Proposal of a universal design method for wooden vibration control housing that enables continued use after a large earthquake
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19H00790
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
坂田 弘安 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80205749)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 義弘 国立研究開発法人建築研究所, 材料研究グループ, 主任研究員 (70644425)
松田 和浩 名城大学, 理工学部, 准教授 (80567397)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥35,750,000 (Direct Cost: ¥27,500,000、Indirect Cost: ¥8,250,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2021: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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| Keywords | 戸建て木質住宅 / 木質耐力壁 / 木質制振住宅 / 耐力壁の性能劣化 / 制振設計法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の概要は、制振のメリット、すなわち大地震後の継続使用性まで住宅に付与することを定量的に評価した上で、”制振”の定義を明確に打ち出し、これを実現する設計法を提案することである。最終的には、制振デバイスの設計から、それらの住宅への取り付け方、必要個数の算定など、設計者が関与する全ての設計行為を支援する指針として取りまとめ、書籍の出版、講習会の実施によって、高性能木質制振住宅の健全な普及に貢献する。住宅用制振技術の開発は様々なメーカーが参入しているが、本研究により制振の定義（求められる性能）を明確化することで、必然的に制振技術の淘汰が行われ、より高性能な技術開発が促進されることも期待している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震による経済的損失を抑え，早期復興を実現するには，国民の生活基盤を支える戸建て木質住宅の耐震性向上は最優先課題の一つであり，継続使用性まで確保しなければならない．従来型の耐震構造では，継続使用性の確保までは困難であることが昨今の震災で明らかとなり，その対策として制振技術が注目を浴びている．近年は戸建て木質住宅用制振デバイスの研究開発が活発であり，高い性能を示すデバイスも市場に登場しているが，それらを木質住宅に対し適用するための汎用設計法が存在しないため，その普及が妨げられている．
本研究では，建物の継続使用性には構造体の損傷だけでなく，仕上げ材などの非構造体の損傷も影響することに着目し，地震により構造体・非構造体に生じる損傷の多寡と性能劣化・修復費用の関係を明らかにし，さらには制振デバイスによる損傷抑制効果を明示できる木質制振住宅の設計法を提案し，制振技術の健全な普及に貢献することを目的としている．以上のことを踏まえ，昨年度は以下の二つのことを実施した．
一つ目は，石こうボードの劣化挙動と損傷に注目して動的・静的載荷実験を行い，載荷履歴の影響，動的・静的の影響に関して，特に等価減衰定数を中心にその違いに関して把握した．
二つ目は，繰り返し地震に対する耐力壁の劣化挙動を高精度に評価し、木造耐力壁の繰り返し変形による耐力劣化を考慮した任意変形履歴における応答スペクトル法を提案した．これにより木造住宅の繰り返し地震に対する性能評価指標を示し，最大層間変形角・制振壁の水平力の負担割合より耐震性能保持能力が予測できることを示した．また，耐力壁と制振壁を有した木造住宅の繰り返し地震に対する耐震性能保持能力を個々の壁の評価から定量的に評価できる可能性を示した．さらに，制振壁を有した木造住宅が繰り返し地震に対する耐震性能保持能力において優位性を有することを定量的に示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，一昨年度に行ったことを踏まえ，大きく二つのことに対して以下のような状況であるため，おおむね順調に進展していると判断した．
一つ目は，石こうボードの劣化挙動と損傷に注目して動的・静的載荷実験を行い，等価減衰定数は載荷速度より，既に経験した最大変形による影響が強いこと，接合具を釘とビスで比較したところ，耐力はビス仕様の方が高いものの等価減衰定数は釘仕様の方が高くなることを把握した．
二つ目は，木造住宅の繰り返し地震に対する性能評価指標を示し，最大層間変形角・制振壁の水平力の負担割合より耐震性能保持能力が予測できることを示した．また，耐力壁と制振壁を有した木造住宅の繰り返し地震に対する耐震性能保持能力を個々の壁の評価から定量的に評価できる可能性を示した．さらに，制振壁を有した木造住宅が繰り返し地震に対する耐震性能保持能力において優位性を有することを定量的に示した．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究成果をもとに現時点では以下の状況にある．地震動のエネルギースペクトルの速度換算値と速度応答スペクトルを用いて耐力劣化と任意変形履歴における等価減衰定数を評価した．それを用いることで木造耐力壁の繰り返し変形による耐力劣化を考慮した任意変形履歴における応答スペクトル法を提案し，既往手法と比較することでその妥当性と優位性を示した木造住宅の繰り返し地震に対する性能評価指標を示し，最大層間変形角・制振壁の水平力の負担割合より耐震性能保持能力が予測できることを示した．また，耐力壁と制振壁を有した木造住宅の繰り返し地震に対する耐震性能保持能力を個々の壁の評価から定量的に評価できる可能性を示した．さらに，制振壁を有した木造住宅が繰り返し地震に対する耐震性能保持能力において優位性を有することを定量的に示した．
今後は，より多くの事例に提案手法を適用して，その精度の検証ならびに向上をはかり，最終的な汎用設計法の提案に結び付けたい．
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Report
(5 results)
Research Products
(11 results)
