2007 Fiscal Year Annual Research Report
地震時の木造住宅の倒壊過程シミュレーション手法の開発
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19780140
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| Research Institution | Building Research Institute |
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Principal Investigator |
中川 貴文 Building Research Institute, 材料研究グループ, 研究員 (60414968)
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| Keywords | 木造住宅 / 振動台実験 / 個別要素法 / 倒壊解析 / 地震時応答解析 / 在来軸組構法 |
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| Research Abstract |
研究実績についてサブテーマごとに述べる
(1)シミュレーション手法の開発
これまでに開発した拡張個別要素法プログラムを、柱・梁等の軸材・モルタル外壁・土壁・接合部の荷重変形関係を入力するだけで、住宅全体の解析モデルを構築できるものに改良した。外装材のモデル化では、モルタルを三角形のソリッド要素で表現することで、モルタルの塗り面積による耐力の違い、破壊過程におけるモデルの質量の変化等を追跡することが可能となった。また計算結果を視覚的に確認できるように三次元表示インターフェースの開発を行った。
(2)接合部、部材の強度実験データ収集
モルタル壁・土壁の水平加力試験を行うことによって、入力パラメータとして用いる壁体の荷重変形関係を得ることができた。また水平加力試験に用いられた壁体から、接合部・部材を抽出し、要素実験を行うことで、強度実験データを収集した。得られた強度データは荷重変位関係を上記の倒壊解析プログラムにパラメータとして入力することで、現実の住宅に用いられている各種部材・接合形式を再現した倒壊シミュレーションを行うことが可能となった。
(3)実験との比較による検証、改良
平成17年度にE-ディフェンスで行われた補強・無補強の既存木造住宅の震動台実験の倒壊シミュレーションを行った。JR鷹取100%入力によって無補強試験体が倒壊した実験では、同条件の地震動入力で数値解析を行った結果、モルタルの剥落・柱の折損等の倒壊過程を追跡することができた。また実験結果と層間変位の比較を行ったが、シミュレーション結果はよく一致した。
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