2005 Fiscal Year Annual Research Report
振動数領域定式化による建築構造物-基礎-地盤連成系への地震入力エネルギー評価法
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16560496
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
竹脇 出 京都大学, 工学研究科, 教授 (20155055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 雅弘 京都大学, 工学研究科, 講師 (60240826)
寒野 善博 京都大学, 工学研究科, 助手 (10378812)
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| Keywords | 地震入力エネルギー / 極限外乱法 / 構造物-杭-地盤連成系 / 不確定性解析 / 耐震設計 / 表層地盤増幅 / 入力地震動 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、建築構造物-地盤連成系モデルへの地震エネルギーの入力メカニズムを明らかにし、地震入力や構造物-地盤連成系が有する不確定性を考慮した一層信頼性の高い建築構造物の耐震設計法を提案することにある。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
1.スウェイ・ロッキングモデルについて、平成16年度に開発した構造物への地震入力エネルギーを振動数領域で評価する方法を用いて、地盤ばねや減衰の不確定性が地震入力エネルギーに及ぼす影響を陽に表現する方法を開発した。本手法は従来の時間領域での方法と異なり振動数領域の方法であり、不確定パラメターに対する高次の感度表現までが陽に表現できることを利用している。本手法を用いると、地盤ばねや減衰の変動に対する不確定性解析が高効率・高精度で実現可能である。
2.平成16年度に開発した地震入力エネルギーを指標とする極限外乱法に加えて、地震エネルギー入力率を指標とする極限外乱法を新たに展開した。直下型地震などでは、地震入力エネルギーとともに地震エネルギー入力率が地震動の破壊力を表す重要な指標となり、極限地震動の解明において重要な役割を果たす。地震動としては、振動数特性が時間とともに変動しない一様型のものに加えて、時間とともに変動する非一様型のものを採用し、それに対する極限外乱問題を解く有効な方法を開発した。
3.杭基礎を有する場合には、自由地盤の設定や杭周辺地盤の抵抗効果の組み込みなどが必要となる。両者は一般に振動数領域での定式化を必要とし、本研究で提案する振動数領域での地震入力エネルギー定式化と完全に適合する。平成16年度に展開した振動数領域定式化を用いて、地盤剛性の不確定性が地震入力エネルギーに及ぼす影響を陽に表現する方法を開発した。具体的には、中間的なモデルとしてスウェイ・ロッキングモデルを用いることにより、杭を有する極めて複雑なモデルの不確定性解析が高効率・高精度で実現可能であることを明らかにした。
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