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Nx Nastran:構造物の地震動解析事例-中低層建造物と高層ビルの振動及び応答スペクトル(NX Nastran SOL109)

キーワード) 耐震設計 応答スペクトル解析 中低層建造物 高層ビル 建物の周期特性 減衰定数

事例概要

地震時、建物の揺れは建物の高さや構造の種類(鉄骨造、鉄筋コンクリート)などによって異なり、建物の固有周期と減衰定数が 最も影響します。応答スペクトル解析は、地震波を作用する建物各部の振動を計算し、ある減衰定数時の諸応答の最大値と固有振動数の関係を求めます。本例題では、実地震波を使って低層マンションと高層ビルの応答スペクトル解析を行いました。

構造物の地震動解析事例-中低層建造物と高層ビルの振動及び応答スペクトル
6階マンション各階観測点の振動波形及び加速度応答スペクトル 高層ビル指定階観測点の振動波形及び加速度応答スペクトル

地震波には多くの周期成分が含まれており、建物の固有周期に近い時に構造の応答値はピークになります。低層建物の幅が小さい方向の応答スペクトルピークは2Hzに現れ、幅が大きい方向の応答最大値(2.8Hz)の約倍になります。一方、高層ビルは低層建物のように、上層になる程振動が大きくなるわけではなく、中間層付近の振動と応答スペクトルは上下層よりも小さくなります。また、高層ビルでは地震中、水平2方向とも2次振動がメインで、最大応答は周期1秒で現れます。

各時刻の建物観測立柱の振動形状