Seismic response analysis of isolation system considering coupling effect between horizontal and vertical deformation of rubber bearings

積層ゴムの水平動と上下動の連成効果を考慮した免震システムの地震応答解析

皆川 佳祐*; 藤田 聡*; 山口 彰*; 高田 孝*; 栗坂 健一 

Minagawa, Keisuke*; Fujita, Satoshi*; Yamaguchi, Akira*; Takata, Takashi*; Kurisaka, Kenichi

積層ゴムを用いた免震システムの原子力発電施設への適用が期待されてきた。一般に積層ゴムは大変形時に非線形特性を示し、水平方向の非線形特性は上下荷重に依存する。よって、これらの非線形性と連成効果を考慮することが重要である。これまでに積層ゴムの非線形性を考慮した免震建屋の地震応答解析結果を報告済みである。本論文では、積層ゴムの水平と上下変形の連成効果を考慮した地震応答解析を数値解析によって研究した。その結果は以下のようにまとめられる。上下動がハードニング開始変位に影響を及ぼすことにより生じる連成効果は水平免震特性を減じた。なお、免震システムは非線形性と連成効果を考慮しても地震力を低減する効果を有している。

Application of seismic isolation system using rubber bearings into nuclear power plants has been expected. Generally, rubber bearings have nonlinear characteristics in case of large deformation. In addition, the horizontal nonlinear characteristics depend on vertical load. Therefore it is important to consider these nonlinearity and coupling effect. Authors have already reported results of seismic response analysis of an isolated reactor building considering the nonlinearity of rubber bearings. In this paper, seismic response analysis considering the coupling effect of horizontal and vertical deformation of rubber bearings is investigated by numerical simulations. The summaries of the simulations are as follows. The vertical motion affected the start displacement of hardening, so that the coupling effect decreased isolation performance of horizontal direction. However the isolation system is still effective to reduce seismic force even if the nonlinearity and the coupling effect were considered.