地震 ザ ド再 地震ハザード再 構造物の地震リ 再分解に基づく リスク評価方法

地震ハザード再
地震
ザ ド再
再分解に基づく
構造物の地震リ
リスク評価方法
地球工学研究所 地震工学領域 主任研究員 中島 正人
■研究の目的
構造物を長期間運用していくためには
は、対象構造物（群）のリスクマネジメント
戦略を立案することが重要となる その際には、対象地点で将来起こる可能性
戦略を立案することが重要となる。その
際には 対象地点で将来起こる可能性
がある自然災害等を想定した、構造物の
の定量的なリスク評価が必要となる。本
研究は、対象地点周辺で想定され得る全
全ての地震について、マグニチュードや
距離を考慮するものの、地震ハザード曲
曲線を介さず直接的に構造物の地震リス
ク（年損傷確率）を評価する方法を提案す
するものである。
■主な研究成果
1 地震ハザード曲線と構造物のフラジリ
1.
地震 ザ ド曲線と構造物のフラジリ
リテ
リティー曲線を用いた、従来の地震リスク
曲線を用いた 従来の地震リスク
評価方法よりも正確に地震リスクを評
評価できる方法を開発した。提案方法は、
様々な破壊規範を有する構造物に対して適用することが可能である。
2. 提案方法では、応答の確率分布評価
価において多点推定法を導入することに
より、モンテ・カルロ法による膨大な計
計算を行う必要がなく、劇的に計算の効
率化が図られているため、実用的であ
ある。
■研究成果の使われ方
究成果 使われ方
 原子力施設の次世代の地震PSAなど
ど重要構造物の地震リスク評価
 水力ダム構造物の地震リスク評価
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STEP 3
STEP 1
地震発生源における地震発生の
震発 源
震発
モデル化（規模，震源）
ν, fM(mi), fR(rj), Δm, Δr
構造モデル
STEP 2
地震(Mi,Rj)に対する構造モデル
の破壊確率を計算
Prob[S>C|Mi,Rj]
Rkl
対象地点
各メッシュ内で地震(Mi, Rj)が
ランダムに発生すると仮定する。
2
各地震 (Mi,Rj)毎に三種類の
応答スペクトルを規定
SA, SA・exp(±σ)
1
フラジリティー（曲線）
各スペクトルに適合する
地震動の作成
1
(フラジリティー曲線が必要ならば
作成することが可能)
2
K
log（Mより大きい地震の
発生個数）
L
マグニチュードが小さい地震
マグニチュードが中程度の地震
マグニチュードが大きい地震
規模別発生頻度は
G-R式に従うと仮定する。
マグニチュードM
STEP 4
構造物の年損傷確率評価
Pf/year
図 提案する地震リスク評価方法の手順
図1
1
1
0.8
0.8
Failure pro
obability
Failure prrobability
提案方法は発生確率情報を関連付けている地震から作成される地震波形群を用いる。その
ため、従来の地震ハザード曲線と構造物のフラ
ラジリティー曲線を用いた地震リスク評価方法
では扱うことが難しいさまざま破壊規範を有する
る構造物に対して 適用することが可能である
る構造物に対して、適用することが可能である。
0.6
0.4
0.2
0
0.6
0.4
0.2
0
200
400
600
800
0
1000
PGA(cm/sec**2)
0
5
10
15
20
25
30
35
Commulative energy of elastic strain
図2 提案手法を用いた構
構造物の地震リスク評価例
仮想地点に１自由度系の構造物モデルを想定して
て、提案手法に従い地震リスクを計算した。最大変
- 累積塑性ひずみエネルギーの場合は6.15×10位を破壊規範とした場合の地震リスクは7.38×10-5、
3となった。
Pf/year
46N
44N
42N
40û N
138E
140E
142E
144E
146E
148E
150E
152E
１自由度系の構造モデルを想定して、提
案手法に基づき、北日本の21地点（緯
度・経度で1度間隔）における地震リスク
を算出した。
計算結果に基づき作成した、構造物の
地震リスクの分布を示すマップからは、
地震リスクが位置により大きく変動して
いることが分かる。これは、各地点で支
配的な地震発生源（プレート境界地震、
活断層での地震、ランダム地震域等）が
異なり、提案手法ではその地震動の特
徴（くせ）を考慮しているためである。
図3 構造物の年損傷確率を指標とした地震リ
リスクマップ例（構造物の降伏強度：400Gal）
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■関連報告書番号 N05041
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