| 研究課題/領域番号 |
21H01476
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
西山 峰広 京都大学, 工学研究科, 教授 (50183900)
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| 研究分担者 |
坂下 雅信 国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 主任研究員 (50456802)
谷 昌典 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50533973)
杉本 訓祥 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (60758233)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
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| キーワード | 鉄筋コンクリート / 耐震壁 / 三方向加力 / 変動軸力 / 脚部すべり破壊 / せん断破壊 / デジタル画像相関法 / モーションキャプチャ / 耐力壁 / モーションキャプチャー / 光ファイバー / 水平二方向加力 / 曲げ破壊 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
耐力壁は，建築物の剛性と強度を高めるためよく利用される。しかしながら，耐力壁の地震時における挙動は十分に解明されていない。本研究の目的は，実際の地震時を模擬するような３次元加力試験を耐力壁試験体に対して行い，その結果に基づき，荷重抵抗機構のモデル化，有限要素解析などの数値解析シミュレーションに利用するモデルの開発と改善，および，新たな設計式の提案を行う。
特に，本実験では，デジタル画像相関法（DIC），モーションキャプチャおよび光ファイバーによる変位変形計測という最新の計測技術を用い，これまで得られなかったような詳細な実験データを得，荷重抵抗機構解明に反映させる。
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| 研究実績の概要 |
地震時，鉄筋コンクリート造建物内の耐震壁部材には面内方向荷重と面外方向荷重，さらには変動軸力が複合的に作用する。一方，耐震壁の破壊モードとしては，設計上考慮される曲げ破壊およびせん断破壊に加え，壁脚部で発生する変形に壁全体の変形の大部分が集中する脚部すべり破壊が挙げられる。脚部すべり破壊は実際の地震被害や建物試験体に対する振動台実験においても発生が確認されており，実地震時に想定される三方向の加力条件が及ぼす破壊モードへの影響について検討が必要である。過去の実験では軸力を一定としており，変動軸力が作用した際の挙動については不明である。
本研究では，過去の実験において脚部すべり破壊となった試験体と同様の試験体を作製し，変動軸力を含む三方向加力実験を行い，軸力条件と面外方向変形量が脚部すべり挙動に及ぼす影響を検討した。曲げ変形，せん断変形，脚部すべり変形の3つの変形成分分離にはモーションキャプチャを用いた。
実験結果をもとに，モーションキャプチャデータを用いた変形分離を行った。また，過去に提案された方法に基づき算出した脚部すべり耐力を含め，各試験体の耐力評価を行った。その結果，軸力変動の有無による最大耐力の差は見られなかった。一方，面外変形量が小さい方が最大耐力は大きくなった。また，過去の脚部すべり耐力評価方法では，変動軸力が作用する試験体の破壊性状を適切に評価できなかった。すべり耐力算定に使用する摩擦係数を改善する必要がある。
また，耐力壁要素として，1200mm×600mmのディープビームを2体作製し，載荷実験を行った。実験パラメータは，横筋比である。試験体には光ファイバーを貼付した鉄筋を配置し，載荷時には，デジタル画像相関法（DIC）とモーションキャプチャーを利用し，これら3つの計測法により得られたデータを有機的に組合せ，鉄筋コンクリート壁の損傷を詳細な計測により把握した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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