既往観測波形に基づく構造物の性能設計用地震波形選定手法の提案とその確率論的応用

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前年度までに地震波形データセットから目的の地震動を選定するための仕組みとして、波形インベントリーを提案した。本年度は、波形インベントリーを用いた確率論的地震ハザード評価の構築と、応答ハザード評価手法を提案の2点を行った。従来の確率論的地震ハザード評価では、距離減衰式を用いていたために、利用者の目的に応じた任意の地震動指標でハザード評価を行うことが困難であった。またハザード結果は単一の地震動指標値で表現されるため、それに対応する模擬地震動を作成するためにはその他の地震動指標値を何らかの方法で設定する必要があった。提案手法ではこれらの課題が改善され、その成果が日本建築学会構造系論文集に掲載された。本年度中には波形インベントリーによる応答ハザード評価手法にも取り組んだ。応答ハザード評価とは、地震ハザード評価と同様の枠組みを活用して行われるが、最終的に得られるハザード曲線の横軸が、地震動指標値でなく構造物応答値で表現されるものである。このような評価が必要になるのは以下のような背景による。構造性能は基本的に目標性能レベルと応答のクライテリアがセットで記述される。現在の性能設計では、上述のように性能レベルの設定が外力の強さに対してなされていることが多いが、実際には、より上位の概念に対し性能レベル設定がされることが望ましい。上位の概念とは、構造物の応答値、構造物の状態、生命の安全、修繕コスト、復旧期間、経済損失などである。このような上位概念の計算を行うためには、対象構造物ごとの詳細解析が必要となり、評価の不確実性も増大する。すなわち、詳細解析を実行するための地震動を準備することと、評価の不確実性をできるだけ低減することが課題である。これら2つの課題を改善する手法として、性能が応答のクライテリアとその超過確率の組み合わせで規定される場合の性能検証手法を提案し、Icossar2011において発表した。