都市内ライフライン管理施設の最適免震システムに関する研究

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高度に発達した日本の大都市内には、都市生活供給設備網、情報伝達網、交通網などを電子計算機の支援の下に集中的に管理運営するライフライン管理施設が存在する。それらが地震時に十分に機能することが、地震に伴う2次災害や住民のパニックを防ぐために是非とも必要である。それらのライフライン管理施設の破壊あるいは損失を防ぐ理想的な手法は地震動をライフライン管理施設に伝達させない方法である。また、たとえ地震動が構造物に伝達されたとしても、その振動をなるべく軽減できれば地震による被害は避けることができる。本研究はこの免震システムを構築するため、免震支承用のハイブリッド地震応答実験システムを用いて高減衰ゴム支承、鉛プラグ入りゴム支承、摩擦ダンパー型免震支承および標準積層ゴム支承に対してハイブリッド実験を行ってその効果を検証した。さらに、その結果をふまえてライフライン管理施設の免震化をはかるための免震支承の応用例として、隣接する2つの免震構造物をダンピング要素で相互に結合させることによる免震効果について時刻歴応答解析法により考察した。本研究の結果、静的な繰り返し載荷実験の結果から、積層ごム形式の支承については水平方向の変位振幅が増大するに伴って、等価減衰定数が減少するが、摩擦型ダンパー・積層ゴム支承併用型についてはある一定の水平変位に対して等価減衰定数に明確な極大値が存在することがわかった。また固有周期1.0秒以下の構造物を各免震支承を用いて免震化することによって、最大加速度応答を免震前のおよそ50%以下に低減できることが明らかになった。さらに隣接する免震構造物をダンピング要素で結合することによる免震効果はかなり大きいものであることを明らかにした。