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Clarification of load carrying capacity, deformability and failure mechanism of shear walls under 3D loading, and proposal of suitable design procedure

Research Project

Project/Area Number 18H01586
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Nishiyama Minehiro  京都大学, 工学研究科, 教授 (50183900)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂下 雅信  国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (50456802)
谷 昌典  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50533973)
杉本 訓祥  横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60758233)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords耐震 / 壁 / せん断 / 破壊 / 二方向載荷 / 有限要素解析 / 耐震壁 / 変動軸力 / せん断耐力 / 変形性能 / 多軸載荷 / 耐力 / 変形能力 / 鉄筋コンクリート / 軸力 / 線材解析
Outline of Final Research Achievements

Evaluation methods have been proposed for load carrying capacity and deformability of shear walls subjected to 3-dimensional loading. Shear walls have high load carrying capacity and stiffness, which dominate seismic performance of building structures. When earthquakes hit buildings, shear walls are subjected to 3-directional dynamic loading such as in-plane, out-of-plane and vertical axial loadings. In the current practical structural design of buildings shear walls are designed against in-plane loading with constant axial load. Deformation to out-of-plane direction is assumed not to affect the load capacity in the direction of in-plane loading. In the loading tests carried out in this study at most 20% reduction should be taken into consider in the capacity evaluation of shear walls subjected to multi-directional loading.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地震時,耐震壁には,面内および面外方向水平力,鉛直方向軸力が3次元的に作用する。このような実際の状況における耐震壁の耐力と変形性能評価はこれまでになされていなかった。これを実験的数値解析的に解明し,評価方法を提案した。また,現在の耐震設計においては,耐震壁を設計する際,一定軸力下での面内方向への設計のみが行われ,面外方向への変形が面内方向耐力を低下させることは無視されている。本研究では,面外方向変形は面内方向せん断耐力を最大で2割程度低下させるという結果を実験的および数値解析的に示し,その耐力評価方法を提案した。本評価法により,さらに安全な建物の設計が可能となる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 高圧縮変動軸力を受ける鉄筋コンクリート造耐震壁の水平二方向加力実験2020

    • Author(s)
      山田諒,谷昌典,西山峰広
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 42 Pages: 325-330

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 軸力条件の異なる鉄筋コンクリート造耐震壁の水平二方向加力実験(その 1)~(その 3)2020

    • Author(s)
      西山峰広,山田諒,須貝太郎,谷昌典
    • Journal Title

      日本建築学会大会学術講演梗概集(関東),構造 IV

      Volume: 構造IV Pages: 253-258

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] 水平二方向載荷および軸力が鉄筋コンクリート造耐震壁の構造性能に及ぼす影響に関する有限要素解析を用いた検討2019

    • Author(s)
      山田諒,谷昌典,井戸硲勇樹,西山峰広
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 41 Pages: 439-444

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      2019 Annual Research Report 2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水平二方向載荷経路がRC 造耐震壁の構造性能に及ぼす影響に関する解析的研究2019

    • Author(s)
      山田諒,谷昌典,西山峰広
    • Journal Title

      日本建築学会近畿支部研究報告集構造系

      Volume: 59

    • NAID

      200000456390

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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 軸力条件の異なる鉄筋コンクリート造耐震壁の水平二方向加力実験(その 1)~(その 3)2020

    • Author(s)
      西山峰広,山田諒,須貝太郎
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会(関東),構造 IV
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Analytical Study on Effect on Bi-directional Lateral Loading and Axial Loading on Structural Performance of R/C Shear Walls by Finite Element Analysis2019

    • Author(s)
      YAMADA Ryo
    • Organizer
      The 21th Taiwan-Korea-Japan Joint Seminar on Earthquake Engineering for Building Structures, Hsinchu Taiwan, 2019.12
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水平二方向載荷および軸力が鉄筋コンクリート造耐震壁の構造性能に及ぼす影響に関する有限要素解析を用いた検討2019

    • Author(s)
      山田諒
    • Organizer
      日本コンクリート工学会 コンクリート工学年次大会2019(札幌)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 水平二方向載荷経路がRC 造耐震壁の構造性能に及ぼす影響に関する解析的研究2019

    • Author(s)
      山田諒
    • Organizer
      2019年度日本建築学会近畿支部研究発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都大学大学院工学研究科 建築学専攻 建築構法学講座 研究

    • URL

      http://www.rc.archi.kyoto-u.ac.jp/research.html

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      2020 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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