方程式ソルバーの効率化方法について検討を行った。
(4) 解析モデルの作成：地震観測を行っている建物について，地盤-基礎-建物連成系の3次元FEMモデルを作成した。建物は構造計算書に基づき，3次元非線形架構としてモデル化した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度は以下の検討を実施する。
(1)解析モデルと観測記録とのキャリブレーション：解析モデルを作成した建物について，観測地震記録を用いてシミュレーション解析を行い，記録との対応を調べ、より適切なモデル化の検討を行う。
(2)地盤非線形モデルの設定：本年度は，下記の極稀地震レベルの解析を実施するため，地盤のせん断ひずみレベルが1%以上となり等価線形解析の適用範囲を超える。このため，3次元地盤で適用可能であり，かつ液状化の評価が可能な地盤非線形モデルを選定し，適切なパラメータ設定を行う。
(3)大規模解析の並列化解析の効率化：H26年度に引き続き，並列計算処理の効率化に関して検討を行う。各NodeのCoreとメモリを最適に用いるためハイブリッド型の並列化の適用性について検討を行う。
(4)極稀地震レベルの応答解析：本研究で検討する建物では，2011東北地震の入力動は稀地震と極稀地震の中間程度であり各建物の損傷は軽微だった。そこで極稀地震に対する応答性状を評価するため，極稀地震レベルの入力動を設定し、地盤-基礎-建物連成系モデルに入力し地震応答解析を実施する。
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Research Products
(2 results)
