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本研究は、大地震時による沈下や地割れなどの地盤変状が、建物（基礎＋上部構造）の弾塑性応答・終局耐震性能に与える影響について、地盤と建物双方について非線形挙動や崩壊挙動を反映できる模型を用いた振動台実験方法を構築し、地震波入力による加振実験を実施して、地震時における建物敷地での地盤変状の有無と建物被害との関連を明らかにすることを目的とした。併せて、地盤変状及び建物の塑性化や破壊を考慮したモデルを組み込んだ地盤・基礎・上部構造連成系の応答解析プログラムを作成し、振動台実験結果によるキャリブレーションを行ったうえで、地盤条件と建物の被害状況との関係について解析的検討を行うことを目的とした。
これらの目的のもと、３年間の研究期間を通じて、東日本大震災における建物被害と地盤被害の関係について再検討を行うとともに、地盤・基礎構造・上部構造連成系の模型製作と、地盤・基礎構造・上部構造連成系の非線形応答解析を行うための解析プログラムの製作を行った。このうち、模型実験については、一般の実験室レベルで実施可能な小型模型実験を行う上で、固有周期を調整することで再現できる弾性範囲における振動特性だけでなく、低い強度現実的な弾塑性挙動を追跡できる要素を開発し、さらには壁などの非構造部材の挙動も追跡できるまでの模型を構築した。構築した模型を用いて、上部構造の地震時応答が評価できることを、小型振動台による動的実験により検証した。一方で、地盤模型については、複雑な非線形挙動を再現する模型の構築を行うべく、試行錯誤を繰り返し取り組んだが、小型振動台で実験可能な模型の構築までは達成できなかった。一方、解析プログラム自体は、模型が構築できれば要素バネを取り入れれば良い段階にある。研究期間終了後も、引き続き取り組んでいきたい。
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