地震動を受けた構造物は,繰返しの効果による累積損傷や急激なエネルギー入力による大変形などの損傷を受ける。本研究では鉄筋コンクリート造建物を対象とし,構造物の地震時エネルギー応答性状の解明を試みた。これによって,地震動が構造物に及ぼす破壊力特性の違いを評価することが目的である。
構造物の地震応答は,地震動によって入力されたエネルギーを,構造物が粘性減衰及び履歴によって消費するメカニズムによって捉えることができる。構造物の損傷は応答最大塑性率及び履歴消費エネルギーと深く関わっていると考えられるため,地震動入力エネルギー,消費エネルギーの割合などを地震動ごとに検討することによって,繰返しの効果も考慮した地震動の破壊力特性評価が可能である。
また,構造物へ地震動のエネルギーが入力されていく過程についての検討を行うため,応答の過程において1質点系の運動エネルギーの値が0から再び0になるまでの時間において構造物が消費したエネルギーの増分を考えた。この消費エネルギー増分に対応する地震動入力エネルギーの増分を瞬間入力エネルギーと定義する。この瞬間入力エネルギーによって地震動のエネルギー入力過程の検討を行ったところ,直下型地震はエネルギー入力がある時刻に集中し,海洋型地震は何度にもわたって入力される傾向にあることが分かった。応答最大変形は地動最大値や総エネルギー入力よりも,最大瞬間入力エネルギーに依存しているといえる。
以上の研究結果より,地震動の総エネルギー入力やエネルギーの入力過程の検討は,地震動が及ぼす破壊力特性の評価に有効であるといえる。