Development of evaluation of buildings by residural deformation angle of column

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18149
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 島田 侑子 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90586554)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 残留変形 / 耐震性能 / 損傷検知 / 応力発光塗料

Outline of Annual Research Achievements

建物の残存耐震性能の関係を把握するため，立体骨組の動的載荷実験を行った．柱の残留変形角だけでは最大変形角の推定が難しいことがこれまでの検討でわかってきているので，残留変形角と併せて骨組が経験した最大変形角を明示するために，塑性化する部材端に土木分野で用いられている実績のある応力発光塗料を使用して変形量の可視化を図ることも併せて行った．
立体骨組試験体はアルミ材からなり，矩形柱と矩形梁で構成したフレーム上に，錘を搭載した1×1スパンとした．主たるパラメーターは崩壊型と入力特性である．崩壊型は柱を細くし，梁の剛性をあげた1層崩壊型と，梁端に切れ込みをいれて塑性化させやすくしたことによる全体崩壊型とその中間と考えられる部材サイズの３種類とした．入力については主要な地震波を5波（神戸波，ElCentro波，Taft波，八戸波，仙台波）とした．
動的載荷実験は，千葉大学建築構造実験棟内の振動台装置を用いて実施した．同一入力波に対して，加速度倍率で10%程度から段階的に大きくしていきながら，各層における荷重変形関係と柱の残留傾斜角を計測し，その対応関係を直に把握することで，骨組みが有する耐震性能に対して柱の残留変形角がどのように対応しているのか確認した．
また，部材端に塗布した応力発光塗料が加振中にどのように発光するかを，目視と輝度計で計測し，土木分野よりも大きいひずみが繰り返し生じる中での損傷の可視化の様子を検討した．応力発光塗料の部分に設置したひずみゲージと輝度計の計測値を照合させ，明るさでひずみの程度を感知することで，より簡単に建物に生じた変形を把握するシステムの構築への基礎となるものと考えられる．