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組積造の新たな実験用参考試験体の開発と耐震診断・耐震補強への適用

研究課題

研究課題/領域番号 22K04411
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関九州大学

研究代表者

山口 謙太郎  九州大学, 人間環境学研究院, 教授 (10274490)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード歴史的組積造 / 参考試験体 / 破壊形式 / 振動台加振実験 / 有限要素法解析 / 静的載荷実験
研究開始時の研究の概要

本研究は、歴史的な組積造建築物(九州大学旧本部庁舎 等)を事例として、以下の学術的「問い」[1]~[3]を解明することと、本研究で新たに提案する参考試験体の作製方法の開発を目的として行う。
[1] 無補強の組積造建築物において、壁体の曲げ破壊やせん断破壊が先行する条件は何か
[2] 片面を補強した組積造壁体のねじれは、床の剛性に応じてどの程度緩和されるか
[3] 提案する補強によって、開口部周辺の組積造壁体の耐力を想定通り引き上げられるか

研究実績の概要

本研究は、歴史的な組積造建築物(九州大学旧本部庁舎 等)を事例として、研究課題の核心をなす3つの学術的「問い」を解明することと、本研究で新たに提案する参考試験体の作製方法の開発を目的として行っている。令和5年度は、交付申請書の研究実施計画に示した研究項目(A)~(D)のうち、以下に示す内容の検討を行い、研究成果を得た。
(A) 提案する参考試験体の構成要素の開発と実験(B), (C)に用いる試験体の試作・検討:強度を調整したモルタルブロックと目地用の接着剤を用いて湿式工法で作製する参考試験体に加え、コンクリートブロックとボルトを用いて乾式工法で作製する参考試験体についても施工精度や製作上の留意点を確認した。検討の結果、湿式工法の場合にばらつきが生じやすい引張強度をボルトに負担させる乾式工法の有効性が確認できた。
(B) 作製した参考試験体の静的載荷実験(構成要素と試験体の力学特性比較):作製した参考試験体(組積体)のせん断試験、曲げ試験を行い、構成要素の力学特性が参考試験体の力学特性に及ぼす影響に関する知見を得た。
(C) 作製した参考試験体の振動台加振実験:問い[1]無補強の組積造建築物において、壁体の曲げ破壊やせん断破壊が先行する条件は何か、と問い[3]提案する補強によって、開口部周辺の組積造壁体の耐力を想定通り引き上げられるか、を解明するために振動台加振実験を行った。問い[1]の解明には湿式工法、問い[3]の解明には乾式工法で作製した参考試験体を用いた。
(D) 有限要素法解析と実験および解析結果の比較:(C)で行った振動台加振実験のうち、乾式工法で作製した参考試験体(補強試験体)の振動台加振実験の再現を先行して検討した。湿式工法で作製した参考試験体(無補強試験体)については、前年度の検討(静的載荷実験の再現)を引き続き行い、諸元を解析に適用する方法について複数の知見を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究で利用している九州大学建築構造実験棟の試験機について、令和3年度まで一部行われていた新型コロナウイルスの感染拡大を防ぐための行動制限の後、それまで実施できなかった実験の実施時期(試験機の利用時期)の調整が令和5年度にも影響を与え、一部の実験を令和6年度に実施する必要が生じたため。
令和6年度は当初の研究計画に加えて、湿式工法で作製した参考試験体(表面を補強した試験体)の曲げせん断載荷試験と振動台加振実験を行う。

今後の研究の推進方策

令和6年度は当初の研究計画に加えて、湿式工法で作製した参考試験体(表面を補強した試験体)の曲げせん断載荷試験と振動台加振実験を行い、3年間で行った実験および解析で得られた知見を総合して学術的「問い」[1]~[3]の解明に活かす。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 乾式工法で組積したコンクリートブロック塀の面外振動実験 その2 柵状の控壁付ブロック塀試験体の振動性状と地震波加振に対する応答2024

    • 著者名/発表者名
      荒巻 哲,山口 謙太郎,藤並 聖,川添 浩史
    • 雑誌名

      日本建築学会九州支部研究報告

      巻: 第63号・1 ページ: 473-476

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 乾式工法で組積した柵状の控壁付コンクリートブロック塀の面外振動に対する挙動2024

    • 著者名/発表者名
      荒巻 哲
    • 雑誌名

      九州大学大学院人間環境学府 2023年度修士論文梗概(Web公開予定)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Study on Structural Behavior of Historical Brick Masonry Walls under Different Reinforcement Conditions - Through Experiments and Numerical Analysis of General Experiments and Numerical Analysis of General Historical Masonry in Nepal and a Case of Historical Masonry in Japan -2024

    • 著者名/発表者名
      Mishra Chhabi
    • 雑誌名

      九州大学 博士論文

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Numerical Investigation of the Properties of Unreinforced and Reinforced Nepalese Historical Brick Masonry Structures2023

    • 著者名/発表者名
      Mishra Chhabi、Yamaguchi Kentaro、Jing Tingyun、Hanazato Toshikazu、Endo Yohei、Shakya Manjip
    • 雑誌名

      Structural analysis of historical constructions

      巻: 1 ページ: 125-139

    • DOI

      10.1007/978-3-031-39450-8_11

    • ISBN
      9783031394492, 9783031394508
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study on Macro Modeling to Evaluate Anisotropic Behavior of Brick Masonry with Low Strength Mortar in Elastic Analysis2023

    • 著者名/発表者名
      JING Tingyun
    • 雑誌名

      九州大学大学院人間環境学府 2021年度修士論文梗概(Web公開予定)

      巻: - ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 乾式工法で組積したコンクリートブロック塀の面外振動実験 その2 柵状の控壁付ブロック塀試験体の振動性状と地震波加振に対する応答2024

    • 著者名/発表者名
      荒巻 哲,山口 謙太郎,藤並 聖,川添 浩史
    • 学会等名
      2023年度 第63回 日本建築学会九州支部 研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Investigation of the Properties of Unreinforced and Reinforced Nepalese Historical Brick Masonry Structures2023

    • 著者名/発表者名
      Mishra Chhabi, Yamaguchi Kentaro, Jing Tingyun, Hanazato Toshikazu, Endo Yohei, Shakya Manjip
    • 学会等名
      The International Conference on Structural Analysis of Historical Constructions (SAHC 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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