断層近傍強震動下における免震動建物の応答・損傷特性と損傷制御

• Project/Area Number: 04F04100
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Building structures/materials
• Research Institution: Kyoto University
• Host Researcher: 中島 正愛 京都大学, 防災研究所, 教授
• Foreign Research Fellow: WEITZMANN RUDIGER 京都大学, 防災研究所, 外国人特別研究員 ; WEITZMANN R.
• Project Period (FY): 2004
• Project Status: Completed(Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000); Fiscal Year 2004 : ¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
• Keywords: 免震建物 / 強震動 / 衝突 / 擁壁 / 等価線形化法 / 耐震設計

Research Abstract

大地震下における機能保持と過大地震下における安全性確保を命題として、免震建物の応答を、過大地震下での擁壁との衝突とそれに伴う上部構造の損傷、免震層の剛性・減衰が上部構造加速度応答に及ぼす影響、耐震設計に供しうる免震建物最大変形予測法という視点にたって考察した。主たる知見は下記の通りである。
(1)擁壁部がもつ復元力特性を、RC壁とその背後にある土との連成系として弾塑性有限要素法解析から明らかにした。擁壁の耐力特性は特に擁壁高さに依存すること、RC壁自体よりも背後土による抵抗が相対的に大きいことを示したうえで、擁壁部の初期剛性と降伏耐力の範囲を明示した。
(2)衝突を伴う免震建物地震応答解析を実施し、入力レベル、上部構造特性、衝突回数、上部構造損傷の相関を検討した。衝突を起こす可能性が高い断層近傍強震動はその継続時間が短いので、衝突回数はせいぜい2〜3回程度に留まることが多く、またその損傷は上部構造の下部に集中する傾向があることを明らかにした。
(3)上部構造の基本特性と免震層の剛性と減衰特性が与えられた一般的な免震建物に作用する、免震層最大水平変位と上部構造最大加速度を、応答スペクトルから予測する方法を新たに提案し、その妥当性を一連の数値解析との照合から検証した。等価線形化法に立脚する方法であるが、免震建物がもつ長い固有周期特性を踏まえ、減衰の違いによる応答低減係数の調節、擬似加速度と絶対加速度との相違の調節等によって高い精度を確保している。