直交ウェーブレット変換を用いた設計用入力地震動の作成手法に関する研究

■研究目的構造物の耐震技術の改善・向上のための耐震安全性評価法のさらなる充実と合理化を目指し,現在開発中である"直交ウェーブレット変換を用いた設計用入力地震動作成手法"の改良,評価・検証を目的とした。■研究方法本手法は,複数の観測波を合成して規定の応答スペクトルを満足するような地震波を作成するものである。具体的には,直交ウェーブレット変換によって複数の観測波をそれぞれ各周波数領域の時刻歴波形に分解し,各分解波の振幅に重み付けを施し,それらを時刻歴上で再合成した波が規定のスペクトル特性に収束するまで重み付け量を調整する収束計算を行う。本研究では,設計ツールとして用いるための利便性も考慮し,合成に羽いる観測波の選定方法を検討した上で,作成した合成波に対する評価を行った。■主な研究成果(1)観測波の選定検討:用いる観測波の違いによりどのような合成波が作成されるかを確認するため,観測波選定時にマグニチュード・震源距離が異なる6ケースの組合せに対し検討した結果,各ケースの合成波の時刻歴包絡形,すなわちエネルギーに明確な差異が生じることを確認した。さらに,観測波の中に比較的大きな地震波,特に長周期側においてある程度の振幅を有する地震が含まれない場合は,ターゲットスペクトルに対して収束せず合成波が作成できないことを併せて確認した。(2)作成した合成波の評価:本手法で作成した合成波は,既存手法である正弦波合成法(乱数位相)による作成波と比較して,その周期非定常性においてより実地震に近い特性を有していることを確認した。さらに,両手法による合成波を入力波とした場合の1自由度系弾塑性応答解析により両手法の比較を行い,構造物の2次剛性が小さい場合には応答塑性率に大きな違いが生じること,さらに,特に既存手法では短周期側において応答塑性率が大きくなる傾向にあることを確認した。

■研究目的構造物の耐震技術の改善・向上のための耐震安全性評価法のさらなる充実と合理化を目指し,現在開発中である"直交ウェーブレット変換を用いた設計用入力地震動作成手法"の改良,評価・検証を目的とした。■研究方法本手法は,複数の観測波を合成して規定の応答スペクトルを満足するような地震波を作成するものである。具体的には,直交ウェーブレット変換によって複数の観測波をそれぞれ各周波数領域の時刻歴波形に分解し,各分解波の振幅に重み付けを施し,それらを時刻歴上で再合成した波が規定のスペクトル特性に収束するまで重み付け量を調整する収束計算を行う。本研究では,設計ツールとして用いるための利便性も考慮し,合成に羽いる観測波の選定方法を検討した上で,作成した合成波に対する評価を行った。■主な研究成果(1)観測波の選定検討:用いる観測波の違いによりどのような合成波が作成されるかを確認するため,観測波選定時にマグニチュード・震源距離が異なる6ケースの組合せに対し検討した結果,各ケースの合成波の時刻歴包絡形,すなわちエネルギーに明確な差異が生じることを確認した。さらに,観測波の中に比較的大きな地震波,特に長周期側においてある程度の振幅を有する地震が含まれない場合は,ターゲットスペクトルに対して収束せず合成波が作成できないことを併せて確認した。(2)作成した合成波の評価:本手法で作成した合成波は,既存手法である正弦波合成法(乱数位相)による作成波と比較して,その周期非定常性においてより実地震に近い特性を有していることを確認した。さらに,両手法による合成波を入力波とした場合の1自由度系弾塑性応答解析により両手法の比較を行い,構造物の2次剛性が小さい場合には応答塑性率に大きな違いが生じること,さらに,特に既存手法では短周期側において応答塑性率が大きくなる傾向にあることを確認した。