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桐田 史生; 冨永 昌宏; 山崎 敏彦; 瀬下 和芳; 瓜生 満
JAEA-Research 2022-006, 61 Pages, 2023/02
JAEA-Research-2022-006.pdf:6.24MB
核燃料サイクル工学研究所(以下、サイクル研)では、1990年代より地震観測を行っている。内陸地殻内地震について、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震(以下、3.11地震)までは、茨城県北部
福島県において発生頻度が低い状況であったが、3.11地震後、この地域で余震が頻発するようになり、福島県浜通り付近で発生した地震(2011年4月11日福島県浜通りの地震等)では、サイクル研の地震観測記録に顕著な長周期成分が観測された。この地震の震源付近の観測地点の記録には長周期成分は含まれておらず、サイクル研までの伝搬過程で、長周期成分が生成されたものと考えられる。敷地周辺の地下構造探査結果から深部の地震基盤には、盆地状構造が確認されており、この基盤形状を起因とした長周期成分の生成と評価した。原子力施設の耐震設計に用いる地震動評価では、敷地で得られた観測記録を要素地震に用いた経験的グリーン関数法により評価を行っており、サイクル研の観測記録を要素地震に用いて地震動評価を行った場合、震源ではわずかな長周期成分を伝搬過程で増幅したものを震源に戻し波形合成することとなり、長周期成分が過度に増幅される結果となる。このため本検討では、地震動の長周期成分の評価を精緻化するために、震源及び敷地周辺を含む広域の深部地盤の形状を反映できる三次元地盤構造モデルによる地震動評価を実施した。モデルは、浜通り地震の震源域付近から茨城県北部沿岸域を範囲(幅約80km
長さ約110km)とし、本研究における長周期地震動評価を適切に行えるよう2秒以上の周期帯の精度を担保するようなメッシュサイズを調整した。三次元地盤構造モデル構築にあたっては、複数の観測記録や震源モデルを用いて、最適な三次元地盤構造モデルを作成し、複数の地震のシミュレーション解析、分析等を行い、その適切性、有用性を確認した。これらの研究成果を実際の許認可業務の基礎資料として活用した。
瓜生 満
建築技術, (761), p.168 - 170, 2013/06
既往の経年変化調査データ並びに機構の免震建物における維持管理結果等に基づき、一般免震建物の維持管理が効果的かつ簡便に展開できないかを検討した。これらのデータを整理・分析した結果、60年経過後の免震用積層ゴムと鉛ダンパーの性能には大きな変化がなく、ここで示した維持管理法によれば、大きな問題が発生しないことを示した。
山崎 敏彦; 瓜生 満; 中西 龍二; 川井 伸泰*; 橋村 宏彦*
日本建築学会2005年度大会学術講演梗概集, p.847 - 848, 2005/09
東海再処理施設 ユーティリティ施設建家(以下、再UC)に構築した地震観測及び免震層モニタリングシステムで観測された免震部材の変形データの整理を行った結果、水平・鉛直方向の変形は、免震層の環境温度依存性が大きいことが確認できた。また、クリープ変形量は、データ計測期間は短いものの再UCと既存建物とで同様な傾向を示した。但し、これら変形データの収集は長期間継続する必要があり、また、積層ゴム別置試験体の物性値の経年変化傾向とも比較して、免震建物の維持管理を行う上での一つの比較データとしていく必要がある。
中西 龍二; 瓜生 満; 山崎 敏彦
日本建築学会2005年度大会学術講演梗概集, p.757 - 758, 2005/09
これまでの実験結果から、積層ゴムの剛性は、単純な直列バネのモデルでは説明できないこと、体積弾性率Ebは層数によって大きく変化することが分かっている。今回、一次形状係数S1=10とし、層数をパラメータとした試験体を用いて、圧縮時の積層ゴムの応力分布を測定した。測定結果は中央から最外縁まで、ほぼ2次曲線上に分布しており、ほぼ理論通りの応力分布となっていることを確認した。
瓜生 満
原子力工業, 40(8), p.63 - 71, 1994/08
核燃料施設建物に免震構造を採用することができれば、耐震安全性の向上、自由な機器設計、施設建設費の低減等が図れる。事業団では、東海事業所における地震観測、設計検討用入力地震動の検討、また大洗工学センターに建設した情報センター建物の維持管理を踏まえて、核燃料施設への免震技術適用を図っているところである。現在、設計基準、免震装置の性能維持管理基準等の検討を経て、施設の安全設計を実施している。
本橋 昌幸; 橋本 修; 三宮 都一; 瓜生 満; 真道 隆治; 新沢 幸一*
動燃技報, (84), p.35 - 40, 1992/12
動燃事業団では、高レベル放射性廃棄物の固化処理に関する国の方針に従い、昭和50年以来ガラス固化技術に関する研究開発を進め、これらの成果を結集し、昭和63年6月にガラス固化技術開発施設(以下「本施設」という。)の建設に着手、約4年の工期を経て平成4年4月に完成させた。本報では、本施設の概要と特徴及び建設工事の経過と特徴について紹介する。主な内容は次の通りである。1.施設の概要:目的、主要仕様、建屋位置・構成・構造、プロセス工程の概要についての紹介、2.施設の特徴:固化セル、全遠隔保守方式の概要についての紹介、3.安全性:施設の安全性を確保するために講じた対策の紹介、4.建設工事の概要:許認可の経過、建設工事の特徴(工事費用・区分・施工図管理のOA化等)の概要紹介。
檜垣 茂雄; 瓜生 満
ビルディングレター, p. - , 1991/00
(財)日本建築センターでは、評定情報のデータベース整備の一環として、技術評定をした建築ものについて『日本建築センター評定(評価)シート』を作成し、これを『日本建築センターデータベース』に登録するとともに、月刊誌『ビルディングレター』(日本建築センター発行)に掲載している。 動燃情報センターは、免震構造物として、平成2年6月20日に建築センターの評定を受けており、今回その評定の内容について評定シートを作成し、日本建築センターへ提出する。 [動燃情報センター] 積層ゴム鉛ダンパー組み合わせて使用する免震法を採用した施設。 建築面積1088.402m2、地上4階、鉄筋コンクリート構造
瓜生 満; 多田 英之*
MENSHIN, 8, ,
免新建物に使用する積層ゴムは、従来その使用面圧が100kg/cm2程度以下のものがほとんどである。この使用面圧を150kg/cm2程度にすることにより、免新建物の周期を4秒以上に長くすることができ、より高い免震性能を実現できるが、大地震時には面圧の変動を0300kg/cm2程度まで想定しておく必要がある。しかしながら、現状では面圧200300kg/cm2における実験例は非常に少なく、本実験ではこの観点から高面圧下における積層ゴムの変形性能、限界特性等について検討した。その結果、積層ゴムの形状、材質を適切に選択した場合、面圧200300kg/cm2においても非常に安定した変形能力、荷重支持能力を有すること等を確認した。
瓜生 満; 多田 英之*
MENSHIN, 8, ,
免震建物に用いられるダンパーには、十分な地震エネルギー吸収能力が求められている。ダンパーの型式としては履歴型、粘性型、摩擦型などがあるが、本論では優れた塑性変形能力とエネルギー吸収能力を有する履歴型鉛ダンパーの実大実験について述べている。実験に用いた鉛ダンパーは軸直径10cm高さ約1mのもので、小変形域から設計用地振動に対応する変形域までの変形性能、復元力特性の確認試験及びエネルギー吸収能力を評価するための繰返し限界試験等を実施した。その結果、この鉛ダンパーは60cm以上の変形能力を有し、大地震10回分以上のエネルギー吸収能力を有することを確認した。
中西 龍二; 山崎 敏彦; 瓜生 満; 永野 正行*; 武村 雅之*
no journal, ,
長周期構造物の耐震性検討時には、建設サイトにおけるやや長周期地震動の評価が重要となる。地震動評価を行ううえでは、当該地域で想定される地震動と同じ震源域で発生した地震観測記録を分析・調査し、シミュレーション解析を行うことが有効である。そこで、本報(その3)では、想定される地震動と同じ震源域かつ規模が比較的大きい2005年10月19日茨城県沖の地震(M6.3)の観測記録を分析し、東海地域周辺のやや地震動特性を検討するとともに、3次元シミュレーション解析で必要な震源パラメータの設定及び深部地盤モデルを構築した。
永野 正行*; 武村 雅之*; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 中西 龍二
no journal, ,
長周期構造物の耐震性検討時には、建設サイトにおけるやや長周期地震動の評価が重要となる。地震動評価を行ううえでは、当該地域で想定される地震動と同じ震源域で発生した地震観測記録を分析・調査し、シミュレーション解析を行うことが有効である。そこで、本報(その4)では、想定される地震動と同じ震源域かつ規模が比較的大きい2005年10月19日茨城県沖の地震を対象に3次元波動伝播解析を行った。前報(その3)の地盤モデルをベースにモデルの修正を行うことで、茨城県沿岸部(東海・大洗)や周辺地域で観測されたやや長周期地震動がおおむね良好に再現できており、やや長周期地震動の評価を行ううえで有用な地盤モデルが得られた。
中西 龍二; 山崎 敏彦; 瓜生 満; 遠藤 学*; 今塚 善勝*; 吉田 伸一*
no journal, ,
免震建家では入力地震動の増加に伴い免震層の変形が大きく進み、一方、上部構造物の応答増幅が少ないことから、損傷度評価においては一般に免震層の評価が重要となる。しかし、既往の研究でも指摘されている通り、免震建家の周囲に設けられているクリアランスの設定によっては免震層が損傷に至る前に免震層周囲の擁壁と衝突し、建家が損傷する可能性がある。そこで、免震建家の損傷確率評価に資するため、(その1)では擁壁との衝突を考慮した地震応答解析を実施し、擁壁特性が免震建家の応答に与える影響を検討した。検討結果、本ケースでは、擁壁との衝突が生じる地震動レベルは建家の損傷(層間変形角1/60)が生じるレベルより小さく、上部建家が損傷に至るより早く擁壁との衝突が生じた。また、擁壁と衝突した場合でも、擁壁剛性をある程度確保すれば免震層(積層ゴム)の最大応答変位を抑制できること,建家1階の層間変形角が擁壁剛性が非常に小さい場合を除き、擁壁剛性の影響を受けないことがわかった。
中西 龍二; 山崎 敏彦; 瓜生 満; 遠藤 学*; 今塚 善勝*; 吉田 伸一*
no journal, ,
免震建家の地震応答評価では免震層の非線形性を考慮することが前提となるため、免震建家の地震時損傷度評価においては、非線形応答解析に基づく詳細法を用いる必要がある。(その2)では、(その1)の解析結果を踏まえて擁壁との衝突を考慮した免震建家のフラジリティ曲線を詳細法に基づく評価例を示した。今回評価対象とした免震建家のフラジリティは衝突の発生と積層ゴムの損傷が支配的となったが、両者はほぼ同程度のフラジリティを有しており、リスク評価上の観点からは合理的な結果であった。ただし、今回の検討では衝突が発生した時点で建家が損傷すると保守的に仮定したため、実際より低めのフラジリティを与える結果であったと考えられるが、衝突により生ずるパルス的な応答加速度に対する影響評価は今後の研究課題である。なお、フラジリティ曲線の傾きが急勾配となり、地震動の大きさがあるレベルを超えると急激に損傷確率が大きくなる特性を示していることには注意が必要である。
桐田 史生; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 中西 龍二
no journal, ,
筆者らは、構造ヘルスモニタリングに資するために、地震継続中における建築物の固有振動数の変動を評価する適応回帰型カルマンフィルタを開発した。これまで、本手法の有効性を数値解析においては示したが、実建築物での適用事例が乏しく、実測記録を用いた解析においてその有効性を示せていなかった。本論文では、原子力機構内の建築物で得られた地震観測記録に対して適応回帰型カルマンフィルタを適用し、地震継続中における固有振動数の変動を評価した事例を示した。その結果、地震継続中における対象建物の固有振動数の変動を捉え、加速度振幅に応じた固有振動数の応答振幅依存性を確認した。さらに、伝達関数を用いた手法で算出した評価結果と比較することで、実建築物への適用に関する適応回帰型カルマンフィルタの有効性を示した。
桐田 史生; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 中西 龍二
no journal, ,
建築物の構造健全性の評価指標として固有振動数が数多くの研究で用いられている。しかし、固有振動数には非線形性等に起因する振幅依存性があることが知られており、その性質を的確に把握しなければ、地震等により固有振動数の変動が生じた際に、その変動が損傷に由来するものかを適切に評価することが困難となる。本研究では免震建物で得た地震観測記録を用い、地震時における固有振動数の振幅依存性に関する評価・考察を行った。その結果、対象建物の固有振動数と加速度応答には相関性があることを確認し、さらに、加速度応答が低い場合では両者の相関が安定している一方で、加速度応答が増加するとその関係性が崩れ、固有振動数が大きく変化することを把握した。
桐田 史生; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 橋村 宏彦; 中西 龍二; 小嶋 慶大
no journal, ,
2011年3月11日に発生した平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震とその余震により、原子力機構が所有する免震建物において数多くの強震動記録が得られた。これらの地震記録に対して、筆者らが開発した適応回帰型カルマンフィルタを適用し、地震時における免震建物の固有振動数の変動を把握するとともに、本震及び余震前後の弱震動記録を用いて固有振動数の変化に関する考察を行った。その結果、免震部材の特性について、本震及び余震における経時変化を評価することができ、さらに本震及び余震前後での弱震動記録による固有振動数の評価結果から、本震及び余震による免震部材の特性変化について把握することができた。
中西 龍二; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 橋村 宏彦; 桐田 史生; 小嶋 慶大
no journal, ,
本報(その1)に引き続き、平成23年東北地方太平洋沖地震において得られた大地震時の地震観測記録を用いて、上下方向の観測記録の分析及び地震観測シミュレーションを行い、大振幅時の免震構造物の上下動応答特性について検討を行った。上下方向の変位時刻歴の比較において、ロッキングの影響とも考えられる傾向を示しており、今後の分析・検討課題ではあるが、貴重なデータが得られた。また、免震構造物の上下方向減衰定数を検討した結果、免震層に約1020%程度とすれば、観測記録と整合する結果となり、これまで実施している中小地震観測記録による検討結果とおおむね整合的であった。
橋村 宏彦; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 中西 龍二; 桐田 史生; 小嶋 慶大
no journal, ,
免震構造物の上下動地震応答特性に関して、これまで中小地震観測結果の分析・解析を中心に検討を進めてきたが、平成23年東北地方太平洋沖地震により大地震時の地震観測記録が得られたので、大地震時の免震構造物の応答特性を把握するため、シミュレーション解析を実施し、免震構造物の地震応答特性の検討を行った。(その1)では、対象建物及び地震観測システムの概要を述べるとともに水平方向の観測記録の報告を行い、水平方向において、解析結果は観測結果の傾向をよく表現できており、設計時の諸元は適切であることを確認した。
桐田 史生; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 橋村 宏彦; 中西 龍二; 小嶋 慶大
no journal, ,
平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震(以下、「本震」という。)とその余震により、原子力機構が所有する免震建物において、その固有振動数が大きく変動し、特に本震の後、固有振動数が地震前に比べて低下していることを確認した。本論文では、本震後、約1年間の地震観測記録を用いて、免震建物の固有振動数の長期的な評価を行った。その結果、対象建物においては本震以降、数多くの中小地震を経験しているが、免震装置の振動特性への影響はほとんど見られないことを把握することができた。
橋村 宏彦; 瓜生 満; 山崎 敏彦; 中西 龍二; 桐田 史生; 小嶋 慶大
no journal, ,
平成23年東北地方太平洋沖地震を経験した免震建物の鉛ダンパーについて、基本性能(降伏荷重,水平剛性)及び残存性能を確認するために「基本性能評価試験」及び「エネルギー吸収量評価試験」を行った。また、水平剛性の振動数依存性を把握するために「振動数依存性評価試験」を実施した。本報では鉛ダンパーの試験概要及び振動数依存性評価試験の結果について整理し、振動数依存性評価試験の結果から、鉛ダンパーの水平剛性に関して振動数依存性があること、特に加力直後の水平剛性には明瞭な振動数依存性があることを確認した。さらに、設計用の水平剛性に比べて瞬間的に3倍から4倍程度の値になっていることを確認した。
