2022 Fiscal Year Annual Research Report
Earthquake Preparedness Recipe to Contribute to the Drastic Improvement of the Resilience of Traditional Wooden Houses
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19H00793
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
林 康裕 京都大学, 工学研究科, 教授 (70324704)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉野 未奈 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80758368)
南部 恭広 九州大学, 人間環境学研究院, 助教 (80802298)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 地震対策 / 伝統木造住宅 / 微動計測 / 静的加力実験 / 対策レシピ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[A] 動的変形特性の高精度化
実際の京町家を対象に、スマートフォン（MEMSセンサー）を利用した固有振動数の推定可能性について検討した。室内実験の結果からは、SN比が低い可能性が考えられたため、人力加振を行うなど、適用可能性を向上するための試験方法の工夫やデータ処理方法を試行し、改善方法についても検討した。
[B] 伝統木造住宅の実態把握
京町家の部分架構を忠実に再現した2層試験体の水平加力実験を行った。加力は漸増変位2回繰り返し載荷とし、目標最大変形角Rmax=1/15radとした。加力終了後に土壁を補修し、再度加力実験を行うことで補修効果に関する実証データも取得した。また、本実験では、試験体の動的変形特性や固有振動低下率についても確認し、最大応答変形角推定手法の構築と検証を行うため、微動計測を行った。さらに、衝撃弾性波試験による曲げ基準強度の非破壊推定法について、施工前後の柱材に適用し、曲げ基準強度の推定に軸力の影響が少ないことを確認した。最後に、本試験体を対象に、ブラインド解析(事前解析)を実施した。その結果、極めて類似したモデルを用いても、解析者によって解析結果に大きな違いが生じることを示すことで、レシピの必要性を示した。そして、実験結果を高精度で再現可能なシミュレータの構築を行うためには、柱脚の浮上りと同時に、柱頭のほぞ引抜けを考慮すること土壁の強度設定が、極めて重要であることを示した。
一方、単位軸組架構を用いた試験体を用い、耐震補強で慣用される格子壁やアスペクトや施工方法の異なる湿式土壁試験体の静的加力実験を行った。そして、各試験体の動的変形特性や復元力特性の比較を行った。
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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
スマートフォンに搭載されているMEMSセンサーを用いて、八脚門などの社寺建築などを対象として固有振動数の推定を行えることは確認済みであった。しかし、京町家については、人力加振を併用しても、固有振動数の同定を安定して推定することができなかった。今後、更に高度なデータ処理方法についても検討を行い、スマートフォンを用いた京町家の固有振動数の推定方法の構築を試みたい。しかし、他の研究内容については、当初想定していた以上の研究成果が得られており、３次元シミュレータの構築もほぼ可能な状況となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までの成果に引き続き、2022年度までに得られた実験データを基にして３次元シュミレータを構築した上で、パルス性地震動を入力とする時刻歴応答解析を行う。そして、実効性の高い耐震補強法について検討を行う。また、スマートフォンを用いた固有振動数の推定手法についてデータ処理方法の改良を行いたい。
また、i) 動的変形特性、ii) 類型化した架構（耐震要素の配置や量・接合部の仕様）、iii) 耐震性能（耐力や変形性能・崩壊形）、の3つの関係を統合することによって、架構から詳細な計算を要することなく、常時微動計測により架構の耐震性能を評価する手法を構築する。
更に、地域毎、あるいは、地震前・後に考慮すべき地震動特性や地震荷重レベル、居住者が選択する住宅への要求性能その他の要望などを考慮して、必要な耐震補強法（地震前）や早期復旧対策（地震後）をメニューの中から選択できる地震対策レシピのプロトタイプ構築を目指す。固有振動数の計測を含めた地震対策レシピの一連の操作は、スマートフォンのアプリで一括して実施可能としたい。さらに、固有振動数の計測に基づく耐震性評価技術を、地震後の応急危険度判定（即時残存性能評価）や早急な復旧にも応用可能としたい。
最後に、本研究で開発した地震対策レシピを実建物に適用することにより、既往の耐震診断法に対する地震対策レシピの有効性・簡便性を実証したい。
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Research Products
(15 results)
