材料性能のばらつきから間取りの多様性までを考慮した木造住宅の耐震性能評価

Research Project

Project/Area Number	23K13441
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research Institution	Nara Women's University
Principal Investigator	角田功太郎奈良女子大学, 生活環境科学系, 助教 (30963954)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	木造住宅 / 耐震性能
Outline of Research at the Start	本研究の目的は、材料スケールのものから、耐震壁、そして実大の木造住宅までを対象とした耐震性能のばらつきに関する評価を目指すものである。さらにはこの耐震性能のばらつきを考慮した上で、様々な壁配置・間取りを有する実際の住宅を想定したシミュレーションを実施し、最終的には耐震壁の数が同じでも地震に強い平面計画を統計的・確率的に明らかにすることを目指す。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、材料スケールのものから、耐震壁、そして実大の木造住宅までを対象とした耐震性能のばらつきに関する評価を目指すものである。さらにはこの耐震性能のばらつきを考慮した上で、様々な壁配置・間取りを有する実際の住宅を想定したシミュレーションを実施し、最終的には耐震壁の数が同じでも地震に強い平面計画を統計的・確率的に明らかにすることを目指す。今年度は、課題の一つである「地震に強い住宅の平面計画の分析」について検討を進めた。実際の住宅を想定した動的シミュレーションにより、壁配置・間取りと地震時応答の関係について整理した。対象とした各住宅について、時刻歴応答解析により推定した最大層間変形を目的変数とし、平面形状のアスペクト比や整形割合を説明変数とした多変量解析を実施した。結果、耐震性能の高い住宅では壁配置や間取りの影響をあまり受けないこと、ベースシア係数が同じであっても1階に対する2階の面積比が小さい住宅ほど地震時の応答が大きくなること、などが明らかとなった。一方で、壁配置・間取りに関するその他のパラメータについては、影響しないものがほとんどであった。分析の対象とする住宅は目標の棟数には及ばなかったが、統計的な結果を得ることができた。今後は棟数を増やして分析を進める予定である。また、地震時応答に影響を与えるパラメータの探索も継続する予定であり、極端な壁配置・間取りを有する住宅についても重点的に分析を進める予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 解析シミュレーションによる住宅の平面計画に関する検討を進めることができたが、平行して実施する計画であった材料実験による検討が遅れている。
Strategy for Future Research Activity	引き続き、解析シミュレーションによる住宅の平面計画に関する検討を進める。具体的には解析対象とする住宅の棟数を増やし、地震時応答に影響を与えるパラメータの分析を深めていく予定である。また、耐力壁を構成する各部材の要素実験を実施し、各部材の性能のばらつきが耐力壁にどの程度影響するのか検討を進める。