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公開番号2025082148
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-28
出願番号2023195424
出願日2023-11-16
発明の名称建物の地震時変位応答を評価する方法
出願人清水建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01M 99/00 20110101AFI20250521BHJP(測定;試験)
要約【課題】建物の地震時変位応答をより短時間で精度よく評価する方法を提供する。
【解決手段】周期T及び減衰定数hの建物における、擬似速度応答スペクトル_pS_V及びエネルギースペクトルV_Eを算出し、前記擬似速度応答スペクトル_pS_VをエネルギースペクトルV_Eで除することによって、地震動の繰り返し特性の指標Fを算出し、前記地震動の繰り返し特性の指標Fとインパルス数N_pとの関係より前記インパルス数N_pを算出し、地震動により建物に入力される総入力エネルギーが一致するという条件から、式(1)を用いてインパルス振幅Vを設定し、設計用地震動群をそれぞれの等価インパルス地震動に置き換えた場合に、層間変位応答が最も大きくなる前記等価インパルス地震動を選択し、前記等価インパルス地震動を用いて、建物の地震時変位応答を評価する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
周期Ｔ及び減衰定数ｈの建物における、擬似速度応答スペクトル
ｐ
Ｓ
Ｖ
及びエネルギースペクトルＶ
Ｅ
を算出し、
前記擬似速度応答スペクトル
ｐ
Ｓ
Ｖ
をエネルギースペクトルＶ
Ｅ
で除することによって、地震動の繰り返し特性の指標Ｆを算出し、
前記地震動の繰り返し特性の指標Ｆとインパルス数Ｎ
ｐ
との関係より前記インパルス数Ｎ
ｐ
を算出し、
地震動により建物に入力される総入力エネルギーが一致するという条件から、式（１）を用いてインパルス振幅Ｖを設定し、
設計用地震動群をそれぞれの等価インパルス地震動に置き換えた場合に、層間変位応答が最も大きくなる前記等価インパルス地震動を選択し、
前記等価インパルス地震動を用いて、建物の地震時変位応答を評価する方法。
TIFF
2025082148000008.tif
23
170
ここで、
Ｅ
ｎ
：入力されるエネルギー
ｍ：質量
Ｖ：インパルス振幅
ｖ
ｎ
：ｎ個目のインパルスを入力する直前に１自由度系に生じる速度

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の地震時変位応答を評価する方法に関するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
超高層建物や免制振建物等の重要建築物の耐震設計において、複数の設計用地震動を用いて地震応答解析を行うことが一般的である。ここで、設計用地震動は、過去の観測記録や、現時点での研究成果に基づき当該地域で発生が想定される地震動（サイト波）の中から、設計者が複数選択することが多い。地震動特性の不確実性に対してロバストな設計を行うためには、多くの地震動を考慮して時刻歴応答解析を行い、建物の応答性状を評価することが望ましい。ただし、地震動の数や継続時間の長さに応じて解析に時間を要するため、複雑な解析モデルを扱う場合や、最適設計を実施するため多数回解析を繰り返す場合等に時間的制約があり十分な検討ができないことがある。
【０００３】
建物の地震応答解析に用いる地震動を単純化することは、様々な特性の地震動を考慮しつつも効率的に建物の応答性状を評価するうえで有用である。非特許文献１では地震動を総入力エネルギーが一致する２つのインパルスで置き換え、建物の地震時変位応答を評価する手法を提案している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ａｋｅｈａｓｈｉ，Ｈ．ａｎｄＴａｋｅｗａｋｉ，Ｉ．：Ｂｏｕｎｄｉｎｇｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｐｏｎｓｅｖｉａｃｒｉｔｉｃａｌｄｏｕｂｌｅｉｍｐｕｌｓｅｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＪａｐａｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＲｅｖｉｅｗ，Ｖｏｌ．５，Ｉｓｓｕｅ２，ｐｐ．１３１－１４９，２０２２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この手法は、パルス性地震動への置き換えによっても、層間変位応答を精度よく模擬できることが示されている。一方、一般的な地震動に対してこの手法を適用すると、２つのインパルスに対する応答は地震動に対する応答に比べて非常に大きくなり、過剰設計となるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、建物の地震時変位応答をより短時間で精度よく評価する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
本発明に係る建物の地震時変位応答を評価する方法は、周期Ｔ及び減衰定数ｈの建物における、擬似速度応答スペクトル
ｐ
Ｓ
Ｖ
及びエネルギースペクトルＶ
Ｅ
を算出し、前記擬似速度応答スペクトル
ｐ
Ｓ
Ｖ
をエネルギースペクトルＶ
Ｅ
で除することによって、地震動の繰り返し特性の指標Ｆを算出し、前記地震動の繰り返し特性の指標Ｆとインパルス数Ｎ
ｐ
との関係より前記インパルス数Ｎ
ｐ
を算出し、地震動により建物に入力される総入力エネルギーが一致するという条件から、式（Ａ）を用いてインパルス振幅Ｖを設定し、設計用地震動群をそれぞれの等価インパルス地震動に置き換えた場合に、層間変位応答が最も大きくなる前記等価インパルス地震動を選択し、前記等価インパルス地震動を用いて、建物の地震時変位応答を評価する。
【０００８】
TIFF
2025082148000001.tif
23
170
ここで、
Ｅ
ｎ
：入力されるエネルギー
ｍ：質量
Ｖ：インパルス振幅
ｖ
ｎ
：ｎ個目のインパルスを入力する直前に１自由度系に生じる速度
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る建物の地震時変位応答を評価する方法によれば、建物の地震時変位応答をより短時間で精度よく評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
インパルス地震動を用いた解析の概念図である。
Ａ＝５００ｃｍ／ｓ
２
、インパルス間隔Ｔ
０
＝１．５秒、固有周期Ｔ＝３秒、ｈ＝０．０２，０．０５のときの（ａ）インパルス数Ｎ
ｐ
と
ｐ
Ｓ
Ｖ
との関係、（ｂ）Ｎ
ｐ
とＶ
Ｅ
との関係、（ｃ）Ｎ
ｐ
とＦ＝
ｐ
Ｓ
Ｖ
／Ｖ
Ｅ
との関係を示す図である。
総入力エネルギー一定下における（ａ）インパルス数Ｎ
ｐ
＝２のときの変位応答、（ｂ）インパルス数Ｎ
ｐ
＝１２のときの変位応答を示す図である。
インパルス数Ｎ
ｐ
と基準化最大層間変位応答αの関係を示す図である。
解析モデルを示す図である。
インパルス地震動を用いた設計フロー図である。
設計用地震動群の位相特性を示す表である。
各地震動のインパルス数Ｎ
ｐ
、Ｎ
ｐ
に基づくα、Ｔ＝３秒におけるＶ
Ｅ
及びαにＶ
Ｅ
を乗じた値をそれぞれ示す表である。
設計用地震動群と等価インパルス地震動を入力したときの最大層間変形角を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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