防災システム研究室

立命館大学 理工学部 環境都市工学科
Disaster Resilience Laboratory

トップ > ソフトウェア

地震工学関連の表計算シート

 表計算ソフトを使って、簡単に地震応答のシミュレーションをしてみよう!という地震応答解析の普及を目指しているものです。マイクロソフト社の表計算ソフトであるエクセルのシートになっていますが、たいていの表計算ソフトウェアなら応用できると思います。コピーして、ご自由にお使い下さい。改変も自由です。お問い合わせはメールでどうぞ。いずれも、1枚目のシートに使用方法が書かれています。

 自分自身の備忘録も兼ねて、非線形地震応答解析をする場合の履歴復元力特性のプログラミングに関するメモを「このページ」に残しておきます。ご参考まで。

ウェーブレットによる時間周波数解析

wavelet.xlsm ver.7.2 2019年4月2日 59KB

 時刻歴波形に対して、ガボールウェーブレットを用いて時間周波数解析をします。 計算結果はGraph-Rというソフトウェアで読めるCSVファイルで出力されます。 その他のソフトウェアでも,CSVファイルを編集すれば適切なスペクトログラムを描くことができると思います。 使っているVBAコードはここに置いておきます。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

加速度波形の周波数領域での積分

integral.xlsm ver.2.0 2015年12月2日 291KB

 加速度波形から、速度と変位波形を求める場合、普通に積分すると、計測機器の信頼性がない長周期成分が邪魔をして、変な波形になる場合があります。 ここでは、フーリエ変換によって加速度波形を周波数領域に変換し、ハイパスフィルタで長周期成分をカットしてから周波数領域で積分しています。 フィルターを簡易に設定できるようにしました。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

波形のフィルター処理

FIR.xlsm ver.2.0 2019年10月2日 88KB

 波形にFIRフィルターをかけて、不要な周波数成分を除きます。バンドパス、ローパス、ハイパスを選べます。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。内容を知りたい方は、VBAマクロのコードを見てください。

2自由度系非線形地震応答計算

two-dof.xlsm ver.2.5 2020年8月16日 731KB

 2自由度バネ質点系モデルの非線形地震応答解析をするシートです。橋梁をイメージしており、1層目(橋脚)は線形、バイリニア型、剛性劣化クラフ型を、2層目(支承)は線形、バイリニア型、ハードニングを考慮したバイリニア型を選べます。計算には、有理ルンゲ・クッタ法を使っています。ハードニングを考慮する場合など剛性硬化タイプの履歴復元力特性を持つ場合にも有効な計算手法です。初期剛性を使った固有値解析を実施するシートも入っています。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。内容を知りたい方は、VBAマクロのコードを見てください。

1自由度系バイリニア型非線形地震応答計算

bilinear-j.xlsx ver.2.0 2013年2月23日 888KB

 最も簡単な非線形地震応答解析の例として、バイリニア型の履歴復元力特性を仮定した1自由度系モデルの応答を計算します。地震波は、縦1列に並んだものを貼り付ける必要があります。
 計算には、酒井らの非反復時間積分法を使っています。特別な関数は使っていませんので、たいていの表計算ソフトウェアで、実行可能だと思います。
 VBAで応答のアニメーションを描画するシートも、 ここ へアップしておきます。マクロを有効にして使って下さい。

1自由度系剛性劣化型非線形地震応答計算

clough-j.xlsx ver.3.1 2013年6月12日 1,268KB

 RC構造物でよく用いられる剛性劣化型の非線形地震応答解析を行います。骨格曲線は、初期剛性と二次剛性で定義される弾塑性タイプです。剛性劣化型の履歴復元力特性はいろいろ複雑なものが提案されていますが、ここでは簡単なClough型を用いています。除荷時は初期剛性で戻り、最大点あるいは最小点を目指します。使用方法や計算手法はバイリニア型のシートと同じです。

矩形RC断面の曲げモーメント-曲率関係計算

M-fai.xlsx ver.1.3 2019年4月17日 103KB

 鉄筋コンクリートの矩形断面を対象に、初降伏・耐震性能2・耐震性能3の限界状態に対する曲げモーメント-曲率関係を計算します。平成29年度版の道路橋示方書・耐震設計編に準拠しています。大雑把な計算ですから、精度は期待しないでください。また、エクセルのゴールシーク機能を用いていますので、必ずしも解が求められない場合があります。

応答スペクトルの計算

ResponseSpectrum.xlsm ver.2.1 2018年2月2日 62KB

 1自由度系の線形地震応答計算を行い、応答スペクトルを計算します。1度に1つの減衰定数に対する、複数の固有周期に対する応答スペクトルを計算します。スペクトル強度SIも計算します。VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

振幅調整波の計算

modifyEQ.xlsm ver.2.7 2019年8月27日 366KB

 地震記録などの波形を、道路橋示方書の設計スペクトルに応答スペクトルを近づけるためにスペクトル特性を調整し、いわゆる振幅調整波と呼ばれる波形を作ります。VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

気象庁震度階の計算

shindokai.xlsm ver.2.0 2015年12月2日 86KB

 加速度波形から気象庁震度階を求めます。 使っているVBAコードはここに置いておきます。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

フーリエ振幅スペクトルの計算

FFT.xlsm ver.2.1 2019年1月18日 164KB

 FFTでフーリエスペクトルを計算するだけのシートです。エクセルに備わっているFFTは結果が複素数になるのと、データ数が2の階乗でなければならないので、簡単にフーリエ振幅スペクトルを計算するシートを作りました。平滑化することもできます。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

K-NET地震波データの表示

knet.xlsm ver.2.0 2021年7月11日 89KB

 防災科学技術研究所の強震観測網K-NET/KiK-NETのASCII形式地震記録を読み込み,gal単位でエクセルシートに表示します。内容はマクロを表示させて確認してください。
 VBAマクロを使っていますので、ファイルを開く際に警告が表示されると思います。使う場合はマクロを有効にしてください。

ソフトウェア・リスト

ページのトップへ戻る