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建物の耐震安全性を高精度に評価する方法としては、地盤-基礎-建屋を一体としてモデル化した、非線形3次元FEMによるシミュレーション解析が考えられる。しかしモデル全体が巨大となるため、現在の高い計算機能力を持ってしても実用性には課題があった。この問題を解決するための方法として、地盤モデルの波動境界を高精度化し、解析領域を縮小することが考えられる。本研究はこれまで振動数領域の解析に限られていた高精度の波動境界であるエネルギー伝達境界を時間領域に変換し、現実の建物の耐震挙動評価に適用するものである。これにより、境界の内部領域は時間領域での解析が可能となるため、建物や近傍地盤の非線形性を考慮した解析が可能となる。
本年度はまず、軸対称問題での伝達境界の時間領域化に関する検討を行った。軸対称問題での振動数領域の伝達境界マトリクスを算出し、さらに例題解析により時間領域変換と時刻歴応答解析の適用性及び妥当性を確認した。しかし現実の問題では、解析領域を円形より矩形とした方が取扱いやすいことが多い。そこで新たな選択肢として、3次元矩形領域に適用可能な方法を検討した。その一案として、側面境界に垂直な方向については2次元面内伝達境界を、側面境界に平行な方向については2次元面外伝達境界の適用を考えた。各々について、振動数領域の伝達境界作成プログラムを作成し、時間領域への変換の適用性を評価した。その結果、いずれについても良好な精度で変換可能であることを確認した。
今後は、引き続き3次元矩形境界に関する検討を行うとともに、伝達境界自身を非線形化する場合(非線形エネルギー伝達境界)の可能性について検討を行う。
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