2017 Fiscal Year Research-status Report
Closed-form elastic-plastic response of buildings subjected to critical near-fault ground motion and critical long-period ground motion
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17K18922
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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) |
藤田 皓平 京都大学, 工学研究科, 助教 (40648713)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 耐震設計 / 極限外乱法 / ダブルインパルス / 断層近傍地震動 / 長周期長時間地震動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
断層近傍地震動を2, 3個のインパルスで表現し、与えられた弾塑性構造物に対するクリティカルインパルス間隔の陽な表現と極限応答を陽に導いた。入力レベルと極限的応答の関係を無次元化した形式で陽に誘導することにより、種々の入力レベルと構造物パラメターの『極限的な組み合せ』を直接見出すことを可能とした。理論検証のため、クリティカルインパルス間隔に対する数値実験を行った。また、記録地震動について、提案手法の適用可能性を検討し、十分な精度を有することを明らかにした。
長周期地震動を多数個のインパルスで表現し、与えられた弾塑性構造物に対するクリティカルインパルス間隔の陽な表現を入力レベルごとに導いた。クリティカルインパルス間隔が見出された後には、運動エネルギーと消費・ひずみエネルギーとのエネルギー平衡則を有効利用して極限的変形を陽に導出した。入力レベルと極限的応答の関係を無次元化した形式で陽に誘導することにより、種々の入力レベルと構造物パラメターの『極限的な組み合せ』を直接見出すことが可能となった。
本年度の研究の前半では、与えられた構造物に対して、断層近傍地震動や長周期地震動の極限的なパラメター（インパルスのクリティカルなタイミング等）を見出すことに主眼が置かれていたが、後半では、そのような極限的な応答を考慮したもとで、与えられた入力地震動に対して構造物を安全に設計する方法を提案した。具体的には、2016年の熊本地震のように震度７の揺れを２回経験する場合の強度割増の理論を展開した。そこでは、建物倒壊を考慮するため、P-Δ効果と損傷による耐力低下モデルを適切に込みこむ方法を採用した。さらに、震度７の揺れを複数回受ける場合の理論へと発展させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記載した内容のほとんどを着実に実行している。また、免震建物と地盤との動的相互作用を考慮したモデルに提案極限外乱法を拡張した点は当初計画にはなかったものであり、当初計画以上の成果を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
免震建物は断層近傍地震動や長周期・長時間地震動に対して課題を有するため、その地震時の安全性を明らかにする必要がある。また、免震建物と地盤との動的相互作用も重要な課題となる。そこで、ダブルインパルスを受ける地盤で支持された免震建物の極限応答を解析的に見出す方法を展開する。H29年度においても基本的な部分は展開したが、さらに精度上の問題を解決する。免震層に付加ダンパー（粘性ダンパー）が多く挿入される場合には、提案手法の精度が低下することが指摘されており、その精度向上のための方策を新たに考える。
さらに、これまでは１自由度モデルに限定した定式化を行ってきたが、モデルパラメターによっては１自由度モデルへの縮約が精度上困難となる場合も予想されるため、多自由度モデルに対する極限外乱法を展開する予定である。
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| Causes of Carryover |
H29年度の採用決定が遅れたことと、当初予定していた極限外乱法におけるクリティカルタイミングに関する実験的検討の実施が少し遅れていることによる。H30年度には、H29年度に実施できなかった極限外乱法におけるクリティカルタイミングに関する実験的検討を行う予定である。また、その数値的な検討にもある程度時間と経費が必要となる予定である。
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Research Products
(5 results)
