断層近傍地震動を模擬したダブルインパルスを受ける非線形粘性減衰を有する1自由度系弾塑性構造物の極限応答

摘要

The double impulse is introduced as a substitute for the fling-step near-fault ground motion and a closed-form expression is derived for the elastic-plastic response of a structure with nonlinear viscous damping under the 'critical double impulse'. It is shown that, since only the free vibration appears under such double impulse, the energy approach enables the derivation of the closed-form expression of a complicated elastic-plastic response with nonlinear clamping. The quadratic or elliptical-function approximation for the damping force-deformation relationship is introduced. The validity and accuracy of the theory are investigated by using the response analysis to the corresponding one-cycle sinusoidal input.%最近の高密な地震観測網を用いた研究により、断層近傍で観測される地震動の特性が明らかにされつつある。断層近傍地震動の主要部分は、少数のパルス的な波群から構成されるという特徴を有しており、その地震動およびそれに対する建物の応答については、多くの研究が存在する。最近の研究から、fling-step入力（断層面平行方向）とforward-directivity入力（断層面直交方向）は、近似的に2個もしくは3個の正弦半波としてその特徴が表現できることが明らかとなっている。また、このようなパルス波が、弾塑性構造物に大きな変形をもたらすことが指摘されており、パルス性の地震動に対する最大応答は、建物1次固有周期に対するパルス波周期の比により特徴づけられることが知られている。南と林は、多層建物をせん断棒でモデル化し、1次固有周期とパルス周期の比に応じて変形集中を表す際に考慮すべきモード数が異なることを示している。また、断層近傍地震動に限定したものではないが、地震動を正弦波一波等に置換する有効な方法もいくつか提案されており、境らは、最大地動加速度と有効周期の2つのパラメータで地震時の弹塑性応答を近似的に評価できることを示している。