確率システムモデルによる設計用地震動の作成

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01850133
• 研究種目: 試験研究
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 南井 良一郎 京都大学, 防災研究所, 教授 (10027211)
• 研究分担者: 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 助教授 (50027281) ; 鎌田 輝男 福山大学, 工学部, 助教授 (30026091) ; 鈴木 有 金沢工業大学, 工学部, 教授 (90027235)
• キーワード: 設計用地震動 / 確率システム / 確率微分方程式 / 確率論的推定 / 地震応答 / 同定

研究概要

建築構造物の動的耐震設計法における設計用地震動を、建設地点の地盤、地形特性とその地域の地盤地質構造および地震活動度に応じて、合理的に設計用地震動を作成するための確率論的な非線形動力学モデルと地震外乱生成のアルゴリズムを開発することを目的とする研究を実施して、以下の成果を得た。
1.或る地点での地震動は、その地点での地盤の応答であることから、広域的ならびに局地的地盤構造の動的特性を表す非線形動力学モデルを構成すれば、地表での地震動を不規則入力過程を受ける確率論的動力学システムの出力過程として表現できる。このように地震動を統一的に発生する非線形、離散型確率システムの状態方程式と地震動の出力方程式を定式化した。この確率動力学システムの動的挙動を明らかにするために確率微分方程式に基づく応答解析法を導いた。また。地震観測結果に基づいて動力学システムの応答を,確率論的に推定する方法やシステムを規定するパラメ-タを同定する方法のプログラム開発を行っている。
2.地震動の広域的ならびに局地的分布と地盤特性の関係を明らかにするために、地震動計測と微動計測を実施しており、引き続き来年度も行い、理論解析的な研究の妥当性を検証する資料として整備する。また、地表面での地震デ-タを得るために、地震計の設置状況から記録波形に含まれる建物や計測台の影響を除去して、地表面(自由表面)での地震動を推定する方法を導くために、地盤と構造物の非線形動的相互作用を考慮した地盤一構造物系の地震応答解析法について研究し、構造物内部で計測された地震応答記録から上記の影響を除去し、入力地震動を推定する方法を開発中である。

研究成果

• [文献書誌] Ryoichiro Minai,Yoshiyuki Suzuki: "Stochastic Estimates of Hysteretic Systems under Seismic Excitations" Proc.of Ninth World Conference on Earthquake Engineering. Vol.V. 271-276 (1989)
• [文献書誌] 鈴木祥之,上田純人,南井良一郎: "多自由度履歴構造物の確率論的推定に関する研究" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第29号構造系. 153-156 (1989)
• [文献書誌] 鈴木祥之,南井良一郎: "履歴構造物系の非正規確率等価線形化法" 日本建築学会近畿支部研究報告集. 第29号構造系. 157-160 (1989)
• [文献書誌] Ryoichiro Minami,Yoshiyuki Suzuki: "Nonlinear Wave Equation of Hysteretic Media" Proc.of the Japan-China(Taipei)Joint Seminar on Natural Hazard Mitigation. 111-124 (1989)
• [文献書誌] 鎌田輝男: "GutenbergーRichter式の補正について" 日本建築学会大会学術講演梗概集. 713-714 (1989)
• [文献書誌] 鎌田輝男: "福山大学における地震観測について" 日本建築学会研究報告中国・九州支部. 第8号1. (1990)
• [文献書誌] W.K.Liu and T.Belytschko編集 鈴木祥之,南井良一郎部分執筆: "Computational Mechanics of Probabilistic and Reliability Analysis" Elmepress International, 509-541 (1989)