| 研究課題/領域番号 |
15H04074
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
清家 剛 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (60236065)
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| 研究分担者 |
山田 哲 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (60230455)
元結 正次郎 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 教授 (60272704)
江口 亨 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60599223)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 非構造部材 / 耐震安全限界 / 補強法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、非構造部材・設備等の取り付け部の耐震安全限界を解明し、補強法を開発するために、３つの調査研究を並行して進める。まずこれまでの地震被害にもとづきつつ、現在一般的に行われている取り付け方法の構法的な調査と整理を行う。次にこれら非構造部材等の取り付け方法の実態に基づいた耐震安全限界に関する解析方法について検討する。さらに、解析につなげるために、一般的な取り付け部を中心とした基礎的な実験を実施する。これらを組み合わせて耐震安全限界を解明し、補強法を開発するものであるが、平成２７年度は、本格的な実験開始のための準備段階として研究を進めた。
まず、建物の使用期間に更新が行われることが多い空調機器など重量のある設備機器や天井を耐震化する際の吊り元など被害が大きな事故に繋がりうる非構造材の取り付け部については、耐震補強工事でも多用されるあと施工アンカーを中心に実用に供される取り付け部に関する調査を行い、現状を分析した。（清家、江口）
解析については、取り付けられる非構造部材や設備機器、取り付ける先の建物をモデル化した非構造部材・設備機器－建物連成系の数値解析に着手した。また、取り付け部の耐震安全性を検証するための実験を行う上で再現すべき取り付け部における地震時の外力条件など実験条件を検討した。（元結）
数値解析結果に基づき検討した実験条件の下で、取り付け部要素の繰り返し載荷実験を行う予定だが、平成27年度は、実験条件がまだ整っていないため、試験体製作などの実験準備を行った。（山田）
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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
平成２７年度は、本格的な実験開始のための準備段階として研究を進めた。
まず、建物の使用期間に更新が行われることが多い空調機器など重量のある設備機器や天井を耐震化する際の吊り元など被害が大きな事故に繋がりうる非構造材の取り付け部について、耐震補強工事でも多用されるあと施工アンカーを中心に実用に供される取り付け部に関する調査を行い、現状を分析した。(清家、江口)データはある程度集まったが、まだ十分とはいえず、代表的な取り付け部を抽出するために継続してデータ収集を行う。
解析については、取り付けられる非構造部材や設備機器、取り付ける先の建物をモデル化した非構造部材・設備機器－建物連成系の数値解析に着手した。(元結)また、取り付け部の耐震安全性を検証するための実験を行う上で再現すべき取り付け部における地震時の外力条件など実験条件を検討した。なお、調査・分析結果を待って数値解析を開始すると研究成果が出るまで時間を要することから、非構造部材・設備機器に関する過去の地震被害を踏まえて予備解析に着手予定であるが、これは引き続き継続して検討する。
数値解析結果に基づき検討した実験条件の下で、取り付け部要素の繰り返し載荷実験を行う。(山田)実験については、解析から取り付け部に関する安全性検証実験の実験条件を整理しなければならないが、そこまで解析の検討が進んでいないため、ある程度代表的な対象を選定して実験の準備を進めている。また、試験体製作などの実験準備を実用に供される取り付け部の現状に関する調査・分析と並行して進めなければならないことから、重点的に検討すべき取り付け部は非構造部材・設備機器に関する過去の地震被害を踏まえて選定し、数値解析結果に基づくパイロットテスト用の実験条件を踏まえて予備的な実験の準備を整えた。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度は、平成27年度に行った、取り付け部の現状の調査・分析結果から抽出した重点的に検討すべき取り付け部について、取り付けられる非構造部材や設備機器、取り付ける先の建物をモデル化した非構造部材・設備機器－建物連成系の数値解析を本格的に実施し、取り付け部の耐震安全性を検証するための実験を行う上で再現すべき取り付け部における地震時の外力条件など実験条件を整理する。設定した実験条件のもとで、重点的に検討すべき取り付け部を対象に、取り付け部要素の繰り返し載荷実験を行い、既存の取り付け部に関する安全限界を明らかにする。実験による検証は、数値解析では予測しがたい致命的な事故の引き金となる破壊現象が再現できる強みがある一方で、実現可能な限られた条件下での検討になることから、前提となる数値解析とのコンビネーションが重要となるが、これらについても配慮しつつ解析と実験を継続して検討、実施する。（元結、山田、松本）
地震時における状況を再現する実験を行うことで、既存の取り付け部における耐震上の問題点が工法毎に明らかとなることから、平成28年度には既存の取り付け部の補強方法および新しい取り付け方法の検討に着手する。補強方法およぶ新しい取り付け方法の検討は、清家、江口が、力学的性能面の切り口から構造の専門家である元結、山田、松本が協力して取り組むことで、実効性の高い成果に結びつける体制で取り組む。
平成29年度には、既存の取り付け部の補強方法および新しい取り付け方法について、引き続き全員で検討を進める一方で、数値解析ならびに実験による有効性の検証を行う予定である。
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