多成分入力地震動を受ける建築構造物の極限外乱理論とその建築構造安全性評価への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

構造物の性能を規定する層剛性やダンパーの減衰係数には少なからずばらつきが存在するため,構造物が設計時に想定した性能を有するかどうかは定かではない。構造物特性の不確定性とは,例えばコンクリートの弾性係数や免震建物の積層ゴム特性などが挙げられる。しかしながら,構造物特性のばらつきに対する建築構造物の地震時動的応答のばらつきを精度良く評価する不確定性解析法が確立されているとは言い難い。本年度では,構造物特性の不確定性を考慮した上で,構造物の地震時応答のばらつきを評価する不確定性解析法(URP法: Updated Reference-Point Method)の適用性について検討しており,構造物応答の変動を推定する方法として新たに応答曲面法に準ずる方法を採用することで,弾塑性要素を有する免震建物モデルのロバスト性を評価した。本提案手法の特徴は,不確定パラメターの変動に対する目的関数の変動を数値感度に基づくTaylor展開や応答曲面法に準じた手法による応答値のサンプリングから多項式近似等により推定した上で,目的関数の上限値を与える不確定パラメターの組合せを逐次見出し,不確定パラメターのノミナル値を更新することにある。構造物特性のばらつきに対する目的関数の変動項を多項式近似することにより,極値に対応する不確定パラメターは当該不確定パラメターの端点以外でも取りうるという可能性を残している。本提案手法の妥当性及び適用性を示すために,免震建物モデルの地震時免震層最大水平変位や頂部絶対最大加速度に関する不確定性解析を実施した。弾塑性要素を有する免震アイソレータを用いる場合には,数値感度の評価が困難であることから,応答曲面法による多項式近似を採用した。いずれの構造物応答においても正解値とほぼ一致した上下限値を比較的短時間で評価することが可能であることを確認し,本提案手法の優位性を明らかにした。