研究課題
基盤研究(C)
本研究の目的は、建築構造物-地盤連成系モデルへの地震エネルギーの入力メカニズムを明らかにし、地震入力や構造物-地盤連成系が有する不確定性を考慮した一層信頼性の高い建築構造物の耐震設計法を提案することにある。本研究で得られた主な成果は以下の通りである。1.スウェイ・ロッキングモデルや埋め込みを有するスウェイ・ロッキングモデル、さらには杭を有するモデルについて、構造物への地震入力エネルギーを振動数領域で評価する新しい方法を開発した。本方法によると、構造物で消費されるエネルギーと地盤へ逸散するエネルギー、さらには地盤で消費されるエネルギーが統一的に表現可能であり、構造物-地盤系でのエネルギーの流れのメカニズムを詳細に解明することが可能である。さらに、地震動の不確定性を考慮して、構造物に入力されるエネルギーの上限値を予測する方法へと発展させることが可能となることを明らかにした。2.スウェイ・ロッキングモデルや杭を有するモデルについて、構造物への地震入力エネルギーを振動数領域で評価する方法を用いて、地盤ばねや減衰の不確定性が地震入力エネルギーに及ぼす影響を陽に表現する方法を開発した。本手法は時間領域での方法と異なり振動数領域の方法であり、不確定パラメターに対する高次の感度表現までが陽に表現できることを利用している。本手法を用いると、地盤ばねや減衰(杭基礎の場合には地盤剛性など)の変動に対する不確定性解析が高効率・高精度で実現可能である。それに基づき、地震動や地盤特性の不確定性を想定した上で、信頼性の高い耐震設計法を展開することが可能となる。3.地震入力エネルギーに加えて、地震エネルギー入力率を指標とする極限外乱法を新たに展開した。地震動としては、振動数特性が時間とともに変動しない一様型のものに加えて、時間とともに変動する非一様型のものを採用し、それに対する極限外乱問題を解く有効な方法を開発した。
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