2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H02373
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河野 進 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30283493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Wijeyewick remaA 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (10323776)
渡邊 秀和 国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 研究員 (20620636)
向井 智久 国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 主任研究員 (30318208)
丸田 誠 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (30416763)
坂下 雅信 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (50456802)
谷 昌典 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50533973)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 損傷制御 / アンボンドPCaPC造 / セルフセンターリング / ひび割れ低減 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，大地震に対しての安全性だけでなく使用性や修復性も重視した設計が建築物に求められている．こうした社会的需要に応える構造形式の1つとして，エネルギー消費要素を兼ね備えたアンボンドプレキャストプレストレスト構造形式による損傷制御型構造の実用化研究を進めている．この構造は，変形を部材端部の圧着面に集中させることで，部材の損傷を最小限に留め，エネルギー消費要素を付加したことで，履歴面積を大きくし，PC鋼材の緊張力により残留変形を抑制したフラッグシェイプ型の履歴特性を実現する．こうした構造形式の一つである靭性型アンボンドPCaPC構造を近年の大震災で建物の継続使用を妨げる要因となったRC造方立壁や袖壁に用いれば，耐震性能及び損傷制御性能を向上させ，地震後の早期復旧に繋がることが期待出来る．本研究では，損傷度を評価可能なアンボンドPCaPC壁の解析手法の構築を目的とし，昨年度実施したアンボンドPCaPC造壁試験体の実験結果を用いて，マルチスプリングモデルによる履歴復元力特性及び損傷量の再現を行った結果，以下の結論を得た．
1) D-2を除いた試験体3体で，解析値は部材変形角R=2.0%までの実験値の包絡線及び内部ループを精度良く評価できた．しかしダンパー付きアンボンドPCaPC試験体では部材変形角R=3.0%以降，残留変形角の解析値が実験値より0.2％~0.4％程度大きくなる傾向があった．
2) コンクリートおよびPC鋼棒のひずみに着目すると，全試験体で解析値は部材変形角R=2.0％までの実験値を精度良く評価できた． しかし実験では水平力を除荷した際に，PC鋼棒のひずみが初期緊張力導入時のひずみから減少する傾向にあり，解析ではその傾向を再現することが今後の課題となった．
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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
本研究の目的は，材料・配筋・形状・構法を工夫して矩形断面を有するRC造壁の耐震性能を向上させ，周辺部材も含めて損傷を抑制し，建物全体の機能維持・早期復旧を可能とする経済的な壁構造システムを提案することである．
1)【一体打ちRC壁】一体打ちRC造壁について，断面形状・配筋方法・材料強度を工夫して，一体打ちの範疇で最も損傷制御に有効な方法を提案する．（強度型での開発）
2)【圧着型PCaPC壁】ロッキング式セルフセンターリングシステムを圧着型PCaPC造連層耐震壁に適用し，壁板や周辺部材の損傷を飛躍的に低減する．（靭性型での開発）
3)【袖壁や方立て壁への応用】上記の損傷制御技術を袖壁と方立て壁に応用し，これまでの地震被害で繰返し問題となってきた2次壁の被害を大幅に低減する．（2次壁への応用）
現在，1)と2)をほぼ終えており，3)に着手したところである．そこで，計画はおおむね順調に進展していると考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，以下の2点についての研究を進める．
1)【実構造物を対象にした性能確認】2年間で得られた部材実験の成果を基にして，損傷制御構造の典型的建物モデル建物を設計し，この建物をモデル化してその構造性能を確認する．実構造物に近い形状の壁モデル試験体にダンパーを配置し載荷を行うことで，各層の変形や部材の損傷をなるべく現実に近い形で再現し，意図する機能維持性能が実現可能であることを検証する．実験結果は，解析モデルで予想および追跡を行い，構築した解析モデルの妥当性も検証する．
2)【建物の機能維持・早期復旧シナリオの策定】建物の機能維持・早期復旧に必要な条件をまとめ，提案する構造形式がこれらの条件を満足するための構造特性を明らかにする．さらに，地震動の大きさによりそれぞれの建物の地震時応答と地震後損傷の程度に関して，解析モデルを用いて予想し，機能維持・早期復旧に必要な条件を満足していることを分かりやすくシナリオ化する．
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