Countermeasures against Long-Period Earthquake Ground Motion on Existing RC High-Rise Residences (=/< 60m) -Considering Lessons Learned from Recent Earthquake Disasters

Research Project

Project/Area Number	20H00275
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	眞田靖士大阪大学, 工学研究科, 教授 (80334358)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	阿波野昌幸近畿大学, 建築学部, 教授 (40708096) 桃井良尚福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (40506870) 権淳日大阪工業大学, 工学部, 講師 (70847847) 中野尊治大阪大学, 工学研究科, 助教 (00805806) 尹ロク現大阪大学, 工学研究科, 助教 (50844205)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥43,160,000 (Direct Cost: ¥33,200,000、Indirect Cost: ¥9,960,000) Fiscal Year 2022: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000) Fiscal Year 2021: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000) Fiscal Year 2020: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
Keywords	高層建築 / 鉄筋コンクリート / 杭基礎 / 耐震性能評価 / 構造実験 / 軟弱地盤 / 地震応答評価 / 構造解析
Outline of Research at the Start	平成28年国交省住宅局より「超高層建築物等における南海トラフ沿いの巨大地震による長周期地震動対策について（技術的助言）」が公表されたが，耐震設計で地震応答解析を必要としない60m以下の高層建築は対象とされていない．一方，近年の地震災害で，既存RC高層建築において構造部材の被害が限定的でも，非構造部材とみなされる方立壁の大被害により継続使用できない事例が数多く見られる．本研究では大都市圏の高層建築の巨大地震に対する災害耐性について，近年のRC高層住宅の被害実態を考慮して見直し，短期的に実現可能な対策を緊急に提言することを目的とする．
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は大都市圏の高層建築の巨大地震に対する災害耐性について，近年のRC高層住宅の被害実態（とくに方立壁の損傷）を考慮して見直し，短期的に実現可能な対策を緊急に提言することであり，下記の3つの小目的を設定する．【小目的①】既存RC高層建築の長周期地震動対策で示された地震動に対する耐震安全性を，近年のRC高層住宅の被害実態を考慮し，高精度かつ定量的に明らかにする．【小目的②】既存RC高層建築の長周期地震動対策で示された地震動に対する耐震安全性を保証するために必要な水平耐力を解明する．また，導かれた必要耐力を合理的に付与する方立壁を活かす強度型補強を提案し開発する．【小目的③】本研究ではRC高層建築の下層を模擬する方立壁付き柱梁架構の実験を実施し，応募者が先行研究で開発した力の計測法を駆使して，方立壁と周辺柱梁架構の相互作用に関する実験データを得る．また，同研究で開発した方立壁の解析モデルを追検証し，小目的①，②のための解析の信頼性を保証する．【令和2年度】研究対象として現代に普及する既存RC高層住宅を設定するため，大阪平野を想定したRC高層住宅の理想化モデルの地盤および上部構造のフレーム解析，並びに，構造躯体と一体的に建設された方立壁を有する既存RC高層住宅を対象とする上部構造のフレーム解析を実施し，小目的①の達成および令和3年度以降の研究遂行のための基礎資料を整備した．基礎資料には室温に基づく住宅の居住性能を維持する限界の評価概念の構築を含む．ただし，方立壁の解析モデルの検証は研究途上にある．すなわち，小目的③の達成のため，令和3年度にRC高層住宅の下部3層を模擬する方立壁付き柱梁架構の構造実験を実施する．令和2年度は実験用試験体の設計を行うとともに，方立壁が負担するせん断力と軸力を計測するための二軸ロードセルを製作した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 令和2年度は当初計画した研究を順調に遂行することができた．
Strategy for Future Research Activity	【令和3年度】本研究の小目的③（研究実績の概要を参照）を達成するため，令和2年度に設定した既存RC高層住宅（非構造部材に耐震スリットなどの特別な配慮がないもの）の下層部を模擬する方立壁付き柱梁架構の構造実験を実施する．本実験では応募者が先行研究で開発した力の計測法を応用し，方立壁が負担するせん断力と軸力を計測することで，方立壁と周辺柱梁架構の相互作用を模擬できる方立壁の解析モデルを検証するための基礎的実験データを得る．また，小目的①の達成の準備として，軟弱地盤上の杭基礎を有する建物を対象に，地盤－基礎－建物連成系の解析モデルの合理化法を検討する．一方，小目的②の達成の準備として，方立壁を活かす強度型補強方法について解析的な検討に着手する．