常時微動観測による耐震性能評価 その7 構造座標の回転による慣性力測定結果

摘要

加速度計測器を最下層と最上層にそれぞれ３台ずつ配置した常時微動記録から、各層の回転運動の変位、速度、加速度時刻暦を計算し、最上層の各点に生ずる各種見かけの加速度のRMS を計算した。本例（搭状比約3）では、最上層の水平方向に関して、構造座標系の併進加速度による慣性力よりも、傾斜加速度によるもの（オイラー力）が大きく、2 倍程度になるとの結果が得られた。構造物の地震に際しての安全性、使用継続性、修復性を評価するにあたり、地盤を剛床と仮定し、この併進運動に伴う慣性力のみを考慮した応答計算を根拠とすることが一般に行われている。これは、構造物近傍の地盤上に原点を持つ座標系（地盤座標系）で地盤と構造物の運動を記述し、座標系の回転を無視することで導かれている。しかし、大地震では地盤が非線形化し構造物との間に空隙、すべり、亀裂を生じ、地盤座標系も回転をずることは避けられず、応答計算による変位、作用力と実際の変位、作用力の大きさと方向との間の乖離は極めて大きいと考えられる。中低層のRC 系構造物においては、この乖離が、設計応答スペクトルを数倍上回るレベルの強震動が観測された周辺で構造物の被害がそれほど大きくないことの説明であると考えることもできる。