棚の物が地震でも倒れないかの確認

質問

棚に置いた物が地震があっても大丈夫かどうかを
検討したいと思います。
棚に接している端面を支点として、モーメントの
釣り合いで考えればいいのかなぁと思っていますが、
その時に一般的に地震による力をどう考えるべきか
がわかりません。
一般的にこういった場合は地震力というのは
どう考えればいいのでしょうか？

回答No.1

warasubo

どの程度の地震を想定するかで問題が異なってきます。最大加速度が１Ｇを越える強震の場合、固定されていない物体は宙に浮くので、棚から飛び上がりますから接点を支点にする運動を論じるのではなく、固定している治具の強度の問題になります。
棚自体が倒れたりすることが無い程度の地震時に棚に置いた物の運動を考えるのであれば、棚と置いた物の力学的なシステムを構築して、地震動を外力として微分方程式を解けば、答えは出ます。実際には、外力は解析的な式であらわす事は出来ないので、デジタル化した地震動を外力に対して差分化した式を計算機で逐次計算して「物」の運動を出します。
強震の記録はたいてい加速度記録です。微小地震の記録は速度記録が多いです。速度記録を時間微分して加速度記録に変換する際には、単純に差分で求めることができますが、その逆に速度記録から加速度記録に変換する際には、速度記録に含まれているオフセットが加速度記録に１次の成分として現れてくるので、変換する前に速度記録のオフセット値を除去しておく必要があります。
地震時の構造物の振る舞いとして棚と棚の上のものの動きをとらえるのであれば、「応答スペクトル」という観点で見るのも１つの方法ではないでしょうか。ただ、応答スペクトルは、建築系の方の道具なので、地震学系の人は使いません。私はどちらかというと後者の方なので、応答スペクトル自体についての解説には自身がありませんのでご容赦ください。

お礼

もう少し簡単に単純に計算する物があればいいのですが。