地震発生後における木造建物の被害推定手法の構築

Research Project

Project/Area Number	22K04454
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 23030:Architectural planning and city planning-related
Research Institution	Kagawa University
Principal Investigator	宮本慎宏香川大学, 創造工学部, 准教授 (80505694)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords	木造建物 / 被害関数 / 被害推定 / 機械学習 / 画像解析
Outline of Research at the Start	四国地方における木造建物の面的な被害推定手法は、木造建物の解析モデルと南海トラフ地震と同じ海溝型地震の観測記録を用いた地震応答解析を行い、南海トラフ地震を想定した四国地方の木造建物の被害率関数を求めることで構築する。機械学習による画像診断を用いた土塗壁の被害評価手法は、土塗壁の実験データから機械学習のための画像データセットを作成することで構築し、実験結果や現地調査結果との比較から被害推定精度を検証する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では地震発生後における木造建物の被害評価システムを構築することを目的とし、南海トラフ地震を想定した四国地方の面的震度分布と木造建物の耐震評点Iw値に基づく面的な被害推定手法と、機械学習による画像診断を用いた被災木造建物の被害評価手法を構築する。令和4年度は、四国地方の面的な被害推定手法の構築に向けて、南海トラフ地震発生時の木造建物の被害推定に使用できる被害関数の地震動強さ指標を検討した。まず、四国地方の木造建物の耐力別解析モデルを作成し、それらの存在割合を日本木造住宅耐震補強事業者協同組合が所有する木造建物の耐震診断結果のデータを基に求めた。次に、南海トラフ地震の予想震源域で過去に発生した地震の観測記録をPGVで基準化した人工波を入力地震動として時刻歴応答解析を行った。解析結果から得られた最大層間変形角によって被災度判定を行い、様々な周期帯の平均加速度応答スペクトルと平均速度応答スペクトルを地震動強さ指標として被害関数を作成した。それらの相関分析の結果より、四国地方の木造建物の南海トラフ地震に対する被害関数の地震動強さ指標として、平均加速度応答スペクトルの場合は、大破以上の被災度が0.4～0.7秒、倒壊が0.7～1.0秒、平均速度応答スペクトルの場合は、大破以上が0.7～1.0秒、倒壊が1.3～1.6秒の周期帯が適していることを明らかにした。さらに、それらの地震動強さ指標を用いて四国地方の木造建物の大破以上・倒壊の判定の被害関数を構築した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和4年度は、機械学習による画像診断を用いた土塗壁の被害評価手法の構築に向けて、土塗壁の実大試験体を作製して静的加力実験を行い、変形角と損傷の関係を把握するとともに、損傷判定に用いられるひび割れと変形角の関係を画像解析により定量化する予定であった。しかし、実験が延期になったため、上記の項目は令和5年度以降に持ち越しとなった。それ以外の項目については予定通り進捗しているため、「おおむね順調に進展している」と判断した。
Strategy for Future Research Activity	令和5年度以降は、機械学習による画像診断を用いた土塗壁の被害評価手法の構築に向けて、土塗壁の実大試験体を作製して静的加力実験を行い、変形角と損傷の関係を把握するとともに、損傷判定に用いられるひび割れと変形角の関係を画像解析により定量化する。