2015 Fiscal Year Research-status Report
中小規模空間構造と非構造材の統合型制振によるパネル材等の落下防止と耐震社会の実現
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15K06290
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
石川 浩一郎 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50168192)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 中小規模空間構造 / 学校体育館 / 非構造材 / 天井パネル / 時刻歴応答解析 / 常時微動測定 / 等価静的地震力 / 耐震性能評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
幼稚園や保育園の遊戯室、学校体育館、スポーツホール等の10ｍから60ｍほどまでの中小規模空間構造における非構造要素パネルすなわちガラスや木毛セメント、ALCのパネル、在来金属系下地天井のパネル等を対象としている。
本研究の目的は、むくりのある構造特有の面外振動と積雪荷重により励起される地震応答増幅の制御方法を明確に示す。次に、パネルの崩落現象を経験工学的な視点からも解明し、高所の落下物から人命を保護するために独創的な落下防止統合型制振システムを先駆的に発展させることである。
常時微動測定に基づいた構造要素と鋼製天井要素の立体解析モデルの構築、及び時刻歴応答解析による連成振動性状と作用地震力の分析・検討を以下のように行った。
既存学校体育館の構造躯体（ギャラリー位置）と天井（天井パネル位置）で測定した常時微動記録や実地調査結果を平成26年４月に施行された天井の基準等（建築基準法施行令の一部改正案）と照合させながら検討し、接合部や取り付け部の詳細を図面化する作業や調査結果の分析・検討を行った。そして、本研究目標を達成するために、まず常時微動測定の固有周期にほぼ一致する構造要素と鋼製天井要素の立体解析モデルを構造図や耐震診断結果等を用いて構築した。次に、その時刻歴応答解析から構造要素と鋼製天井要素の連成振動の解明とともに振れ止めブレースや水平補剛材等の鋼製天井要素に作用する応力や変形等の応答、等価静的地震力、作用震度等を解明した。
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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
交付申請書に記載した研究目的・目標や研究実施計画に本研究実施状況を照らした結果、ほぼ記載したとおりに実施できていることが確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
鋼製天井要素を含む本既存学校体育館構造の等価静的地震力の分布とベースシア係数について以下のとおり研究を推進する。
応答スペクトル法を適用して算定するとともに時刻歴応答解析と比較・検討して精度を検証する。現実的な鋼製天井要素の耐震性能評価法としては次のように考えられる。まず、時刻歴応答解析により大スパン建築の水平構造要素と鋼製天井要素の連成応答加速度を静的水平力と鉛直力に置換した静的地震力に設定する。そして、動的解析により目標値を満足することを検証する。しかしながら、この評価法は超高層や超大スパン建築物等においてしばしば用いられるが、学校体育館等の中小規模空間構造において上記のような時刻歴応答解析を用いた設計手法を採用することは少ない。これはモデル化の困難さや精度、適用基準等によるものと考えられる。
本目標を実現するために、構造要素と連成して鋼製天井要素に作用する等価静的地震力を刺激関数や増幅係数、加速度応答スペクトル値により推定する計算法を提案し、時刻歴応答解析により精度検証する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は1,022円となった。研究を実施するうえで必要な消耗品が予定していた価格よりも安価に購入できたことが理由である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究を計画どおり実施するために必要な消耗品の購入で使用する。
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