研究テーマ2011年度

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北山研究室の研究テーマ2011年度版
研究方針	--2007年度の研究テーマはこちら　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　--2008年度の研究テーマはこちら　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　--2009年度の研究テーマはこちら　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　--2010年度の研究テーマはこちら１．梁曲げ降伏型のPC柱梁十字形部分架構の耐震性能評価に関する実験　　［科学研究費補助金・基盤研究C］担当：M2　村上友梨　／　卒論生　佐野仁彦　日本学術研究振興会・科学研究費補助金による研究の３年め。2009年度に矢島龍人氏によって行われたPC柱梁部分架構実験の成果を分析して、耐震性能評価および各種限界状態についてさらに検討すべき事項を抽出した。それに基づき，PC鋼材周囲の付着性状が梁部材の耐震性能に与える影響を調査することを主要な目的として，梁曲げ破壊型のPC柱梁十字形部分架構試験体４体を設計して作製した。５月の連休明けから実験する。　なお本年度は科研費補助金の最終年度なので、この三年間で実施したPC関連の研究成果（矢島、嶋田および村上）をすべて取りまとめて報告書を作成する。２．鉄筋コンクリート骨組内の梁部材に対する耐震性能評価手法の高度化研究　　［日本建築学会　RC梁柱部材WG Work］担当：M1　鈴木清久　日本建築学会の「RC建物の耐震性能評価指針（案）・同解説」（2004）では、RC梁部材の復元力特性を評価する手法の一例が示された。そのなかの降伏点を求める手法については、実験結果との比較による詳細な検証が為されたが、それ以降のかぶりコンクリート圧壊点やコアコンクリート圧壊点については、全く検証されていないのが現状である。　この問題を検証するために、梁曲げ降伏が先行するRC十字形部分架構試験体３体（Wシリーズ）に正負交番繰り返し載荷する実験が2010年度に王磊氏によって実施された。その成果の一部は2011年AIJ大会梗概として投稿されたが、膨大な実験データの検証は未着手である。　これらの実験結果を引き続き検討して、RC梁部材のかぶりコンクリートの圧壊が生じるときの限界変形を定量評価する手法などの提案を行いたい。３．北山研PC、PRC、PCaPC柱梁部分架構試験体のデータベース構築とその分析担当：M2　村上友梨　今までに北山研究室で実験実施した計50体（芝浦工大・岸田研究室の試験体を含む）のPC部分架構試験体（平面および立体、十字形およびト形）を対象として、諸元や実験・解析結果をまとめたデータベースを作成してきた（2008年度に矢島・嶋田によってスタート）が、2010年度に一応完成した。これをもとにした基本的な検討は嶋田洋介氏によって為されたが、詳細な分析は残された。そこで本年度はこのデータベースを用いて以下のような分析を行い、論文等によって外部に公開したい。　検討例：　梁・柱の断面曲げ解析と実験結果との比較　　　　　　復元力特性における諸事象発生点の定量評価に向けた試み　　　　　　PC鋼材に沿った付着性状と断面解析におけるひずみ適合係数F値との関係　　　　　　残留ひび割れ幅と部材変形角との関係の検討・評価　　　　　　PC部材の残留変形の断面解析（繰り返し載荷）による定量的な検証　　　　　　PC部材の損傷にともなうPC鋼材の張力の減退について 4．東北地方太平洋沖地震で被災した学校建物の被害調査　　　［文部科学省・日本建築学会　Work］担当：M1　石木健士朗　／　卒論生　柴田瞬　2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震では、東北地方および北関東地方を中心として多くの建物が被災した（と思われる）。文部科学省は、被害を受けた学校建物の詳細調査を日本建築学会に委託した。そこで、北山が担当幹事を指名された栃木県および埼玉県（さらに宮城県）の学校建物の被害調査を実施する。それによってさらに詳細な調査や検討を要する建物が出てきたときには、耐震診断や建物全体の地震応答解析などを行うこともあり得る。なお現地調査は４月下旬から５月上旬に実施する予定である。写真　笠間市役所笠間支所の１階柱のせん断破壊（RC2階建て　／　筑波大学　金久保先生撮影）　これとは別に、既に耐震補強を施された学校建物がどのように挙動して、どの程度の被害を受けたのかは学問的にはとても興味深いので、そのような事例を収集して解析したい。　 5．WPC構造立体耐震壁の耐震性能評価　　［高木研究室との共同研究／日本建築防災協会Work］担当：高木研M2 長谷川俊一　　　2008、2009年度に実施した、小泉雅生氏を研究代表者（国土交通省による研究助成）とする共同研究のつづき。高度経済成長期に大量に建設されたWPC構造（プレキャスト鉄筋コンクリート壁式構造）の中層集合住宅ストックを主な対象として、その構造体に開口を新たに設置して、さらに補強を加えながら新たな空間構成を可能とする技術を開発する。　2009年度にはWPC構造の立体耐震壁に静的載荷する実験を実施した（当時の主担当者は和田芳宏）。試験体は開口の有無、耐震補強の方法などを実験変数とする計８体で、実験によって得られた膨大なデータは未だ整理途上である。2010年度には鈴木清久君が卒業研究として、これらの実験データを整理して、WPC耐震壁（無垢の壁および開口を新設した壁）の強度と変形性能、PC壁板の変形モードなどを検討し、その成果を2011年AIJ大会梗概に投稿した。　本年度は、PC壁板に開口を設けた際に開口周囲を鉄筋コンクリートあるいは鉄骨で耐震補強した試験体の挙動を精確に理解し、その結果をもとにして適切な耐震補強手法の提起にまで研究を進めて行きたい。最終的には、既存のWPC構造建物に対する具体的な耐震改修の設計手法を提案することが目標である。 6.　鉄筋コンクリート柱梁接合部パネルの破壊機構モデルの検証に関する実験研究　　［国土交通省補助金事業（研究代表者：塩原等東京大学准教授）の協力研究］担当：M2　平林幸泰　RC柱梁接合部パネルの新しい破壊機構モデルとそれに基づく耐震設計手法が東大・塩原等准教授によって提案されている。これは東大で実施された平面柱梁部分架構実験の成果に基づくものであるが、それらの実験では検証を容易にするために柱軸力は０とし、柱幅と梁幅とは同一とするなど、かなり特殊な条件下で行われた。　そこで通常の建物のように、柱に圧縮軸力が作用し、かつ柱幅は梁幅よりも大きいという条件のもとで、東大の提案手法が成立するかどうか検証する必要がある。このために平面十字形柱梁部分架構試験体５体（Jシリーズ）を作製し、2011年1月から実験を始めた。しかし2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震による影響で実験が中断し、現在は最後の一体が試験台に載ったままになっている。なお既に載荷を終了した４体の実験結果の概要は石木健士朗君によって2011年AIJ大会に梗概として投稿された。　実験は５月の連休明けに再開して、そのあと全５体の実験データの整理および分析を行う。 7.　RC梁および有孔梁のせん断強度評価式の精度の検証　　［日本建築学会　RC梁柱部材WG Work］担当：M1　落合　等　2010年度に嶋田洋介氏および白井遼氏を中心として北山研究室において作成されたデータベースをもとに、せん断破壊が先行するRC梁および有孔梁のせん断ひび割れ強度やせん断終局強度を評価する提案式（荒川式やAIJ靭性保証指針式、広沢式など）の精度の検証を、落合等君が卒業研究として取り組んだ。その成果は2011年AIJ大会で発表される。　本年度は引き続き、有孔梁のせん断終局強度の評価、復元力特性におけるせん断破壊後の軟化挙動の定量的な検証（例；負勾配の大きさ、耐力喪失時の変形など）などを行いたい。また場合によっては有孔梁の実験（予算はないので３体くらい）を行ってもよいだろう。 8.　日本における耐震設計の歴史／鉄筋コンクリート構造発展史担当：卒論生　有賀沙織　地震動に対する建物の耐震設計法をはじめて明文化した先達・佐野利器とは、いかなる人物であったのか。彼が水平震度という概念に到達するまでの経緯とその当時の世界情勢とをあわせて調べることによって、世界で最初の（これについても異論があるが）耐震設計法の誕生について迫ってみたい。
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