| Project/Area Number |
21KK0074
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
前田 匡樹 東北大学, グリーンクロステック研究センター, 教授 (30262413)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
楠 浩一 東京大学, 地震研究所, 教授 (00292748)
SHEGAY ALEKSEY 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 研究員 (90866170)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 次世代耐震性能設計 / 修復指標 / 構造性能 / 修復費用 / 経済損失 |
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| Outline of Research at the Start |
災害にレジリエントな都市を構築するためには、地震により倒壊しない（人命の保護）最低限の目標だけではなく、地震後の継続使用、早期復旧による機能維持が可能な建築物が極めて重要である。
そこで本研究では、地震被害を受けた建築物の復旧可能性や合理性を判断するための修復性指標（修復Index）を開発することで、次世代型の耐震性能評価法を構築することを目的とする。世界有数の地震国で、多くの知見や技術を有する日本とNZの研究者が連携して、研究開発を行うことで次世代型の建築物の耐震性能評価法・設計法を開発し、レジリエントな社会並びに国土強靭化に貢献するとともに、世界へ発信することで、世界標準となることを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、補修性指標に基づく設計法・性能評価法を開発し、日本及びNZの両国に加えて、世界の建築物へ展開することを目標としている。
そのために、① 補修による構造性能の回復度の定量評価（Capacity）、② 補修方法と復旧費用の関係の評価（Cost）、③ 地震被害による経済的損失の評価（Loss）に関して、過去の実験や地震被害データを収集・分析し、それらを総合して、④ 復旧に投資する費用の合理的評価と修復性指標の開発（Repair Index）を開発することを目標としている。
2023年度は、カウンターパートであるオークランド大学に渡航し、新設梁部材の静的載荷実験を4月～5月に、梁部材の補修を6月～7月に実施した。さらに補修した梁部材の振動台実験の計画について、カウンターパートと議論し、12月～2024年2月にかけて実施し、補修の効果に関する実験データを取得することができ、大きな成果を得ることができた。
これにより、東北大学、オークランド大学の双方で作業を進めた、損傷が生じたRC部材の補修により構造性能回復（Capacity）を評価するためのデータベース構築について、データを充実させることができた。
さらに、復旧費用（Cost）及び経済損失（Loss）については、米国FEMAの指針を用いて、評価する枠組みについて検討し、モデル建物について修復性指標（Repair Index）を試算して、その有効性を確認するとともに、評価の方向の議論を深めることができた。
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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
実験作業が本格化したことから、2022年4～5月及び2023年12月～2024年2月にかけて、研究代表者・前田が2回、前田研究室の大学院生3名が合計5回、NZへ渡航し、実験準備、実験の実施、データの分析、Repair Indexの評価法の検討など、オークランド大学のカウンターパートと、緊密に連携しながら実施することができており、学術論文などの成果も出始めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
① 補修による構造性能の回復度の定量評価（Capacity）：部材種別、破壊モード、損傷程度、補修方法と構造性能などのパラメータを分析し、補修の効果を定量化し建物の構造性能回復を評価するためのデータベースを構築する。2023年度にオークランド大学で実施した梁部材の静的載荷実験・振動実験結果も含めた構造性能回復データベースをさらに拡充させる。
② 補修方法と復旧費用の関係の評価（Cost）：日本、NZの両国の典型的な構造部材、非構造部材、設備機器の損傷度及び補修方法と補修費用の関係を調査する。NZの2011年クライストチャーチ地震、2016年カイコウラ地震、日本の2011年東日本大震災、2016年熊本地震などの過去の地震被害の復旧過程の情報を調査し、建物の補修方法・補修後の性能と復旧費用の関係を明らかにする。米国FEMAのP-58 Performance Assessment Calculation Tool (PACT)を用いて、様々な建物に適用して評価する方法を開発する。
③ 地震被害による経済的損失の評価（Loss）：建物の復旧に要する工事費用、復旧期間における事業停止・利用停止等による経済的損失について、機能停止期間（ダウンタイム）を特定し、経済的損失を評価するモデルを開発する。
④ 復旧に投資する費用の合理的評価と修復性指標の開発（Repair Index）：②③の成果に基づいて、性能・費用・経済的損失等の複数の要素を組み合わせた修復性指標（RI）を地震被害事例データベースに適用して、被災建物の補修／建替の判断を合理的に行うためのクライテリアを設定する。
⑤ 補修性指標に基づく設計法・性能評価法への展開（Design）：④で開発した修復性指標を用いて「修復性」を考慮する修復性評価設計の共通モデルコードを作成し、米国ATC145などの海外の設計法への展開を図る。
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