| 研究課題/領域番号 |
21KK0074
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分23:建築学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
前田 匡樹 東北大学, 工学研究科, 教授 (30262413)
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| 研究分担者 |
楠 浩一 東京大学, 地震研究所, 教授 (00292748)
SHEGAY ALEKSEY 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (90866170)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2022年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 次世代耐震性能設計 / 修復指標 / 構造性能 / 修復費用 / 経済損失 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
災害にレジリエントな都市を構築するためには、地震により倒壊しない（人命の保護）最低限の目標だけではなく、地震後の継続使用、早期復旧による機能維持が可能な建築物が極めて重要である。
そこで本研究では、地震被害を受けた建築物の復旧可能性や合理性を判断するための修復性指標（修復Index）を開発することで、次世代型の耐震性能評価法を構築することを目的とする。世界有数の地震国で、多くの知見や技術を有する日本とNZの研究者が連携して、研究開発を行うことで次世代型の建築物の耐震性能評価法・設計法を開発し、レジリエントな社会並びに国土強靭化に貢献するとともに、世界へ発信することで、世界標準となることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、補修性指標に基づく設計法・性能評価法を開発し、日本及びNZの両国に加えて、世界の建築物へ展開することを目標としている。
そのために、① 補修による構造性能の回復度の定量評価（Capacity）、② 補修方法と復旧費用の関係の評価（Cost）、③ 地震被害による経済的損失の評価（Loss）に関して、過去の実験や地震被害データを収集・分析し、それらを総合して、④ 復旧に投資する費用の合理的評価と修復性指標の開発（Repair Index）を開発することを目標としている。
2022年度は、6月にNZへの渡航制限が緩和されたことにより、カウンターパートであるオークランド大学に渡航し、現地の研究者グループとの対面のディスカッションが可能となったことから、オンライン形式の打合せも含めて、具体的な研究の内容、実施方法について進捗があった。
特に、損傷が生じたRC部材の補修により構造性能回復を評価するためのデータベース構築について、東北大学、オークランド大学の双方での作業を整理し、データを共有することで、実用的なデータベースの内容を充実させることができた。また、部材実験について、試験体の選定や補修方法、目標損傷レベル、載荷計画など具体的に決定するとともに試験体を製作し、載荷の準備が整った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
NZへの渡航制限が緩和されたため、2022年8月及び2023年2月NZへ渡航し、オークランド大学のカウンターパートとの研究実施に関する打ち合わせがスムーズに進むようになり、補修による構造性能の回復度を評価する実験の試験体作成、載荷計画などが軌道に乗り、順調に進捗し始めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
① 補修による構造性能の回復度の定量評価（Capacity） 世界各国で過去に実施された部材実験データを収集し、部材種別、破壊モード、損傷程度、補修方法と構造性能などのパラメータを分析し、補修の効果を定量化し建物の構造性能回復を評価するためのデータベースを構築する。既往実験で不足する性能回復に関して不足するデータを特定し、オークランド大学で実施する梁部材の静的載荷実験・振動実験結果も含めた構造性能回復データベースを拡充させる。
② 補修方法と復旧費用の関係の評価（Cost） 日本、NZの両国の典型的な構造部材、非構造部材、設備機器の損傷度及び補修方法と補修費用の関係を調査する。NZの2011年クライストチャーチ地震、2016年カイコウラ地震、日本の2011年東日本大震災、2016年熊本地震などの過去の地震被害の復旧過程の情報を調査し、建物の補修方法・補修後の性能と復旧費用の関係を明らかにする。
③ 地震被害による経済的損失の評価（Loss） 建物の復旧に要する工事費用、復旧期間における事業停止・利用停止等による経済的損失について、建物の用途や被害適度の関係を分析して、経済的損失のデータベースを作成する。機能停止期間（ダウンタイム）を特定し、経済的損失を評価するモデルを開発する。
④ 復旧に投資する費用の合理的評価と修復性指標の開発（Repair Index） ②③の成果に基づいて、性能・費用・経済的損失等の複数の要素を組み合わせた修復性指標（RI）を定義する。地震被害事例データベースに適用して、キャリブレーションを行い、被災建物の補修／建替の判断を合理的に行うためのクライテリアを設定する。
⑤ 補修性指標に基づく設計法・性能評価法への展開（Design） ④で開発した修復性指標を用いて「修復性」を考慮する修復性評価設計の共通モデルコードを作成し、米国ATC145などの海外の設計法への展開を図る。
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