振動台及び高速オンライン実験法を併用した伝統的木造建築の地震被害と免震特性の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450252
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 西澤 英和 京都大学, 工学研究科, 講師 (70127116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤澤 彰 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10190026) ; 日向 進 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (60111994) ; 石田 潤一郎 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (80151372) ; 藤田 香織 東京都立大学, 工学研究科, 講師 (20322349) ; 小松 幸平 京都大学, 木質科学研究所, 教授 (20283674)
• Keywords: 木造建築 / 免震

Research Abstract

伝統的木造建築の免震特性と地震被害の解明のため全体のまとめを行った。以下に整理する。
1)人為的に地震動を発生させるため、小型の起振装置を試作した。能力は最高速度580.8m/s、最大加速度6146mm/s^2
2)伝統的木造建築の土壁と仕口の力学的な性能評価を模型を使って実験を行った。土壁においては損傷は散りまわりに集中し、しかも変形角1/60程度まで目視で確認できる損傷は生じず、オンライン実験では瞬間損傷エネルギーと応答速度との間には良好な相関関係があることが分かった。木造仕口の性能評価においては、剛接合とは言えないし、接合部の回転、構面の変形、直行材の影響等を考慮する必要がある。
3)伝統木造模型架構の振動観測と静的耐力の相関性の把握、実構造物の振動観測と地盤の波動伝達特性の把握については、模型架構の静的な荷重変形関係と振動観測により得られた荷重変形関係とは大まかに一致している。この事により、実建物の振動観測により当該建物の剛性が把握できることが分かった。更に巨大木造建造物において時間差入力する入力地震波の波動現象の特性を把握することが重要である。
4)衝撃的な振動観測手法による構造特性の評価においては、振動観測手法により構面ごとの剛性、水平せん断剛性を求めた結果、静的に求めたものの初期剛性の約2倍であった。また、部材ごとに衝撃的な振動特性をもっていることが分かり、建物が衝撃による部分的な破壊をする可能性を示唆した。
5)衝撃力に対する木造架構の力学的挙動に関する実験的研究においては、初期載荷は木枠と土壁を比べると土壁の方が剛性は高い。木枠と土壁とも衝撃のほうが静的より剛性が高い。また、土壁の剛性は速度依存して大きくなるが、木枠の剛性は速度依存していない。土壁は各コーナーがばらばらの挙動をするのを拘束する。