神戸大学都市安全研究センター

 

長尾研究室 NAGAO LABORATORY

 

研究内容

 

 ●研究概要

研究室概要紹介はこちら

長尾研究室では,地震工学と設計工学を対象に研究に取り組んでいます.

地震工学については,地震動の評価と構造物の耐震性評価という2つの側面で研究を行います.

 

  

                写真1          写真2

 

写真1,写真22011.3.11の東北地方太平沖地震(東日本大震災)による茨城県鹿島港の被害の状況です.写真2の地点は無被害,写真1の地点は大被害です.でも,この2地点の距離は,わずか100mほどです.

地震は非常に深い地点で起こり,地表に伝播する際に増幅が生じます.この2地点の被害の違いは増幅特性の違いによります.増幅特性とは単に加速度が何倍になるということではありません.

  

         1            2

 

図1は東北地方太平洋沖地震による福島県小名浜港の地震波形です.加速度最大値は重力加速度の1.5倍で,海岸構造物で設計時に想定する加速度の5倍程度もの非常に大きな値です.では,ここでは,大きな被害が出たのでしょうか?

答えは否です.地震による被害は少なく,無被害の構造物も非常に多かったのです.

単なる加速度の最大値ではなく,周波数毎の地震動の振幅が重要で,これは地震基盤から地表までの地震動の増幅特性によって決まります.増幅特性は地点毎に大きく違うことが分かっています.このため増幅特性の地点毎の正確な評価が非常に重要で,強震記録が得られている地点では評価可能です.では,強震記録の無い地点ではどうすればいいのでしょうか?解析で評価することが考えられますが,図2のように,青線の実際の増幅特性と解析による赤線の増幅特性には隔たりがあります(なお緑線は一次元の地盤構造情報を用いた簡易な方法による解析結果で,精度が悪く,使い物になりません).

現在,ほとんどの構造物の設計地震動の設定では,こうした地点毎の増幅特性の大きな違いは考慮されていません.場所毎の増幅特性をきちんと評価するのは大変だから,というのがその理由のようです.でも,その考えは正しくありません.設計地震動が合理的でなければ,耐震設計の結果は決して合理的なものとはいえないでしょう.この問題は非常に大きいと私たちは考えています(下記リンク参照ください).あらゆる地点の増幅特性を精度良く推定する手法を開発することで地震動の合理化を目指します.

      地震動の評価の詳細はこちら

      東日本大震災の被害と地盤構造の関係の詳細はこちら

      設計地震動の現状の詳細はこちら

      地震動の増幅特性の評価に関する研究の関係の詳細はこちら

 

次に構造物の耐震性評価の研究テーマを紹介します.図3は港湾構造物の桟橋の模式図です.桟橋は骨組み構造と呼ばれる構造形式で,背後の土留めと桟橋を独立な構造にすることで,桟橋に土圧等が作用しなくなるため有利と考えられてきました.しかし,この考え方は本当に正しいのでしょうか?

桟橋の耐震性の評価は,設計計算でも実験でも,骨組み構造の質点(上部工)にのみ地震時の荷重を作用させて杭や上部工に生じる断面力評価を行うことが多いのです.ところが,1995年兵庫県南部地震で被災した桟橋は,地中部で塑性化が生じていました.これはどういうことでしょうか?

骨組みの上部工に慣性力が作用するだけという,一般的な考え方は実は成立しないということに他なりません.つまり,図4のように杭に働く地盤からの作用の方が,上部工に作用する慣性力よりも影響が強いケースが普通だということです.このため,通常考えもしなかったことですが,桟橋と土留めを結合した方が独立とするよりも有利な場合があること等が分かってきました.このように,実際のメカニズムに則した形で,構造物の耐震性能を向上させる方法を研究しています.

      桟橋の耐震性向上に関する研究の詳細はこちら

この他にも設計工学に関する研究も予定しています.長尾研究室は,2013年4月から始まった研究室です.決まった期間内に一定水準の答えを出すことを至上命題として,新しい課題に臨みます.

 

卒論・修論

研究業績

学会・社会活動

連絡先

メンバー

アクセス

お知らせ

講義関係

ホーム

地震被害調査

新しい係留施設構造

住宅の建築等に

関する諸問題