高性能杭を用いた地盤-基礎-構造物系における耐震性能の分配に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760349
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小野 祐輔 京都大学, 工学研究科, 助手 (00346082)
• Keywords: 杭基礎 / 地盤と構造物の動的相互作用 / 有限要素法 / 地震入力エネルギー

Research Abstract

本研究では,杭中にジョイントを挿入することで変形性能を向上させた基礎を高性能基礎杭と呼ぶ.本研究では,この高性能基礎杭を持つ構造系を対象として,有限要素法による解析プログラムとユーザーインターフェースの開発を行った.さらに,開発したプログラム群を用いて高性能基礎杭を持つ構造物の地震時挙動の特性の解明を行った.
1.有限要素法による解析プログラムの開発
既存の2次元および3次元有限要素法解析プログラム7S-II,7S-IIIをベースとして,杭中にジョイントを有する基礎杭の解析を行うための解析プログラムを開発した.また,並列計算機による解析を目的として開発したプログラムの構造の整理を行った.
2.ユーザーインターフェースの開発
有限要素法を用いて杭基礎-地盤-構造物の一体系を解析する際には,解析メッシュの作成に多大な労力を必要とする.本研究では,杭基礎構造物を対象として2次元および3次元解析用の解析メッシュを生成するキャラクタベースのユーザーインターフェースを開発し,解析に活用した.
3.高性能基礎杭を持つ構造物の地震時挙動の解明
本研究で開発した解析プログラム群を用いて,杭中にジョイントを有する高性能基礎杭を持つ構造物の地震時挙動について検討した.その結果,構造物直下にジョイントを挿入することで構造物に入力されるエネルギーが低減し,応答が抑制されることが明らかになった.ただし,構造物直下にジョイントを設けた場合には地中の地層境界部において杭に発生する曲げモーメントが増大することが分かった.

Research Products

• [Publications] 清野純史, 小野祐輔他: "半地下線状構造物が隣接する河川堤防の地震時挙動に及ぼす影響"土木学会地震工学論文集. Vol.27(論文No.46). (2003)
• [Publications] T.Murai, J.Kiyono, Y.Ono, C.Scawthorn: "Effects of surroundings around seismograph to observed records"Proceedings of The Third KU-KAIST-NTU Student Seminar on Civil Engineering. Paper No.32 (2004)