2019 Fiscal Year Annual Research Report

Nonlinear Finite Element Analysis of Western Type RC Thick Wall and Floor Structure consisting of Shear Wall and Flat Slab

Research Project

Project/Area Number	17K06661
Research Institution	Mukogawa Women's University
Principal Investigator	田川浩之武庫川女子大学, 生活環境学部, 准教授 (60422531)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	杉浦徳利武庫川女子大学, 生活環境学部, 教授 (50411955)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	RC厚肉床壁構造 / 平面による構成 / 建築構法の変遷 / デザイン代 / 心棒効果 / 連層耐震壁 / ティモシェンコはり要素 / 非適合1次四辺形要素
Outline of Annual Research Achievements	令和元年度は、連層耐震壁とフラットスラブから構成されるRC厚肉床壁構造について、建築構造・計画・歴史の観点から多面的な検討を行った。主な実施内容を以下の4項目に纏める。（1）プロットコル分析をした「平面による構成」の建築作品に対し、非線形有限要素法に基づく地震応答解析を行い、地震外乱時における構造安定性、安全性を評価し、厚肉床壁構造のデザイン代について検討した。不整形な形状であっても連層耐震壁をバランスよく配置すれば、十分な剛性、強度を持ち、設計レベルを超える地震動に対しても小さなねじり変形に抑えられた。（2）これまでの串団子＋心棒モデルを改良し、連層耐震壁をティモシェンコはり要素及び非適合一次四辺形要素でモデル化し、時刻歴応答解析を行った。変形や応力を評価、比較し、厚肉床壁構造の主要な構成要素である連層耐震壁は心棒と等価と見なせることを示した。（3）「建築スタジオ」に対して、連層耐震壁、フラットスラブを平板要素、鉛直荷重支持柱をはり要素で、もしくは建物全体をソリッド要素で、の大きくは2通りのモデル化により非線形有限要素解析を実施した。本建物は、柱、梁ラーメン架構を残した「平面による構成」であるとともに、PC圧着接合を用いたプレキャスト・プレストレスト構造であり、複雑に配筋される。設計図面通りにモデル化することは困難を極め、適宜、簡略化した。建築全体のより詳細な非線形有限要素解析は、今後の研究課題としたい。（4）建築構法史の観点から、バルセロナ・パビリオンに代表される、西洋の近代化で辿り着いた「平面による構成」の建築と、日本の伝統的な木造軸組み構造に見られる「柱、梁による構成」の建築とを対比して、日本と西洋の建築構法の変遷について俯瞰的に調査、整理し、考察を行った。これらの成果を、日本建築学会近畿支部研究発表会への論文「日本と西洋における建築構法の変遷とその展開」に纏めた。