「富岳」で数百〜数千の震源モデルを自動生成 大成建設らが3D地震動シミュレーション基盤開発：耐震

大成建設は、東京大学地震研究所、海洋研究開発機構と共同で、スーパーコンピュータ「富岳」を用いた3D長周期地震動シミュレーション基盤を開発した。

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　大成建設は2025年8月19日、東京大学地震研究所、海洋研究開発機構と、スーパーコンピュータ「富岳」を利用して、南海トラフなどの海溝型巨大地震で想定される多様な地震発生ケースを網羅的に解析できる3D長周期地震動シミュレーション基盤を共同開発したと発表した。従来、超高層建物などへの長周期地震動の影響を予測するには膨大な計算時間を要していたが、同基盤を適用することで、建物の耐震安全性能を短時間で詳細に検証できる。

技術の概要　出典：大成建設プレスリリース

　海溝型巨大地震の発生時には、超高層建物の固有周期と共振しやすい長周期地震動が広範囲に伝わることがある。そのため、超高層建物などの建設に際しては構造設計段階での影響予測が重要となるが、従来は地盤構造の複雑さに加え、想定震源域が全域にわたりずれ動く「全割れ」、一部がずれ動いた後に時間差で残りの地域がずれ動く「半割れ」といった多様な震源ケースにより計算負荷が高く、一般的なコンピュータでは正確な解析が困難だった。

　大成建設は、富岳の活用を前提に地盤モデルを生成し、想定される多様な地震発生ケースごとに震源モデルを自動生成できるプログラムを独自に開発。過去の多様な地震の特徴に基づき、数百から数千の震源モデルを数秒で生成し、それぞれの揺れを網羅的に再現する。さらに、地震研究所が開発、海洋研究開発機構が改良した3D有限要素法の計算コード「E-wave FEM」によって、巨大地震を対象とした地震動計算を行い、長周期地震動を短時間で高精度に把握できるシミュレーション基盤を富岳に構築した。

　解析で得られた地震動データを統計的に処理することで、平均的な揺れや最大級の揺れの大きさを把握できる。これにより、平均的な揺れでは損傷せず最大級の揺れでも倒壊しないといった、耐震安全性能の詳細な検証と損傷リスクの評価が行えるようになる

　このシミュレーション基盤は、文部科学省の「富岳」成果創出加速プログラムの一環として開発された。大成建設は超高層建物への試験適用を通じ、震源モデル生成の過程と長周期地震動計算手法について、国土交通省の審査を通過している。今後は、国内の共用計算環境を活用しながらシミュレーション基盤の社会実装を進めていく。