地盤と構造物の動的相互作用系の合理的制振法と終局耐震安全性に関する研究

1997 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 07044154
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 構造工学・地震工学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 竹宮 宏和 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (10026156)
• 研究分担者: 西村 昭彦 (財)鉄道総合研究所, 主任研究員 ; NAWAWI Chouw 岡山大学, 環境理工学部, 講師 (70274016) ; KONSTANTIN M アーヘン工科大学, 静的動的構造研究所(ドイツ国), 教授 ; GUNTHER Schm ルール大学, 動的シミュレーション研究所(ドイツ国), 教授 ; SCHMID Gunther Ruhr University, Dynamic Simulation Institute, Professor ; MESKOURIS Konstantin Aachen Technical University, Static and Dynamic Structural Institute, Professor
• 研究期間 (年度): 1995 – 1997
• キーワード: 断層地震動 / 地盤内増幅 / 地中構造物 / 波動遮断工法 / 非線形応答 / 橋梁構造物 / 終局耐震性 / Ultimate seismic safety

研究概要

1.断層の進行性破壊による発生地震波のシミュレーションをディスロケーション・モデルを用いて、地質の層状性を考慮して行った。直下型の地震記録波形との比較検討をした。これより直下型地震の特徴を指摘した。
2.衝撃載荷・加振に対して、半無限地盤、成層地盤内の波動伝播特性を把握するため、3次元有限要素法、薄層要素法と水平面内の離散化波数法との組み合わせでシミュレーションを行った。そして波動場の解析から、波動の伝播・遮断の理論に基づいた合理的な波動遮断工法(WIB)の設計法を検討した。従来工法との比較から、WIBの制振効果の優位性をシミュレーションから示した。
3.強震下での構造物の終局耐力の評価では、杭基礎上のRC橋梁を対象に、部材の非線型履歴特性を導入して行った。破壊損傷度を応答靭性率とエネルギー消失履歴面積のと線型重ね合わせで評価し、構造諸元と地震入力とのパラメータ解析をした。
4.衝撃的地震波に対するRC構造物の引張り破壊についての可能性をパルス的入力を用いて考察した。モデル化には、2D,3D有限要素法を適用した。
5.非線型地盤中の地中構造物の応答性状を周辺地盤との動的相互作用の下で調べた。その際、地盤の応答ひずみによる剛性の低下をHDモデルを使用し、構造物の安定性に注目した。

研究成果

• [文献書誌] 竹宮 宏和: "波動遮断ブロック(WIB)の受動的制振効果" 土木学会論文集. 549/I-37. 221-230 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹宮 宏和: "移動分布加振源による成層地盤の3次元遷移応答特性" 土木学会論文集. 563/I-39. 137-148 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹宮 宏和: "ディスロケーション・モデルによる層状地盤内の波動伝播特性" 第24回地震工学研究発表会講演論文集. 21-24 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹宮 宏和: "衝撃的地震入力動によるRC橋脚の引張破壊とその対策" 第24回地震工学研究発表会講演論文集. 1029-1032 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takemiya, Hirokazu: "Seismic wave amplification due to topography and geology in Kobe during Hyogo-Ken Nanbu earthquake" Structural Eng./Earthquake Eng.JSCE.Vol.14,No.2. 129-138 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takemiya, Hirokazu: "2D NONLINEAR SEISMIC CROUND ANALYSIS BY FEM-BEM:THE CASE OF KOBE IN THE HYOGO-KEN NANBU EARTHQUAKE" Structural Eng./Earthquake Eng.JSCE.Vol.15,No.l. 19-27 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹内 宏和: "耐震構造設計論,2章2節" 京都大学学術出版会, 420(13)頁 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takemiya, Hirokazu: "The Kobe Earthquqke:Geodynamical Aspects Chapter3" Computational Mechanics publications, 5(20)頁 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya: "Response reduction effect by passive use of a wave impeding block (WIB)" Proc, JSCE. No.544/I-37. 221-230 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya: "3-D transient response characteristics of soil stratum due to moving loads" No.563/I-39. 137-148 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya: "Seismic wave propagation by dislocation theory model" Proc.24^<th> JSCE Earthquake Eng.Symp.21-24 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya: "Seismic wave amplification due to topography and geology in Kobe during Hyogo-Ken Nanbu earthquake" Structural Eng./Earthquake Eng.JSCE. 14,2. 129s-138s (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya, Maher Adam: "2D Nonlinear Seismic Ground Analysis by FEM-BEM : Th ge Case of Kobe in the Hyogo-Ken Nanbu Earthquake" Structural Eng.Earth quake Eng., JSCE. Vol.15 No.1. 19-27 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya: Earthquake Resistant Dessign Structures, Chapter 2. Kyoto University Publication, 13-420 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu, Takemiya: The Kobe Earthquake : Geodynamical Aspects, Chapter 3. Computational Mechanics Publication, 20-145 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より