2020 Fiscal Year Annual Research Report
Proposal of a universal design method for wooden vibration control housing that enables continued use after a large earthquake
| Project/Area Number |
19H00790
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
坂田 弘安 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (80205749)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 和浩 名城大学, 理工学部, 准教授 (80567397)
山崎 義弘 国立研究開発法人建築研究所, 材料研究グループ, 主任研究員 (70644425)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 戸建て木質住宅 / 木質耐力壁 / 木質制振住宅 / 耐力壁の性能劣化 / 制振設計法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
地震による経済的損失を抑え，早期復興を実現するには，国民の生活基盤を支える戸建て木質住宅の耐震性向上は最優先課題の一つであり，継続使用性まで確保しなければならない．従来型の耐震構造では，継続使用性の確保までは困難であることが昨今の震災で明らかとなり，その対策として制振技術が注目を浴びている．近年は戸建て木質住宅用制振デバイスの研究開発が活発であり，高い性能を示すデバイスも市場に登場しているが，それらを木質住宅に対し適用するための汎用設計法が存在しないため，その普及が妨げられている．
本研究では，建物の継続使用性には構造体の損傷だけでなく，仕上げ材などの非構造体の損傷も影響することに着目し，地震により構造体・非構造体に生じる損傷の多寡と性能劣化・修復費用の関係を明らかにし，さらには制振デバイスによる損傷抑制効果を明示できる木質制振住宅の設計法を提案し，制振技術の健全な普及に貢献することを目的としている．
以上のことを踏まえ，昨年度は以下の二つのことを実施した．
一つ目としては，一昨年度に実施した繰り返し載荷による木造耐力壁の静的載荷実験および既往研究のデータを用いて，任意のランダム載荷履歴を受ける場合の耐力及びエネルギー吸収性能を予測する評価式を提案した．
二つ目としては，内外装材を張った軸組構法木造壁を対象に静的載荷実験を実施し，損傷と層間変形角の関係をまとめ，記録の少ないものも含めた非構造体と構造体の相関関係に関するデータを収集した．試験体選定にあたっては，実務者へのヒアリングを繰り返し，より一般的な木造軸組工法住宅の壁を想定して作成した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，一昨年度に行った二つのことを踏まえ，大きく二つのことを行う予定であったが，それぞれに対して以下のような状況であるため，おおむね順調に進展していると判断した．
一つ目は，一昨年度に実施した繰り返し載荷による木造耐力壁の静的載荷実験および既往研究のデータを用いて，任意のランダム載荷履歴を受ける場合の耐力及びエネルギー吸収性能を予測する評価式を提案し，ある程度一般性があることを確かめることができた．
二つ目は，内外装材を張った軸組構法木造壁を対象に静的載荷実験を実施し，損傷と層間変形角の関係をまとめ，記録の少ないものも含めた非構造体と構造体の相関関係に関するデータの収集を行い，一昨年度に整理したデータの充実を実現した．試験体の損傷状況と修復性に関しても，実務者へのヒアリングを行い，データの精度向上を図った．
|
| Strategy for Future Research Activity |
非構造体の損傷度合いおよび，耐力壁の耐力劣化を調べる目的で，2019年度に整理し，昨年度の静的載荷実験の結果を踏まえた非構造体の損傷度合いと層間変形角の関係ならびに，複数回の地震動入力による耐力壁の耐力及びエネルギー吸収性能劣化の確認を軸組構法木造壁の振動台実験により行う．
対象とする試験体は2階建て木造住宅1階の一部をモデル化したもので，大きさが梁・柱・土台の芯々間距離で2730mm×2730mm×2000mmの軸組構法を対象とする．
具体的なパラメータとしては，耐力壁の種類（合板耐力壁・筋交い耐力壁各1種），制振壁の種類と有無（制振壁無し・鋼材ダンパー制振壁・粘弾性ダンパー制振壁各1種）を考え，6仕様である．各仕様1体ずつで6体の試験体を対象とする．なお，すべての試験体を昨年度の繰り返し載荷実験で用いた内外装材を含む試験体とする．
実験における計測計画であるが，昨年度の繰り返し載荷実験により入手した画像データと比較し，またそのデータに加えることで修復費用算出の精度を高めることを考えて，昨年度の繰り返し載荷実験と同様に，通常の耐力壁実験で行われる荷重計測および基本的な計測計画に加え，損傷状況の記録に重点をおき，静止画・動画により画像情報をふんだんに取り組むことを予定している．
|
