技術資料

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構造解析用語
直接応答解析 (direct response analysis)

高層ビルに地震波が加わると、人間の目でも観察可能な揺れを示す場合があります。そして揺れる状態は、外部地震波の振動数、大きさ、持続時間によって異なりますが、重要なのは高層ビルが持っている固有の動き、即ち、固有モード(natural mode)の組み合わせで表現可能であることです。

従って、建物の時間による揺れは2つの方法を用いて分析することができます。最初は、建物各地点での揺れの値を求めて、建物全体の揺れを表現する方法です。他の一つは、建物の固有モードを求めて、地震波による建物の揺れに貢献する各固有モードのサイズを計算し、建物全体の揺れを表現する方法です。

前者を直接応答解析、後者をモード応答解析(modal response analysis)と区分しています。どちらの方法も表現された建物の動的揺れには差がないが、数値解析(numerical analysis)的な手順では厳然とした差があります。前者は、行列の運動方程式に時間積分(time integration)を適用し各時点での建物の動変位(dynamic displacement)を計算します。一方、後者においては、固有モードで表される行列を運動方程式に代入し、各固有モードの寄与係数(participation coefficient)を求める2次微分方程式に変換し、それぞれの寄与度を計算します。

モード応答解析のように直接応答解析にも建物の揺れを時間領域で表現する直接時間応答解析(direct time response analysis)と周波数領域で表現する直接周波数応答(direct frequency response analysis)にさらに細分化されます。

 
 
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