非定常エネルギー吸収特性に着目した橋梁の免震設計

直下型地震に固有の特性としてしばしば現れるパルス状の地動が、従来の免震橋梁構造構造の挙動の研究において前提とされてきたタイプの地震動に比べどのように免震橋梁の応答に相違をもたらすかに着目し、直下型地震の特性を十分に考慮しつつ地震時安全性を確保するための、免震橋梁の設計パラメータの選定に関する検討を行った。本研究では、特にパルス状入力に対する免震橋梁の最大応答値がパルスの時間幅および振幅に対応してどのように変化するかを数値的に評価し、この種の地震動に対する免震橋の設計値の選択を合理的に行う方法論を確立することを目的とした。免震橋梁構造物のパルス入力下における応答の評価は、免震装置および橋脚の双方における非線形履歴復元力特性を考慮したモデル化に基づいて行った。また、免震橋梁構造の応答解析に当たっての様々の直下型地震の地震入力を多様性を簡略的に表すためパルス時間幅とパルス振幅の2パラメータを変化させ、最大応答値の変化を数値シミュレーションにより検討した。その結果として、免震支承の最大相対変位値、橋脚の最大応答塑性率などの基本的な免震橋梁の設計値に対応して、パルス時間幅とパルス振幅の関係を示すグラフを得た。最も低いパルス振幅で特定の最大応答値に達するようなパルス幅が、その免震設計に対応して支配的な決定パルス幅パラメータとなるが、これは一般的な履歴復元力特性を持つ免震支承の場合には設計最大応答値が大きくなるにつれて増加していく傾向があることが見いだされた。また、橋脚と免震支承の降伏力比を変化させてこれらのパルス幅-パルス振幅関係を比較することにより、最適な降伏力比の選定のためにも有用であることを示した。

直下型地震に固有の特性としてしばしば現れるパルス状の地動が、従来の免震橋梁構造構造の挙動の研究において前提とされてきたタイプの地震動に比べどのように免震橋梁の応答に相違をもたらすかに着目し、直下型地震の特性を十分に考慮しつつ地震時安全性を確保するための、免震橋梁の設計パラメータの選定に関する検討を行った。本研究では、特にパルス状入力に対する免震橋梁の最大応答値がパルスの時間幅および振幅に対応してどのように変化するかを数値的に評価し、この種の地震動に対する免震橋の設計値の選択を合理的に行う方法論を確立することを目的とした。免震橋梁構造物のパルス入力下における応答の評価は、免震装置および橋脚の双方における非線形履歴復元力特性を考慮したモデル化に基づいて行った。また、免震橋梁構造の応答解析に当たっての様々の直下型地震の地震入力を多様性を簡略的に表すためパルス時間幅とパルス振幅の2パラメータを変化させ、最大応答値の変化を数値シミュレーションにより検討した。その結果として、免震支承の最大相対変位値、橋脚の最大応答塑性率などの基本的な免震橋梁の設計値に対応して、パルス時間幅とパルス振幅の関係を示すグラフを得た。最も低いパルス振幅で特定の最大応答値に達するようなパルス幅が、その免震設計に対応して支配的な決定パルス幅パラメータとなるが、これは一般的な履歴復元力特性を持つ免震支承の場合には設計最大応答値が大きくなるにつれて増加していく傾向があることが見いだされた。また、橋脚と免震支承の降伏力比を変化させてこれらのパルス幅-パルス振幅関係を比較することにより、最適な降伏力比の選定のためにも有用であることを示した。