2017 Fiscal Year Annual Research Report
Collapse behavior analysis and quantification of safety margin if traditional timber buildings against excessive earthquake ground motions
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15H02275
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
林 康裕 京都大学, 工学研究科, 教授 (70324704)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
多幾山 法子 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (10565534)
杉野 未奈 京都大学, 工学研究科, 助教 (80758368)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 伝統木造建物 / 倒壊余裕度 / 生物劣化 / 立体効果 / 静的加力実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[熊本地震における住宅倒壊被害の分析] 2016年熊本地震における主要観測点周辺で実施した木造住宅被害調査結果に基づき、兵庫県南部地震における木造住宅の倒壊率被害関数を用いて、倒壊集中域では最大地動速度が150cm/sを大きく超えていたことを推定した。
[劣化要素実験] H28年度には衝撃弾性波を用いた完全非破壊のヤング係数推定法を構築した。H29年度は衝撃弾性波法の計測冶具、計測方法、データ処理方法に改良を加え、試験法の信頼性向上を行った。また、和歌山県に実在する文化財建物に適用して、柱部材を対象にした非破壊検査と、劣化部材から切り出した小試験体の曲げ試験を行って、劣化度と材料強度の低下度の定量的評価を行い、対象建物の安全性評価を行った。
[架構実験] 静的加力による倒壊実験を行い、層間連成効果、総持ち効果などを検討した。通し柱や連層壁を有する町家タイプの2 層軸組架構を対象として、変形角1/15以上の大変形領域における2層間の連成による変形一様化効果（層間連成効果）に着目した補強要素（Amidaフレーム）の提案を行った。また、差鴨居・垂壁付き架構で構成される架構の倒壊限界を把握するための設計式を構築するとともに、倒壊限界変形を増大させる耐震補強法の提案を行った。さらに、差鴨居・垂壁付き架構に井桁状梁が不可された枠の内（立体）架構について、倒壊限界余裕度を確認するための静的加力実験を行った。
[設計用解析モデルの提案] 倒壊挙動を実用的な簡略さで追跡可能な設計用解析モデルとして、簡略的な解析モデルの提案を模索した。通常の設計解析では、せん断質点系の解析モデルが使用されているが、層間連成効果を考慮可能な解析モデルとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
熊本地震における住宅倒壊被害の分析では、観測記録偽装事件などの影響を受けて論文の取り下げ、論文内容の再構成などを経たが、無事、掲載決定に至っている。大幅な影響や時間的ロスは受けたものの、当初の計画を超えた成果が得られていると判断している。
一方、衝撃弾性波を用いた既存建物部材の材料定数評価法の構築は、実用段階に入りつつある。本研究の大きな成果の一つである。文化財建物の耐震診断業務を行う研究者・実務家から引き合いが来ている。最終年度で、完成を目指したい。
架構実験や設計用解析モデルの提案は、ほぼ順調に進展している。ただし、ここで特筆すべきは、立体架構の大変形静的水平加力試験装置について、独創的な試験装置をH29年度に開発した。本試験装置は、国内外の他の研究機関の追随を許さない優れた装置で、今後とも優れた研究成果を創出可能であると自負している。
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| Strategy for Future Research Activity |
[劣化要素実験] これまで、材軸方向の衝撃弾性波試験法の開発を行っていたが、最終年度では、シロアリ食害を推定するために、材直交方向の試験法の開発を行う。
[架構実験] H29 年度に倒壊限界余裕度を確認するための静的加力実験を行った立体架構について、損傷箇所を補修して再利用するとともに、耐震補強を実施し、損傷部分の補修・耐震補強効果確認を確認するための静的加力実験を実施する。
[解析] 立体架構モデルと簡略的な解析モデルを用いて、倒壊余裕度の定量化を行う。代表的な伝統木造架構形式として、1列4室型の町家型町家を想定し、地域による構法の違いを解析パラメータとして、架構の耐力や倒壊限界変形角の変化について考察する。また、パルス性地震動や長周期地震動の予測波を用いて、伝統木造住宅の倒壊余裕度について定量的に評価する。
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