免震構造の過度応答過程におけるエネルギー吸収性能の評価

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従来の免震橋梁構造構造の挙動の研究においては、直下型地震の特性を前提としてどの程度地震時安全性の向上に有効であるかどうかや、直下型地震の特性を十分に考慮した設計法の確立には至っていない。本研究では、免震システムを導入した橋梁構造物の直下型地震による入力に対する地震時安全性の問題を、特にパルス状入力による過度応答時のエネルギー吸収過程に着目した評価を行い、この種の地震動に対する免震橋の応答特性および都市直下地震に対する安全性の検討を行うことを目的とした。免震機構を有する橋梁構造物の強震下における応答評価は、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適切な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必要とされる直下型地震の地震入力の特性を踏まえて、用いるべき入力の選定をおこなうとともに、免震構造の応答を検討するにあたり、直下型地震による地震荷重をパルス型荷重列として単純モデル化することの妥当性を検討するとともに、特性パラメータによる応答特性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、特に単一のパルス状入力が大きく卓越する地震の場合、その作用時間幅として、免震装置が大きな変形を示す橋梁の等価固有周期に近いものと、橋脚に大きな損傷を与える可能性がある短いものの2種類の危険な領域が存在することが明らかとなった。また、パルスが複数個続くパルス列型の入力の場合、特に作用時間輻の短いものの影響が大きいことが示されている。これは、吸収エネルギーのビルドアップ過程に着目した免震構造物の応答指標によっても評価される。