2016 Fiscal Year Annual Research Report
鉄筋コンクリート建築物の機能維持限界の定量化を目的とする次世代の構造設計法の提案
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15J00625
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
尹 ロク現 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| Keywords | 住機能維持限界性能 / シミュレーション解析 / 二次壁の損傷評価方法 / 性能評価モデル / ひび割れ幅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は二次壁（非構造壁）を有する柱梁架構の高精度な性能評価モデルを構築することを目的している。本研究の２年目の目的は１年目に構築した解析モデルを用いて二次壁を有するRC建物に対する解析モデルの適合性の検証を進めること，また，力学的な損傷評価モデルに基づいて建物の機能維持限界性能を定量化する準備を整えることである。
当初の研究計画ではE-Defenseにおける平成26年度の大型架構実験に対するシミュレーション解析を行う計画を立案した。しかし，E-Defenseの対象建物は一層に耐震壁が設けられていたため，実験結果では二次壁およびスリットがRC建物に与える影響は限定的であった。そこで，研究対象建物を平成28年度の日本建築学会近畿支部RC部会の研究対象建物に変更し，平成27年度に構築した構造解析モデルを用いて解析を行った。ただし，研究初年度は二次壁の高精度な性能評価モデルを構築したものの，一般的な構造設計で想定される応答範囲を対象として二次壁と柱梁架構の衝突までは評価していなかったため、既往実験で確認された二次壁の衝突による耐力上昇の影響を考慮するモデル化方法を提案した。また，既往実験と解析の比較を通してその妥当性について検証した。その結果，二次壁を有するRC建物の大変形域を含む高精度な耐震性能評価ができた。
また，建物の住機能維持限界を定量化するため，二次壁およびスリットを有するRC架構の損傷評価を行った。とくに，二次壁のひび割れに着目して，既往実験においてRC架構内の二次壁に発生したせん断および曲げひび割れ幅の力学的な算定モデルを提案した。また，ひび割れ幅算定法による計算値と実験値との比較を行い，ひび割れ幅算定法の妥当性について検証した。載荷サイクルのピーク時および除荷時に観察されたせん断および曲げひび割れ幅は実験値を概ね評価できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の２年目は，二次壁を有するRC建物に対する解析モデルの適用と住機能維持限界性能の定量化を目的に，RC建物のシミュレーション解析，二次壁の損傷評価方法の提案を行い，期待通りの研究成果が得られたものと評価する．
二次壁を有するRC建物に対する解析モデルの適用では，平成27年に構築したモデルを用いてRC建物に対するシミュレーション解析を行い，二次壁を有するRC建物の耐震性能を確認した．さらに，高精度な性能評価モデルを構築するため，既往実験で確認されたスリットを有する二次壁の衝突の影響を考慮したモデル化方法を提案し、実験結果と比較してモデル化の妥当性を示した．これらの成果により，二次壁を有するRC建物の性能評価が可能になった．
また，建物の住機能維持限界性能の評価するため，二次壁のひび割れ幅に関する力学的な算定モデルを提案し，実験結果との整合を検証した。この成果により，建物の住機能維持限界性能の定量的な評価の準備ができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の２年目までに構築する高精度な構造解析モデルと定量化する建物の機能維持限界に基づいて，建物の耐震性能とくに機能維持性能を定量的に評価する方法を提示する。具体的には，建築学会・性能評価指針の方法を応用し，標準的な設計用加速度応答スペクトル（地震力）を基準として，各種の限界性能（機能維持性能，終局性能など）に至る地震力倍率（建物の性能指標）を評価する手順を示す。この検討により，建物の機能性を保証する構造設計法の枠組を提案できる見込みである。
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