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本研究は、2階建て以上の建物が必ず持つ階段が有する耐震性能を積極的に活用し、構造実験と構造力学モデルの構築による数値解析の実施から、その耐震性能を定量的に把握することを目的とする。階段の耐力発現機構の解明は、新築住宅に対する耐震設計のみでなく既存住宅の耐震補強にも適応でき、既存不適格住宅に対する簡易な耐震補強としても非常に有用である。
先ず、耐震性能を把握するための構造実験を実施した。軸組構法木造試験体(壁有)、枠組壁工法木造調験体の実験を行い、荷重変形曲線を確認した。軸組構法の直線階段は、最大耐力近傍で耐力を維持しながら変形する大きな変形性能が見られた。直線階段試験体について、壁倍率による評価を実施した。壁倍率は、軸組構法の直線階段試験体では、石膏ボードと階段の加算則が成り立つ事を示し、石膏ボードの壁倍率(1.0など)以上であった。枠組壁工法では、石膏ボードのビスによって耐力が大きく変化することが無かった。
次に、階段の耐震1生能発現機構を表現できる構造力学的モデル化と、既存の実大実験に占める階段の耐震性能割合の定量的評価を目標とした解析的研究を行った。解析的研究では、階段の耐震性能発現機構を表現できる構造力学的モデル化として、階段の側板部分とビスに着目し、側板をブレースに、ビスをせん断バネと置換することで構造力学モデルを構築した。解析より、軸組構法では蹴上げ・踏み板は側板の座屈を制御する効果として作用させるとすることで実験結果と良い一致を示したが、枠組壁構法では、解析結果が実験結果より小さくなる傾向が強い結果であった。
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