多雪地域の学校体育館等大スパン建築が満たすべき緊急避難施設としての耐震設計要件

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10128216
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: 田川 健吾 福井大学, 工学部, 教授 (90206904)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 浩一郎 福井大学, 工学部, 助教授 (50168192)
• Keywords: 学校体育館 / 地震被害 / 兵庫県南部地震 / 荷重係数 / 信頼性指標 / 確率過程 / 組み合わせ荷重

Research Abstract

学校体育館は大スパン構造で、屋根構造が軽量なので、相対的に積雪荷重の影響を受けやすい。多雪地域の緊急避難施設としての重要性から、積雪と地震の組み合わせ荷重に対する耐震設計の信頼性を改めて議論する必要がある。これまでに宝塚市内35学校体育館、阪神地区78学校体育館を実施調査し、一部の体育館については地震入力レベルと関連されて耐震診断を行い、今回の兵庫県南部地震による学校体育館被害の特徴と被害原因を分析した。今年度は、積雪時の学校体育館を想定して、特に重量の大きいPCコンクリート製屋根の学校体育館(西宮市)の被害に注目し、設計図書をもとに詳細な弾塑性地震応答解析を行って被害状況を検討した。その結果、柱梁軒接合部の固定条件および柱脚部の塑性降状により、屋根面の変位および加速度応答が大幅に変化し、特に軒接合部の応力は、柱脚部の塑性化によって急に増大し、危険となることなどが明らかになった。一方、積雪地域の学校体育館の耐震設計に当たって、一昨年、昨年と積雪荷重との地震荷重を確率時計的立場から検討し、重要度あるいは用途に応じて構造信頼性指標を向上させる立場から、それらに乗ずる荷重係数の妥当な組み合わせを求めたが、今年度は、実際に多雪地域において建てられた学校体育館の鉛直および水平荷重に対する終局耐力の相関を考慮し、モンテカルロ法により数値シュミレーションを広いパラメーター範囲で実施し、これまでに得られた結果、つまり、現状の耐震設計を基にし、重要度に応じてさらに高い信頼性を得るためには、地震荷重よりも積雪荷重の荷重係数を上げる方が効果が高いことを再度確認した。

Research Products

• [Publications] 田川健吾、石川浩一郎: "兵庫県南部地震による阪神地区学校体育館の被害状況とその分析" 構造工学論文集. 44B. 301-306 (1998)
• [Publications] 宮坂智信、田川健吾: "多雪地域に建つ学校体育館の構造信頼性に及ぼす積雪および地震荷重用途係数の影響" 第10回日本地震工学シンポジウム論文集. 3279-3284 (1998)
• [Publications] 江上智砂子、村井陽一、田川健吾: "兵庫県南部地震の激震地区に建つ学校体育館の被害分析" 第10回日本地震工学シンポジウム論文集. 3285-3288 (1998)
• [Publications] 石川浩一郎、田川健吾、定政 啓、田村公一: "積雪地に建つ大スパン構造のはり間方向水平地震荷重伝達および振動性状に及ぼす屋根面フレームの影響" 第10回日本地震工学シンポジウム論文集. 2591-2596 (1998)
• [Publications] 田川健吾: "多雪地域に建つ学校体育館の構造信頼性に及ぼす積雪および地震荷重用途係数の影響" 第3回都市直下地震災害総合シンポジウム論文集. 389-392 (1998)