解析雑誌
Topics

宇部市営バスによる、橋梁モニタリングシステ
ム実用化に向けた世界初の実証実験開始～ 構造計画研究所と山口大学共同研究の橋梁異常検知シ
ステムが最終段階 ～

4 日間が 1 時間に短縮、地球シミュレータ利用による地震動解析業務を強化拡大～広範囲、広帯域での波動伝播解析と大規模斜面崩壊シミュ
レーションの研究開発を推進～






大規模地震時におけるフィルダムの沈下量の評価
地盤振動問題に関する解析事例
鉄道 RC ラーメン高架橋を対象とした 3 次元動的解析プログラム DARS の開発
コンテナハウスの構造課題を解決し、一般建築物としての評定を取得～設計、解析、実験の技術を駆使して、短工期、低コストで環境に優しい新たな建築工法の道を拓く～

Technical Reports

柏崎及びその周辺地域における減衰特性（Q 値）に関する検討―二重スペクトル比の方法を用いた結果―



破壊伝播効果と大振幅地震動の生成に関する統計的検討―2004 年 Parkfield 地震の強震記録に基づいた検討結果―



デジタル詳細地域危険度マップ作成と防災活動支援に関する研究Journal of Analytical Engineering, Vol.25, Preface

Spring㈱構造計画研究所
営業本部 副本部長 兼 経営企画部長
荒木 秀朗「いくらか寒さもゆるみ」というご挨拶で始まる季節ではありますが、中々寒さの和らぐ気配はなく、暦通りの「立春」は遠いように感じています。
先日所用があり四国の香川県丸亀市に立ち寄りました。瀬戸内の穏やかな気候をイメージして彼の地に降り立ちましたが、全国的な冷え込みは四国も関東も大きな変化はなく、澄み切った青空とは裏腹に、肌を指すような冷たい風にコートの襟を立てて市街を歩いておりました。
そんな中ふと立ち寄った公園の桜林の中に１本だけまばらに咲いた桜を目にしました。ただ１本だけ
ではありましたが、着実に春に向かって季節が動いていることを実感する瞬間でした。
春を待ち望む声は、同じような気候を持つ他の地域でも一緒だと見え、各国に「春」を表す言葉があります。
英語：Spring、フランス語：Printemps、ドイツ語：Frühling、
スペイン語：Primavera、ポルトガル語：Fonte
馴染みの深い英語の Spring は「春」の他に「跳ねる」「源泉」「わき水」「急に動く」「ばね」などと訳されます。
ただし、私どもの場合は仕事柄、「Spring＝ばね」を連想し、頭に「弾塑性」とか「地盤連成」とかつく用語をついつい思い浮かべてしまいます。
ちなみに、１６世紀頃までイギリスでは「Lencten」という言葉が「春」の意味だったようですが、次第に「Spring」に変わっていったと記述がありました。この「Lencten」という言葉は本来「（日が）長くなる」という意味で「lengthen」の意味であったとあります。その「Lencten」が何故１６世紀頃
から「Spring」に変わったのか？。この頃の歴史を紐解いてみると、「イギリスでは１６世紀にカトリック教会からイギリス国教会が分裂した」とあり、空想歴史家の私の頭では「ははぁん」と脳が勝手に解釈してしまいましたが、真偽の程は分りません。皆様のご推測にお任せします。ご存知の方がいらっ
しゃいましたらご一報下さい。
「Spring」の訳で「跳ねる」とあるのを見て、連想される方もいらっしゃると思いますが、今年(平成 23 年)の干支は「卯」です。
「卯＝跳ねる＝Spring」。些か強引なこじつけですが、今年の春は何か良い動きが始まることを期待したいと思います。
政治の混迷、市場経済のコモディティ化、グローバル経済におけるガラパゴス化など耳障りの良い言
葉がメディアから流れてくることが少ないですが、過去に起きたことの延長線上に現在と未来が存在するケースだけではないと思います。過去と現在と未来は線形関係ではないことも多いかも知れません。
今は複雑系、非線形が当たり前になってきた世の中。我々の思考も非線形にする必要があるかも知れま
せん。
「Spring」を使った言葉に「Spring to mind」という言葉があります。この言葉は「ひらめく」、「思
いつく」という意味があります。春を待つまでもありませんが、お客様と弊社で共に培った「工学知」
から新たな未来を切り開く「ひらめき」生れ、社会が大きく「躍進」する。そんな「源泉」になればと思う次第です。
２０１１年が皆様にとりまして「躍進」の年となりますことを祈念して、巻頭言と致します。

02

解析雑誌 Vol.25 2011/02

Journal of Analytical Engineering, Vol.25, Contents

解析雑誌 Vol.25 2011.2【巻頭言】

SpringTopic 1

【ニュースリリース】

営業本部 副本部長 兼 経営企画部長 荒木 秀朗

宇部市営バスによる、橋梁モニタリングシステム実用化に向けた02

04

世界初の実証実験開始～構造計画研究所と山口大学共同研究の橋梁異常検知システムが最終段階 ～Topic 2

【ニュースリリース】
4 日間が 1 時間に短縮、地球シミュレータ利用による

05

地震動解析業務を強化拡大～広範囲、広帯域での波動伝播解析と大規模斜面崩壊シミュレーションの研究開発を推進～

Topic 3

【事例紹介】
大規模地震時におけるフィルダムの沈下量の評価

Topic 4

【事例紹介】
地盤振動問題に関する解析事例

Topic 508
12

【事例紹介】
鉄道 RC ラーメン高架橋を対象とした 3 次元動的解析プログラム DARS の開発 16

Topic 6

【ニュースリリース】
コンテナハウスの構造課題を解決し、一般建築物としての評定を取得

22～設計、解析、実験の技術を駆使して、短工期、低コストで環境に優しい新たな建築工法の道を拓く～

Technical Report 1


柏崎及びその周辺地域における減衰特性（Q 値）に関する検討24―二重スペクトル比の方法を用いた結果―
野田 朱美、司 宏俊、西村 功、水谷 浩之、徳光 亮一

Technical Report 2


破壊伝播効果と大振幅地震動の生成に関する統計的検討

26―2004 年 Parkfield 地震の強震記録に基づいた検討結果―
司 宏俊、大場 政章、川里 健、正月 俊行、澤飯 明広、翠川 三郎

Technical Report 3


デジタル詳細地域危険度マップ作成と防災活動支援に関する研究
落合 努、栗山 利男、橋本 光史、荏本 孝久、露木 延夫、山本 俊雄

28

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics1

NEWS RELEASE
宇部市営バスによる、橋梁モニタリングシステム実用化に向けた世界初の実証実験開始～ 構造計画研究所と山口大学共同研究の橋梁異常検知システムが最終段階 ～株式会社構造計画研究所は、山口大学と協同で行っているバスの振動計測により橋梁の異常を検知するシス
テムの開発が、宇部市の協力を得て世界で初めてとなる路線バスを用いた実証実験が平成 22 年 12 月 1 日開始
され、実用化へ向けての最終段階に入ったことをお知らせします。
国内に橋梁は約 68 万橋あり、その 70%は 1960 年から 70 年代に造られたもので、その設計上の耐用年数は 50年とされています。今後耐用年数が過ぎた橋梁は点検により劣化状況を把握し、補修、補強、架け替えの判断やそれらの優先順位付けが必要となり、管理する自治体では予算の制約、点検者の不足、評価基準の制定などで難しい問題を抱えています。
構造計画研究所は山口大学社会基盤メインテナンス工学研究室の宮本文穂（みやもとあやほ）教授らのグループと協同で、このような社会問題の解決策の一つとして、重量約 8t の路線バスを橋梁の異常を検知するモニ
タリングに利用する研究を 2006 年から行っています。研究はバスの振動と橋梁の振動の相関関係、橋梁の損傷有無によるバスの振動への影響、
路面の凹凸条件、走行速度に影響の少ない異常検知パラメータの抽出などを、解析、模型による実験、およびバスを貸し切っての実験などにより行い有用な結果を得ました。
今回は、宇部市土木建築部道路河川建設課、
宇部市交通局の協力によって路線バスに振動計測装置を積載し、来年12月末までの13ヶ月間にわたりそのバスが通過する 12カ所の振動計測を行う橋梁モニタリング実証実験を実施します。この実験により、データ収集方法、速度の自動推定、計測・分析の開始のタイミング技術の開発、装置の寿命、対面通行等の影響、および適用範囲の把握などの課題解決を図り、実験終了時には実用可能なシステムとして公開し国内外でのビジネス展開へと移行します。

宇部市の橋梁を通過する宇部市交通局のバス

バス内部でモニタリング中の振動波形

04

解析雑誌 Vol.25 2011/02

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics2

NEWS RELEASE
4日間が1時間に短縮、地球シミュレータ利用による地震動解析業務を強化拡大～広範囲、広帯域での波動伝播解析と大規模斜面崩壊シミュレーションの研究開発を推進～
株式会社構造計画研究所は、独立行政法人海洋研究開発機構（JAMSTEC）が実施した平成 21 年度の「地球シミュレータ産業戦略利用プログラム」に応募し、新規利用拡大枠として採用されました。採用された後、当社保有の地震動解析プログラム(k-fdm3d)を地球シミュレータに移植し、地球シミュレータの高い性能を最大限に発揮することができるようプログラムの改造と最適化を実施いたしました。その結果、当社がそれまで使用していたコンピュータによる解析効率を格段に向上させることが出来ました。この性能向上により、大規模領域における地震動解析の効率が飛躍的に上昇いたしました。
【解析例】大阪平野における上町断層を震源に想定した地震動伝播解析
当社コンピュータ（PC 計算クラスター） 約 90 時間（約 4 日間）
地球シミュレータ 約 1 時間

動画によるシミュレーション結果 http://www.kke.co.jp/kaiseki/service/uemachi_fdm.m1v
また、地球シミュレータを利用した広帯域地震動解析の結果については、東京大学総合防災情報研究センター兼地震研究所古村孝志教授に助言を頂きながら、工学的妥当性の検証作業を現在進めております。
構造計画研究所はこの成果を、大阪平野や関東平野、あるいは、日本全体といった広い領域を対象とする地震動解析、および超高層建物が強く影響を受ける長周期地震動から、一般建築物の被害に大きく影響する短周期地震動までの広い帯域にわたる地震動解析など、今まで計算速度やメモリの制約といった点で困難であった
大規模な解析コンサルティング業務に適用し、より高付加価値なサービスの提供を推進いたします。このような地球シミュレータを利用した解析コンサルティング業務での有償利用は比較的安価なため、今後、既存顧客への解析コンサルティング業務の拡大と新規顧客の獲得において、大きな成果を上げていくことが期待できます。さらに、近年の地震で大きな被害をもたらしたにもかかわらずそのメカニズムが明らかになっていない、
大規模斜面の崩壊メカニズムが解明可能なシミュレーション手法の研究開発を継続促進し、地震災害軽減の社会的貢献に寄与してまいります。
■ 地球シミュレータの産業戦略利用について
文部科学省は平成 19 年度より、産業界との共用が可能な国内有数の先端研究施設を公募により採択し、共用体勢の構築を支援しています。採択された研究施設の一つである独立行政法人海洋研究開発機構（JAMSTEC）が保有する地球シミュレータは、地球規模の環境変動現象の予測・解明を行う目的で開発された、世界最高クラスの性能を有するスーパーコンピューターです。施設利用の可否は、平和利用であること、
実績、プログラムの地球シミュレータへの適合性、目標達成時の社会的・経済的インパクトなどを考慮した公募によって決定され、当社は新規利用枠４社の内の 1 社として採用されました。

解析雑誌 Vol.25 2011/02

05

強震動評価・シミュレーション・設計用入力地震動

断層モデルによる地震動評価
地表で観測される地震動の特性は、震源特性・震源から基盤への伝播特性・表層地盤の増幅特性により決定されます。断層モデルを考慮した地震動評価は広く行なわれ、様々な手法が提案されています。弊社では永年培ってきた地震動評価の経験と実績に基づき、お客様の目的・予算に応じた手法により地震動の評価・
シミュレーション・各種構造物への設計用入力地震動の作成を行ないます。

■地震動評価のためのモデル化
 震源断層のモデル化（断層パラメータの設定）
 伝播経路のモデル化（深部地盤構造の設定）
 表層地盤のモデル化（表層地盤構造の設定）■基盤での地震動評価手法
 経験的手法（翠川・小林の方法）／半経験的手法（経験的グリーン関数法、統計的グリーン関数法）
 理論的手法／ハイブリッド合成法■地表での地震動評価手法
 等価線形化手法／非線形地震応答解析法
 有効応力解析法（液状化の考慮）
統計的グリーン関数法を用いて短周期を予測

地震観測記録のシミュレーション
各種構造物への設計用入力地震動の作成
広域を対象とした強震動評価・予測
地震動の可視化（アニメーション）

3 次元地盤構造に基づき理論的手法により長周期を予測現実的な地震波を予測（短周期～長周期）
ハイブリッド合成法の概念※このパンフレットの記載内容は2011年1月現在のものです。※本製品・サービスの内容の条件は、改善のために予告無く変更することがあります。

断層モデルによる地震動評価の事例紹介
弊社がこれまでに行った地震動評価の一例を紹介します。１９９３年釧路沖地震を対象とした経験的グリーン関数法よる地震動評価では、評価地点の観測記録を精度よく再現できました。また、上町断層を対象に行った３次元差分法シミュレーションでは、大阪盆地のような３次元地下構造の影響を評価できるとともに、計算結果をアニメーションとして可視化することで地震波伝播の様子をよく理解することができます。

■経験的グリーン関数法を用いた１９９３年釧路沖地震の地震動評価
1000

観測記録
合成結果

小地震位置
400

観測記録

破壊開始点

評価地点

加速度波形(cm/s2)

200
0
-200
-400

速度応答スペクトル(cm/s)

100

10

1
400

合成結果

200
0
-200

0.1
0.01

-400
0

20

40

0.1

1
周期 (s)

時間 (s)■３次元差分法を用いた上町断層の波動伝播シミュレーション
地震発生 8.6 秒後地震発生 16.2 秒後地震発生 38.4 秒後■地震動評価手法の種類と概要
地震動評価手法
経験的手法

翠川・小林手法

経験的グリーン関数法
半経験的手法
統計的グリーン関数法
波数積分法
理論的手法
有限差分法
ハイブリッド合成法

理論的手法＋半経験的手法

概要
点震源の距離減衰式に断層モデルによる地震動評価手法を結び付けた手法。
地震基盤での応答スペクトルを評価する。断層面の広がりや破壊過程を考慮でき、比較的簡便に行える。
震源メカニズム、伝播経路が似通った小地震記録を重ね合わせることで、大地震による地震波形を求める。伝播経路、表層地盤の影響は小地震記録に含まれているため、詳細な地下構造情報が無くても、それを考慮した評価が可能。但し、評価地点で小地震記録が得られていることが前提となる。
経験的グリーン関数法で用いる小地震記録が得られていない場合に、小地震波形を人工的に作成することで、大地震波形を評価できる。
断層モデルあるいは点震源による波動場を理論的に求める方法。
設定する地下の媒質構造は水平成層の場合にのみ用いることが出来る。計算時間は短い。
3 次元的に変化する媒質に対し、理論的に波動場を求めることが出来る。
但し、3 次元的な媒質構造の情報が必要であり、計算負荷も大きい。
長周期側を理論的手法、短周期側を半経験的手法で評価し、それぞれを重ね合わせる手法。両者の利点を活かした広帯域の地震動評価が可能となる。

※このパンフレットの記載内容は2011年1月現在のものです。※本製品・サービスの内容の条件は、改善のために予告無く変更することがあります。

10

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics3

Topics3 事例紹介

大規模地震時におけるフィルダムの沈下量の評価㈱構造計画研究所
防災・環境部

茂木 正敏

構造計画研究所では、「大規模地震に対するダム耐震性能照査指針（案）（2005 年3 月、国土交通省
河川局）」の施行以降、フィルダムの耐震性能評価に関して、解析コンサルティングおよびプログラムの開発を実施してきております。同指針では、フィルダムの耐震性能を、すべり変形量をもとに評価することを基本としているため、これまでは、それに基づいた解析を実施しています。しかし近年、地震時においてすべりを伴わない大きな沈下の発生が確認されており、地震時における揺すり込み沈下に対する検討の必要性が高まってきております。本稿では、従来のすべり変形量に基づくフィルダムの耐震性能を評価する方法を、フローをもとに簡単に示すとともに、近年研究が進められている、累積損傷度の考え方による、揺すり込み沈下の評価方法についてご紹介します。
■すべり変形量をもとに評価する従来方法
本手法に関しましては、現状で広く普及したものですので、ここでは簡単に、フローと解析結果
例を示すにとどめます。
なお、築堤解析はDuncan-Chang モデルによる非線形解析、湛水解析はコアゾーンのみを対象とした浸透流解析を行い、その結果と築堤解析の結果を組み合わせることで湛水時の応力（常時応力）を算定することが一般的な方法とされています。
また、すべり変形量はニューマーク法および渡辺・馬場法を用いて算定いたします。
築堤解析

図 3 すべり安全率および残留変形時刻歴の解析結果例

弊社では、このフローに基づき、地震により発生するすべり変形量を、算定することが可能です。
また、解析には弊社で開発したプログラムを使用しておりますので、フローによらない特殊要因

浸透流解析を考慮した解析にも対応可能となっております。
■揺すり込み沈下の評価方法
堪水解析

地震応答解析

揺すり込み沈下を、累積損傷解析により算定する手法を紹介します。累積損傷解析は、地震によ常時応力＋地震時応力る永久変位が繰り返し応力の作用により発生す
る残留ひずみに起因する変位も含むという考え

すべり変形量を算定
図 1 すべり変形量を算定するフロー（従来方法）方に基づいています。以下に評価手順を示します。
①初期応力解析（築堤解析、浸透流解析および湛水解析）と地震応答解析を実施し、堤体の各要素の繰返しせん断応力を算出します。
（ここまでは、
従来方法と同じです。
）②累積損傷理論を適用するにあたり、堤体材料の非排水繰返し強度（繰返しせん断応力比 SRd ※と繰返し載荷回数 Nc との関係）をモデル化します。

図 2 すべり線およびすべり安全率時刻歴の解析結果例

08（※SRd：動的解析結果により得られる動的せん断応力と静的解析から得られる平均圧密有効応力の比）解析雑誌 Vol.25 2011/02

③①の解析よりせん断応力比 SRd の時刻歴を算

ここで紹介した、揺すり込み沈下の評価方法は、定し、これを「パルス」として整理します。

現状では研究途上ですが、前段で述べたように、④このパルスの時刻歴に対して、累積損傷理論で近年その必要性が高まってきており、今後本手法のひずみ軟化理論と②でモデル化した SRd～Nc

による解析が普及してくることも考えられます。

曲線を適用し、各要素に発生するひずみの時刻歴

弊社では、主に自社所有のプログラムをベース

を算定します。

に、従来手法によらない、新たな手法を組み込ん⑤ひずみの時刻歴に基づき、時刻 t におけるせんだプログラムの開発、それを用いた解析コンサル

断剛性 G d (t ) を算出することにより、最終時刻にティング業務に力を入れて取り組んでおります。

おける剛性 G1 を求めます。

その一例として、揺すり込み沈下量を算定するプ⑥地震前後の剛性（ G 0 , G1 ）を用いて自重解析を

ログラムの開発に現在取り組んでおりますが、こ行い、両者の差を地震後の残留変形量として求めのような指針の改定をにらんだ新たな解析手法ます。この残留変形量を、揺すり込み沈下に相当の開発、プログラム化、解析コンサルティング等、するものとして、従来方法によるすべり変形量とさまざまなニーズにお応えすることができます

併せてフィルダムの耐震性能を評価します。

ので、お手伝いさせていただければ幸いです。

動的解析（全応力等価線形解析）①静的解析(自重解析)
・平均有効応力の算出'
 mc

動的応力比の時刻歴

・圧密応力比の決定〔累積損傷度理論の運用〕 1' c /  3' c

③パルスの時刻歴の算出

動的強度試験
(非排水繰返し三軸試験)〔ひずみ軟化理論の運用〕②ひずみ、圧密応力比をパラメータとした
動的応力比～繰返し載荷回数の関係④ひずみの時刻歴の算出

正弦波繰返し載荷荷重に対する

 1 ,  1' c /  3' c , SRd～ log Nc の関係⑤剛性の時刻歴変化の算出⑥静的解析（変形解析）

図：定式化した SRd～ log Nc の関係

残留変形量の算出（地震前後の堤体剛性を用いて自重解析を行い、その差を地震後の残留変形量とする）

図 4 揺すり込み沈下の評価フロー
参考文献
1) （財）ダム技術センター：フィルダム設計合理化検討分科会報告書，ダム構造・設計等検討委員会，2001.3.
2)フィルダムの累積損傷に伴う変形予測手法、島本和仁、山口喜一、佐藤弘行、安田成夫、佐野孝之、ダム技術,No.244、2007.1
3)：コア材料の締固め度と動的強度，佐藤弘行，山口嘉一ダム技術，No.252，pp.42-53，2007.9.

解析雑誌 Vol.25 2011/02

09

二次元有限要素法の統合解析システム

for Windows
FRONT for Windowsは，地盤に関する様々な変化を予測する統合解析システムです．
特長
1)

二次元有限要素モデルの作成～解析～結果の図化をWindows 上で容易に行うことができます．

2)

必要な機能のプログラムを組み合わせて導入できます．

3)

有限要素法による静的・動的解析
掘削・盛土などの施工過程を考慮した地盤の安定問題
地盤と構造物の相互作用を考慮した動的挙動解析
交通や機械などから発生する振動の影響評価解析

構成プログラムの紹介
有限要素モデルの作成プログラム―

F- Mesh for Windows Ver.1.1

二次元有限要素モデルを作成することができます．DXF 形式の
CAD データより，形状をインポートすることもできます．

地盤の掘削・盛土を考慮した静的解析プログラム―

EXAP for Windows Ver.1.2

建物基礎，地下構造物，トンネルの掘削工事に伴う周辺地盤の挙動を解析することが可能です．

地盤・構造物連成系の動的解析プログラム― SuperFLUSH/2D for Windows Ver.5.2
杭基礎建物，地中構造物，ダムなど，地盤・構造物連成系の動的解析を行います．地震応答解析，地震時安定解析の他，機械
振動，交通振動による応答解析も可能です．
2011 年 3 月 Ver.5.3 リリース予定！（Windows7 対応・他）

すべり安全率・すべり変形量の算出プログラム― POST- S for Windows

Ver.1.1

斜面の安定解析を行います．渡辺・馬場の方法による残留すべり計算にも対応しています（オプション機能）．

解析結果図化プログラム――

POST- P for Windows

Ver.2.1■WindowsはMicrosoft Corporationの登録商標です．

変形図，主応力図，断面力図の作成を行います．応答値のコン ■SuperFLUSH/2D for Windowsは（株）構造計画研究所
タ図表示，動画再生が可能です．FRONT システムのプログラ
ム以外の解析結果も図化を行うことができます．

と（株）地震工学研究所の共同開発商品です．

http://www.kk e.co.jp

設計用入力地震動作成システム【設計用入力地震動作成システムとは】
免震構造物の設計には欠かせない模擬地震波や構造物の建設地域の地盤特性を考慮した入力地震動を手軽に作成できるソフトウェアです。
2011 年 2 月には、ARTEQ が 6.0 に、SeleS が 6.1 にバージョンアップする予定です。これらのバージョンアップでは、各パッケージの Windows 7 対応、新規機能の追加、使いやすさの向上のための改良を実施しております。

【各パッケージの機能概要と販売価格】
パッ ケ ー ジ 名
地震荷重設定システム

SeleS for Windows
セレス
販売価格
フル機能版 ：2,205,000円（税込）
翠川・小林版 ：1,890,000円（税込）
ダム機能版 ：1,890,000円（税込）
模擬地震波作成プログラム

ARTEQ for Windows
アーテック
設
計
用
入
力
地
震
動
作
成
シ
ス
テ
ム

販売価格
フル機能版 ：1,050,000円（税込）
建築限定版 ： 735,000円（税込）
土木限定版 ： 525,000円（税込）

成層地盤の地震応答解析プログラム

k-SHAKE ＋ for Windows
ケィシェイク プラス

販売価格
フル機能版
： 840,000円（税込）
基本機能版： 525,000円（税込）
非線形ｵﾌﾟｼｮﾝ ： 315,000円（税込）

波形処理プログラム

k-WAVE for Windows
ケィウェイブ

販売価格

概 要
耐震設計のための地震荷重を設定するために、建設地点周辺の地震環境を検索し、被害地震および活断層によってもたらされる建設地点での地
震動強さを評価するシステムです。各種距離減衰式による建設地点での最大振幅計算や再現期待
値計算、安中ほか(1997)やH20ダム式による応答
スペクトルの計算、断層の拡がりを考慮した翠川・小林手法によるスペクトル評価が可能です。

構造物設計用の地震応答スペクトルを設定して、その応答スペクトルに適合する地震波を作成するプログラムです。改正建築基準法の告示1461
号や設計用入力地震動作成手法技術指針（案）、道路橋示方書に準拠した目標スペクトル、
耐専スペクトル、SeleS で算定した地震応答スペ
クトル等を設定することが可能です。

水平方向に半無限に拡がる成層地盤を対象とした地震応答解析プログラムです。強震記録波形
やARTEQ で作成した模擬地震波を入力地震波として与えることが可能です。
■基本機能
重複反射理論による等価線形解析機能を有します。土の非線形性は歪依存特性により考慮することが可能です。
■非線形解析機能（オプション）
直接積分法による時刻歴非線形解析機能を有します。直接積分法は線形加速度法を用い、レーリー減衰により粘性減衰を指定することができます。復元力特性として、線形／非線形（RambergOsgoodモデル,Hardin-Drnevichモデル,骨格曲
線・履歴曲線を別々に設定する方法）を選択することが可能です。

強震記録波形データやARTEQ 、k-SHAKE で得られた波形データを読み込み、積分・微分・フィル
タ処理・中立軸補正処理・各種スペクトル表示を行う波形処理プログラムです。処理可能な波形
データ点数はパソコンのメモリに依存します。複数の波形に対して行った処理結果を簡単に重ね描き表示することが可能です。

： 210,000円（税込）

http://www.kk e.co.jp

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics4

Topics4 事例紹介

地盤振動に関する解析事例㈱構造計画研究所
防災･環境部

西村 忠典

工場、建設作業や鉄道・道路などの交通機関より発生する振動は、環境振動などと呼ばれ、地盤を介して、周辺地域へと伝搬していきます。これらの振動は、周辺に居住する住民に心理的、生理的な影響を与えるだけでなく、建物内のコンピュータや精密工作機械・医療機器などに物理的な影響を及ぼすことが報告されています。
近年、大都市圏での地盤環境振動問題の苦情件数は、増加の傾向を示しており、その発生の要因も多様化・複雑化・複合化してきており、振動抑制対策の方法についても、従来の空溝や振動遮断壁（鋼矢板やソイルセメント壁）だけではなく、複雑な機構を持つ振動対策工法が提案されつつあります。
そのような状況の中、従来の経験や理論に基づいた比較的簡便な振動予測手法や予測式では、事前の地盤環境振動問題の発生や振動対策の効果の予測が困難となってきています。
ここでは、弊社で過去に実施してきた様々な振動源や振動対策工に対する解析的な検討の事
例を示します。

数値シミュレーションによる検討方法
環境振動問題に対する数値シミュレーションによる検討を行う場合、以下の点に留意する必要がある。
・三次元的な地盤の広がり（半無限性）と逸散減衰・構造物（振動源や振動対策工）と地盤の動的相互作用効果
・地盤構造と地盤物性の評価
vibration
barrierwall
hybrid振動
isolation
遮
断wall
壁

・振動源の加振力と周波数特性
特に、地盤の半無限性や三次元的な

加harmonic
振 力 force
exciting

measured
観 測points
点

shake machine foundation

foundation etc.

基礎等

波動の逸散については、環境振動問題を検討する上で最も重要な項目である。
比較的簡便な解析手法として挙げら

薄 層layer要素
soil：thinelement

れる二次元有限要素法による解析では、三次元的な波動の逸散を的確に評価す

図１

ることができず、三次元解析手法を採

三次元薄層要素法による解析の概念図用することが望ましい。
弊社では、三次元的な波動の逸散を比較的簡便に評価できる薄層要素法と三次元有限要素法
を組み合わせた解析手法を提案し、環境振動問題の検討を行うことが多い。
薄層要素法は、地盤を水平方向には無限に広がる均一な連続体とし、深さ方向にはその分割面で離散化して成層地盤として扱う手法となる。
図１に、薄層要素を用いた解析の概念図を示す。

12

解析雑誌 Vol.25 2011/02

機械振動を対象とした解析事例
工場内の大型の機械が稼働した際に発生する振動を対象に検討を実施した。
工場敷地内で事前に測定された振動測定記録を対象に三次元モデルと二次元モデルで解析を実施し、振動測定記録と解析結果の比較を行った。
三次元モデルによる解析では、機械の基礎を三次元ソリッド要素、基礎より上部の機械部分
は、ビーム要素を用いて質点モデルとしてモデル化し、質点モデルの上端を水平に強制加振す
ることで機械の振動を模擬した。
二次元モデルについては、地盤を平面ひずみ要素でモデル化した有限要素法による解析手法を採用して解析を行った。
図２に三次元解析モデルの概念図を示す。
図３に振動測定記録と解析結果の比較を示す。
図３より、実測記録と三次元解析の結果は基礎の振動（距離 0m）と遠方の振動の両方ともによく対応している。一方、二次元解析の結果では、遠方地盤の振動は、解析結果が大きくなっている。これは、二次元解析では、機械から発生した波動の三次元的な逸散による減衰を的確に評価できていないためであると考えられる。
80

機械

70

機械基礎
観測点
薄層要素

成層地盤

加速度レベル(dB)

加振力【既設機械】
71

60
50

47 46

40

3次元解析
2次元解析
実測値

20
10
0

粘性境界

三次元解析モデル概念図

40

30

0

図２

42

図３

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
距離(m)振動測定記録と解析結果の比較

鉄道振動を対象とした解析事例
鉄道振動の軽減対策を目的として施工された鋼矢板製防振壁の対策事例を対象に解析を実施した。
図４に鋼矢板の設置の位置関係と振動
測定位置の関係を示す。
鋼矢板製防振壁の最終的な打設深度は、GL-4.5m 付近にあるＮ値 30 以上の砂礫層に貫入することを考慮して決定した。
図５に振動測定結果と解析結果の比較
を示す。

図４

解析雑誌 Vol.25 2011/02

鋼矢板防振壁の設置位置

13

無対策

100

解析結果

加速度レベル(dB)

加速度レベル(dB)

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics4

実測値

90
80
70
2

4

6
8
10
軌道中心からの距離(m)

図５12

矢板打設 4.5m

100

矢板位置

解析結果

実測値

90
80
70

14

2

4

6
8
10
軌道中心からの距離(m)1214振動測定結果と解析結果の比較

矢板背後直後の測定点における振動低減量は、測定結果と比較すると解析結果がやや小さくなっているが、その後の距離減衰傾向はよく対応している。
また、矢板 4.5m 打設時の解析結果においては、振動測定結果にも認められる矢板背後の振動増幅現象がうまく再現されており、防振壁による対策で発生することが多い防振壁背後の振動増幅現象が解析的に表現できた。防振壁背後での振動増幅現象について壁の挙動を抑制するような解析を実施した結果、防振壁の複雑な挙動により、防振壁が二次振源となり増幅現象を励起していることがわかった。（図６，７，８）

図６

鉛直加速度分布

図７

100

100

矢板位置

解析結果

加速度レベル(dB)

下：矢板敷設方向の曲げ変形を考慮しないケース）

加速度レベル(dB)（上：矢板敷設方向の曲げ変形を考慮したケース
実測値

90
80
70
2

4

6
8
10
軌道中心からの距離(m)1214

矢板敷設方向の曲げ変形を考慮したケース

図８

14

矢板の変形モード

矢板位置

解析結果

実測値

90
80
70
2

4

6
8
10
軌道中心からの距離(m)1214

矢板敷設方向の曲げ変形を考慮しないケース

矢板敷設方向の曲げ変形の影響による加速度レベルの距離減衰解析雑誌 Vol.25 2011/02

ハニカム・セルＷＩＢの解析事例

ソイルセメント杭

ハニカム・セルＷＩＢは、ソイルセメン
ト杭を蜂の巣状に配置することにより、地盤振動を抑制する振動対策工である。この
防振対策工の効果を予測するため、三次元モデルによるシミュレーション解析を実施した。図１５にハニカム・セルＷＩＢのイメージ図を示す。図１６に振動対策の有無

短杭による地表面振動を比較して示す

長杭

図１６からわかるように、振動対策とし

図１５

ハニカム・セル WIB イメージてハニカム・セルＷＩＢを導入することで、地表面を伝搬する振動が大きく抑制される結果が得られた。

300

対策あり
x=16m

200

250

Colormap Key
95+
87 to 95
80 to 87
73 to 80
66 to 73
58 to 66
51 to 58
44 to 51
37 to 44
30 to 37150

x-axis(m)

200
150
100

y=28m

対 策 工 の 配置

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0

0

50

50

x-axis(m)250Colormap Key
95+
87 to 95
80 to 87
73 to 80
66 to 73
58 to 66
51 to 58
44 to 51
37 to 44
30 to 37

100

300

対策なし

0

50

y-axis(m)

100

150

200

250

300

350

400

450

500

y-axis(m)

図１６

対策工の有無による振動レベル分布

おわりに弊社で実施してきた環境振動を対象とした複数の解析事例の一部について、その結果を示しました。ここで示した結果以外にもトンネル内や高架橋上にある振源からの振動評価、地盤を伝搬した振動が構造物に与える影響評価など種々の検討について実施してきています。いつ発生するかわからない大きな地震だけでなく、皆様の身近にある小さな振動による問題についても、弊社では重要であると考えており、身近な振動問題の解決のお手伝いをすることで少しでも社会貢献ができればと考えております。
【 参考 文 献 】

1)

T.Nishimura et al.: Analytical forecast of ground vibration in surrounding that depends on machine vibration, JapaneseArchitecture meeting annual lecture materials, 2000

2)

K.Hayakawa: The Latest Ground Vibration Countermeasure by using Isolation, 5th Japan/Korea Joint Seminar on
Geotechnical Engineering, Osaka, Japan, 2006

3)

T.Nishimura et al.: Performance of a Steel Sheet-Pile Barrier against Ground Vibration Originating in Railway Traffics, Fifth
International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering, New York, 2004

4)
5)

T.Nishimura et al.: Modeling of hybrid interception wall in three dimensional analyses, JGS symposium, 2004
T.Nishimura et al.: Effectiveness of numerical simulation in the prediction of ground vibration problems, inter-noise 2008
Shanghai-China

6)

H.Takemiya J.Shimabuku: On vibration transmission in ground from computer simulation vs. field test, JGS symposium,
2003

解析雑誌 Vol.25 2011/02

15

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics5

Topics5 事例紹介

鉄道ＲＣラーメン高架橋を対象とした３次元動的解析プログラムDARS の開発(株)構造計画研究所(財) 鉄道総合技術研究所(財) 鉄道総合技術研究所

耐震技術部

構造物技術研究部

構造物技術研究部

與猶副主任研究員 田所 敏弥

竜コンクリート構造

コンクリート構造

研究員 中田 裕喜（財）鉄道総合技術研究所では、鉄道構造物等設計
標準・同解説を刊行するとともに、鉄道コンクリー
ト構造物の設計をより効率的に行えるよう、各種手引きやプログラムを整備してきた。
ところで、近年の設計地震動の増大や構造物の複雑化にともない、地震時に３次元的な挙動をする構
造物に対する詳細検討の必要性が指摘されている。

図 1 兵庫県南部地震におけるラーメン橋台の被害

そこで、本稿では、今回開発したＲＣラーメン高架橋を対象とした３次元の動的解析プログラム DARSとその活用例を紹介する。
キーワード：ＲＣラーメン高架橋、耐震照査、ねじり、
時刻歴動的解析１．はじめに
図 1 は、兵庫県南部地震において被害を受けた鉄筋コン
クリート（以下、ＲＣ）ラーメン橋台の写真である。写真の左側は長スパンのプレストレストコンクリート桁、右側は短スパンのＲＣ調整桁が設置されている。このＲＣラー（a）駅部バチ形ラーメン（b）斜角ラーメン図 2 不整形な立体ＲＣラーメン高架橋の例

メン橋台は、柱のせん断破壊によって、崩壊したものである。兵庫県南部地震以降、ＲＣ柱のせん断破壊による構造

一方、実務設計においては、これらの構造物を２次元モ物の崩壊を防ぐために、柱が曲げ破壊形態となるように、デルに置き換えることが一般的に行われている。これは、既設構造物においては耐震補強が行われ、新設構造物にお３次元モデルを適用すべき構造物の範囲が明確でないこ

いては耐震設計が行われている。ＲＣラーメン橋台の地震と、解析モデルの作成が煩雑になるためである。そこで、時の応答は、重量の異なる桁を支持することや各柱の諸元

図 1 および図 2 のような構造物の地震時の３次元的な挙動が異なることから、ＲＣ柱のねじりをともなう３次元的なの把握や耐震照査を目的に、３次元の動的解析プログラム挙動となる場合があることが既往の研究

1)よりわかってDARS の開発を行った。

いる。また、図 2 に示すような不整形なＲＣラーメン高架橋においても、ねじりをともなった被災事例が報告 2)されている。したがって、このような構造物を設計する場合には、地震時における３次元的な挙動を十分に考慮する必要があると考えられる。

16

解析雑誌 Vol.25 2011/02

２．解析プログラムの紹介（１）プログラムの概要
本プログラムは、ＲＣラーメン高架橋を主な対象とし、START

鉄道構造物等設計標準・同解説（コンクリート構造物）3)、
および鉄道構造物等設計標準・同解説（耐震設計）4)（以構造物のアウトライン（軸線）の作成

下、耐震標準という）に準拠した解析プログラムである。
また、対象とする部材は、ＲＣラーメン高架橋を構成する
矩形、円形およびＴ形のＲＣ部材である。本プログラムでは、構造物を３次元の骨組構造として、部材や地盤を梁やＲＣ断面のデータベース

部材断面の作成

バネによりモデル化する。本プログラムの主な機能は、静荷重の作成

的非線形解析による破壊形態の検討、所要降伏震度スペク
トル法による応答値の算定、固有値解析による固有次数等

スクリプト
解析ケースの作成の算定、および時刻歴動的非線形解析による応答値の算定と照査である。
本プログラムの主な特徴を次に挙げる。①従来の２次元モデルの解析ではスラブや梁あるいは軌道などの自重の静的非線形解析による破壊形態の検討

分担計算や、地震時の水平力分担計算が必要であったが、固有値解析本プログラムでは、スラブを板要素としてモデル化するため、自重の分担計算や水平力分担計算の必要がなく、作業の手間が大幅に軽減できる。②従来は、線路方向と線路直角方向の端部および中間部に対して、それぞれ応答解析を

時刻歴動的非線形解析による応答値の算定行う必要があったが、３次元にモデル化することで解析ケ
ースの低減が図れる。③画面上で高架橋の高さや径間数あ

耐震性能の照査

るいは杭基礎の長さなどを入力すると、自動で高架橋のモEND

デルを作成することができる。なお、構造物モデルの各節
点を、直接座標入力することで、任意形状の解析モデルの

図4

解析の手順

作成が可能である。
また、３次元モデルを扱う上で煩雑となっていたモデル
作成、入力データのチェックおよび解析結果の出力等に対して、①３次元ＣＡＤライクな入力による効率的・直観的な形状入力や、クリック&ドロップによるＲＣ断面・使用材料の配置等の入力支援、②高架橋の構造一般図から読み取れるレベルの値を入力するのみで、剛域などを考慮した複雑な３次元モデルの自動生成機能、③使用材料や部材特性の入力状況を常に画面で確認できる入力確認機能、④耐震標準に準拠し、照査例と同様な荷重－変位関係や耐震性能の照査結果の一覧表出力、⑤履歴図、変形図および変形のアニメーションの出力による解析結果検証などをサポートする。その他、スクリプトによる入力も可能であり、同様な構造物を繰り返し作成する場合には、スクリプト処理により大幅な時間短縮ができる。本プログラムの解析手
順を図 4 に示す。また、図 5、図 6 およびに図 7 に、本プ
ログラムの画面例を示す。
図 3 鉄道ＲＣラーメン高架橋のモデル化の例

解析雑誌 Vol.25 2011/02

17

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics5（１）対象構造物および解析モデル
図 8 に、対象構造物の構造一般図を示す。対象構造物は、斜角を有する不整形な平面形状の鉄道ＲＣラーメン高架橋である。高架橋は、延長 4m から 14m 程度、幅 28m 程
度と、線路直角方向に不整形な形状である。また、支持する桁スパンが異なるため、不整形であると同時に質量配置が不均等な構造物である。
図 9 に、解析モデルを示す。解析モデルは、上部構造と基礎構造の一体モデルである。柱、梁、杭の各部材の非線形特性は、回転バネによりモデル化し、地盤については、
地盤バネによりモデル化した。
図 5 矩形ＲＣ断面の作成画面の例
線路方向

線路直角方向（a）Ａ―Ａ断面

図6

単位：mm

静的非線形解析による破壊形態の検討結果の例（b）Ｂ―Ｂ断面（c）Ｃ―Ｃ断面

図 8 斜角を有する鉄道ＲＣラーメン高架橋の一般図
構造物のモデル

入力地震動

地盤のモデル

図 7 時刻歴動的非線形解析による応答値の算定例

３．解析事例の紹介
ここで、本プログラムを用いた解析事例として、３次元の動的非線形解析による鉄道ＲＣラーメン高架橋の耐震照査の例を紹介する。

18

加速度(gal)

図9

解析モデル

1000
500
0
-500
-1000

α max=832gal
5

10

15
20
時間(sec)2530

図 10 入力地震動

解析雑誌 Vol.25 2011/02

（２）解析条件
破壊形態の検討は耐震標準に準拠し、静的非線形解析により行った。応答値の算定は、時刻歴動的非線形解析により、直接積分法（ニューマークβ法）を用い、積分間隔を0.001sec として行った。また、入力地震動は、図 10 に示す地表面地震動を用いた。なお、地震動の入力方法は、基礎の全節点に同一の地震波を入力する単一入力とし、解析
方向は、線路方向および線路直角方向の２方向とした。
（３）解析結果
ＲＣ柱における部材角の時刻歴応答を損傷レベル１限
界値および損傷レベル２限界値 4)とともに図 11 に示す。

（a）線路方向

また、柱のねじりモーメントの時刻歴応答をねじりモーメ（b）線路直角方向

図 13 最大応答時の変形図

3)ントの限界値 Mtud とともに図 12 に示す。このように、本プログラムでは、地震時のＲＣ柱のねじりの発生の程度を

４．おわりに確認することが可能である。また、線路方向および線路直鉄道ＲＣラーメン高架橋を対象とした３次元動的解析

角方向の最大応答変位時の時刻における構造物の変形図

プログラムおよびその活用事例について紹介した。本プロを図 13 に示す。さらに、本プログラムでは、任意の時刻

グラムは、通常の２次元モデルでは適用が困難であるねじにおける変形図の表示やアニメーションによって構造物り挙動が懸念されるような構造物に対応できる３次元のの応答状況を確認することができる。

動的解析プログラムである。本プログラムは、詳細検討における耐震性能の照査のみならず、地震時にねじりが発生

柱の部材角(rad)0.04
柱の部材角の応答値

しないように構造物を設計することが可能になるなど、構損傷レベル2限界値

造計画においても有効に活用できるものと考えられる。

損傷レベル1限界値

0.02

また、ユーザーの意見を反映し、より使いやすく利便性の高いプログラムになるよう改良するとともに、耐震標準

0の改訂に順次対応する予定である。なお、本プログラムは、（財）鉄道総合技術研究所と（株）構造計画研究所との共-0.02

同開発によるものである。
5

10

図 11

15
20
時間(sec)2530

柱の部材角の時刻歴応答【参考文献】

ねじりモーメント(kNm)

1)
2000
ねじりの応答値

1000

谷村幸裕，渡邊忠朋，蘆谷讓：鉄道ＲＣラーメン橋台の三次元非線形地震応答解析、土木学会論文集Ｅ，ねじり耐力Mtcu

Vol.64，No.3，pp.400-415，2008.
2)0

田所敏弥，谷村幸裕，岡本大，宇野匡和：地震被害を受けたラーメン高架橋柱の破壊性状に関する実験的研究，コンクリート工学年次論文報告集，2008.

-1000

3)
-2000

財団法人鉄道総合技術研究所：鉄道構造物等設計標
準・同解説（コンクリート構造物），丸善，2004.

5

10

15
20
時間(sec)

25

30

4)

財団法人鉄道総合技術研究所：鉄道構造物等設計標
準・同解説（耐震設計），丸善，1999.

図 12

柱のねじりモーメントの時刻歴応答

解析雑誌 Vol.25 2011/02

19

鉄道構造物等の3次元耐震性能照査プログラム

Version 1.0

本プログラムは、鉄道構造物全体を3次元骨組構造としてモデル化し、非線形スペク
トル法または時刻歴動的解析法により地震時の動的応答を算出し、線路方向、線路直角
方向の損傷レベルを部材毎に求めるプログラムです。
3次元でのモデル化により、これまでの2次元耐震性能照査プログラムでは対応できなかった不整形なラーメン高架橋に対応します。また、スラブへの直接的な荷重配置により複雑な荷重計算、荷重分担計算の省略や、1モデル2方向に解析・照査することにより解析ケース数、作業量を大幅に軽減し、これまでの設計者の悩みを解決します。

アウトライン作成

断面DB
 対象構造形式
 ラーメン高架橋（2D・3D）
 杭基礎（場所打ち杭・直接入力）＊群杭効果未対応
 対象部材スクリプト
 RC（矩形・円形・T型）
 計算機能 破壊モード推定解析（静的非線形解析）
 所要降伏震度スペクトル法による応答解析
 時刻歴動的非線形応答解析による応答解析
 固有値解析

時刻歴動的非線形解析
による応答値の算定＊ 鋼・複合構造対応＊ 次期鉄道構造物等耐震設計標準(仮)対応

断面の配置

荷重ケース追加

解析ケース追加

破壊モード推定解析(静的非線形解析)

所要降伏震度スペクトルによる応答値の算定

耐震性能照査(応答値と照査指標の比較)

本プログラムは、(財)鉄道総合技術研究所と(株)構造計画研究所との共同開発によるものです。

 入力支援 断面算定3次元でのCADライクな入力により、効率的・直感的な形状の入力が可能です。また、クリックアンドドロップ
による断面・材料等の配置が可能です。

鉄筋の配置をグラフィックにて確認でき、2方向の断面算定を一括で計算できます。これまで2データ(L方向・C方向)必要だったデータが一つになり入力の不整合を防止します。

ラインの作成RC矩形断面断面の配置

 解析モデルの自動生成
ラーメン高架橋の設計図書から直接読み取れるレベルの入力により、剛域などを考慮した複雑な3次元骨組解析のモデルを自動作成します。部材高さの変更によるモデル変更を容易に実現します。

分割前

分割後

 照査例に準拠した出力照査例に準拠した荷重変位曲線、照査結果総括表などを表示します。グラフは、テキスト・
ピクチャー形式で保存可能です。リストは、コピー可能です。

 出力図
照査結果総括表

骨格曲線とともに要素履歴を表示します。
テキスト・ピクチャー形式で保存可能です。
変形図・モード図は静止・アニメーション表示します。

MN相関履歴M-θ履歴

荷重変位曲線変形図

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Topics6

NEWS RELEASE
コンテナハウスの構造課題を解決し、一般建築物としての評定を取得～ 設計、解析、実験の技術を駆使して、短工期、低コストで環境に優しい新たな建築工法の道を拓く ～株式会社構造計画研究所は、コンテナメーカーの日本コンテナアソート株式会社からの委託によりコンテナを転用した建築物の構造課題を解決し、財団法人日本建築センター鉄鋼系住宅構造評定委員会（委員長：小野徹郎先生）の審査を受け適正であるとの評定を受けました。対象建築物は基本外形寸法 20 フィートのコンテナ
6 個を組み合わせた 2 階建ての倉庫で、構造安全性に係わる任意評定を取得しました。
コンテナハウスは従来、建築物として倉庫などに広く転用されてきました。しかし、2007 年の建築基準法の改正による建築確認や構造耐力規定の厳格化に伴い、建築物への転用が一部の仮設住宅としての利用を除いて困難な状況になっています。今回の評定取得によりシステムユニット工法としてのコンテナの建築利用への道が拓け、短工期、低コストで移設や再利用が容易な環境に優しいコンテナの建築物としての利用拡大が実現しました。
今回の評定取得に当たり、構造計画研究所が行った構造検討のうち最も重要なポイントは、コンテナの特徴である仕口部分の検討です。コンテナは連結して輸送することを前提にしているため、柱梁の仕口部分は緊結接合を行うための作業開口があります。それ故に、一般の鉄骨構造物が仕口部の板厚を柱より厚くし十分な強度を確保するのに対して、コンテナは柱梁仕口部が相対的に弱いという特殊性を持ちます。
構造計画研究所では実験による柱梁仕口部の強度試験を実施するとともに、有限要素法による構造解析を実施し、今回評定対象のコンテナを利用した建築構造物が関係する法令、規準に則るという評定を得ました。
今回の評定取得では、意匠設計を株式会社ナユタ一級建築士事務所と株式会社スマートユニットが行い、構造検討に必要な実験を、早稲田大学創造理工学部建築学科曽田五月也教授の指導を受け同大学の施設にて実施しました。有限要素法による構造解析は弊社が販売するソフトウェアの midas Gen（マイダスジェン）を用いています。

評定対象構造概要と仕口部詳細

22

解析雑誌 Vol.25 2011/02

仕口部の実験（全体概観）

仕口部の実験（仕口部）

PL－12

拡大図

仕口パネル部

S.PL－6
B.PL－16

厚さ

柱

9mm

拡大

強制
変位
梁

有限要素法解析モデル図

有限要素法解析結果

仕口開口部の解析結果

試験体の最終状況■ご参考・財団法人日本建築センター 評定番号：BCJ 評定－LS0041－01
・日本コンテナアソート株式会社 ホームページ http://www.jacacon.co.jp
・コンテナハウスの実験、解析に関する論文「建築用コンテナハウスの開発（その１～その 4）2010 年日本建築学会大会論文集」

解析雑誌 Vol.25 2011/02

23

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Technical Report 1

日本建築学会 2010 年度大会 投稿論文
柏崎及びその周辺地域における減衰特性（Q 値）に関する検討―二重スペクトル比の方法を用いた結果―

伝播特性
柏崎刈羽原子力発電所

Q値

正会員 ○野田朱美* *同
西村 功***
同
徳光亮一***

同 司 宏俊*同 水谷浩之**二重スペクトル比

1. はじめに
柏崎刈羽原子力発電所周辺で発生した中・大規模地震

部分について二重スペクトル比を計算してQS 値を推定した。

に関して、発電所敷地内で観測された強震記録から解放3. 解析対象地域と使用データ
まず図 1(a)のように能登半島―柏崎間、佐渡島―柏崎間、
柏崎地域の 3 領域を解析対象地域に設定した。また柏崎
波の応答スペクトル比は、陸域で発生した地震より海域1)で発生した地震の方が大きくなることが確認されている 。 地域に関しては図 1(b)に示すように A,B,C の 3 地域に分割した。A は柏崎刈羽発電所から南東方向へ伸びる領域、
また KiK-net の観測記録の解析から、この傾向は発電所敷
2)
B は柏崎刈羽発電所から東方向へ伸びる領域、C は内陸の地内に限らないことが分かっている 。本研究ではこれら領域である。それぞれの領域について、領域内を伝播しの違いの原因を明らかにするために、柏崎サイト周辺地
た地震波記録を用いて解析を行った。解析には K-NET5)観域の減衰特性（Q 値）を推定し、結果の比較を行った。
測点と柏崎刈羽発電所敷地内の観測点の記録のうち、震2. 解析手法
源深さ 30km 以浅、マグニチュード4.0 ≤ Mj < 6.0の地震の3)
Matsuzawa et al.(1989) の二重スペクトル比の手法を発展
記録を使用した。但しノイズレベルが大きい記録は使用させて、周波数ごとの Q 値の推定を可能にした松澤ほかしなかった。例として柏崎地域 A の解析に使用した観測(2003)4)の手法を用いて解析を行った。解析手法の概要を点と地震を図 2 に示す。
以下に示す。
4. 解析結果
一般に、地震 i が発した地震波を観測点 j で観測すると解析の結果、得られた各領域の QS 値を図 4 に示す。実jき、そのスペクトル振幅 Fi は震源特性 Si 、地盤特性 G j 、線は最小二乗法を用いて関係式Q= Q0 f αにフィッティン
S
j
伝播特性Pi の積として以下のように表現できる。
グした結果である。この結果、能登―柏崎の QS 値が際立
j
j
j ିn
j
Fi ( f ) = Si G j Pi = Si ( f )G j ( f )൫ri ൯ exp൫− πfTi ൗQ൯ (1)って大きいことが分かった。ただし、他の領域に比べてここで、‫ݎ‬は震源距離、nは幾何減衰係数、T は走時、Qは
QS 値の周波数依存性がやや低い。一方、佐渡―柏崎で推地震波の伝播経路に沿った Q 値の平均値を示している。
定した QS 値は、能登―柏崎より小さいが、陸域の QS 値
今、地震 A,B に対して観測点 1,2 で共通に地震記録が得らより大きい。陸域に関しては、柏崎地域 A,B,C の QS 値のれている場合、以下のように地震間と観測点間でスペク
推定値はほぼ同程度で、解析対象領域の中で最も小さな
トル比をとると、震源特性と地盤特性がキャンセルされ値を示した。
て伝播特性のみが残る。
ି௡
上記のような領域間の Q 値の違いを理解するため、各πf
൫F1B /F2B ൯ r1B r2A
1
2
1
2
=
ቆ
ቇ
exp
−
T
−
T
T
−
T
൜
ൣ
൫
൯−
൫
൯
൧
ൠ
(2)
B
B
A
A
領域の解析で用いたデータの震央距離の違いに着目した。
Q
r2B r1A
൫F1A /F2A ൯
柏 崎 地域 A,B,C の解 析で用 い たデ ータの 震央距 離は(2)式の左辺を二重スペクトル比と呼ぶ。さらに両辺の対30~40km 程度、佐渡―柏崎では 40~60km 程度、能登―柏
数 を とると 、 (3)式の よ う に 左 辺 と 走時 の 二重 差 (T1B −崎では 100~160km 程度と、それぞれ異なっている。そこ
T2B ) − (T1A − T2A )の間に比例関係が成り立つことが分かる。
で、震央距離による解析結果の違いを評価する為に、柏F1B F2Ar1B r2A
πf
崎地域 A の領域を通り、かつ震央距離が 80~100km 程度
ln ቆ 2 1 ቇ + ln ቆ 2 1 ቇ = − ൣ൫T1B − T2B ൯− ൫T1A − T2A ൯൧ (3)
Q
rB rA
FB FA
の地震記録を用いて解析を行った。この解析領域を柏崎
そこで周波数ごとの比例関係を調べることにより、傾き地域 A-2 とする（図 3）。柏崎地域 A-2 の解析から推定さ− πf/ Qから各周波数帯域の Q 値を推定することができる。 れた QS 値は、柏崎地域 A の解析結果と比較して大きな値
基盤波を推定すると、耐専スペクトルに対する解放基盤

但しこの手法で推定される Q 値は地震波の伝播経路の平であり、能登―柏崎と佐渡―柏崎の結果のほぼ中間の値

均的な値に相当する。本研究では、観測記録のうち S 波

Attenuation characteristics of seismic waves in Kashiwazaki region andthe adjacent regions-Analysis result obtained from the twofold spectral ratio method24

NODA Akemi, SI Hongjun,
NISHIMURA Isao, MIZUTANI Hiroyuki,
and TOKUMITSU Ryoichi
解析雑誌 Vol.25 2011/02

となった。震央距離が大きい地震記録は、震央距離が小さい記録に比べて深部を伝播してきた距離が長いと考えられるため、柏崎地域 A-2 の解析で得られた QS 値は地殻のより深い領域の値を反映していると考えられる。以上

果、各解析領域で推定された QS 値は、柏崎地域、佐渡―
柏崎、能登―柏崎の順で段階的に大きくなっていることが分かった。
参考文献

1) 土方ほか：柏崎刈羽原子力発電所周辺で発生した地震の伝播特性に関する検討（その 1）中越沖地震以外の中・大規模地震の検討，日本建築学会大会学術講演梗概集，B向の QS 値の変化を反映している可能性がある。
2，995-996，2009.8.
柏崎地域周辺で減衰構造を推定した既往研究としては、 2) 田中ほか：柏崎刈羽原子力発電所周辺で発生した地震の伝播特性に関する検討（その 3）周辺 KiK-net 観測点の記
川 瀬 ・ 松 尾 (2004)6) や 中 村 (2009)7) が あ る 。 川 瀬 ・ 松 尾録を用いた検討，日本建築学会大会学術講演梗概集，B(2004)は震源距離が概ね 150~200km 以内の地震記録を用
2，999-1000，2009.8.
いて推定されているため、本研究の能登―柏崎の解析結
3) Matsuzawa et al.：QP structure beneath the northeastern Japanarc estimated from two fold spectral ratio method, Tohoku
果に対応する。図 4 より、本研究の能登―柏崎の結果はGeophys. J., 32, 21-33, 1989
川瀬・松尾(2004)の結果と同程度であることが分かる。一4) 松澤ほか：長野県西部地域における二重スペクトル比によるＳ波減衰の推定，地震第２輯，第 56 巻，75-88，2003.
方、中村(2009)は深さ 30km 以浅の地震について震央距離5) 独立行政法人 防災科学研究所，強震観測網 K-NET：100km 以内の観測データのみを用いているため、本研究
http://www.kyoshin.bosai.go.jp/kyoshin/
6)
川瀬・松尾：K-NET,
KiK-net, JMA 震度計観測網による強の柏崎地域 A-2 の結果に対応する。図 4 より本研究の柏震動波形を用いた震源・パス・サイト各特性の分離解析，
崎地域 A-2 の結果と中村(2009)の結果はほぼ調和的である
日本地震工学会論文集，第 4 巻，第 1 号，2004.
7) 中村亮一：短周期地震動記録に基づく日本列島化の三次元ことが分かる。
減衰構造 QS・震源スペクトル・地盤増幅の同時インバ
5. まとめージョンとその応用、東京大学理学系研究科学位論文，
2009
二重スペクトル比の手法を用いて K-NET 観測点と柏崎
8) Shuttle Rader Topography Mission, NASA：
刈羽原子力発電所敷地内観測点の地震記録を解析した結http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/の考察から、図 1 の各解析領域の QS 値の違いは、深さ方

QS

103

102

(a) 解析対象領域全域

図 2 柏崎地域 A の解析で使用した観測点と地震KK: 柏崎刈羽原子力発電所
101

100

Frequency(Hz)

能登―柏崎
佐渡―柏崎
柏崎地域 A
柏崎地域 B
柏崎地域 C
柏崎地域 A-2
川瀬・松尾(2004)
中村(2009)

101

QS=197.5f 0.50
QS=30.78f 0.92
QS=19.06f 0.89
QS=19.01f 0.83
QS=19.16f 1.00
QS=88.53f 0.65
QS=163f 0.75
QS=56f 0.90

図 4 各領域の Q 値の推定結果(b) 柏崎地域の拡大図
図 1 地形図 8)と解析対象領域

図 3 柏崎地域 A-2 の解析で使用した観測点と地震赤丸：柏崎地域 A*株式会社構造計画研究所**東京電力株式会社
解析雑誌 Vol.25 2011/02*Kozo Keikaku Engineering Inc.
**Tokyo Electric Power Company
25

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Technical Report 2

日本建築学会 2010 年度大会 投稿論文

破壊伝播効果と大振幅地震動の生成に関する統計的検討―2004 年 Parkfield 地震の強震記録に基づいた検討結果―

最大加速度
距離減衰特性

最大速度
破壊伝播効果正会員 ○司 宏俊* **同
川里 健***
同澤飯明広**

同 大場政章**同 正月俊行*同 翠川三郎***大振幅地震動位置指数

1. はじめに2004 年 9 月 28 日 10 時 17 分に、サンアンドレアス断層の一部が動いて Mw=6.0 の Parkfield 地震が発生した。
同地域の断層のセグメントでは、1857 年から 1966 年まで
約 20 年程度の間隔で同規模の地震が繰り返し発生したため、次の地震が発生することを予期して、この断層の周辺において、密に地震計を設置し、強震観測を続けてきた。今回の地震では断層近傍において多くの強震記録が得られており、そのうち、最大加速度で 1.8g も超える大振幅地震動も観測されている。本研究では、距離減衰式
を断層近傍でも用いることができるように、特に大振幅地震動に注目して、震源近傍における強震動の最大振幅の分布を調べるとともに、過去に観測された大振幅地震動も含めて断層との位置関係を調べ、統計的観点からその発生条件について考察を行い、距離減衰式の適用性を高めることを目的としている。
2. 検討に用いたデータ
2004 年 Parkfield 地震の際に、複数の地震観測網によっ

解によれば、今回の地震は横ずれ断層の地震であった。

層モデルを用いて検討を行うこととした。Custodio et al.

用いたデータは Anderson (2010)により整理されたデータ(2005) によれば、Parkfield 地震の断層長さが約 40km で、のうち、横ずれ断層によるもののみである。なお、震源破壊開始点から、北北西方向へ約 30km、南南東方向へ約情報が入手できないものや Parkfield 地震のデータについ10km 破壊が伝播する地震であった。また USGS の CMTては除外した。

3.

検討結果
図２に Parkfield 地震の PGA、PGV と距離の関係を示す。
PGV については AVS30 の得られているサイトだけ硬質地
盤上に変換してプロットしている。図から、観測記録と日本での地震観測記録より求められた司・翠川(1999）の
距離減衰式とは調和的であるが、断層最短距離が 10km 以内のデータには、バラツキが大きく、予測平均値を大きく上回る 1g 以上の記録が数地点で得られていることが分かった。
この大振幅地震動の発生を理解するため、観測値と距
離減衰式の残差を計算し、その分布を図１に示す。図中、PGA の結果のみを示し、残差の大きさを色で表現している。マークが大きく、地点名の書かれている観測点が 1g
または 80kine 以上の非常に強い地震動を記録された観測点で、FZ11、FZ14、FZ16 の３観測点が 1g 以上、FZ1 はPGA が 0.8g と比較的小さいが、PGV が 80kine 以上である。図から、FZ1 以外の大加速度記録が断層破壊伝播方向て強震記録が得られている。たとえば、アメリカ地質調にあることから、震源過程による効果が高いと考えられる。図３に断層位置やその延長から 4km 未満の観測点の査所、USGS による GEOS、UPSAR アレー観測網、カリ
残差とその平均値を断層に沿った断面でプロットしていフォルニア地質調査所、CGS による Parkfield アレー観測る。横軸は断層中央からの距離である。図に司・翠川網などがある。これらの地震観測網は断層沿いに設置さ(2001）による破壊伝播効果の推定値（断層長さ＝35km）
れ、多数の近距離記録が得られている（図１）。本研究でも示している。その際に、残差の計算基準が違うので、は、Shakal et al. (2006)により整理された計 94 記録の最大推定値の絶対レベルを調整している。図から、残差のバ値を使用した。これらの最大値は、高周波域でのカット
ラツキは大きいものの、10km ごとの平均値が概ね震央位
オフ周波数がアナログデータで 20Hz 程度、ディジタルデ
置で最も小さく断層破壊方向に向けて増加するという傾ータで 20Hz 程度、40 Hz または 50Hz のフィルター処理
向がみられる。また、断層破壊の逆方向にも残差がややを行っている。1.8g で振り切れた FZ16 の記録については、
大きな記録がみられる。これは逆方向にも断層破壊が約
Shakal et al. (2006)により復元され、最も可能な値が 2g を10km 伝播していることからだと考えられる。これらのこ
超え、直行成分では 2.2g を超えるとされていることから、とは、Parkfield 地震の強震動分布にはディレクティビティ
本研究では 2g として用いた。
効果による影響を受けていることを示唆するものと考えParkfield 地震の震源モデルについても多くの研究がなさられる。
れ、詳細な断層モデルが推定されている。たとえば、
4. 過去の大振幅地震動を用いた考察
Custodio et al.(2005)、Dreger et al.(2005)、Liu et al. (2006)に３．に示す結果の一般性を検討するため、過去に観測よるものがある。ここでは、Custodio et al.(2005)による断された大振幅地震動について断層との位置関係を調べた。

A statistical study on the large amplitude strong motion and the directivity effect-the result for the 2004 Parkfield earthquake-

26

SI Hongjun, OHBA Masaaki, KAWASATO Takeshi, MASATSUKI
Toshiyuki, SAWAII Akihiro, MIDORIKAWA Saburoh

解析雑誌 Vol.25 2011/02

これらの観測記録について、断層のどの部分で起きているかを調べるため、位置指数 Df を定義した。つまり、

き、s の Lf に占める割合 Df（破壊伝播方向断層長さ比率）

P.G.V (cm/s)

測点の断層線への投影点までの断層長さを s (km)としたと

P.G.A (cm/s2)

断層破壊方向にある断層長さを Lf (km)とし、震央から観

102

103

102

101

を観測点の相対位置として(1)式により定義される。

Crustal earthquake
Mw=6.0Si and Midorikawa(1999)
+/- 

100

Df = s / Lf

(1)

10-1

10 0

101

100

10

101

-1

Crustal earthquake
Mw=6.0Si and Midorikawa(1999)
+/- 
10 -1

102

10 0

10 1

102

Fault distance (km/s)

Fault distance (km/s)

図２ Parkfield 地震の最大値と距離の関係（左：PGA＝地盤上、右：PGV＝硬質地盤）

観測点が断層破壊方向にある場合 Df が正の値をとり、逆の場合負の値をとることになる。図４に Df と大振幅デ

Si and Midorikawa (2001)

ータの頻度分布を示す。図には、Df が約 0.2 ごとに観測点
図から、大振幅地震動のほとんどが断層破壊伝播方向に生じていることが見受けられ、断層破壊伝播効果による

Residualの数を合計して Df の平均値とともにプロットしている。

1.0

PGA で 1g 以上の記録が断層破壊伝播方向上で観測された

Average of residual/10km

epicenter

0.0

fault zone

-1.0
1.0

Residual

まとめと今後の課題
本研究では、2004 年 Parkfield 地震の観測記録を調べ、

P.G.A

-0.5

影響が大きいことを示唆した。
5.

0.5

Observed Residual

0.5

P.G.V

epicenter

0.0

-0.5

ことが分かった。また、過去に発生した横ずれ断層地震

-1.0
-40

による大振幅地震動も断層破壊伝播方向において観測さ

fault zone
-30

-20

-10

0

10

20

30

40

Distance from center of the fault km

れたことから、大振幅地震動の発生が断層破壊伝播効果
による影響が大きいと思われる。今後、同様な検討を逆断層についても行う予定である。

図３ Parkfield 地震の残差分布（断層と平行する断面）（上端：PGA＝地盤上、下端：PGV＝硬質地盤、赤線
は断層の範囲、下部は断層すべり分布を示している）

Data number

10

5

0

-0.8

-0.4
0
0.4
Ratio of fault length (Df = s / Lf)

0.8

図４ 大振幅地震動の発生位置と頻度分布
参考文献

図１ Parkfield 地震の観測記録と断層の位置、残差分布*株式会社構造計画研究所

防災ソリューション部**日本原子力発電株式会社

開発計画室***東京工業大学 総合理工学研究科 人間環境システム専攻

解析雑誌 Vol.25 2011/02

1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)

8)

Shakal et al.(2006): BSSA, Vol.96, No. 4b, pp.S90-S118.
Shakal et al.(2006): BSSA, Vol.96, No. 4b, pp.S119-S128.
Custodio et al.(2005):, Geophys. Res. Lett., 32(23).
Dreger et al.(2005):Seis. Res. Lett., 76 (1), pp.40-48, 2005.
Liu et al.(2006): BSSA, Vol.96, No. 4b, pp.S143-S158.
司・翠川：日本建築学会構造系論文集, No.523, 1999.
司・翠川：日本建築学会構造系論文集, No.546, 2001.
Anderson(2010): BSSA, Vol.100, No. 1, pp.1-36.

* Dept. of Disaster Prevention Solution, Kozo Keikaku Engineering Inc.
** The Japan Atomic Power Company, Projects Development Dep.
教授***Dept. of Built Environment, Tokyo Institute of Technology

27

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Technical Report 3

第 13 回日本地震工学シンポジウム（2010）発表論文

デジタル詳細地域危険度マップ作成と防災活動支援に関する研究
RESEARCH ON CREATION OF DIGITAL DETAILED AREA RISK MAP
AND ITS SUPPORT SYSTEM TO REGIONALLY SELF DISASTER
PREVENTION ACTIVITY
落合 努1)、栗山利男2)、橋本光史3)、荏本孝久4)、露木延夫5)、山本俊雄6)
Tsutomu OCHIAI1, Toshio KURIYAMA2, Mitsufumi HASHIMOTO3,
Takahisa ENOMOTO4, Nobuo TSUYUKI5, Toshio YAMAMOTO61) 構造計画研究所、工修Kozo Keikaku Engineering Inc., M. Eng.
e-mail : tsutomu-ochiai@kke.co.jp
2) 構造計画研究所、工修2
Kozo Keikaku Engineering Inc., M. Eng.
e-mail :kuri@kke.co.jp
3) 構造計画研究所、工修3
Kozo Keikaku Engineering Inc., M. Eng.
e-mail :mitsu@kke.co.jp
4) 神奈川大学工学部建築学科、教授 工博
4Prof., Kanagawa University, Dr. Eng.
e-mail : enomot01@kanagawa-u.ac.jp
5) 環境防災技術研究所、工博
5Kankyou Bousai Gijutu Kenkyusyo Co., Ltd. Dr. Eng.
e-mail :jdz06447@nifty.com
6) 神奈川大学工学部建築学科、助手
6
Assoc., Kanagawa University
e-mail : yamamt01@kanagawa-u.ac.jp
1

ABSTRACT: It is necessary that the resident correctly understands and recognize the risk
to seismic hazard in the areas for the improvement of the regional disaster prevention
potential. First, authors made the micro-landform classification map and the site
amplification rate map with 50m mesh size for Kanagawa Prefecture. Next, the digitaldetailed seismic hazard map was made based on these data. Moreover, to use these results
for the resident’s disaster awareness improvement, it is opened to the public by homepage.
キーワード：揺れ易さマップ、ハザードマップ、50mメッシュ、情報公開、神奈川県
1.はじめに
地域防災力の向上には、住民が地域の地震災害に対する危険性を正しく理解・認識することが必要である。住民に理解されやすい情報としては、具体的な地域やシナリオに基づいた評価を視覚的に表現することが重要である。筆者らは、まず神奈川県を対象として50mメッシュによる微地形区分図と地盤増幅率図を作成した。次に、神奈川県全域において1棟単位のデータをもとに建物データを整備し、作成した揺れ易さマップを用いて神奈川県に影響を及ぼすと考えられるシナリオ型地震が発生した場合の建物被害率を算出し、デジタル詳細危険度マップ（ハザードマップ）の作成を行った。また、これらの成果
を住民の防災活動や意識向上に役立てるために、ホームページへの公開を順次進めている。

28

解析雑誌 Vol.25 2011/02

2. 揺れ易さマップの作成
2.1 微地形区分図
筆者らは、縮尺1/5万の土地分類基本調査図のうち地形分類図と表層地質図から、50mメッシュ単位で
地形・地質を読み取り、地質図間で異なる凡例の統一表記とする等の作業を実施したGISデータを基に神奈川県の微地形区分のデジタル地盤区分図を作成した。作成は、内閣府による資料（地震防災マップ
作成技術資料1）、以下技術資料）に基づいて行ったおり、作業方法の詳細は荏本・他2)に示している。こ
こでは、作成した50mメッシュによる微地形区分図と、比較のため国土数値情報に基づいて作成した
250mメッシュによる微地形区分図を並べて図1に示す。両者を比較すると、基本的には同様な微地形区分となっているが、台地が樹枝状に削られている谷底低地部分など50mメッシュの方がより詳細に自然に近い形で微地形区分が表現されている。

3.揺れ易さマップの作成

図 1 微地形区分図（左：50m メッシュ、右：250m メッシュ）

解析雑誌 Vol.25 2011/02

ローム台地
新第三紀
新第三紀（調整後）
古第三紀以前2.4
2
増幅率

2.2 地盤増幅率図
地盤の増幅率図は、作成した微地形区分図から表層30mまでの平均せん断波速度（AVS30）を求め、AVS30と最大速度の増幅率との経験式を用いて設定した。
具体的には、増幅率はMidorikawa et al.3)による表層地盤のせん断波速度AVS30と最大速度の増幅率の経験式を、AVS30は松岡・他4)の微地形
区分とAVS30の経験式を用いて求めている。この際必要となる微地形区分ごとの係数は、技術資料に基づいて設定した。ただし、新第三紀とローム台地については技術資料の係数をそのまま用いてAVS30を算定し増幅率を計算すると、図2に示すように標高が80mを越えるとローム
台地の増幅率が新第三紀よりも小さく評価される。これは、山地（新第三紀）よりもローム台地の方が揺れ易い（増幅率が大きい）といった一般的な傾向とは矛盾する。そこで本検討では、
新第三紀の係数には若松・他5)の山地（第三系）の係数を用いた。若松・他5)の山地の係数を用いた場合は、図2に示すように標高に係わらずローム台地の方が山地よりも増幅率が大きくなり、
一般的な傾向と矛盾しない。作成した地盤増幅率図を図3に示す。

1.6
1.2
0.8
0.4
1

10

100

1000

標高(m)

図 2 標高と増幅率の関係

図 3 地盤増幅率図

29

Journal of Analytical Engineering, Vol.25 Technical Report 3

3.ハザードマップの作成
3.1 建物の構造別・建築年代別データの作成
ハザードマップの作成にあたって、建物の構造種別や建築年代別の分布状況を把握することが重要となる。ここでは、神奈川県土木整備部による平成12年度基礎調査・建築現況6)の1棟単位のデータを用いて、建物の構造種別・建築年代別棟数を50mメッシュ単位で整備した。構造種別に関しては、木造・RC
造（SRC造含む）・S造・軽量S造・その他・不明の6種類、建築年代に関しては、1971年以前、1972年～1981年、1982年以降の3期間に分けてそれぞれ集計を行った。結果の一例として、50mメッシュの木造建物の棟数分布と非木造建物の棟数分布（全建築年代の総数）を図4に示す。

図 4 木造建物（左）と被木造建物（右）の棟数分布(50m メッシュ)
3.2 地震動の予測
神奈川県に影響を及ぼすと考えられる10地震を想定地震として設定した。各想定地震による工学的基盤の最大速度を司・他7)による距離減衰式で求め、地盤増幅率図で設定した表層地盤増幅率を乗じることにより地表での最大速度を算定した。地表での震度は、
童・他8)による最大速度と計測震度の経験式を用いて換算し、震度分布図を作成した。各地震による震度分布図を図5に示す。図から、神奈川県では関東地震が支配的であり、他の地震の最大震度を概ね包含していることがわかる。

関東地震

東京湾北部の地震

立川断層帯

三浦半島断層帯

神奈川県東部地震

伊勢原断層帯神奈川県西部地震

東海地震

神縄-国府津・松田断層

北伊豆地震

図 5 各想定地震による震度分布30

解析雑誌 Vol.25 2011/02

3.3 ハザードマップの作成
建物全壊棟数は、地表の最大速度と建物棟数から村尾・他9)の被害関数を用いて50mメッシュで計算した。ハザードマップ作成においては、
50mメッシュで計算した建物全壊棟数を250mメッシュで集計して建物全壊棟数率を算出し、建物全壊棟数率を基に7段階の建物危険度ランクと設定した。ハザードマップの一例として、関東地震の結果を図6に示す。
4.情報公開本研究の成果の一部は、神奈川大学荏本研究室が運営する防災フロンティアのホームページ（http://bousai-frontier.net/index.html）にて公開を行っている（図7）。現在は、「神奈川県版揺れ易さマップ」として、神奈川県全域及びより住民が理解しやすい市区町村単位の微地形区分
図・地盤増幅率図を公開している。

図 6 関東地震を想定した場合のハザードマップ

5. まとめ
地震防災を進めるにあたっては、事前に「直接被害」と「間接被害」の両被害量を想定し被害想定調査を実施する必要があり、その基礎となる情報として、詳細なデジタル形式の「地盤区分図」や「地盤増幅率図」が有用である。そして、地域の防災力を高めるハードとソフト防
図 7 防災フロンティアのホームページ
災対策を構築するために「揺れ易さマップ」や「ハザードマップ」の作成・公開を基本とする地震災害リスクマネジメントが重要であると考えている。
本研究は、神奈川大学における文部科学省学術フロンティア研究プロジェクト「災害リスク軽減を目的としたソフト・ハード融合型リスクマネジメントシステムの構築に関する研究（研究代表者：荏本孝久）」の一環として実施したものである。
参考文献
1) 内閣府：地震防災マップ作成技術資料、2005年
2) 荏本・他：神奈川県を対象としたデジタル地盤区分図作成に関する研究 その1～4、日本建築学会大会（九州）、2007年、pp.271-278
3) Midorikawa, S., et al.：Site Effect of Strong-Motion Records Observed during the 1987-Chiba-ken-toho-oki,
Japan Earthq. Eng. Sympo, Vol.3, 1994, pp.85-90
4) 松岡・他：国土数値情報とサイスミックマイクロゾーニング、第22回地盤振動シンポジウム、1994
年、pp.23-24
5) 若松・他：日本の地形・地盤デジタルマップ、東京大学出版会、2005年
6) 神奈川県県土整備部都市計画課：都市情報データ、2000年
7) 司・他：断層タイプ及び地盤条件を考慮した最大加速度・最大速度の距離減衰式、日本建築学会構造系論文集、No.523、1999年、pp.63-79
8) 童・他：計測震度と従来の地震動強さ指標の対応関係、土木学会第51回年次学術講演梗概集、1996
年、pp.458-459
9) 村尾・他：自治体の被害調査結果に基づく兵庫県南部地震の建物被害関数、日本建築学会構造系論文
集、第527号、2000年、pp.189-196

解析雑誌 Vol.25 2011/02

31

自然災害 ＋ K K E

災害シナリオの特定と共有

災害リスクマネジメントソリューションは、施設の新規計画、リロケーション、BCP 策定

地震保険契約の検討等を効率的にサポートするものです。
多様な自然災害を一覧で比較できるほか、地災害リスクマネジメントソリューション

分かり易く図表で解説し、意思決定プロセス

トータルコストの削減

を円滑に進めるお手伝いをします。

過去の落雷状況を分析し、モンテカルロシミュレーショ
ンにより対象施設の直撃雷・誘導雷・瞬時電圧低下の可能性を検討します。

周辺で発生する可能性のある震源と、発生した場合の地域・
建 物 ・ 収 容 物 の 揺 れ ・ 被 害 程 度 を 評 価 し ま す 。交 通 等 ラ イ フ
ラ イ ン に つ い て も 、情 報 を ご 提 供 し ま す 。

雷発生

予想運休日数

震度7

30日以上

震度6強

15〜30日

震度6弱

5〜15日

震度5強

3〜5日

震度5弱

1〜3日

震度1〜4

落雷

1日以下

より強固な

なし

震度分布・公共交通の被害予測例

施設の耐震性の第三者評価

震 PML も同時に評価可能です。専門知識を

地表（標高考慮）

防災対策・事業継続計画（BCP）
への発展をサポートします。
想定
シナリオ名

地震

想定

関東地震

7.9

87.31

0.15

20

20,000

分析結果
本社

A 支社

B 支社

想定震度

6+

6-

6+

6+

建物被害

軽微

軽微

小破

軽微

0-1

0-1

2-5

1-5

電気

0-1

0-1

0-1

0-1

ガス

0-0

0-0

0-0

0-0

水道

0-0

0-0

0-0

0-0

交通

0.5-5

0.5-7

0.5-7

0.5-7

想定震度

6-

6-

6+

6+

建物被害

中破

中破

大破

中破

復旧日数

2-10

2-10

10-60

10-40

電気

2-3

2-3

3-4

3-4

ガス

40-60

50-70

50-70

50-70

水道

20-35

25-35

25-35

25-40

交通

0.5-200.5-25

0.5-25

0.5-20

想定浸水深

浸水

無し

1.0-2.0m 0.0-0.5m

復旧日数
---

10.0

約 300

復旧日数

内水氾濫

C 支社

復旧日数

復旧日数

大正型

8.0

今後 30 年 再現
期間の発生確率 （年）

復旧日数

東海地震

地震
規模

---

---

1-5

0.5-1

1-2

0-0.5

電気
ガス
水道
交通

落雷

台風

想定最大風速 28.7cm/s 30.6cm/s 29.4cm/s 38.3cm/s
復旧日数

台風シナリオ
---

26％

100

ンタイル

5m

0-1

ほぼ無し

0.5-1

0.5-1.0

0-0.5

0-0.5

0-0.5

年間発生確率

90 年

40 年

160 年

220 年

復旧日数

0-7

2-10

0-5

0-7

0.5-1.0

0-0.5

0-0.5

0-0.5

電気
ガス
水道
交通

落雷シナリオ
誘導雷

---

---

100

復旧日数

標高

ほぼ無し

復旧日数

99 パーセ

電気
ガス
水道
交通

0m

過去の台風経路の表示例

周辺地盤の標高との比較例

河川・内水氾濫・高潮・津波によるリスクを分析します。

過 去 の 台 風 記 録 を 分 析 。施 設 の 台 風 被 害 の 可 能 性 の ほ か 、
交 通 等 ラ イ フ ラ イ ン に つ い て も 、情 報 を ご 提 供 し ま す 。

地震 PML 評価 ( 予想最大損失率 )不 動 産 売買・証券 化 や 、 デ ー タ セ ン タ ー の ファ
シリティスタンダードとして活用されています 。 既 存や計 画 中 の 施 設 の 地 震 PM L の ほ か、

英文でのレポート作成も承ります。
ご予算・目的に合わせて、評価方法・
内容をご提案させていただきます。
お気軽にお申し付けください。

複数建物群を対象としたポートフォリオ地震
PML も評価可能です。

h tt p :/ /www. kke . co . j p

株式会社

構造計画研究所〒164 -0 0 1 1

東 京 都 中 野 区 中 央 4-5 -3

防災ソリューション部
T E L : ０ ３ ­５ ３ ４ ２ ­１ １ ３ ４

M A I L : r m@ k k e . c o . j p＊このパンフレットの記載内容は 2011 年 1 月現在のものです。
＊本製品・サービスの内容の条件は、改善のために予告無く変更することがあります。
＊構造計画研究所、構造計画研究所ロゴは、株式会社構造研究所の登録商標です。
＊記載されている会社名や製品名は、各社の商標まやは登録商標です。

災害時の対応・評価ソリューション
災害時において、インフラシステムは早急な復旧が求められることから、被災状況の確認、影響度の把握、対策の検討、無駄のないスケジューリングが必要となります。日常業務で蓄積されたデータを最大限に活用したシステム化により被害状況の把握～災害時の対策検討・実施を効率的に行うことができます。
目視点検のIT化やモニタリング技術により、被災状況をいち早く把握します。

▼画像処理による目視点検の高度化

WEBサイトから被害状況把握に必要な情報を収集します。

▼日常の点検・修復業務▼他機関サーバ(Webサイト等)【他機関サーバの例】
・防災科学技術研究所(K-NET)
・気象庁

ガードレールの劣化検知

準リアルタイム自然災害データ

送電線の劣化によるむくみ検知▼情報の一元管理
点検・修繕履歴データの蓄積
保有施設データ

データ収集

一元管理された施設情報を活用して各種施設の被災状況を推定し、災害時の影響予測を行います。

▼影響波及予測＆視覚化
データ収集機能

データ管理機能

被害推定
災害ハザード評価機能

マッピング機能

防災情報ナビ

対策検討・評価▼復旧過程のシミュレーション

破断
故障
故障
故障

・復旧スケジューリングの検討
・要員配置の検討

折損

破断

応急復旧時間の算出
復旧過程の評価
スケジューリングの妥当性の評価
設備の被害推定個所

どのような状況のときにどのような復旧戦略、要員配置、
スケジューリングが妥当かを評価します。

保有情報の閲覧
履歴情報の閲覧
災害ハザード情報の閲覧地震ハザード評価プログラム

k-HAZARD Ver.2.0
最新知見の地震活動データに基づいた地震危険度を確率論的に評価する=特徴=□任意の地点・再現期間・基準日に対する地震ハザードの評価が行えます□最大速度や加速度応答スペクトルによる地震動評価が行えます□対象建物の固有周期に合わせた地震ハザードカーブや一様ハザードスペクトルの出力、
また、地震ハザードに影響を及ぼす地震種別の分析など、様々な評価が行えます□内蔵されている地震活動データはユーザにより編集が行えます□評価結果の図化が行えます※（※一部の評価結果を除く。図化にはMicrosoft Excel 2000/2002/2003が必要です。）

地震ハザードの評価方法
地震活動のモデル化- 主要９８断層帯※１- 主要９８断層帯以外の活断層※１- 海溝型地震※１※２- 震源断層を予め特定しにくい地震※２

地震動の予測に用いる距離減衰式□最大速度- 司・翠川(1999) <基盤面>□加速度応答スペクトル- 安中・山崎・片平(1997) <基盤面>- 内山・翠川(2006) <基盤面>- Kanno et al.(2006) <基盤面>※１ 地震ハザードステーション(J-SHIS)で利用されている防災科学技術研究所の断層形状データを利用(2008年度版）※２ 地震ハザードステーション(J-SHIS)で利用されている防災科学技術研究所の断層形状
データを数値化（2008年度版）

表層地盤増幅率□最大速度- 藤本・翠川(2003)に基づき評価
した地盤増幅率データベース- ユーザ指定□加速度応答スペクトル- 藤本・翠川(2003)に基づき整備したAVS30データベース(約250m
メッシュ単位)を用いた地盤増幅率(Kanno et al.(2006)利用時のみ)- ユーザ指定

評価事例- 地震動の予測に用いた距離減衰式：Kanno et al.(2006)- 評価基準日：2008年１月１日

地震ハザードカーブ

地震ハザードカーブ地点比較11

1

周期1.0秒

周期0.1秒

0.1

0.1

0.1

50年超過確率50年超過確率

周期1.0秒

新宿区
名古屋市
新宿区

大阪市
0.01

0.01

0.01
周期0.05秒

周期0.1秒

名古屋市
0.001

0.001
0

1000

2000

3000
2

基盤面の加速度応答(cm/s )評価期間50年における大阪市の基盤面の地震ハザードカー
ブ（周期0.05秒、0.1秒、1.0秒）を示します。地点や周期を指定することにより、対象建物の周期特性に合わせた地震ハ
ザードの評価を行うことができます。

0

1000

2000

大阪市
0.001
3000 02

基盤面の加速度応答(cm/s )

1000

2000

3000
2

基盤面の加速度応答(cm/s )評価期間50年における大阪市、名古屋市、新宿区の基盤面の地震ハザードカーブ（周期0.1秒、1.0秒）を示します。
複数地点の地震ハザードを比較することにより、周期によって、地点間の傾向が異なることがわかります。

地震ハザード評価プログラム
一様ハザードスペクトル

地震ハザードへの影響度
地震ハザードへの影響度とは、地震ハザード評価の対象となる全地震を地震のタイプ別にグルーピングし、全地震による超過確率に対して各グループが占める割合を評価したものです。
本事例では「海溝型地震(震源特定)」、「海溝型地震(震源不特定)」、「内陸の浅い地震」の3種類にグルーピングを行いました。

2%(2475年)

2

基盤面の加速度応答(cm/s )

2000

1500

1000

5%
(975年)
10%(475年)

今後50年間における大阪市、名古屋市、新宿区の基盤面の加速度応答（周期0.1秒、1.0秒）が400cm/s2以上となる確率に対して、各グループの影響度を円グラフで示したもので
す。

500
39%
(100年)

0
0.01

0.1

k-HAZARD Ver.2.0

周期(s)

1

10

50年超過確率2%(再現期間2475年)、50年超過確率5%（再現期間975年）、50年超過確率10%(再現期間475年)、50年
超過確率39%(再現期間100年)における、大阪市の基盤面の一様ハザードスペクトルを示します。

短周期では、周辺地域の地震環境の特徴によって、想定すべき影響度の高い地震の傾向が異なることがわかります。周期が長くなりますと、どの地域も長周期成分が卓越する「海溝型地震(震源特定)」の影響が大きくなることがわかります。

任意の再現期間に応じた加速度応答スペクトルを確率論的に評価することができ、設計用地震動の検証などに利用することができます。
新宿区(周期0.1秒)

大阪市(周期0.1秒)

大阪市(周期1.0秒)

地震ハザードマップ
新宿区(周期1.0秒)

基盤面

名古屋市(周期0.1秒)

地表面

名古屋市(周期1.0秒)

カスタマイズ対応
cm/s2

0.04°間隔で関東圏の基盤面および地表面の50年超過確率10%(再現期間475年)の加速度応答(周期1.0秒)を評価し、地震ハザードマップを作成した例※を示します。基盤面から地表面までの増幅率は藤本・翠川(2003)に基づき整備した
AVS30データをKanno et al.(2006)に適用して評価しています。

本プログラムについては、機能追加や出力形式の変更等、お客様のご利用目的に応じてプログラムのカスタマイズを受託開発として対応いたします。
ご質問、ご要望などがございましたら、お問い合わせ先までお願いいたします。

動作環境※本プログラムにGIS表示機能は含まれておりません。

対応OS：Microsoft Windows XP 日本語版
Microsoft Windows Vista 日本語版
必要メモリ：1GB以上 必要ディスク：100MB以上

防災情報システム■ システム概要「WEB・GIS」を基盤した地震被害シミュレーションの「プラットフォーム」です。
地震後、準リアルタイム配信される観測記録を収集し、波形処理を行い、地震動強さ（震度や最大速度等）の面的分布を推定・マッピングします。（プラットフォームに付属する基本機能）
多観測点の観測情報を自動的に収集するため、情報収集の手間が削減できます。
WebGISの利用により、システムはサーバで一元管理します。ユーザはブラウザを介してアクセス（イントラネット）
するため、情報の共有が容易となります。
「お客様保有情報＋公開情報」による「情報価値向上・高度化」をご提供します。（カスタマイズ対応）
社会条件データ（建物分布、拠点等）を用いて地震被害推定を行うことが可能です。（カスタマイズ対応）■ 機能概要（基本機能）【地震選択画面（ｸﾗｲｱﾝﾄ）】【処理確認画面（ｻｰﾊﾞ）】

データ収集機能・ 地震を指定することで、多観測点の観測情報（記録）を自動的に収集します。

データ分析／評価機能
・ 観測情報から地震動強さを算定し、表層地盤の増幅率で除する
ことにより基盤の地震動強さを算定します。
・ 基盤における地震動強さの分布を空間補間により推定します。
・ 基盤における地震動強さに表層地盤の増幅率を乗じて地表における地震動強さ分布を算定します。

マッピング機能・ GISを利用して、観測点、分布図を描画します。

【地形分布確認画面（ｸﾗｲｱﾝﾄ）】

分布図（地形分類、表層地盤増幅率、推定震度）
観測点（観測点名、位置情報、観測点における震度）・ 評価結果はブラウザにて閲覧することができます。

■ 動作環境
対応ＯＳ：WindowsXP, Windows2003Server （32bit版）
CPU：Intel Pentium 4 3GHz以上 （推奨：ﾏﾙﾁｺｱ、ﾏﾙﾁﾌﾟﾛｾｯｻ）
メモリ：1GB以上 （推奨：2GB）
ディスク容量 ：40GB以上推奨
GIS：MapServer【震度分布確認画面（ｸﾗｲｱﾝﾄ）】DB：PostgreSQL、PostGIS
ブラウザ：IE6以上推奨

http://www.kke.co.jp

【 計算ソルバー高速化 】【 ＢＭＲダンパー履歴モデル 】

計算ソルバーの高速化を行います。従来のブロック

BMR(CD)はオイレス工業（株）が販売している圧縮型履歴ダ

スカイラインソルバーの修正に加え、大規模解析用

ンパーです。特殊復元力特性にＢＭＲダンパー履歴モデルを追としてPARDISO （スパース線形方程式ソルバー）

加します。

の追加などを行い、前バージョンとの比較で、約１．
５倍～１００倍の速度で計算することが可能です。
条件によって効果は異なりますが、対象の計算規模の大きいものの方が効果が出る傾向にあります。

【 自動メモリ確保機能 】
ＢＭＲ（ＤＣ）
外形イメージＣＧ

計算ソルバーの高速化と同時に自動メモリ確保機能の追加を行います。計算対象の規模によって自動でメモリを確保することで、計算ソルバーで高速に処理した効果を効率的に発揮します。

B MRダンパー履歴モデル【ＧＨＥ－Ｓ履歴モデル】【 板曲げ要素追加 】

特殊復元力特性に（財）鉄道総合技術研究所で考案さ要素ライブラリに３角形、４角形の板曲げ要素を追加します。

れたＧＨＥ－Ｓ履歴モデルを追加します。骨格曲線は、
広いひずみ領域で調整可能なGHEモデルを用い、履歴
曲線はMasing則を用い、相似比λを変化させることにより大ひずみ時のスリップ型の形状を考慮します。

ＧＨＥ－Ｓ履歴モデルイメージ

機能アップとして予定されている項目のため、実際のバージョンでサポートされない場合があります。

・計算ソルバー高速化
・自動メモリ確保機能

Ve r s i o n 6 . 0リリース予定 ・BMRダンパー履歴モデル
・ＧＨＥ－Ｓ履歴モデル
3次元汎用静的・動的非線形解析プログラムRESP-Tに新しい機能を追加します。

・板要素追加高層RC
高層RC造煙突の耐震検討支援
造煙突の耐震検討支援

はじめに
平成19年の建築基準法改正に伴い、高さ60mを超える煙突の設計には、指定評価機関による性能評価と大臣認定を受けることが義務付けられ、これまで以上に構造安全性への配慮が求められるようになりました。
弊社では、従来から行っていた超高層建物・免震建物の振動解析経験とRESPシリーズ(建築構造のための非線形振動解析プログラム)の開発・経験をベースに、高層RC造煙突の性能評価支援を行っております。より安全性・信頼性・経済性の高い煙突の設計のために、弊社の解析コンサルティングを御利用ください。

性能評価のための検討項目
基本検討と実施設計
質点系モデルまたは立体モデルにて振動解析を行い、設計クライテリアに対する最大応答値を確認します。
基礎・杭・地盤の状況に応じてスウェイ・ロッキングを考慮します。質点系モデルの場合には、曲げによる非線性を適切に評価し、立体モデルの場合には、壁の面外変形を考慮することができます。

詳細モデルによる検討（崩壊形の確認）
詳細モデルにて、質点系モデルの復元力特性の妥当性、開口部周辺等の応力・ひずみ状況の確認を行います。
開口周辺の補強の有無・補強方法・補強量を決定します。また、ひび割れの発生状況から、主筋の重ね継手の範囲の妥当性を確
認します。

補足検討
内筒・外筒の衝突を考慮した解析、基礎の浮き上がり非線形の考慮、杭の応答変位法による断面検討、内筒・外筒間のクリアラ
ンスの検討等を行います。

評定対応
入力地震波の作成(断層モデルによるサイト波の作成・表層地盤モデルによる増幅の考慮)、振動解析一式、部会対応補助、追加検討資料の作成、性能評価資料の作成等により支援いたします。

検討事例のご紹介
質点系モデルによる検討例【使用プログラム：RESP-M/Ⅱ，F3T】
質点系モデルによる振動解析結果から、設計クライテリアに対して最大応答値がおさまることを確認します。具体的には、平面保持の仮定に基づき、断面をファイバーでモデル化した基本モデルを作成し、荷重増分解析を行います。荷重増分解析結果を用いて、曲げ非線形トリリニアによる質点系モデルを作成し、振動解析を行い、最大応答値を確認します。

94.0m
84.0m

・曲げ非線形・せん断弾性

74.0m

M－φ
評価位置

モーメント
分布(直線)

設計クライ
テリア

66.0m
60.0m
52.0m
48.0m

梁要素

40.0m
32.0m
24.0m
16.0m

M－φ
評価位置

8.0m
0.0m

平面保持の仮定（ファイバー断面）M-φ型梁要素のモデル図

ファイバ断面分解の例

・鉄筋：バイリニアモデル
・コンクリート：New RCモデル
・M-φ型の曲げ非線形梁要素を採用

基礎固定 スウェイ・ロッキングモデル
モデル

基本モデルの作成例（RESP-F3T）

質点系モデルの作成例（RESP-M/Ⅱ，F3T）

最大応答層せん断力図(RESP-F3T）

詳細モデルによる検討例(非線形FEMモデルによる開口周辺の応力確認)【使用プログラム：ADINA】
非線形FEMの詳細モデルにより、開⼝部周辺のひずみ・応⼒の把握を⾏い、質点系モデルの妥当性と崩壊系を確認します。
共有
共有
内側かぶりコンクリート
縦筋・横筋
コンクリート
縦筋・横筋
外側かぶりコンクリート
・鉄筋：4節点異方性平面応力要素(バイリニア特性)
・コンクリート：8節点ソリッド(Pecknoldの構成則)

非線形FEMのモデル例（ADINA）

非線形FEM解析による外筒のひび割れ分布（ADINA）

非線形FEM解析による外筒のひずみ分布（ADINA）

補足検討例【使用プログラム：RESP-F3T】
内筒と外筒において、完全に一体でないことにより問題が生じないかの確認のため、外筒・内筒の連結解析により衝突モードの確認を⾏います。
RESP-F3T
データタイトル
解析ケース番号
モード次数

外筒

内筒

Z08

N31
N30
N29

衝突力

ショックアブソーバ
剛性

内筒１次モード:: 1: 1

外筒1次,内筒2次モード

RESP-F3T

固有周期(sec):
3.0637
刺激係数Ｘ方向 : 1.5359E+00
Ｙ方向 : 0.0000E+00
Ｚ回転 : 0.0000E+00

データタイトル
解析ケース番号
モード次数

:
: 1
: 3

3次:
1.6秒

1次:
3.1秒

RESP-F3T

内筒3次モード

データタイトル
解析ケース番号
モード次数

固有周期(sec) :1.58951.5852E+00
刺激係数Ｘ方向 :Ｙ方向 :0.0000E+00
Ｚ回転 :0.0000E+00

:
: 1
: 4

固有周期(sec):
1.3163
刺激係数Ｘ方向 : 2.5443E-01
Ｙ方向 : 0.0000E+00
Ｚ回転 : 0.0000E+00

4次:
1.3秒

N28
Z07

N27
N26

水平支持箇所

外筒

N25

内筒

N24
Z06

N23

外筒・内筒
相対変位

N22
N21
N20
Z05

N19
N18

ギャップ

Z

Z

Z

固有モード図 (Frames)

固有モード図(Frames)
Y

X

連結振動モデル図

高層RC造煙突の性能評価実績
・某清掃工場煙突：高さ88.5m，内筒外筒方式，2007年，日本建築センター
・某ごみ焼却処理施設煙突：高さ98.5m，内筒外筒方式，2008年，日本ERI・某清掃工場煙突：高さ59.5m，内筒外筒方式，2011年(予定)，日本ERI

Y

X

固有モード図(Frames)
Y

X

衝突振動モード図（RESP-F3T）

SERIES
Program Package for Seismic Study of Building

時刻歴応答解析による設計を支援する統合構造計算プログラム
RESP-Dは時刻歴応答解析を必要とする建築構造物を対象とした構造計算プログラムです。
RESPが取り組んできた超高層建築、免震構造、制振構造の構造設計に対して、数々の新しいアイディアを盛り込んだ
立体フレーム動的解析を基本とする、新世代の構造計算プログラムをご提供いたします。

プログラム概要
・建物データ入力、許容応力度法による構造計算、立体フレーム非線形静的解析・動的解析、構造計算書作成の一連処理機能を持ちます。
・RC造、S造、SRC造、CFT柱、オイルダンパー、制振間柱、粘性制震壁、座屈拘束ブレース、免震装置に対応しています。
オイレス工業：粘性制震壁、LRBシリーズ、弾性すべり支承
免制震ディバイス（2011年4月対応予定） ：RDT、粘性制震壁、錫プラグ入り積層ゴム、CLB
住金関西工業（2011年4月対応予定） ：SUB（鋼製座屈拘束ブレース）
新日鉄エンジニアリング（2011年4月対応予定）：ユニットゴムダンパー、アンボンドブレース、免震U型ダンパー（別置型、積層ゴム一体型）
・XYグリッドを基本としながらも、任意建物形状（隅切り、軸振れ、セットバック、節点の上下移動、柱の軸回転）に対応しています。
・地震応答解析結果から、簡単にアニメーションを作成できます。
・RESP-F3T（非線形静的動的解析）/F3（立体フレーム静的弾塑性解析）/F3D（剛床立体フレーム動的弾塑性解析）の入力データファイルの作成が可能です。

入力機能の特徴

計算機能・出力機能の特徴

建物データ入力

構造計算・構造解析

・ GUIによる建物形状、部材断面、荷重の入力
・ 伏図、軸組図、3Dモデル図の同時表示、編集結果の即時連動表示

・ 一連の解析処理に同一の立体解析モデルを用いることで、整合性の高い計
算が可能
・ 荷重計算（地震・風）、部材剛性計算、応力計算、偏心率・剛性率計算、断面検定計算は「2007年版建築物の構造関係技術基準」に準拠

・ マウスポインタ移動時に部材の配置可能位置を表示
・ 階のグルーピングによる、超高層建築の効率的な部材配置
・ 柱・大梁リストのページ分割入力機能による、整理された部材リストの作成（高層部・低層部、X方向大梁・Y方向大梁など）

・ 非剛床解析の指定（剛床解除節点の指定）が可能、水平ブレースに対応
・ 立体モデル（非剛床を含む）による固有値解析、上下動解析が可能

・ 伏図は見上げ表示、見下げ表示が切り替え可能

・ 荷重増分解析による保有水平耐力計算（４方向の加力に対応）、部材余裕
度計算、水平・上下の3成分地震波入力の指定による弾塑性立体振動解析
が実行可能

・ 床組のコピー＆ペーストによる、床スラブ入力の省力化に対応

・ 複数入力波（X・Y・指定角度、Z方向）の連続計算に対応

・ 基本検討時に不可欠な、階・通り軸の追加・削除が可能

・ 柱のM-Nインタラクションはファイバー断面モデルを採用し、軸力変動を受ける2軸曲げ柱に対して妥当性の高い解析が可能

・Microsoft®Excelで編集した断面リストからコピーペーストが可能

・ 入力エラーの即時表示、エラーの対処を保留したままの編集も可能
・ 免震装置（支承材・減衰材）の配置（一部メーカーの装置は型番での配
置も可能）
操作対象
部材種類

部材の配置
可能位置

RESP-F3T，RESP-F3/F3Dとの連動
・ 非線形静的動的解析プログラムRESP-F3Tの入力データファイルに変換でき、 RESP-F3Tを用いたより高度な解析が可能

3Dモデル図・伏図
・軸図の連動表示

・ RESP-F3/F3Dの入力データファイルに変換でき、既存プログラムの活用も可能

構造計算書作成

配置部材詳細・ 告示等で定められた書式による構造計算書出力
・ 断面検定比図は数値ごとに色分け表示
・ 荷重増分解析結果に対する、ヒンジ図・部材余裕度図等の出力
・ 印刷前のプレビュー機能

エラー表示

階のグルーピング

柱・大梁リストのページ分割
印刷プレビュー画面（終局時部材応力図）

構造計算書出力例（断面検定比図）

開発・サポート体制、カスタマイズ・ RESPシリーズの開発およびユーザサポートは、（株）構造計画研究所 防災ソリューション部 建築構造室が担当します。
・ RESP-Dは非線形動的静的解析プログラム RESP-F3T 技術サービス契約（保守）ユーザ様には同数ライセンスを無償提供いたします。
・ RESP-Dは、各社様向けカスタマイズも承ります。独自に開発された工法・設計法をRESP-Dに組み込み、限定された利用者にお使いいただくことが可能です。

３Ｄモデル図、アニメーションの作成
・RESP-D応答解析実行時にアニメーションデータ出力指定をするだけで、簡単に動画を作成可能
・RESP-Dに付属する動画作成ソフト RESP-D Animation にて、動画の詳細な設定が可能
・部材ごとに表示・非表示の選択、及び色指定が可能
・部材塑性状態の色付けが可能
・背景等も自由に色設定可能
・２つまでのモデルの応答結果を並べて比較することが可能
非免震構造と免震構造の応答比較
同じモデルの方向別応答比較
同じモデルの波別応答比較など

・アニメーション画像を動画ファイル（.AVI）に出力可能
・３Ｄモデル図画像をEMFファイル出力可能

部材拡大表示例

塑性化表示例AVIファイル再生例（Windows Media Player）

部材表示色編集ダイアログ
AVIファイル
出力指定

各種制御

アニメーション画面（免震構造と非免震構造の応答比較）

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解析雑誌 Vol.25

平成23年2月1日発行 株式会社構造計画研究所

製品ラインナップ
構造解析

設計用入力地震動作成システム

 建築構造解析プログラム

 地震荷重設定システム

RESPシリーズ 土木構造解析プログラム

SeleS for Windows
 模擬地震波作成プログラム

RESP-T 汎用有限要素法構造解析システム

ARTEQ for Windows
 成層地盤の地震応答解析プログラム

ADINA
 建設用構造解析システム

k-SHAKE+ for Windows 波形処理プログラム

MIDAS

k-WAVE for Windows

 鉄道構造物等の耐震性能照査プログラム

ASCARS

地震リスク評価

 鉄道構造物等の3次元耐震性能照査プログラム

Dars

 地震リスク評価プログラム

ricomacast 杭の応答変位法プログラム

k-PILE 地震ハザード評価プログラム

k-HAZARD

地盤と構造物の動的相互作用

災害時対策

 二次元有限要素法の統合解析システム

FRONT for Windows

 地震防災情報システム

Quiet-J

 地盤と構造物の動的相互作用解析プログラム

SuperFLUSH/2D for Windows

 準リアルタイム地震被害シミュレータ

防災情報ナビ サブストラクチャ法による３次元動的相互作用解析

SuperFLUSH/3D

熱流体解析

 地盤液状化解析プログラム

NANSSI 気流・温熱環境評価評価システム

AC-design for Windows
 風環境評価システム

Wind-design for Windows
 大気質評価システム

Air-design for Windows 海洋・河川/水質汚濁評価システム

Water-design for Windows

解析コンサルティングサービス
建築

地震

・建築構造物の耐震検討
・居住性評価・施工段階解析

・地震時の事前・事後対策
・地震動評価・地震リスクマネジメント
・地震PML評価
・設備の被害想定と対策

土木・土木構造物の耐震安全性の検討
・構造物と地盤の動的相互作用
・近接施工の影響解析
・環境振動の影響評価解析

保全
・構造物・維持管理
・車両走行振動シミュレーション
・構造物ヘルスモニタリング

環境・大気質評価解析
・ビル風・風環境解析
・局地風解析
・海洋・河川流況解析
・津波解析
・室内の気流・温熱環境解析
・地下鉄の列車風・温熱解析

お問い合せはこちらへ
本誌掲載記事ならびに弊社の商品・サービスに関するお問い合せは下記までお願いいたします。

kaiseki@kke.co.jp（株）構造計画研究所 エンジニアリング営業部〒164-0012 東京都中野区本町 4-38-13
TEL (03) 5342-1147（株）構造計画研究所 エンジニアリング営業部 大阪支社
〒541-0047 大阪市中央区淡路町 3-6-3 ＮＭプラザ御堂筋 5F
TEL (06) 6226-1231（株）構造計画研究所 中部営業所〒460-0008 愛知県名古屋市中区栄 1-3-3 アムナットビル朝日会館 11F
TEL (052) 222-8461
構造計画研究所の解析関連部門ホームページにぜひお立寄りください。本冊子のバックナンバー（カラー版・PDF 形式）をダウンロード※いただけます。 ※個人情報のご記入が必要です■ KAISEKI PORTAL
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お客様がご自身の個人情報の内容について照会または変更することをご希望される場合、あるいは当社による個人情報の利用の中止をご希望される場合には、下記宛てにご連絡ください。
〒164-0012 東京都中野区本町４丁目３８番１３号 日本ホルスタイン会館内
株式会社構造計画研究所

解析雑誌
発

行

日

編集・発行

人事総務部内個人情報保護相談窓口 FAX：03-5342-1244

Journal of Analytical Engineering Vol.25 2011.2

平成 23 年 2 月 1 日
株式会社構造計画研究所

エンジニアリング営業部〒164-0012 東京都中野区本町 4-38-13
お問い合せ

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