地震応答の把握

「考え方がよくわかる設計実務 3 耐震設計の基本」大成建設を読んでいます。

これによれば、耐震設計のフローは以下の通りとなっています。

①耐震性能と地震力の設定
②地震応答の把握
③構造物への地震入力と解析
④構造物の健全性照査

②まで読みました。よくわかります。が、これを読むまで②と③が頭の中で混ざっていました。②は地盤がどのように動くか、③は②で求めた地震外力を何らかの形で構造物に作用させ、構造物の変位や断面力がどうなるか、を求める過程ですね。橋梁屋さんや建築屋さんなどにとっては③のほうがメインでしょう。

②については以下の通り。

• 簡易設定法
  設計水平震度、応答変位（地盤の固有周期と速度応答スペクトルを利用）の2種。
• 等価線形解析法
  結果として等価となる G, h を用いる。振動数領域の動的解析法としてSHAKE が代表。
• 逐次非線形解析法
  振動系の運動方程式を時間領域で逐次的に解いていく方法（直接積分法）。各時間ごとに　G, h を変化させ、時々刻々と計算し応答を求める。解法に Newmark のβ法がよく用いられる。
• 有効応力解析
  液状化の検討に使用される。透水を考慮しないFLIP、考慮する（応力と浸透を Biot で連立させて解く） LIQCA が代表。

Newmark のβ法の説明はわかりやすいですね。簡単な積分と図が示されています。なぜβを0.25とすることが多いのかは、今まで「そんなものだ」と思っていたのですが、そうすることで平均加速度（一定）になるんですね。うーん、何でも読んでみるものです。