地盤と構造物のエネルギー収支効果を反映した振動台模型実験による損傷累積過程の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10450174
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小長井 一男 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50126471)
• 研究分担者: 中埜 良昭 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10212094)
• キーワード: 振動台 / エネルギー収支 / 動的相互作用 / 構造物模型 / 実時間制御

研究概要

構造物の地震被害を考える上で、単独の地震だけでなく、複数の地震によって構造物内部に損傷が累積していく過程を考えなければならない。構造物内部で損傷の累積に関係するエネルギーは、地盤から構造物に与えられるエネルギーと、逆に構造物から地盤に逸散していくエネルギーの差として捉えられる。本研究は、振動台上でこの地盤との相互作用を再現するとともに、エネルギーの収支を計測しえるシステムを構築し、構造物の破壊過程をこれらのエネルギー収支と関連付けながら検討していくことを目的とするものである。本年度は地盤、構造物ともに非線形の性状を示す状態を想定し、非線形の相互作用効果を振動台上で再現することを試みた。そのためにはまず基礎・地盤の非線形性の実時間表現を確立する必要がある。そこで地盤の逐次応答解析によって与えられる剛性の実時間変化を基礎頭部の剛性に適切に反映させる評価式を提示し、それを再現できる振動台制御プログラムを作成した。そして構造物の非線形性を表現するため、鉄製フレーム上に剛体ブロックを置いた構造模型などを用いて、基礎・地盤の様々な変化に対応し破壊がどのように変化していくのか実験で確認し、振動台実験でエネルギーを評価尺度として構造物の破壊過程が適切に評価しえることを実証した。
前年からの成果も含め、以上の成果は国内外の査読論文3編として公表、あるいは登載決定となっており、それらの主要な点をまとめ研究成果報告書とした。

研究成果

• [文献書誌] Konagai,K.and Nogami,T.: "Analog Circuit to Simulate Dynamic Soil-Structure Interaction in Shaking Table Test"International Jour.,Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 17(5). 279-287 (1999)
• [文献書誌] Konagai,K,et.al.: "Real Time Control of Shaking Table for Soil-Structure Interaction Simulation"Structural Eng./ Earthquake Eng.,JSCE. 16(1). 81s-91s (1999)
• [文献書誌] Konagai,K.,Ahsan,R.and Maruyama.D.: "Simple Expression of the Dynamic Stiffness of Grouped Piles in Sway Motion"International Journal of Earthquake Engineering. (登載決定). (2000)
• [文献書誌] 中埜良昭,藤井賢志,楠浩一,久松嘉那子,岡田恒男: "鉄筋コンクリート造学校建築の耐震補強に関する事例分析(その1.〜その3)"日本建築学会学術講演梗概集. Vol.C-2. 303-308 (1999)
• [文献書誌] 日野泰道,中埜良昭,楠浩一: "補強要素が偏心配置された鉄筋コンクリート造骨組の弾塑性ねじれ応答性状"日本建築学会学術講演梗概集. Vol.C-2. 707-708 (1999)
• [文献書誌] Yoshiaki NAKANO,Koichi KUSUNOKI and Yasumichi HINO: "TORSIONAL RESPONSE OF RC BUILDINGS RETROFITTED WITH STEEL FRAMED BRACES"Proceedings of 12th World Conference on Earthquake Engineering. CD Rom. (2000)