STR-LAB
構造設計ツール

免震シミュレータ

📖 使い方 ∑ 計算方法 🌐 English
1
層数を設定
2
層重量を入力
3
免震層特性を入力
4
地震波を選択・実行
ℹ
解析条件

層数を設定する 必須・最初に設定

層重量 W [kN] 必須・次に設定

層重量 [kN]
－ 未設定 －
合計: —

免震層の復元力特性 必須・K1>K2

Q-d関係図
実行

入力地震波を選択

入力地震波の情報
地震波形地震名発生日Magnitude観測地
EL CENTROImperial Valley地震1940.5.187.1El Centro, CA
TAFTKern County地震1952.7.217.7Taft, CA
HACHINOHE十勝沖地震1968.5.167.8八戸港湾事務所
KOBE JMA兵庫県南部地震1995.1.177.2神戸海洋気象台

解析上の仮定

  1. 上部構造は「剛体1質点」または「せん断型多質点（弾性）」として解析します（右上の「⚙ 設定」で選択）。
  2. 剛体1質点モデルでは層重量の合計値のみを計算に用います。多質点モデルでは各層の重量と層剛性を用います。
  3. 免震層の復元力特性はバイリニアモデルでモデル化します。
  4. 免震層の減衰は復元力のみを考慮します。多質点モデルの上部構造には剛性比例型減衰（基礎固定1次周期基準）を考慮できます。
  5. 時刻歴応答解析はNewmark-β法またはWilson-θ法による直接積分法によります（「⚙ 設定」で選択。既定はNewmark-β法）。

サンプルについて

当サイト管理者が過去に設計に関わった免震建築物の諸元を用いています

参考文献

大崎順彦/建築振動理論/彰国社

免責

当サイトにより発生したいかなる損害についても当サイト管理者は責任を負いかねます。

免震構造とは

免震構造とは、建物の基礎と上部構造の間に積層ゴムなどの免震装置を設置し、地震時に建物へ伝わる地震動を低減する構造形式です。一般的な耐震構造に比べて、地震時の変形や加速度を大幅に抑えることができるため、建物躯体の損傷や室内被害の低減、家具の転倒防止などの効果が期待できます。

この「免震シミュレータ」は、免震構造を持つ建物の地震応答をブラウザ上で手軽に確認できる無料の免震シミュレーターです。層数・層重量・免震層の復元力特性（K1・K2・Qd）を入力するだけで、エルセントロ波やタフト波などの観測地震波に対する応答をアニメーションで可視化し、最大変位・最大せん断力などの計算結果を確認できます。

構造設計の初期検討や免震構造の学習用途、実務での簡易検討ツールとしてご活用ください。

免震シミュレータの使い方

使用手順

  1. 「層数設定」欄に上部構造の層数を入力し、「設定」ボタンを押します。
  2. 「層重量」欄に屋根（R）から順に各層の重量（kN）を入力し、「設定」を押します。
  3. 「免震層の復元力特性」欄に K1（初期剛性）、K2（第2剛性）、Qd（切片荷重）を入力し、「設定」を押します。
    • K1 > K2 となるように入力してください（例: K1=840, K2=61）。
    • 単位: K1・K2 は kN/cm、Qd は kN です。
  4. 「実行」欄で入力地震波と最大速度を選択し、「計算実行」を押します。
  5. 計算後、アニメーション表示画面に自動的に移ります。
  6. 「⏸ 一時停止」で停止、「↩ 最初から」で最初から再生できます。

サンプルについて

ページ上部のドロップダウン「サンプルを選択」から実建物の入力例を選ぶと、各入力欄に値が自動入力されます。そのまま計算実行できます。

解析設定（⚙ 設定）について

ページ上部ツールバー右の「⚙ 設定」ボタンから、解析方法に関する次の設定ができます。設定は次回の「計算実行」「再計算」から反映され、ブラウザに保存されます。

  • 解析モデル: 「剛体1質点」（既定）は上部構造を剛体とみなし総重量のみを考慮します。「せん断型多質点」は各層の重量＋層剛性で上部構造を弾性としてモデル化し、層重量表に層剛性の入力列と、上部構造の固有値解析結果（固有周期・モード図）が追加されます。
  • 時刻歴積分法: Newmark-β 法（β=1/4・平均加速度法、既定）または Wilson-θ 法（θ=1.4）を選択できます。
  • 上部構造の減衰定数 h: せん断型多質点のときのみ有効です。剛性比例型減衰（基礎固定1次周期基準、既定 2%）として考慮されます。免震層の減衰は履歴減衰のみです。

カスタム地震波の使用手順

地震波リストの「カスタム地震波を指定...」を選択すると、独自の地震波ファイルを使用できます。

  1. 波形フォーマットを選択します。
    • K-NET ASCII: 防災科研 K-NET の強震記録ファイル（ヘッダー付き .txt）。dt・スケールファクターは自動取得されます。
    • 数値テキスト（汎用）: 加速度値（cm/s²）を並べたテキストファイル。1行1データでも、スペース・カンマ・タブ区切りで複数データを並べても読み込めます。行頭が「#」の行およびアルファベットを含む行はコメントとしてスキップされます。別途 dt（時間刻み）を入力してください。増幅率は原波のみです。
  2. 「波形ファイル」欄からファイルを選択します。
  3. 汎用フォーマットの場合は「時間刻み dt（秒）」を入力します（例: 0.02）。
  4. そのまま「計算実行」を押します。

K-NETについて

K-NET（強震観測網）は、防災科学技術研究所（防災科研／NIED）が運営する全国規模の強震観測網です。全国約1,000か所の観測点で得られた強震記録（加速度波形）が公開されており、無料のユーザー登録をすると地震ごとの波形データ（ASCII形式）をダウンロードできます。詳しくは K-NET・KiK-net 公式サイト をご覧ください。

解析の前提

  • 上部構造は既定では剛体1質点として解析します。右上の「⚙ 設定」で「せん断型多質点」を選ぶと、各層の重量＋層剛性による弾性上部構造（剛性比例型減衰）として解析し、上部構造の固有値解析結果（固有周期・モード）も表示されます。
  • 免震層の復元力特性はバイリニアモデルです（Masing則に基づく履歴ループ）。
  • 時刻歴積分は Newmark-β 法（β=1/4・平均加速度法）または Wilson-θ 法（θ=1.4）を「⚙ 設定」で選択できます（既定は Newmark-β 法）。
  • 多質点モデルの層剛性は表に直接入力するか、「層剛性をT1から略算」ボタンで上部構造のT1（基礎固定1次周期）と Ai 分布から逆算できます。