2019 Fiscal Year Research-status Report
Estimation of Collapse Modes of Traditional Timber Houses for Improvement of Collapse Ultimate Deformation
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19K23560
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| Research Institution | Building Research Institute |
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Principal Investigator |
大村 早紀 国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 研究員 (70848283)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 伝統木造住宅 / 倒壊限界変形 / 破壊機構 / 極大地震 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
伝統木造住宅の倒壊限界変形向上のための破壊機構推定法の構築を目標とし、以下の検討を行った。
A) 平面架構の崩壊形推定式の提案
京町家の鉛直構面を模した2層平面軸組架構（以下、平面架構）の静的水平加力実験結果を用いて、平面架構の倒壊時の崩壊形を整理するとともに、崩壊形推定式を定式化した。まず、実験で見られた損傷状況から、平面架構の倒壊時の崩壊形を「1層崩壊形」・「2層崩壊形」・「全体崩壊形」の3つに分類した。1層崩壊形および2層崩壊形では、通し柱の折損などの軸組の脆性破壊により、層崩壊に至る。それに対し、全体崩壊形では層のせん断変形の差が小さく、軸組が健全であるまま高い変形性能を発揮可能である。すなわち、極大地震に対する倒壊余裕度を向上するには、架構の崩壊形の把握し、崩壊形が全体崩壊形となるよう設計・補強することが望ましい。そこで、研究代表者らが過去に提案した大垂壁付き架構の崩壊形推定式を改良し、一般的な平面架構に適用可能な形に定式化した。提案式では、対象架構がそれぞれの崩壊形となる場合の耐力を柱および壁の耐力の累加によって算出し、3つの崩壊形のうち耐力が一番小さい崩壊形によって、対象架構の崩壊形と耐力を推定する。そして、提案式により、平面架構の実験結果における崩壊形を概ね推定可能であることを確認した。
B) 時刻歴非線形応答解析プログラムの構築
特徴の異なる復元力特性を持つ耐力要素の数や配置が、架構の変形性状や破壊の進展状況、倒壊時の破壊機構に及ぼす影響を検討するため、多質点系の時刻歴非線形応答解析プログラムを作成した。今後、本プログラムによる検討を進める予定である。
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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
現在までに、伝統木造住宅の破壊機構の解明に向けて、京町家の鉛直構面を模した2層平面軸組架構（以下、平面架構）の静的水平加力実験結果を用いて、平面架構の倒壊時の崩壊形を整理するとともに、崩壊形推定式を定式化した。そして、今後の検討に用いるための、多質点系の時刻歴非線形応答解析プログラムを作成した。
以上により、本研究課題の進捗状況について、上記区分の通り判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、①単一の鉛直構面（平面架構）、②複数の鉛直構面と水平構面からなる立体架構を対象とし、特徴の異なる復元力特性を持つ耐力要素の数や配置が、架構の変形性状や破壊の進展状況、倒壊時の破壊機構に及ぼす影響を検討する。また、①と②の結果を比較することで、立体架構の破壊機構を推定する上での、水平構面の剛性などによる影響について考察する。そして、伝統木造住宅の倒壊限界変形の向上のため、平面架構および立体架構の破壊機構を推定する上での留意点や、変形性能の高い破壊機構とするための補強案を提示する。
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