2021 Fiscal Year Research-status Report
避難施設となる空間構造物の機能維持を担保する耐震性能評価手法と損傷制御法の提案
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21K04617
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 智己 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10552458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船木 尚己 東北工業大学, 建築学部, 教授 (70347897)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 鉄骨置屋根構造 / 空間構造物 / 避難施設 / 屋根支承部 / 損傷メカニズム / 地震応答解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、避難施設として使用される空間構造物において発生した地震被害について、その発生メカニズムを解明し、避難施設の機能維持を担保する耐震性能評価法・損傷制御法の提案を目指す。
令和3年度は、被災した体育館を模擬した立体モデルによる静的・動的解析を実施し、屋根支承部に作用する応力について検討した。検討モデルは桁行方向（X方向）に屋根支承部を有する2辺支持型モデルを設定した。梁間方向（Y方向）の地震力に対して、妻構面における屋根支承部の梁間方向（Y方向）に応力が集中し大きな反力が発生することを確認した。加えて、地震力の加力方向と直交する桁行方向（X方向）に対しても反力が発生することが明らかとなり、その桁行方向に発生する支承部反力については、桁行方向に配置された支承部全体で均等に負担し得ることがわかった。一方で、桁行方向（X方向）の地震力については梁間方向と逆の結果となり、妻構面の屋根支承部の梁間方向（Y方向）に他の支承部に比べ大きな反力が発生することを確認した。以上の結果より、特に妻構面における屋根支承部の梁間方向（Y方向）には、2方向の地震力によって極めて大きな反力が発生し得ることが明らかとなった。地震力と直交する方向に現れる屋根支承部の反力については、屋根面の回転作用により発生していることが確認でき、今年度の解析条件の範囲内であるが理論的な展開により反力を求めることが可能であることがわかった。
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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
当初の計画通り、加力方向に対して直交する方向に現れる屋根支承部の反力の存在を明らかにすることを目的とし解析的検討を進めてきた。今年度は、桁行方向（X方向）に屋根支承部を有する2辺支持型モデルについて、2方向の地震入力に対して妻構面における屋根支承部の梁間方向（Y方向）に極めて大きな反力が発生し得ることを確認することができた。現在は、屋根支承部に作用する応力の定量化を図るための解析的検討を進めている。同時に
空間構造物の避難施設としての機能維持を担保するための補強方法についての検討も進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
屋根支承部に作用する応力をはじめ、避難施設としての機能維持を担保するための耐震指標の提案、屋根面や屋根支承部の損傷制御については、建築形態（建物規模・屋根形状）をはじめとした様々な因子に関するパラメトリックな解析的検討を中心に定量化を図り精査することが本研究課題の遂行に効果的であると考えている。当初は実験的な検討を予定していたが、当面は解析的検討を主に進める予定である。
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| Causes of Carryover |
当初の予定では、次年度の実験の準備を進める予定であったが、今年度はパラメトリックな解析的検討により、屋根支承部の作用応力を定量化し精査することに主眼を置き研究を進めてきたため、計上していた実験準備にかかる経費が未使用のままとなった。
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