2015 Fiscal Year Annual Research Report
津波漂流物による建物の衝突崩壊解析技術の構築と避難ビルの設計支援
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25420567
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
磯部 大吾郎 筑波大学, システム情報系, 教授 (00262121)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 津波避難ビル / S造建物 / 衝突崩壊解析 / 津波波力 / 津波漂流物 / ASI-Gauss法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
先の東日本大震災を受け、浮力と流体力、さらには漂流物による衝撃力を受ける可能性のある津波避難ビルの建築基準策定が進んでいる。その適正な基準を策定する上で、流体力の評価および津波漂流物との衝突に対するビルの強度評価をなるべく正確に実施する必要がある。そこで本申請課題では、粒子法に基づいた津波シミュレーションによる流体力の算出、および独自開発されたASI-Gauss法に基づいた崩壊解析による建物の対津波漂流物被害評価を実施し、津波避難ビルに必要とされる基本仕様を明確化することを目的とした。今年度は安定化有限要素法による津波シミュレーション結果を用い、流体力を含めた津波外力の適切な算定を実施し、得られた津波外力の算定値に基づき、建築構造モデルに流体のみが作用した場合の影響を調査した。次に、S造の津波避難ビルに対し地震応答および津波波力作用連続解析を行うことで、地震力、津波波力がビルに与える影響を調査した。その結果、壁が無い構造は抗力を逃すために津波に対し優位性が高いが、その場合にも漂流物の衝突力およびその後の抗力を受けるため、想定される漂流物の最大重量から衝突力のピーク値を見積もり、最大層間変形角が十分低くなるように設計する必要があることが分かった。また、浸水深が比較的小さい場合にも、漂流物の衝撃力により低層部の柱が損傷し、建物が倒壊する危険性があることが定量的に確認された。さらに、構造物に及ぼす津波力の大きさとその分布を正確に把握するために、水理実験および安定化有限要素法による流体解析を実施し、推定波力の適用範囲などの有用な知見を得た。
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