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地震発生数秒～10数秒後に、表面波や実体波により構成された地震動による建築物の安全性評価を行うことを目的として、対象地点における地震動と建築物応答をリアルタイムで予測する手法を開発した。本研究では、水平方向に対する地下構造の不均質性より増幅される周期3秒以上の表面波と、鉛直方向に対する地下構造の不均質性より増幅される実体波について検討した。さらに、簡易な建築物の地震応答評価手法を利用し、高層建築物のリアルタイム地震応答を予測した。
地震動の表面波成分は堆積層の水平方向に対する不整形地盤の影響を大きく受ける。そのため、厚い堆積層で構成されている関東平野を対象として、3次元地震動シミュレーションによりその影響を定量的に評価した。その結果、関東平野の震央方位に依存する増幅特性を3次元シミュレーションにより概ね再現できることを確認した。さらに、その震央方位に依存する増幅特性を用いて、南海トラフで発生する巨大地震の関東平野の周波数応答特性を評価した。
実体波については、関東平野内に位置する東京工業大学・すずかけ台キャンパスを対象に実体波であるP波とS波の関係を利用してS波スペクトルを直接的に予測し、観測スペクトルと予測結果の整合性を確認した。さらに、微動データから算出したすずかけキャンパス・高層建物の周波数特性に、観測されたP波スペクトルから予測したS波スペクトルを掛け合わせることにより、その建物の地震応答をリアルタイムで予測する手法を開発した。
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