トップページ > 北山研ヒストリー> 北山研での研究：2004年

　この年は、修士課程の進学者も卒論の履修者もともに不在という、北山研究室始まって以来の危機に瀕した。あまりよく憶えていないのだが、卒論生として２、３名は配属になったような気がする（ノートを見ると、中島徹也くんというB類５年の卒論生がいたようだ）。しかしそれらのひとは次々と辞めていって、そして誰もいなくなった、に立ち至った。彼らはみな行くところが無くなって、やむなく私のところに配属されただけだったから、いずれにせよ人気のない状況は続いていたことになる。

　この年10月、田島祐之さんが鴻池組を辞めて大学院博士課程入学の準備を開始した。それに伴って、研究室にも顔を出すようになった。田島さんから相談を受けたとき、せっかくの職を投げ打ってたとえ博士を取得できたとしても、その先の再就職のことを考えると楽観できないことを縷々説明した。それでも勉強したい、という強い希望と熱意とが彼にはあったので、それならやってみましょう、ということになった。

　前述のようにこの年は例年にも増して人手不足だったので、田島さんには舛田くんの実験を手伝って貰うと同時に、西川先生を研究代表者とする科学研究費補助金による研究（後述）を担当するように依頼した。こうして田島さんの博士論文のテーマとして、PC構造を扱うことが決定したのである。まず手始めに梁降伏先行型のPRC十字形柱梁部分骨組試験体の設計に取り組んでもらった。

　なお公募選考によって、岸田慎司助手が自身の母校である芝浦工業大学建築学科の助教授に採用され、2004年度末に東京都立大学を退職した。これで北山研究室に在籍した歴代助手三名（李祥浩、小山明男および岸田慎司の各氏）はいずれも母校のファカアルティ・スタッフとして迎えられたことになる。これは私にとっても非常に嬉しいことであったし、責任を果たせたと自負してもいる。

　ただ岸田さん以降、今に至るまで新しい助手（現在は助教）さんを採ることができないことはちょっと辛いですな。特に我が社では実験を主体として研究活動を行っているので、実際に実験をするときに統括・監督してくれるスタッフがいないのは手痛い打撃であった。しかし、2005年４月に新大学となって以来大リストラが進行していることを考えれば、新規の助教の採用などは見果てぬ夢、ということであろう（2012年3月現在／2012年4月に遠藤俊貴助教が着任した。ただし彼は限定した研究室に所属する訳ではない）。

　2004年度のスタッフは以下の通りである。

助手　岸田　慎司（きしだ　しんじ）
D6　森田　真司（もりた　しんじ）
M2　佐藤　照祥（さとう　てるよし）
　　 舛田　尚之（ますだ　たかのぶ）
M1　在籍せず
卒論　履修者なし

　この年10月に新潟県中越地震が発生した。そのときはちょうど高校のときのクラス会に参加して飲み屋でダベっていたのだが、隣に坐った尾身朝子さんが携帯で情報をゲットして地震のことを教えてくれた。

　この地震では東京電力の柏崎刈羽発電所に被害が発生したのだが、今思えば（2012年４月末）これが原発へのケチの付け始めだったことが分かる。耐震補強された学校校舎に被害が生じたのもこのときが最初だったと思うが、森田さんにそのような事例を調べてもらった。ただ私を含めて研究室として被害調査に行くまではしなかった。

　この年11月に森田真司さんが執筆した査読付き論文が日本建築学会の構造系論文集に掲載され、本学大学院・建築学専攻の博士授与の内規をクリアした。あわせて博士論文の執筆も進み、2004年度末にめでたく博士（工学）の学位を授与することができた。２月中旬に開いた博士論文公聴会には三十名近い参加者を得た。特に学外からは寺岡さん（当時フジタ技研）、白都さん（東急建設技研）、永井さん（鹿島技研）、小坂さん（大成建設技研／北山研OB）などがわざわざおいで下さった。森田さんはその後も深尾精一先生をリーダーとするCOEプログラムのもとで、研究員としてしばらくは大学に残ることになった。

　森田さんの博士論文のタイトルは『鉄筋コンクリート造柱梁接合部のせん断破壊機構に関する研究』であり、審査委員は北山助教授（主査）、西川孝夫教授および芳村学教授（ともに副査）の三名であった。彼の学位論文審査のときに私が執筆した審査の要旨の末尾の部分は以下の通りである。

「以上のように本論文は、現在も論争が続いている鉄筋コンクリート柱梁接合部の破壊機構について、実験結果の詳細な分析に基づいて接合部内コンクリートの破壊に伴う体積膨張を考慮する必要性を指摘するとともに、新しく提案した方法によって算定した入力せん断力を用いると、柱梁接合部の破壊と主筋に沿った付着劣化との関連性や骨組の保有水平耐力の推移との関係性を首尾一貫して説明できることを示した点で、有用な知見を与えるものである。これらの成果は地震時の鉄筋コンクリート柱梁接合部のせん断破壊を防止するためのより有効な耐震設計法を提案するために大いに貢献すると期待される。

　よって本学位申請論文は建築構造学の発展に寄与するところが大きいと判断されるので、博士（工学）の学位を授与するのに充分値するものと認める。」（転載終わり）

　当時の私の研究室内部の様子を載せておく。タワー型のPower Macintoshが２台あって、窓脇の据え置き型エアコンの上にはNEC9801が乗っていた。この98（キュウーハチと読みます）はまだ動いたが、その上のCRTにはテレビ・チューナーが内蔵されていたことから、主としてテレビ視聴用に残していたように思う。このテレビで福知山線の脱線事故をリアルタイムで見た記憶がある。研究室の什器類の配置などは今と同じであることが分かる。


　写真　2004年当時の北山の研究室

1. 西川先生の科研費が採択される

　西川孝夫先生を研究代表者とする科学研究費補助金（基盤研究B）がめでたく採択された。研究課題名は「RCおよびPC構造骨組の柱梁接合部の破壊機構を統一的に評価する試み」である。我ながら上手いネーミングだったと今でも自画自賛している。金額は2004年度が790万円、2005年度は440万円だった。西川先生をヘッドとして申請した科研費はここ数年、幸いにも採択され続けた。さすがに西川先生のビッグ・ネームが効いたようである。研究テーマも北山研主流のRC（あるいはPC）柱梁接合部関連であったので、大いに助かった。

　折に触れ書いてきたが、RC柱梁接合部のせん断抵抗機構を理解するにあたっては、PC柱梁接合部のそれを把握して理解することが大いに役立った。東大の塩原等先生の独創的な接合部曲げ破壊理論はもちろん承知しているが、北山研究室で長年研究してきた内容も間違っているとは思わない。接合部パネル内をせん断力が流れていることは当然の理であり、その伝達機構を解明したいという欲求も自然である。

　こうしてPRC柱梁接合部試験体を用いた実験研究が継続的に実施できるようになった。その研究成果はのちに田島祐之さんの博士論文として結実することになる。

　なおこの頃から柱梁接合部パネルの性能だけでなく、PRC骨組内の梁部材の性能評価についても研究しようと考え始めた。これは日本建築学会内のPC中塚委員会での活発な議論に刺激を受けたためであろう。梁主筋やPC鋼材が柱梁接合部内でスリップする状況において、PRC梁部材の等価粘性減衰定数を評価する方法の試案（アイディア）を作成したのはこの頃である。すなわち、RC梁主筋の付着指標BIとPC鋼材の付着指標BI,ptの両方の組み合わせによって等価粘性減衰定数を評価しようとするもので、これものちに田島祐之さんが博士論文として完成させてくれた。

2. PCaPC立体および平面柱梁部分架構実験の実施

　前年末から舛田君に検討を依頼していたプレキャスト・プレストレスト・コンクリート（PCaPC）造の立体および平面柱梁接合部試験体を用いた実験を実施した。柱・梁部材をプレキャストで製作して、その後に梁部材と柱部材とを通したPC鋼棒を緊張することによって一体化した骨組とする、という工法である。

　PC鋼棒の緊張作業は専門的なノウハウを必要とするのでPS三菱の浜田公也さんにお願いした。梁断面のPC鋼棒の配置は上下対称ではなかったせいで、張力を導入した際には梁にたわみが生じた。弾性理論による計算ではたわみは1.8 mmであったが、実測では約2 mmとなり、理論と実際とがほぼ一致するという貴重な経験もした。

　実験は７月下旬から始まった。途中にカナダ・バンクーバーで開催された13WCEEに出席したりしたので実験に時間がかかり、10月中旬まで実験していたようだ。

 
異形PC鋼棒を挿入する舛田くん（重いです！）　PC鋼棒への張力導入（左から三番目が浜田部長）

　どんな実験でも、何事もなくすんなりとゆくということはないもので、ご多分に漏れずこのシリーズでもトラブルが出来した。パソコンのHD内の立体十字形試験体の測定データの上に誤って次の試験体のデータを上書きしてしまい、まえの試験体のデジタル・データが丸ごと消失してしまったのである。信じられないような初歩的なミスだった。バックアップを取っておけば何ともないことだったのに、それをしていなかった。

　この報告を舛田くんから受けたときには、何やってんだあと激怒したはずである。すぐにHD内のデータ救出作業を専門業者に依頼したが、残念ながら復活できなかった。結局、この試験体については図としての層間変位—層せん断力関係くらいしか残っておらず、詳細な検討は断念せざるを得なかった。ちなみにこれと同じ試験体は、のちに芝浦工大・岸田慎司研究室によって再実験されることになる。


　写真　実験参加メンバー（左から田島、舛田、北山、岸田）

 

 
　　　　　　試験体P1　　　　　　　　　　　　試験体P4（アンボンド）

 
　　　　　　試験体P2　　　　　　　　　　　　　　試験体P3


3. 13WCEEに参加する

　この年の８月上旬に、第13回世界地震工学会議（13WCEE）に出席するためにカナダ・バンクーバーに出かけた。前回の12WCEE（ニュージーランド）では、アブストラクト審査で初めて落とされて参加できなかったので、８年ぶりの参加ということになる。参加者は北山、岸田、森田の三人である。例によってポスター・セッションだったので、ポスターを作って持って行ったが、今回は博士課程在籍の森田真司さんも一緒だったので、彼に運んでもらって楽ができた。

　なお東京都立大学の建築学科からは西川孝夫先生、芳村学先生、橘高義典先生、見波進さんなどが13WCEEに出席した。

 
　会場となったコンベンション・センター　バンクーバーで見かけた工事現場

　ポスター・セッションの会場では多くの方とお会いした。そのなかでも師匠の小谷俊介先生が我々のポスターをご覧になって、批評されたことが痛烈な印象となって残っている（研究ノートにも書いてあった／2004年8月4日付け）。このころにはRC柱梁接合部の破壊に関する塩原理論が既に世に出ていたので、それを踏まえてのご発言であろう。師曰く、「接合部の入力せん断力を求めるだけではなくて、例えば接合部中央でのコンクリート圧縮力の重複とせん断抵抗機構との関係を明らかにするなど、せん断力の伝達について言及しないと意味はないよ」と。

　いやあ、例によって大変に厳しいコメントでありましたな。一緒に伺っていた岸田慎司さんと思わず顔を見合わせて唖然としたくらいである。でも仰ることは至極ごもっともであったので、ぐうの音も出ずに拝聴したのであった。コメントが終わると嵐の如く去って行かれたのは言うまでもない。
 
　批評される小谷俊介先生　　　　　　　　森田さんのパネルの前で

 
　岸田さんのパネルの前で　　　　　　北山のパネルの前で（左は前田匡樹先生）

　外国での国際会議に出席すると、出身研究室のOBが集まって飲み食いする親睦会がだいたい開かれるのが常である。バンクーバー在住の李康寧さん（骨組解析プログラムCANNY— 市販プログラム名はSNAP —の製作者として名高い）とも再会した。数葉の写真を以下に載せておくが、錚々たる顔ぶれが写っていますな。外国では常に英会話のストレスに直面しているが、このような会ではさすがに日本語で話してよいので、ホッとします。でもまあ相手は日本を代表するような偉い先生ばかりなので、その点ではやっぱり気は抜けませんけど。

 
　泊まったホテルの部屋　　　　　　　　青山・小谷研OB会の会場からの眺め

 
　青山・小谷研OB親睦会にて


4. RC接合部実験の結果の整理と分析

　2003年度に森山健作くんが実施したRC柱梁接合部実験については、基本的なデータ整理が済んでいなかったため、2004年度には私と岸田さんとで実験データの整理と分析とを行うことにした。また柱梁接合部内の梁主筋に設けた溶接フシの付着性能を把握するための付着引き抜き実験を、岸田さん、森田さん、舛田くんとともに実施した。

　この引き抜き実験の結果は、岸田慎司さんが2004年7月の研究室会議で速報してくれ、それに対して特別ゲストとして出席して下さった永井覚さん（鹿島技研）がいろいろとコメントしてくれたことがノートに残っていた。

 
　鉄筋の付着引き抜き実験の様子　　　　溶接フシのある試験体の破壊状況
（左のお尻だけはたぶん岸田さん、森田君、舛田君）

　試験体は平面柱梁接合部４体（十字形が３体、ト形が１体）および立体柱梁接合部３体の合計７体であったが、このうち論文として翌年に世の中に出たのは４体だけであり、残りの３体については未だに発表できずにいる。相当に勿体ない話ではあり、情けない内情を暴露するようなものでもあるが、今でもときどきそのデータを眺めたり、森山君の残したエクセル・ファイルを触ったりはしている。

　特に基準となる平面試験体MP1、梁主筋および柱主筋ともに接合部内付着を絶縁した試験体MP2、および梁せいの小さい試験体MP4については、接合部のせん断変形角の推移、接合部パネルの膨張の様子、梁たわみの変形成分の分離、接合部入力せん断力の算定、梁主筋および柱主筋の接合部内付着応力度の算定と付着強度の特定など、かなり詳細に検討した。

　多分これだけで大会論文の1、２編は執筆できると思っている（半分負け惜しみです）が、特に付着応力度の推移に現象を解釈できない事柄があって（多分、溶接フシの挙動が影響しているとは思うのだが）、今に至るまで論文としてまとめることが出来ないでいる。


5. 鉄骨ブレースおよび耐震壁を含む鉄筋コンクリート立体建物の３方向骨組解析

　これは2003年度に舛田くんが行った解析研究を継続したもので、それまで連層鉄骨ブレースで耐震補強したRC平面骨組の実験結果を検討していた佐藤照祥くんに担当をお願いした。この研究のそもそもの始まりは、張り間方向の下階壁抜け柱に隣接して鉄骨ブレースを配置したときに（これは下階壁抜け柱の軸耐力補強としても有効で一石二鳥と言われていたのだが）、二方向水平力と鉛直力とを同時に受けた場合には、このような壁抜け柱は極めて過酷な応力状態になるのではないか、という疑問に由来する。

　そこでこの数年、森山くん、舛田くんそして佐藤くんにCANNYによる骨組解析を続けてもらって来た。佐藤くんは連層鉄骨ブレースのモデル化として、それまで使って来た加藤弘行モデルをやめて、ブレースの頂部および脚部には平面保持に基づくMSバネを設置するという新しいモデルに変更した。さらに彼は張り間方向の耐震壁と桁行方向の鉄骨ブレースが接してL形の断面となる部分では、そのL形断面を一体としてMSバネで表現するようにした。

　このようにいろいろと工夫して新規のモデル化によって解析を実施しようとトライした。しかし結論としてはその『L形断面MSバネモデル』では、張り間方向に下階壁抜けを有する建物の解析はできなかった。そこでやむなく、４階建てのフレームに四連層の鉄骨ブレースを組み込み、張り間方向の連層耐震壁は鉄骨ブレースに干渉しない両妻面のみに配置して一方向地震応答解析を行った。

　佐藤くんの努力は多とするが、その結果が当初の目的に合致しなかったのは残念であった。しかし佐藤くんの新しいモデル化によって、それまでは連層鉄骨ブレースの基礎の浮き上がり回転のみしか扱えなかったのに対して、全体曲げ破壊も再現できるようになったのは収穫であった。

　この研究の当初は複雑な解析を精密に実行できるプログラムCANNYに相当の期待を抱いた。鉄骨ブレースのアンカー筋一本づつをバネに置換するという構想もあった。だが研究を続けて、ときには李康寧さんとも議論して徐々に分かったのだが、上述のように下階壁抜け柱に鉄骨ブレースが抱き合わされると、二方向加力したときに下階壁抜け柱の軸変位の適合条件が満足されずに解が発散する、ということがしばしば生じるようだった。

　こうして私の知りたかった『連層鉄骨ブレース補強＋下階壁抜け柱補強』という命題は、骨組解析によって直ぐには解決できそうにもないことを（残念ながら）認識した。解析で上手くゆかないなら実験で、というのは後から考えれば結構自然な流れであった。普通は実験で分からないことを解析で把握しよう、というふうになるのだろうが、全く我が社らしい発想である。

　ただ「連層鉄骨ブレースで補強したRC骨組の耐震性能評価に関する実験研究」第二弾は2002年から科研費に申請し続けてきたが二年続けて採択されなかった。2004年10月の申請はまさに三度目の正直であった。そこで今度こそは採択されるぞという意気込みで、それまで不採択だった二回の申請調書を見直して磨きをかけ、以下のようなフリーハンドのポンチ絵を新たに追加した。

　さらに以下の二つの課題を設定して、それを解決するためにこの研究が必要なのだ！とアピールした。

課題１：面外曲げと変動軸力とを受ける連層鉄骨ブレースの力学特性の把握および耐震性能の評価

課題２：三方向外力を受ける連層鉄骨ブレースが下階壁抜け柱に対する軸力補強を兼ねるとき、鉄骨ブレースの破壊モード遷移にともなう耐震性能の評価および下階壁抜け柱の性状の把握



　図　立体骨組実験のイメージ

　これが功を奏したのかどうか分からないが、翌2005年4月にめでたく採択という吉報を得ることができた。ちなみに上記の二つの課題は後年、中沼弘貴くんと林秀樹くんとがそれぞれ修論の研究として受け持って、各々の実験が為されることになる。


6. 兵庫県南部地震十周年祈念のイベント

　2005年1月17日は兵庫県南部地震発生から十周年であった。そこで十周年祈念のイベントがたくさん開かれたと思うが、私は依頼のあった二つのシンポジウムに出席・参加した。
　ひとつは壁谷澤寿海先生が主催された（と思うが）国際シンポジウムで、震源の地・淡路島の淡路夢舞台国際会議場（安藤忠雄設計）で開催された。シンポジウムの名称は以下の通りである。

International Symposium on Earthquake Engineering Commemorating Tenth Anniversary of the 1995 Kobe Earthquake

　このシンポジウムでは、加藤弘行くんと佐藤照祥くんとが実施した連層鉄骨ブレース補強RC骨組の実験研究を発表した。論文のタイトル等は以下の通りである。

KITAYAMA Kazuhiro : Seismic Behavior of R/C Frame Strengthened by Multi-Story Steel Brace, Proceedings of the International Symposium on Earthquake Engineering Commemorating Tenth Anniversary of the 1995 Kobe Earthquake, January 13-16, 2005, Volume 2, pp.C174-C183.

　発表のセッションの様子などはあまり覚えていないが、大昔に勝俣英雄邸でお会いしたSergio Alcocerさん（アルコセール、メキシコのひと）から質問をいただいた。夢舞台が立派だったのでその写真を載せておこう。

パネル・ディスカッションの様子（左端はJ. Moehle先生、その隣は壁谷澤寿海先生）

 

 

　淡路島の夢舞台（安藤忠雄設計）

　もうひとつは本学の中林一樹先生（現・明治大学）が中心となっていたNPO法人が企画した「市民が学会とともに考える東京の地震防災シンポジウム」というもので、私は中林先生から講演およびパネル・ディスカッションへの参加を依頼されてお引き受けした。講演の内容は『コンクリート系建物はどこまで安全か？　〜耐震対策の現状と課題〜』だったことがパワーポイント・ファイルを見ると分かった。

　このシンポジウムに参加したのは、坂本功先生（東大名誉教授、木質構造）、目黒公郎先生（東大生産技術研究所教授）、中林一樹先生などであった。この企画は市民参加のワークショップのプレ・イベントみたいなものだったらしい。講演のあとのパネル・ディスカッションでは、各パネリストを呼ぶときに『○○先生』のように先生を付けてはダメで『○○さん』と呼びなさい、というどうにもおかしなルールを課された。市民が主役なのだから、「先生」などという呼称は相応しくないという主催者側の判断だったのだろう。

　おまけに相手を『○○先生』と呼んでしまったときには、そのたびに罰金として1000円をどこぞに寄附するように申し渡された。しかし私にとって坂本功先生は、大学や大学院の頃に授業を受けた正真正銘の「先生」であった。いや、正確に言えば大学院では授業を受けてはいなかった。自慢じゃないが私は大学院生の頃、RC柱梁接合部の実験が忙しくて坂本先生の講義に出ることができなかった。そのことを８階の坂本先生のところに正直に申告しに行くと、じゃあ授業には出なくてよいが単位はあげるよ、と言って下さったのである。

　今ではこのようなことは考えられないですな。もちろん当時でも小谷俊介先生のように、毎回の演習と夏休みの超大変な宿題とを提出しなければ単位をいただけない先生もいた。しかし四半世紀も前の大学には、このような裁量が許され、おおらかな雰囲気があったのである。極言すれば、坂本先生のお陰で私は自分の研究に没頭でき、修士課程を修了できたのである。もう恩人と言っても言い過ぎではない。

　おまけに博士課程に進学すると、坂本先生から安田学園という専門学校の夜学の講師のバイトを紹介されて、そこで二年間に渡って教員予備軍としての経験を積むことができたのである。RC規準に従ってRC建物の構造設計をひと通り経験するという演習みたいな講義であったが、毎週大学の研究室から通ったものである。

　このように教える内容自体は別に難しくもないのだが、聴いてくれる学生は専門学校の夜学に通うひとたちだったのでいろんなひとがいた。若い人もいたが私よりも年上の方もいた。チャランポランそうなヤツもいれば、ちゃんと仕事を持っていて毎週学校に通うこと自体が大変そうなおじさんもいた。そうした多種多様なバックボーンを持った人たちを相手にすることが、私にとっては社会の縮図にも思われ、とても貴重な経験を積むことができたのである。

　なにせ当時の私は青山・小谷研究室という、内部は均一的だが外部から見ると極めて特殊な集団に属しており、井の中の蛙状態であったからである。すなわち世の中にはいろんなひとがいて、それぞれが私の持っていない特技とか技能とか才能とかを持っている（らしい）ということに気が付いたのである。今でいえば社会の多様性ということかな。

　で、安田学園でのこのような経験は、大学院の博士課程を中退して宇都宮大学の助手となってから、学生さん達との付き合いのなかにおおいに活かされることになった。そのような貴重な体験を授けてくれたもとが坂本先生だったのである。