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平成16年度は、上部構造物のP-Δ効果を考慮した基礎-地-構造物系の動的相互作用モデルの構築を実施した。平成15年度までに、(1)構造物の地震応答に及ぼす周辺地盤の剥離・滑りの影響、(2)基礎-地盤-構造物系の非線形動的相互作用を考慮した応答スペクトル、(3)P-Δ効果を考慮した3自由度モデルの非線形応答解析に関する研究、を行ってきており、.平成16年度は、これらの成果をもとに上部構造物のP-Δ効果を考慮した基礎-地盤-構造物系の動的相互作用モデルの構築を行うことを目的とした。ここで言う基礎とは、ケーソン基礎で根入れと、基礎と周辺地盤の滑り及び剥離の影響を考慮したものである。
具体的なモデル化の方法は、(1)非線形特性の機構がよく理解できるMechanicalモデルによって基礎の非線形動的復元力特性を評価した。その際、土は引張りに耐えないものとし、さらにモール・クーロンの破壊規準に従うものと仮定した非線形スプリングを持つWinklerモデルの考え方を採用した。(2)上記の非線形動的復元力特性をもとに、基礎と周辺地盤の剥離・滑りを考慮したモデルとし、上部1自由度(回転)と基礎2自由度(並進及び回転)の埋設基礎を有する合計3自由度系とし、上部構造物については大変形及びP-Δ効果を考慮した。
その結果、P-Δ効果を考慮するか否かによって、さらに地盤ばねの設定によって変位応答は異なり、地盤-基礎系並びにP-Δ効果を考慮した解析から、基礎-地盤-構造物系のバランスの取れた設計のための指針を探ることが必要となることがわかった。
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