大規模3次元非線形モデルによる地盤－基礎－建物連成系の終局レベルの地震時挙動評価

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26289197
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 中村 尚弘 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50416640)
• 研究分担者: 鈴木 琢也 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員 (00470310) ; 東城 峻樹 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (70752103) ; 重野 喜政 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, 研究員 (70416642) ; 山下 清 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (00507303) ; 濱田 純次 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (60507292) ; 谷川 友浩 株式会社竹中工務店 技術研究所, その他部局等, その他 (40507266) ; 三浦 弘之 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30418678) ; 宮津 裕次 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70547091)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 建築構造・材料 / 地震応答解析 / 地盤－基礎－建物連成系 / 有限要素法 / 非線形解析

研究実績の概要

大地震時の建物の挙動，特に上部構造だけでなく地下構造も含めた挙動の高精度な評価は，建物の構造設計において極めて重要な課題である。2011年東北地方太平洋沖地震では，多数の建物で地震観測記録が得られ，シミュレーション解析による性状分析も行われている。しかしながら，地下構造（特に杭基礎）に関する記録は少なく，分析も不十分である。応募者等は，これまで複数の建物について杭基礎の観測を実施しており，多くの有益なデータを得ることができた。この一部については，詳細な地盤－基礎－建物の3次元ＦＥＭモデルによるシミュレーションを実施し，地下構造も含めて地震時挙動を良好に再現できることを確認した。本研究では，これらの知見に基づき連成系3次元モデルによる地震応答解析を実施し、極限レベルの地震動により建物のどこがどのように破壊し，全体崩壊に至るのかを検討する。このうち平成２８年度は最終年度として以下の検討を実施した。
(1)減衰モデルの高度化　応答解析においてより現実的な減衰モデルを設定するため，実測での特性を検討するとともに，地盤―杭―建物連成系モデルにおいて統一的に使用できる汎用性の高い減衰モデルを検討した。
(2)大規模解析の効率化　前年度に引き続き，並列処理の効率化について検討を行うとともに，解析時間低減のため開発した高精度境界（時間領域エネルギー伝達境界）が非線形する軟弱地盤でも使用可能となるように改良を行った。
(3)極限レベルの地震応答解析　第1種～第3種地盤における杭支持RC構造物を対象として，地盤―杭―建物連成系モデルを作成し，設計地震動レベル２の係数倍の入力を行い，地盤種類や建物高さによる建物の破壊モードの検討を行った。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Extended Rayleigh Damping Model (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村尚弘
  • 雑誌名: Frontiers, Built Environment 巻: fbuil.2016.00014 ページ: 1,24
  • DOI: 10.3389/fbuil.2016.00014
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Dynamic response analysis using extended Rayleigh damping mode (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村尚弘
  • 学会等名: Eurodyn 2017
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2017-09-10 – 2017-09-13
  • 国際学会
• [学会発表] 長期間の地震観測記録に基づくSRC造建物の振動特性の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉野文哉，宮津裕次，中村尚弘
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
  • 発表場所: 広島県広島市
  • 年月日: 2017-08-31 – 2017-09-03
• [学会発表] 構造物の振動特性に及ぼす初期減衰モデルと履歴モデルの影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浮田紳二，宮津裕次，中村尚弘
  • 学会等名: 日本建築学会大会学術講演会
  • 発表場所: 広島県広島市
  • 年月日: 2017-08-31 – 2017-09-03
• [学会発表] A Study on Energy Transmitting Boundary for Three Dimensional Nonlinear Analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村尚弘
  • 学会等名: ACE 2017
  • 発表場所: Singapole
  • 年月日: 2017-05-08 – 2017-05-09
  • 国際学会
• [学会発表] 長期間の地震観測記録に基づく実建物の振動特性の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉野文哉，宮津裕次，中村尚弘
  • 学会等名: 日本建築学会中国支部研究発表会
  • 発表場所: 島根県松江市
  • 年月日: 2017-03-04 – 2017-03-05
• [学会発表] Numerical Analyses of a Piled Raft Foundation with Gridform DMWs Under Large Earthquake Load (2017)
  • 著者名/発表者名: 重野喜政、濱田純次、山下清、中村尚弘
  • 学会等名: 16th World conference of Earthquake Engineering
  • 発表場所: Santiago, Chile
  • 年月日: 2017-01-09 – 2017-01-13
  • 国際学会
• [学会発表] Improvement of energy transmitting boundary in the time domain (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村尚弘
  • 学会等名: 16th World conference of Earthquake Engineering
  • 発表場所: Santiago, Chile
  • 年月日: 2017-01-09 – 2017-01-13
  • 国際学会