PowerWatch GRAND

一次元地盤地震応答解析ソフトウェア

周波数領域における非線形解析によって「揺れ」をより正確に予測

建物の耐震設計には、地震発生時の適正な揺れ方の予測が欠かせません。PowerWatch GRANDは、地盤の特性に応じた地震の揺れを数値計算で高精度に予測するソフトウェアです。

周波数領域非線形解析

周波数領域解析と非線形解析のメリットを両立させた国内発の商品

地震応答解析では、周波数領域解析がよく行われています。これは、フーリエ変換によって基盤の入力地震波を周波数関数に変換、地盤特性から伝達関数を求め、地表などの揺れを周波数で算出する方法で、SHAKEなど著名な製品で採用されています。周波数領域解析では、観測点の揺れから基盤の入力地震波が算出(引き戻し計算)できるメリットがあります。

しかし実際の地震、特に軟弱地盤における大震度地震では、揺れの最中に地盤の性質が変化(柔らかくなる➡非線形変化)します。従来の周波数領域解析ではこのような変化に対応できず計算結果に大きな誤差を生じていました。

PowerWatch GRANDは、独自のパルス分解法によって、非線形な地盤変化に対応できる高精度な周波数領域解析を実現させました。

パルス分解法の原理

  1. 入力地震波を短時間のパルス波に分解。
  2. パルス波を順番に入力して周波数領域解析によって応答波を算出。
  3. 応答波をそれまでのパルスの応答波に足し合わせて、これを応答結果とする。
  4. パルス波によって発生する地盤の非線形変化を次のパルス波の計算条件(地盤の伝達関数)に反映して繰り返す。

パルス分解法は、2010年に「周波数領域における逐次非線形応答解析」で特許取得済み。

「引き戻し計算」で、過去の大地震の実測値から、周辺の揺れを予測する

地盤地震応答解析の事例〈兵庫県南部地震(ポートアイランド)〉

応答変位法による杭の耐震評価に威力を発揮

杭の耐震評価には、地盤の水平変位を考慮した応答変位法による解析が必要であり、特に軟弱地盤・液状化では水平変位が大きくなるため、非線形解析が欠かせません。

PowerWatch GRANDなら、SHAKEと同等の扱いやすい方法で作成した地盤モデルによって、軟弱地盤・液状化での正確な水平変位の算出が可能であり、応答変位法による杭の耐震評価に最適です。

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