1985年メキシコ地震で被災した某鉄筋コンクリート学校建築の耐震性能に関する調査・検討

【論　 文】 UDC 　：550

．

348 日本建 築 学 会 構 造系論 文報 告 集 第 383 号

・

昭和 63 年1月

1985

_年

メ

キ シ

コ

_地

_震

_で

_{被 災}

_{し た}

_某鉄筋

コ

ン

ク

リ

　　　　　　　

耐 震 性 能

に

関 す

る

_調

査

・

検 討

正 会 員 正 会 員 正 会 員 正 会 員

菅

江

野

田

一

_ト

_学校

_建

_築

_の

野

戸

路

村

俊

宏

利

和

介

＊

彰

＊＊

幸

＊＊ ＊

夫

＊ 楙 　

1．

は じめ に 　 1985 年 9月

19

日にメキシコの太 平 洋 岸に起き たマ グ ニ チュ

ー

ド

8．

1

の地 震は

，

首 都メキシコ市の建築物に甚 大 な 被 害 を も たら し た。 地震 後， 日本か ら も建 築 学 会を は じめ と して多 数の_{技 術 調 査}チ

ー

ムが現 地 を訪れ， 調査 結 果の_多く は建築学 会か らの 報 告 書 （文 献 1）〉に取り ま とめ られてい る

。一

方

，

こ う した調 査チ

ー

ム と は_別に_， メキシコ連邦区の_{要 請}を受け

，

国 際 協 力 事 業 団 （

JICA

） を通じ て 日本政 府か ら技術協力チ

ー

ムが派 遣され た

。

総 勢 25名か ら成るこ の_{技 術 協 力}チ

ー

ム の 目 的は_， 被 災 建 物の_補強の_{要 否}の_{判 定}お よ び補 強 方 法の提案を行うこと で

，

同年

10

月

19

日 か ら約 5週 間にわた り現 地で活 動し た

。

その_{成 果}の

一

_部も 上記 文 献に報 告され てい る

。

　

筆 者らは こ の技 術 協 力チ

ー

ム に参 加 する機 会 を 得， そ の活 動の

一

環 とし て標記建物につ い て詳細な被 害調査

，

耐 震 性 能 検 討の ための_構造解 析お よ び補 強 方 法の検 討 を 行い

，

帰 国 後 も現 地で得た資料等に基づい て引 続き検 討 を行っ た2）

・

S）

。

本 報はそ れ らの 結果 を取りま とめ た もの であ る

。

　

2．

建 物 概 要 　

2．

1　 建 物と敷 地 　本 建 物は メキシコ _{市 北東 部}に_{位 置}し

，

1982年に建 設 さ れ た地 上4階 （地

’

下 階な し）の_鉄筋コ ンクリ

ー

ト造 校 舎で

，

竣工時 期が半 年 離れている が構 造 的に は同

一

の 2 棟の建 物 （W 棟， 同年 春竣工，

E

棟

，

同 年 秋 竣 工 ）が エ クスパ ンションジョイン トを介して対 称に配 置さ れて いる （

Figs．

1

，

2お よ び

Potos

　1 ， 2）

。

桁行 方 向は 7ス パ ン （

8，

1m ）

，

は り間 方 向は 2スパ ン _（9

．

9m ，

8

．

1m _） で_， 建物 南側 中 央 部に 1Xl ス パ ンの階 段 室が あ る。 　こ の 建 物 は国 立工科 大学 （lnstituto　

Politecnico

Nacional

_＞の_敷地内に あ り

，

医 学 生 養 成の た めの高 等

学 院 （Escuela　

Superior

　

Medicina

_{：以 下} ESM _{と略 称 ）}

と して使わ れて いる

。

こ こ

．

では医 学， 看 護 学 全 般にっ い 　 申 竹 中工務 店 技術 研 究所　主 任 研 究 員

・

工博 　帥 _{大 林組 技 術 研 究} 所　主任 研 究員

・

工_博 ＊＊＊ _三 井建設 技 術 研 究 所　主 席 研 究 員

・

工修 ＊ ＊＊ ＊ _{清 水 建設 大 崎} 研究 室　研究 員 　 　 （昭和 62 年 6月10日 原 稿 受 琿 ｝ て の教 育

，

実 習 が行わ れ

，

学 生

1600

名

，

教 授 陣150名

，

お よ び その他の ス タッ フ 160名 を有す る。

　

敷地は軟 弱 地 盤の湖 地 区 と硬 質 地 盤の丘陵地区と の間 の中間地 盤 地域に あり （

Fig．

1）

，

地 盤は

GL −

16　m _{程 度} までが軟 弱な粘土層で

，

そ の下に

N

値 50以上の_固い地 層が続いて い るD 地 盤 柱 状 図 をFig

．

3

に示す。 　2

．

2

　構造

・

材料

　

建 物の主構造 は柱とメキシコ _式ワッ フル ス ラ ブ （

Losa

Plana

：_{以 下}ロ_{サ プ}ラナ 床 と略 称 ）よ り成る ラ

ー

メン構 造で

，

階段室に のみ はりがある

。

耐 震 壁は設け ら れてい ない

。

_柱は デ ザイン上の要 求か ら長辺方向が狭い_{偏 平}柱 と なっ ており

，

主 筋 ＃8（D25 ）がコ

ー

ナ

ー

で_束ね配 筋 さ れ てい る （

Fig．

4）

。

こ の主 筋 とす ぐ内 側に もフ

ー

プ で囲 ま れ た ＃6（Dl9 ）

〜

＃8 （

D25

）の_軸筋が配さ れ

，

長 辺方 向は 2段 配 筋に なっ て いる

。

＃

2

鉄 筋 （

D10

）を用 い たフ

ー

プは外 側で 30cm

，

内側で 25　cm _{間 隔}で配さ れ

Fig

．

1　LocatiQn　of　the　site

A

一

B 一

c 一

12

　　

34

　 　 　567811910111213141516 1 世　 　 　 1l 　　 　　　 l1 ■ 1

叶

1 ， ■ 伽 1 ， 「 幽 1

嚠

●　　 　　 　 　　 ■ ■ ゜ ； 　1 　卩 ；C3

面

■ c3

げ

3 C3巳 c3c3質 C3「

Buidingw

_…

； 1

BuildmgE

コ 9　 　　 　　 　 　■ ■　　 　　　 ■ 冒 　　　 ，

Seismic

門

　

11 ， lC262 露 C2 C2

■

G2， C2

卩

c2

口

冒 C2

Joint

電

3

， lC5c5C5C4C4C5c5C5 1

■

　 　 　 ■ ■　　　 　　9 ■ ■ 冒　11 ■ ■ ■

■

● 臨 9 置

forseeq−

C5Fig

．

4

目

5 　 　 　●

Concre

しe 　　

by

　 1

Core

IStrength 　

Tes

し _C1 層

目

　 ●

響

YL

36MPa

←

_十

→

_25MPa

Cl

x

8 ．

1

…

，

，

　 ，，

56 ．7m

，

，

・

・

　

8 ．1

8 ．1

　 ・・

　 ，

，

56 ．7m

，， O

_．

oo

【

蜀

卜

_．

〇

一

5 ．5

Fig

．

2　Plan　Qf 　the　buildings

Phσヒ01　Sou止 vlew 　of 　Building　E

Photo2 　West　view 　of　Buildmg　W

て い る が， 柱 頭， 柱 脚 部で ほぼ柱せ い に当た る 80c 皿 の範 囲内で は こ の間 隔の 1／

2

と なっ てい る

。

　

ロサ プラナ 床はせい が45c皿 で， 約 3m 幅の キャ ピ タル と ジョイス トは り （キャピタ ル間で幅 36cm 前 後

，

そ の他で幅20cm ）よ り な り

，

ジョ イス トはりの上下に は 5cm 厚の ス ラ ブ がつ い て いる （

Fig．

5

｝

。

ジョイス ト は りの主 筋はコ ラムキ ャピ タル 間で は ＃8

，

そ れ以 外で は ＃6鉄 筋で， ス タ

ー

ラ ッ プに は ＃2 鉄 筋 よ り や や太 い鉄 筋が用い られて いる

。

　

な お

，

コ ン ク リ

ー

トの設 計 基 準 強 度は 両棟と も250

18

一

G

．

LM 瓢 ｝ N

−

Value 目 の マ

　　　●

ユ

＿

o 5 Founda

＿

tion1 ： … 5and 10

圜

Snt 15

鬮

Clay 2

圏

Organic 2 ： Soi1 〔m ｝

Fig

．

3　Soll　_profl且e 　of 　the　slte

α 一 O 卜 ⊥

コ

£

12

一

鉾

8

_（

D25

_）

4

一

舘

6

_（

Ol9

_）



33

6

−

＃

4

_（

D13

_）

コ

巴

£

。＃

8

・＃

6

°

_＃

₄

血

8一

舘

8

_（

D25

_）

4 一

鋸

6

_（

B19

_）

4

一

舘

4

_（

D13

_）

　 　 　 　 　Fig

．

4 O 卜

回

血

12

一

醤

8

_（

D25

_）

4一

構

4

_（

D13

_）

同

L95P5

＿

」

　 　

L 」瓸

一

」

16

−

＃

8

_（

D25

_）

　　

12

一

鉢

8

_（

D25 ）

4

一

鉾

4 （D13

_）



4

一

尊

4

_（

D13

）

」 昌 」J 」 」 」i凵 」旦ト」」i ］ 凵 凵 口 ］ ］ 」」P 凵 」1］ L」凵 」

＿

」L 」凵 LJ μ 凵 口 口 ロロ ロロロ ロ囗ロロ囗 口口囗 ロロロ ロ ロ ロ ロ ロ ロロ ロ ロ ロ　 　ロ ロ ロロ ロロ ロ ロ 匚

r

ロロ　 　ロ ロ ロ ロ ロロ ロ ロ

0

囗口 囗　　 　　ロ ロ ロロ ロロロロ ロ 　 　 　 ロロロ ロロロロ ロ ■

　

囗 ロ ロ ロロロロ 日 囗

　

嗣 ロロ ロロ ロ ロロ

e

口　　 口 ロ ロ ロ囗囗口口 囗ロ ロ　 　ロロ ロ ロ ロ ロ ロ ロ ロロロ ロ ロ ロ ロ ロ

1

コロ ロ ロロ ロ ロ ロ ロ ロ ロロ ロ ロ ロ ロ 匚コ囗 ロ ロ ロ ロ rrr1 「「 ［ 冖 冖 「1 【 【 ［「「［ 「1「1广1［r「 ［［ 【 厂m 【 ［ nn 「「

　　

L

gse＿ ＿ 一 一

L

＿＿

810cm

＿ ＿

」

‘_a，Plan

一

］

口

麺

魏

に蝋

i1

− IL

2a

　_T

．

60

02 ₀₆ 63

盥

336！2cm 【b〕　Section

Fig

．

5　Floor　system

kg

／cm2 で あっ た が

，

現 地で採取 し たコ _{ア供 試 体 （}

E

_棟 10ヶ所

，

W 棟

6

ヶ所 ）か ら得ら れ た 圧縮 強 度に相 違が 見 ら れ た

。

強 度の_{平 均値}はE 棟で 249kg／cm2

_，

　W _棟で

358kg

／cm2 で あ り

，

W

棟の方が は る か に大き な値であっ た

。

　 基 礎は埋め込み に よ る排 土 重 量 分の重 量 低 減 を 考 慮し た直接 基礎で

，

_{底 版 部}は シェ ル型の曲 面 板 （埋め込み深 さ

3．

45m ）と なっ て い る

。

　外壁お よ び間 仕 切 壁は表 面がタ イル仕 上 げの孔 あきレ ンガ造で

，

ラ

ー

メ ン線 をはずし て設け られ てい る

。

　3

．

被 害 状 況 　3

．

1 被 害 概 要 　

9

月

19

日早 朝の本 震 時に は建 物 内 外に約 60名の人々 が居た が

，

階 段 室 最上階の外 壁レ ンガの_{落 下}によ り3人 の死 者が出た。 地 震 直 後にガス， 電 気， 水 道の供 給が止 め ら れ

，

建 物 周 囲の通 行 禁 止および建 物 内へ の立 入 禁 止 の処 置が取られた

。

　被 害は建 物の 1_， 2階で大 き く， 特に教 室部か ら突 出 して いる階 段 室 部で著しかっ た

。

しか し_， 建 物の傾 斜や 沈 下は な く_， 周辺地 盤の異 常も認め られな かっ た

。

　3

．

2 構 造 体の被 害 　構 造 体の被 害は柱と階 段 室の み にある は りに集 中し， ロサプラナ床で は細か い ひび割れ が観 察さ れ た程度で あっ た。 柱の被 害 状 況は2棟 間で異な っ て い た

。E

棟 での被 害の特 徴は

_，

柱 主 筋に沿っ て付 着 割 裂ひび割れを 生 じた ことで

，一

部で か ぶ りコ ン ク リ

ー

トの剥 落が観 察 され た（

Photo

　3

，

　

Fig．6

_）

．

こ の _{破 壊}は主と して教 室 部1

，

2階の  通り  r  柱および階段 室 部の間の    柱で著 しく

，

か ぶ りコ ン ク リ

ー

トが剥 落し た所 もある が_， 主 筋 の座屈に は至 っ て い な かっ た。 3

，

4階の 柱の 被 害は小 さ かっ た が

，

3階で は ほ と ん どの柱に付 着 割 裂ひび割れ が見 ら れ

，

4階で は ほ ぼ半数の柱の 柱 頭 コ ンクリ

ー

トの 鰹 OOO σり 　

80cm

　　

55

　　 　

8e

．

一 一 一

贓est 　

south

　east

　　

2F

　column 　

CI

　

lB

Fig

．

6　Crack　_pattern　in　Building　E

Photo　3　Damage　to　a　column 　in　Building　E

Photo　4　 Damage　to　a　column 　in　Building　W

打 継 ぎ位置 に曲げ ひ び割れ が 発生し でい た

。

　これに_対して

W

_棟の _柱で は

，

付 着 割 裂ひび割れ も若 干観 察さ れ た が柱 頭の_{打継 位置}で の曲 げ破 壊が顕 著で_，

一

_部で コ ンク リ

ー

トが圧 壊し てい た （

Photo

　4_）

。

　階 段 室 部の は りで は

，E

棟

，

　

W

棟 と も2階の み な ら ず

3，4

階で もせ ん断ひび割れ が_発生 して い た

。

また 2_，

3

階で は は り端部に曲げ に よ る圧 壊が見ら れ た

。

　 3

，

3　非構造体の 被 害 　階 段 室 部お よ びこれ に接続す る廊下の レンガ壁に せ ん 断ひび割れの発生と落下

・

転倒が見ら れ た

。

鉄骨 階段で は溶 接 部が

一

部で破 断し

，

さ ら に上下の ロサプラナ床 と の_{接 合 部}で コ ン ク リ

ー

トの_{破壊， 床}鉄筋との_溶接 部の破 断を生 じて い t：。 この た め階段は床位置 よ り

10cm

程 度 下がっ て落下寸前の状態に あっ たの で

，

木 造 サ ポ

ー

ト で応 急 補 強が な さ れ てい た。 こ の他， 廊下の 明か り取り の ガ ラスがこ れ を貫 通す る設 備 配 管とぶつ かっ て破 損し た所が あっ た

。

ほ かの非 構 造 体の被 害は軽 微で

，

エ キス パ ンションジ ョイン ト部にも被害は生じ ていなか っ た

。

　3

，

4　 被 災 度 判 定 　 （1 ） 応急危険度判定：_文献4 ＞

，

5 ）に従い 判 定シ

ー

トを 用い て現 地で応 急 危 険 度 判 定を行っ た。 両棟と も外 観 調 査

，

内 部 調 査では大 破

，

崩壊し た構造部材が ない こ とか ら

，

被 害 状 況は最も軽い

A

ラン ク と判定され た

。

しか し

，

建 物 外 周では階 段 室の_{外 壁， 建物内部}で は階段 の被 害が あ るの で

，

落 下 危 険物に関し て は最も厳 しい

C

ラン クと判 定され

，

総 合 的に_{判 断}す る と

，

どち らの 建物も 「立 ち入り禁 止 指 定」とい _{う判 定}結_果になっ た

。

　（2＞ 部 材の被 害 度と恒 久

1

次判定 ：ほ ぽ すべて の部 材につ い て行っ た被災 度調 査の結果と文 献

4

）

，6

）に基 づ き恒 久 1次 判 定 を行っ た。 Fig

．

7

に部材の被 災度分 類 と代 表 階の被 災 度 を示 す。 同 図で被 災度は ひび割れ

・

破 壊パ タ

ー

ン （F ：曲げ

，S

： せ ん断

，

　

B

：付 着 割 裂 ）と ひび割れ幅の レベル に応じ て分 類さ れてい る。 　

E

棟 1

，

2階では

B

皿柱が

4〜5

本ずつ _{あ り} ，

3

階でほ ぼ半 数は

B

皿柱で あ る。 階 段 室部の は りの多くは

F

田 ま たは

S

∬で あ る。 Fig

．

7よ り被害の大きい 2階の損 傷

R432

　 　

Y

　 　 　

X

　 　 　 　 　

Y

　 　 　

X

T＝O．

70sec

　　

T；

0 ．

38sec　

T電0．

65sec　T

＝

0．

96sec

　　

Building

　

E

　　　　　　　　

Buildjng

　W

　Fig　8　0bse【ved 　vibration 　mode 　and　fundamenta且_period

割 合は 24％ とな り被 災 度は中破と判 定 され る。 　

W

棟 1階で は

F

皿

，

Ffi

_，Sll，

　B　

ll

の柱がll本あ り

，

2 階柱の ほ と ん どは

Fll

．

　F   で S田が1本あ る

。

2階 の損 傷 割 合は16％ と なり被 災 度はこ れも 中 破と判定さ れ るが

，E

棟 よりも損 傷が や や少ない こと に な る

。

　 建 物の常 時 微 動 測 定 結 果を Fig

，

8に示 す

。

得ら れ た モ

ー

ド形か ら基 礎の ス ウェ イの影 響が大きい こと

，

固有 周 期か ら柱せい の大きい短 辺方 向の方が剛性が高い こと が_分る

。

また_， 両 棟ともほぼ同じ固 有 周 期であ ること か ら地 震に よ る損 傷は お おむ ね同 程 度であっ た と推 定さ れ る

。

　

4．

被 災前の建 物の耐 震 性 能の検 討 　

4．1

基本仮 定 　 被 災 前の建 物の構 造 解 析 （耐 震 診 断 ）に当た り以 下の よ う な仮定を設けた

。

・建 物 寸 法 ， 躯 体 寸 法および配 筋は

，

設 計 図 書と ほ ぼ対 　 応 し てい たの で設 計 図 書に従 う。

・

_{固 定 荷 重}は設計図書に基づき_， 不 明の_{場 合}はメ キ シコ

　

の慣 用値に_従う

。

ま た

，

積 載 荷 重はメキ シコ新基準の 　 地 震 用の 値 とす る

。

・ コ ン ク リ

ー

ト強 度は コ ア供 試体の 試 験 結 果の_平均 値 　 （

E

棟で

249kg

／cm2 _，　

W

_棟で358　

kg

_／cm2 ） とする。 ・ 主 筋 降 伏 強 度 は 設 計 図 書で の 特 記 値の 平 均4200 　

kg

／cmZ と し，せ ん断 補 強 筋で も同

一

_{の値と する}

_。

_また

_，

　 主 筋 表 面 までの か ぶ り厚 さは実 測 値 を 参 考に して 4 　cm とする

。

。 非 構 造 壁は重 量 計 算に は考 慮するが

，

剛 性

，

耐 力の計

黙

讐慧

織

董

繕 譱

　 　

　　

　 　   　

一

　 　 　 　  

　 　 　 Fig

．

7　Damage 　level　of　memhe ［s （2F ）

口ai

−一口

tsr

− −

Ll

−

₁   　   ＝ 1　 　　目 1 　FI　 　 FII

蹕

，

、、．

l

　BI　 　 BI

一

₂₀

一

　算で はこれ を 無視す る。

・

_柱の_曲げ強 度と せ ん断 強 度の ほ か に

Fig．9

に示す破

　

壊型 （コ

ー

_ナ

ー

_{割 裂 ）}に対 応する付 着 割裂強 度 （文 献 　8））を計 算し

，

こ の破 壊の時の靱 性 指標を

LO

と す る

。

　

4．2

　 部 材の耐 力と破 壊 形 式 　 （1 ） 各階 重量 と柱 軸 力 ：建 物 全 重 量 （約5700　t_{｝ を} 延 床面 積5390m2 で割っ た平 均 単 位 重 量は w 窩 1

．

06　t_／mz と な り

，

柱軸 力は1階で 30

〜

82kg ／cm2 であっ た

。

　 （2 ） 柱の破 壊 形 式と耐 力 ：

．

Fig．

10に 2次 診 断で の 柱の 強度 指 標を破 壊 形 式ご とに示す

。

同 図 よ り柱の_性状 につ き次の こと が指摘さ れ る。  

E

棟

X

方 向 （長辺方向 〉で は せ ん断 破 壊 型 柱と付 着 　割 裂 破 壊型柱が 大 部 分であ る が

，

W _棟で は曲げ破 壊 　型 柱も多数あ り

3

つ の_{破 壊形 式}が混 在して いる。 これ 　は

，

柱の被 害が両棟で異なっ て い た こと と対 応し て い 　 る

。

  両 棟と も柱せい の_大きい

Y

方 向 （短 辺 方 向 ）で は せ 　ん 断 破 壊 型 柱が支配的である。 この こ とか ら

，E

棟 　の多くの柱でその全面に観 察さ れた付 着 割 裂ひび割れ 　は，長辺方向の水平 力に よ り生じ たもの と考え られる

。

　 4

．

3 架 構の崩 壊メカニ ズム と保 有 耐 力 　 3次 診 断で得ら れ た_架構の_崩壊メ カニ ズム と保 有 耐 力 を

，E

棟につ い て

Figs．

11

_，

12に示す

。

こ こではロ サプ ラナ床 をキャ ピ タル幅を有 効 幅と す る はりと み なし て耐 力や破 壊 形 式 を検 討し た

。

_{同 図}で_示さ れ る は りの ヒ ンジ は

，

ロサ プラナ 床に曲 げ降 伏が生 じ るこ と を示しており

，

計 算で は図中の  点 （キャ ピ タル 面〉ま た は  点 （上端 筋カッ トオフ位 置 ）が降 伏する と し た

。

「

］

B

−

D

ー 」

　　　　　　

Y8

励 t一

φ Y ；且ength 　of　splitting φ：bar　diameter dt：depth　ofcover for　strength 　ca 且culation see　reference 　8_｝

曲

司

4

Fig

．

9　Mechanism　of　bond

−

splitting　failure

4

00

．

40

，

8 0　　0

．

4　0

．

8　　0　　0

．

4 　0

曾

8　】

−

2

Shear 　Coefficient　　Shear　Coerficient 　　She西r 　Coeff】c聰cnt 　 　 Fig

．

10　Failure　mode 　and 　st爬ngth　of　columns

　

E

棟

，W

棟の

X ，

　

Y

_{方 向}い _ずれの _{架 構 も}

，

1_{階 柱 脚} と

4

階柱 頭を除きロサプラナ 床に曲 げ降 伏が生じ る は り 崩 壊型架 構と計 算さ れる。 し か し， 柱が支 配する 1階と 4階で は Fig

．

10の傾 向がそ のま ま現れ て

，

　 E _棟で は x 方 向で_付着 割裂破 壊 型

，Y

方 向でせ ん断 破 壊 型と な る

。

　4

．

4　建 物の耐 震性能 　上記の_検討か ら， 本 建 物の被 災 前の 耐 震 性 能および構 造 体の被 害と の関 連につ いて次の よ う に ま と め ら れ る

。

 

E

棟の柱の_{付 着 割 裂 破 壊}は

，

コ ン ク リ

ー

トの か ぶ り 　不足 と主 筋の_束ね_{配 筋}に_{起 因}す る と考え ら れ る。 同 数 　の主 筋 を束ねず

，

ま た か ぶ り を大き く す る と付 着 割 裂 　強 度は顕 著に上が り せ ん 断 破 壊 が 先行す る と計 算さ れ 　る

。

また_，

Fig．

9か ら も柱の_{付着割裂破 壊}は長 辺 方 向 　の水平力によ り生じ た と推 定さ れ る が

，

コ

ー

_ナ

ー

_{割 裂} 　の場合に は縦 ひ び 割 れ が 加 力 と直 交す る面に も現れる 　ことにな り， 多数の柱で その全面に たて ひび割れ が観 　察さ れ た状況 （例えば

Fig．

6

）と対 応す る

。

  2 棟 間で柱の_{被 害}が異な るの はコ ンク リ

ー

ト強 度の_相 　違が主な原 因と考え ら れ る。 コ ン ク リ

ー

ト強 度の低い C　 　 　 　B　 　 　 A 　 　Street 　 疊0　11　14　15 　 F　；　Flexural 　fa丘且ure 　 S　：Shear failure 　 B　：Bond splitting 　 　 　 failure 　 Q 　：　Yield　hinge o

．

7 0

．

50 0

．

25 （C） ！ B

　　

F _B B B B

　　　

F B B

　　

F B 9

一

△ ◎ △   　 　 　 　 10 Street 　B ：Colu  capita1 ：End　of　CD塁  cap 主tal ：α」tDH 　port垂on

Fig

_．

_11　Failure　mechanism 　of　frames

　 　 （

C

） 0

．

75

x

方向

一

Y方 向

・

…

　 　 　 　_Eo 0

．

50 竃

＝

O

．

203

Eo

ヨ

＝09230

　 　 　 0

．

25 　 璽

F

　 　 　 （F） 0

．

750

（c）

1，

0　　

2．

0

　

3．

0

　　　0 Eo置

＝

0

．

552

Eey；0 ．

497 0

．

50 O

．

25

0．

75

Eox

＝

0

．

715 　 　 　 　

0．

50

Eoy＝

O

．

643 　 　尸

『一『一一

　 ’ 　

ノ

ル 7

3F

O

．

25 （c） 　 　 T

−− ロ−−−

　 i 〆 　 　 　

2F

　 　 　 （F） 　

1ゆ

0　　

2．

0　

3，

0 ，

グ

　 　 　 ’

4Eo9

匿

0

．

398 Eoヨ

ニ

0

．

660

一冒

■一一

「 　

4F

　 l 　 　 　 （F） 　 　 　 （F_） 0　　　1

・

0　2

．

0

　3

．

0　　　0　　　星

▼

0　　

曾

0　3

．

0 3rdevaluation C：strength 

index

　 　 　

F

：ductility 　index

　 　 Fig

・

12　Seis皿 ic　capacity 　of 　Building　E

　

E

棟で は付 着 割 裂 破 壊 型の柱が圧 倒 的に多いが

，

コ 　ン ク リ

ー

ト強 度がか な り_高い

W

_棟で は せ ん断 強度

，

　 付 着 割 裂 強 度 が 上 がるた め 曲 げ柱が多 くなり被 害 状 況 　 と も対 応 して い る。   両 棟と も柱の被害が顕著でロサプラ ナ床の 被 害は軽 微 　であっ た が

，

3次 診 断で は は り崩壊型の建物と計算さ 　れこの被 害 状 況と異な る結果と なっ た

。

これにつ いて 　は

，

ロサプラナ床の有 効 幅の 取り方，強 度 推 定の誤 差

，

　配 筋の バ ラツキ等の_諸要因 が あっ て明 確に説明で き な 　いが

，

柱

，

は りの ど ち ら が先行す る破 壊 形 式であっ て 　も

，

崩壊機 構時の水平耐 力は大き くは違わないと思わ 　れ る。 　

5．

地震応答の推 定 　

5．

1

解析方 針 　今 回の_{地 震}では， メキ シコ市 内各地で多数の強震記録 が得 ら れ た （

Fig，

1

）

。

これ らの _記録に よ る と， 地 盤の 影 響を受けて場 所に よ り地 震 動の特 性 がか な り異な り

，

特に市 中心部に_近い _{軟弱 地 盤 地域}で は_{， 表層}地 盤に よる 増幅作 用の_影響 が顕著に現 れ ている

。一

方， 中 間 地 盤 地 域にあ る本建物に_関して は， 敷 地 内で もその周 辺で も強 震 記 録が得ら れ てい ない

。

こ の よ うに_{， 本}建 物の地 震 応 答の推 定に当た り直接引用で き る記録 が 無い ので， 軟 弱 地 盤 地域で得ら れ た記録 を基に_， 地 表 面 軟 弱 層の影 響 を 考 慮して当 該 敷地 地表面の地震動を作成し， 質点系モ デ ルを用い て地 震 応答解析を行うこと に し た

。

　 5

．

2　敷 地 地 盤の_{振 動特性}と 入力 地 震 動の設 定 　 Fig

．

13に当 該 敷 地 地 盤の_{常 時微動 測 定}か ら得られ た 波 形の フ

ー

リエ ス ペ ク トルを示す。 図に示す通り， 敷 地 地盤は 0

．

9

−

1

．

1Hz お よび2

．

2

〜

2

．

6Hz に顕 著な卓 越 振 動 数 成 分を有してお り

，

これ らは_表層の_{軟弱 地 盤}の_特性 を表して いるもの と考え ら れ る。 　解 析の た め の地 震 動は

，

軟 弱地盤地域の

SCT

_（通 信 運 輸 省

，

Fig

．

1）で観 測さ れた波 形の EW 成 分を基 準と した （文 献9））。 これ は市 内で観 測さ れ た記 録の内で最 も大きな加 速 度 （168gal）を示 したもの で あ る

。

た だ し

，

SCT と当 該 敷 地 地 盤とで は その _{地 層 構 造}が異なっ て お rp　t地 震 動 もその影 響を受け る ので

，

重複反射理論に従っ て

SCT

の地 表 面 観 測 波か ら硬質地 盤へ の 入射 波を求 め

，

これ を当 敷地の_{硬 質}基 盤層に入 力 する こ と に より当   O ＝ φ

【

【

⊆ 日 く 0 1　 　 　 2　 　 　 　3　 　 　 　4　 　 　 　5 　 Frequency 　 （Hz ）

Fig

_．

_13　Fourier　spectrum 　of　microtremor 　of　the　ground

一

₂₂

一

6 敷 地での地 表 面 波 を作 成し た （Fig

．

14）

。

こ の作 成に必 要 な 地 盤モ デル に関して は

，

（1）

，

（2）で述べ るよ うに

，

観測さ れ た表 層 地 盤の周 期 特 性 （

SCT

地 盤で は記 録 波 形の卓 越 周 期， 当 該地 盤で は常 時微 動 測 定にお ける卓 越 周 期 ）に合 致 する特 性 を有 するよ う

，

層 厚や土の諸 定 数 を定める こと とし た

。

　なお_， 入力 地 震 動の推 定 方 法につ い て は種々議 論の あ るところで あ る が

，

こ こ ではス ペ ク トル特 性の修正に主 眼 を置きこ のような方 法を取っ た。 　 （1） SCT の_{地 盤}モ デル ： こ の _{敷 地}の _{地 盤}に関す る 直接の情 報が ない の で

，

同じ軟 弱地 盤 地域にあ

’

る ア ラ メ ダ公 園の地盤に関する文 献 10）の Herreraら に よ るモ デル を基に して

，GL −

64　m _{を基 盤}とする

Fig．

14

（a_） の よ うな 4層の モ デルを仮 定し た。 こ こ で

，

上部 軟 弱 層 の諸 定 数は文 献 中の諸 数 値を丸め た もの である。 地表 面 ／ 基 盤 面の伝 達 関 数 も 同 図 中に示 した が

，

1次の卓 越 振 動 数はほ ぼO

．

　5　

Hz

_で

SCT

_{観 測 波の もの と}

一

致_{し てい} る

。

　 （2） 当敷 地の地 盤モデル ：建 設 時のボ

ー

リング デ

ー

タに よれ ば

，

当 敷 地 地 盤の 上部 軟 弱 層は 地表面よ り GL

−

16m まで で

，

これ より下 部に は固い地層が続い て い る （Fig

．

3）。 こ の 敷 地に対 して もFig

，

14 （b｝に示 すように軟 弱 層 3層を有す る 4層の地 盤モデル を仮 定 し た

。

こ こ で

，

軟 弱 層の諸 定 数はSCT で の値と同

一

と し

，

基 盤 との間の層につ い ては

，

現 地で測 定し た常 時 微 動の 卓 越 周 期 を参 考に し て層 厚 等の定 数 を決 めた

。

地 表 面 ／ 基 盤 面の伝 達 関 数の卓 越 振 動 数は 1

．

OHz

，

2

．

1Hz 程 度 で

，

常 時 微 動の卓 越 成 分とほぼ

一

致して いる。 　（3） 作 成 地 震 動の特 性 ：

SCT

記 録の原 波 形と 上記 地 盤モ デル を用い て作 成し た当 敷地 地表 面 波の波 形を Fig

．

15に示 す。 作 成 波の最 大 加 速 度は原 波 形よりか な り小さ く95ga1 と なっ た

。

ま たこ の

2

波と市 南部の中 間 地 盤 地 域に近い VIVEROS で観 測さ れた波 形に関し

，

減 衰 定 数 を 5％と し た時の _{加 速 度 応 答}ス ペ ク トル を Fig

．

16に示す。 同 図に よ る と

，

作成波で は原 波 形の

2

ii

_［

50 1

．

3 50 1

．

3

二

₈

1

・

3i

_軸

90 乳

．

3

₂

一

90UO 　　　　150

L8

110150 1

　

．

　−

3

−

1．

8

Vs

冨600

■／sec h80

．

05

γ

＝

_2．

₀

罵

600囗／sec γ

・

2

．

Ot〆田5all 　 Ia_ヲer

1

匹］

−

1

四

　 Frequency 〔Hz〕　　　　　　　　Frequency 〔Hz ， 〔a｝s垂

te

　

SCT

　　　　　 〔

b

〕site 　

ES

団 Fig

_．

₁₄Simulation　of　_gTound　motion 　of　the　site

200 ．0Gat

O ．

0

　 　 　 　

−200 ．OL

　 　 　

5

　

10

　

1520



25



30



35



40

₄₅

50



55



60



65



70



75



80



85



90

2〔〕0

．

0

0 ．

0

嬲

融

隔 柵

一

一

一

_{200 ．}

_{0 一}

Fig

．

15

　Simulated　ground　motion

〔 1000

円

9800

唱

O

伺 θ 雨 」  

一

  り り 600

400

200

　 ロ

0 ．050 ．

藍

0 ．2

　

0 ，5

董

．

02 ．0

　

5 ．O

　 　 　 　

Period

〔sec 〕 RF 　₃

_篤

　

I4

　

1323

拡

 

_並

Fig

，

16　Response　spectrum

（a _）VibratiDnal 　 　 model 　 　 　 Fig

．

17 Qy

．

−一

一

．

一

一

一

．

．

一

」

K

Qc 一

一

．

　

_’

14 IK1

…

，

「

cRy

　‘

_’

齟

尸

Qc

＝Qy_／3

’

（b＞　Restoring　force　mode ］

Analytical　mode 亘s 秒 付 近の ピ

ー

クが 消 え_， 0

．

5

〜

1

．

0秒 付 近で原 波 形 とほ ぼ同等の加 速度レベ ルに なっ ている

。

　今 回の市 内の観 測 波では

，

軟 弱 地 盤 地 域で長 周 期 成 分 が卓 越するとい う特 徴が ある が_， 周期1秒 以下_ではそれ 程顕著な卓越特性は見ら れ ないe 後述す る よ うに本建物 の 固有 周 期は 1秒 以 下なの で

，

比 較 的ス ペ ク トル の 変 動 が少な い範 囲に ある

。

　5

．

3 建 物の _{弾 塑 性}モ デル 　 （

1

） 解析モデル ：

Fig．17

_（a_）に 示 す よ う に， 上部 構 造 を4質 点 系 とし

，

基 礎 部にス ウェ イ とロ ッキン グバ ネ を 有する振 動 系モデル を用い た

。

地 盤バ _ネにつ い て は_， 建 物を剛 体とし せん断 波 速 度 V。

＝

　100　m／sec

，

単 位 体 積 广 effecti 》e NidthL

】

口

】

凵 0000 「

　 　 replaced 　beam　　　column

　r重_gidzone

Fig

．

18　Analytical　model 　for　floor　sys しem

重量 γ

＝

1

．

3t／m3

_，

ボア ソ ン比 7　 ＝ ・　O

．

　45の _半無限 弾性 地 盤と してその バネ定 数を求め た。 　 （2 ） 建物の_復元力特性 ：_復元力特 性は 3 折線の ス ケ ル トンとピ

ー

ク指 向型の _履歴特 性を持つ モ デル （Fig

，

17 （

b

））と し た。 折 線の 第 1こ う配は柱， ロサプラ ナ床 を線材に置 換 し て求め た弾性剛性と し た

。

剛性 算出 時の 主な仮 定は次の通りであ る。   ロサプラ ナ床は柱芯か ら 片 側ヘ リブ

2

_{本 目}まで を有 効 範 囲と し

，

は り と し て断 面 剛 性を求め る。 また

，

キャ ピタル交差部分で は柱芯か ら 片 側へ 1m _分まで の範 囲を置 換 し た はり に対す る剛 域 とする （Fig

．

18 ）。   部材の曲げ

，

せ ん断

，

軸 力に よ る 変形を考慮す る （

Fig．

18 ）。   各 階と も 剛床と す る

。

  外 力は各 階で震度が

一

定 と な る 分 布 と す る

。

　第

2

折点の耐 力は耐震 診断で得ら れ た結果に基づ き，   曲げ破 壊型部材の耐 力のみの_和

，

  せ ん断破壊型部 材 の _耐力 と 曲 げ破 壊型部 材の耐 力の 70％ の耐 力の和， の 内の大きい方と し た

，

ま た その_時の_変形は 過去の_実験結 果を参 考に

，

せ ん断破壊型あ るいは付着割裂破 壊 型の部 材が卓越 す るE 棟の _{両 方 向}お よ び

W

棟

Y

方 向で は

h

_／

200

（

h

二階高で

305cm

）， 比較的 曲げ破壊型部材が卓 越する

W

_棟

X

方 向で は

h

／l50 と し た

。

な お

，

第 1折 点 の耐 力は既

_往

の実 験 結果 を参 考に して第 2折 点の耐 力の 1／3と仮 定した。 　 （3） 減 衰 ：減 衰はエ _ネルギ

ー

比例型 と し

，

上部 構 造 に対 して 2％

，

地 盤バネに対して

10

％ と仮 定 し た

。

こ れ による 1 次の_等価減衰定 数は_{約 5}％ と なる

。

　5

．

4 解 析 結 果

一 23 一

Table　lCalculated　fundamental　_{periods （}sec）

lst

2nd3rdI

x0

．

79

　 ω

．

92

）

0290

．

19

Building

　　　

E

v0

．

73

　（

0．

70

）

0

．

280

。

17

x0

．

75

_ω

_。

83

〕

0 ．270

．

17

Building

　　　

w

v0

．

69

　 （

0．

65

）

0 ．260

．

16

（　 ）　

b

▼　

Mic

「otre 薗0「　贓easure 囗ent

　 （

1

） 固有 値 ：_{解 析}か ら得ら れ た固 有 周 期 を

Table

　1 に示し

，

常 時微 動 測 定で得られた値 も併 記し た

。

表によ る と

，

解析値と実測値と は比 較 的 良く

一

致し て い る

。

ま た

，

実 測 値 ／ 解 析 値は長 辺 方 向の方が大き く なっ て お り_， この_{方 向}の_方が被 害が大き く し た がっ て剛 性 低 下 が 大 き かっ たこ と を示唆して いる。 　 （2） 応答 変 位 ：解 析か ら得ら れ た最 大 応 答 変 位を

E

_棟

_{X ，Y}

両 方向

，

　

W

_棟Y _{方 向}につ い て Fig

．

19に示 す。 ま た

，E

棟

x

方 向での最 大 層 間変位の分 布 を

Fig．

20に 示 す

。

同 図には SCT 原波形による応答 値も参 考とし て 併記してあ る。こ れ らの結 果は次の ように ま と め ら れる。   両 揀とも1

，

2階の最 大 応 答 変 位は約 1cm で あり

，

　降 伏 変 位 （E 棟で 1

．

8cm _，　 W 棟で 2

．

3cm ）には至ら 　ない もの の_， 第1折 点 を越え て ひび割れ が あ る程度進 　 展し

，

剛 性が大 き く低 下 した状 態に ある とい え る

。一

　方

，

3

，

4階で は応 答 変 位は それ程 大き く な く， 特に 　 4階はほぼ弾 性 範 囲 内に収 まっ てい る

。

以 上の結果は 　 現 地で観 察さ れた各 階の被 害 状 況と良く

一

致 して い 　る

。

 

E

棟

，W

棟間で_応答 値に顕 著な差は見ら れ ない ので

，

　ひび割れ

・

破 壊パ タ

ー

ンは異なっ ても被 害レ ベ ルはほ 　 ぼ 同 等であっ た と 思 わ れ る

。

 

SCT

原波形に よ る応 答 変 位は

，

1階

，

2階で は作 成 波 　に よ る応答の

70− 80

％増の値を示 して お り

，

こ の よ 　う な 入 力であ れ ば降伏点 近傍の応答になっ た で あ ろ う 　こ と を示して いる。 　

6．

補 強に よ る耐震 性 能の改 善の検 討 　 6

．

1 補強の_考え方と目標 性 能 　前述の_諸検討結果か ら指摘さ れ る本 建 物の耐 震 性 能 上 の問題 点は

，

  保有水平耐力の不足 と柱の変 形 能 力 不 足

，

  水平 剛性の_不足，   建 物 突 出 部の存 在， の 3つ に集約 さ れ る

。

これ ら の問題点を改 善す る た めに心 要な補 強 方 法 を， 下 記 諸 点 を考慮して

E

棟につ い て検 討し た

。

  今回を上 回る強さの_{地 震}に対して安 全 なよ うに補 強す 　る

。

目標 性 能は耐 震 診 断 基 準に お け る構 造 耐 震 指 標で 　

ls＝

O

．

6とす る

。

  柱の_被害が_顕著だっ たこと か ら

，

主に鉛 直 部 材の性 能 　に基づ く

2

次診断に よ り補 強 部 位と補 強 部 材の配 置 を 　検 討し， 補 強 後の建物の性能を3次 診 断と弾 塑 性 地 震 　応 答解析によ り検討す る。   建 物の_機能， 当該国の建築事 情な どを考 慮 して適 切な 　方 法 を選 択で き る よ う複数の方法を検 討 する

。

こ の時

　

基 礎構造に は十 分な余 力が あ り，

補

強に伴う鉛 直荷 重 　の_増加に耐え ら れ る とする

。

  教 室部か ら突出して いる階段 室の変 形 を 抑え る た め

，

　計 算 外の壁 を増 設する。 　 6

．

2 _{補強 方 法} 　上記の諸問 題点に対 して

，

次の 3つ の異な る タイ プの 補 強 が可 能であ る （Fig

．

21）

。

  補強方法

1

（強 度 補 強 ）：被 害 柱の補 修 後， コ ン ク リ

ー

4 3 　 　 　 2 あ 」 o β 口「 1 　 　 0

．

0　　　1

．

0　　　2

．

O Max

・

Story Drift _（cm｝

Fig

．

20　Maximum 　story　drift

0051 000 0

ロ

3 　 ， 　 m 　 CO 〔

°

2t 　 　 f 　

・

1 　 　 r 　 D 』 y 　 　 「 10 　 t 　 S 005 0

喞

00 口 O ←

冒

O り 」 O 」 」 OO ‘ 騎 あ hO 口 U自 005 自 O ’

響

0 　 　 0 　 　 0 　 　 00 り 」 O 」 05 00 」 帽   β の 、 」 o 剃 卩「

1F

、

一

2F

「

3F

」

4F

〔b， Buildi 的 E 　　Y

−

dlrection 　I 　 1

．

0　 　 　2

曾

0　 　 　3

．

O Sしory 　Drif し　lc 畍 ｝ Fig

_．

₁₉Maximum 　response

OO5 唱 O β

響

　 　 0 　 　 0 　 　 00 ∪ 」 o 」 05 」   O ‘ 頃 〉 」 O ρ の 00

，

0　　　　1

．

0　　　　2

．

U　　　 3

．

O 　 　 Story 　Drift 　 ｛cm ｝

一

₂₄

一

　 （C） 0

．

750

．

50 0

．

25 ｛aD 　by　亘nfHled 　凵a皇15 　 0 　 （C） O

．

750

．

50 0

．

25 0 F2 3nD 1

．

0　　 　2

．

O 〔b〕　by　jacketting　columms

Fig

_．

₂₁Proposed 　strengthening 　methods

　 （c） O

．

750

．

50 0

．

25 　 （F） 3

．

0 　 　 　 　 　0 　 　 　 （c） 　 　 o

，

T5 臼 4 1

．

0　 　 　2

．

0 2nd　evaluation 　 （F） 3

．

0 o

．

50 0

．

25 o LO 　 　 　 2F 20 2

．

0 LO

｛c｝by　co皿binatIn 　of 　【a，　arttl　〔b〕

　 （C｝ 0

。

750

．

50 0

．

25   　 O （ 5 　 　 　 7 　 　 　 0  

歯

0

．

5e 0

．

25 2

．

0

　

3

．

。（F）

　

_o 3rd　evaluation 2F 7S38 （F） 3r吐e▼a 藍uation ）

Fig

_．

_22　Seismic　capacity 　of　strengthened 　building 　 ト耐 震 壁を増 設し て建 物の水 平 強 度を増す方法で

，

同 　時に水 平 剛 性 も大 幅に増すので， 地震 時変形を抑え非 　構 造 壁の被 害 を防ぐことが で き る （

Fig．

21

（a_{））。 同} 　図の案で は壁 厚を20cm と し てい る

。

  補 強 方 法 2（靱 性 補 強 ｝：柱のせ ん断破 壊や付着 割 裂 破 　壊を防ぐに は

，

コ ン ク リ

ー

ト断 面 を増すの が最も効 果

　

的な の で

，

既 存 柱に補 強 筋 を 巻きコ ンクリ

ー

トを 打増 　す。 また

，

補 強に よ り曲 げ耐 力が増大し ないよ う柱 端 　にス リッ トを設 ける （

Fig．

21 （

b

））

。

図の案で は柱の 　短辺 を15cm ずつ

，

_{長 辺 を}7

．

5cm _ずつ 打 増して いる

。

  補 強 方 法 3（強 度 補 強 と 靱 性 補 強の_併用）：_柱補強の み 　で は水 平 剛 性が向上 し ない 点 を， 壁 を適当に配置する 　ことにより補な う補 強 方 法で， 壁 枚数 は補強 方法 1で 　の必 要 枚 数の 2／3とし， 柱 補 強 を

1

，

2

階につ い て の 　み行う （Fig

．

21 （c））

。

　 6

．

3　補強建物の耐 震 性 能

　Fig．

22

に補 強 建 物の耐 震 診 断 結 果 を 示す

。2

次 診 断 では，

Y

方向1階を除き どの階どの方 向でも 目標値

1

』

＝

0

．

6を上 回っ て い る。 補 強 方 法 3で は 1階

Y

方 向で 目 標 値を や や下回 る が お お む ね良 好である

。

3次 診 断で は 両 方 向 と も鉛 直 部 材の_性状が支配的な

1

階で は2次診 断 結 果と同 等かやや上 回る値である が

，

上階

，

特に 2階で は逆に こ れを下 回る

。

こ れ は_{， 架}構が は り崩 壊型 と計 算 さ れ ること と

，

仮 定 外 力に応じて決め た壁の耐 力が上 階 で は壁断 面の耐 力 その もの よりも低い ことな どによるた 　 　 0 　 　 　

　

0 　 　 0 　 　 　

　

　

0 　 　 0 　 　 　

　

0 　 　 4 　 　 　

　

　

3

｛

ご 国 u 」 o 」 0002000 」

伺

り ‘ 切 あ 」 o

の

U ngl5 ₀ 口 5

〔

’

暫

　 　 　 0 　 　 　 0 　 　 　 0 り O

」

O 」 」 悶 O £ 切 005

　　

　M

_惣

§ 　 　 　 x 　2

．

0 0

．

0　 　 　 0

，

5 5しory 　Drl「 し　 ‘c藺D ｛a】　闇ethod 　

1

8

』

　　

1』

　

2

．

0

　

3』 　 　 StDry　Drll し　1亡 旧， Rei財 orc ¢ 国e凩 Of

　

UOhr 腰n51F2F4F

’

51闘 laしed 旧o ヒlon

■

”_翼　1

．

₅ ▲〃 　　　　x　2』 ｛

b

，　Method 　2

Fig

．

23Maximum 　response 　of　strengthened 　building

めで

，

鉛直部 材の耐 力と_変形能 力が その ま ま架 構 全 体の 性 状に反 映さ れて いない

。

な お， 回 転 壁を考 慮 すると

X

_方向では各 階とも十 分 大き な

ls

値（1

，

2

−

1

．

8＞とな る

。

　

補強 建物の地 震 応 答 解 析 結 果 を補強 方法 1

，

2にっ い て

Fig，

23に示 す。 同 図で耐 震 壁 補 強の場合に は

，

耐 震 診 断計算で得ら れ た終 局せん断 強 度と弾性剛性と か ら な る簡単な 2折 線の関 係に モデル化し た

。

入力 波は前 述の 作成 波の ほかに

，

最 大 加 速 度 をその

1．

5

倍，

2．

0

倍と し た もの も考慮し た

。Fig．

23

（a_）を見る と

，

壁 補 強の場 合に は建 物の耐 力， 剛 性 共に著 し く向上 し， 作 成 波に対 する応 答 変 位は約 1mm ， その

2

倍の 入力に対 し て も2 mm _{程 度}と非 常に小さい

。

こ こで耐震壁 の せ ん断ひ び割 れ時変形角を1／2000 （約1

，

5mln ）程 度 と 考 え る と

，

以 上の結果は こ の よ う な補 強に よ り今回の地震の 2倍程 度

一 25 一

の入力が あっ て も壁に ひび割れ が多少出る程 度の 変形に 抑え られ る こ とを示し て い る

。

　

Flg，

23

（

b

）に示す靱性補 強の_場合に は， 補強に よ り 架構が完 全に曲 げ破 壊 型にな ることか ら， 保 有 水 平 耐 力 が や や 増大し， 復元力モ デル上の第2折 点の変 位 （降 伏 変位 ）が大き く な る

。

応 答 変 位は作 成 波の 2倍の入 力の 時で も

1，2

階で ほ ぼ降伏 変 位に至る程 度で， 大 き な塑 性 変形 は 生 じ ない

。

し たが っ て

，

こ の程 度ま で の入力で あ ればこの_補強で_得ら れ る保 有 耐 力でも十 分で あり， さ ら に大き な 入力が あっ て も変 形 能 力で抵 抗で き る

。

　以 上の検 討か ら， 上 記のどの方 法に よっ て も目標と す る耐震性能の改 善 を図れ ること を確 認 し た。 実 際に補 強 す る 際に は_， 適切な補 強工 法

，

補 強 部 材の配 置を決める た め， 下記諸 点 を踏ま え た詳 細な検 討が必 要に なろ う。   ス ラブシステム の耐 力 と 変 形 能 力

，

  地 盤 特 性と壁の 回転 耐 力，   入力 地 震 動の特 性と補 強 建 物の応 答

，

  非 構造部 材の耐 力と変 形 能 力，   基 礎 構 造の耐 力。 　

7．

まとめ 　標 記 地 震で被 災し たメキ シコ市 内の某

RC

造 4階建 学校 建築につ き， 詳細な被害調査 を行う と共に， 耐 震 診 断 基 準に基づ く構造解 析お よび非 線 形 地 震 応 答 解 析を 行っ て耐震性能 を 検 討 し， 次の ことが判っ た

。

  中 間地盤 地 域に ある当 建 物 地 盤で の地 震 動は

，

周 期

　2．

　

O

　sec _付近に鋭い ピ

ー

クを有 し， 最 大 加 速 度168　gal 　を示 し た軟弱 地 盤 地 域 での

SCT

記 録 波に比べる と

，

　最 大 加 速度はこれ よ りか な り低く （約 60％ ）， また長

　

周期域も含めあ まり顕 著な卓 越 周 期 成 分 を持た ない_特 　性であっ た ろ う と推 定され る

。

  こ の よ う な地 震 動に よる応 答 層 間 変 位は約 lcm

，

変 　 位 角は約

1

／

300

程 度 と推 定さ れる

。

こ の程 度の レ ベ ル 　の変位では曲げ

，

せ ん断ま たは付 着 割 裂に よる終 局 破 　 壊は生じ ないが， ひび割れ はある程 度 発 生し伸 展す る 　と考え ら れ

，

これ は

一

部にコ ン クリ

ー

トの圧 壊が見ら 　れ る 程 度で， 「中 破 」と判 定さ れ た被 害 状 況と お おむ 　ね対応する

。

  構造的に全く同

一

の建 物 として設 計 されて いるに もか 　か わ らず，

E

棟

，

　W 棟の 2棟 間で破 壊パ タ

ー

_ンが異 　な り， 長辺方 向に関し前 者で は付 着 割 裂 破 壊

，

後 者で 　は曲 げ破 壊が顕 著で あっ たの は

，

コンク リ

ー

ト強度に 　大き な差 異が あっ た た め と考え ら れ る

。

　さら に

，

コ ンク リ

ー

ト耐 震 壁 に よ る補 強やコ ン クリ

ー

ト打増し に よ る柱の補 強の効 果について検 討し た結 果

，

  下層で 5

，

6枚の耐 震 壁 を 設ける ことに より

，

今 回の 　地震の 2倍 程 度の加 速 度入力が あっ て も

，

壁にせ ん断 　ひび割れ が 若干発生する程 度の小さな変 形に とどめ ら 　 れ る

，

  下 層の柱を すべ て補 強す ることによ り， 保 有 耐 力が や 　や 増 大 し， 今回の地 震の 2倍 程 度の加 速 度入力が あっ

一 26 一

Photo　5Building　E_（1986

．

9_） Photo6　 Building　W _（1986

．

9_） 　て も曲 げ降 伏 時変形（

2cm

余 ）程 度に抑え ら れ ること

，

　など

，

ど ちら の方 法も効 果的であ るこ と が判っ た

。

あ とがき

　

筆 者の 1人は

，

地 震 後1年 経た昨年 （1986 年）

9

月に 再びメキ シコ市を訪れ る機 会を得た

。

この時

，

当建 物で は補 強工事が行わ れ ており

，

完 了 間 近な状態で あっ た （

Photo

　

5，

6

_）

。

_{被 害 柱}はすべ て補 修さ れ

，

被 害の大き かっ た柱で はコ ン ク リ

ー

ト断面が拡 幅さ れ て い た

。

　

補 強は

，

コ ン ク リ

ー

ト耐 震 壁に よ る強 度 補 強型の工法 を 用い

，

各 階に壁 が配 置さ れて いた。 補強設 計の詳細は 確認 して い な いが

，

Fig

．

21 （a_）の提案の壁 配 置 と比べ る と， 建 物 外 周に比 較 的 多く配 置してい ること， また開 口壁 を 用い て いること な ど に相違が あ る もの の_， 提 案 と ほ ぼ同じ量の壁が配 置さ れてお り

，

基 本 的に は図の提 案 に従っ て補 強が実 施され てい る と の印象で あっ た

。

謝 　辞 　本報 告に用い たデ

ー

タ は

，

日本 政府 が 国際協 力 事 業 団 （

JICA

）を通 じて メキ シコ_市に派 遣し た技 術 協 力 団に よ り得ら れ た もので あ り ま す

。

こ こ に関 係 各 位に謝 意 を 表 し ます

。

ま た本 報 告を ま とめ るに _当たり

，

東 京 大 学 岡 田 恒 男 教 授

，

同　 南 忠 夫 助 教 授お よ び千 葉 大 学 　 村上 雅 也教 授に ご指 導

，

ご助 言を頂いたこ と を記し謝 意を表 し ま す

。

参 考 文 献 1＞ 日 本 建 築 学 会 ：1985年メ キ シコ 地 震 災 害 調査報告

，

　 　1987

．

2 2）菅 野 俊 介ほ か 11985 年メキシコ地 震による被 災 建 物の耐 　　震 性 能に関 する検 討 （その3）

，

（〈の 4）

，

日本 建 築 学 会 　 　大会学 術 講 演 梗 概 集

，

1986

．

8

3）　Sugano

，

S

．

　et　a ］

，

　

“

Seismic　Capacity　of　Reinforced

　　

Concrete

　4

−Story

　School　Buildings　Which　Suffered　1985 　　Mexico　Earthquake　in　Mexico　City

”

，

　Proceedings　of 　the 　 　Seventh　

Japan

　EarthquakeEngineeringSympQsium

，

　 　1986

．

12 4｝ 建 設省建 築 研 究 所 ；被 災度 判 定 規 準

t1985

5） 小 谷 俊 介

，

岡 田 恒 男ほ か ：鉄 筋コ _{ン ク}リ

ー

ト建 築 物の応 　　 急危険度 判定規準の概要

一

総 合プロ ジェ ク ト

・

鉄筋コ ン 　　ク リ

ー

ト造 震災構 造物の復 旧技術の開発 （そ の25）

一，

　 　日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講演 梗 概 集

，

1985

．

10 6） 滝口克己 ほ か：鉄 筋コ ンク リ

ー

ト建築 物の被災 度 1次判 　 　定 基 準の概 要

一

総 合プロ ジェ ク ト

・

鉄 筋 コ ン ク リ

ー

ト造 ｝ 7 ） 8 ） 9 10） 11＞ 12） 震 災 構 造 物の復 旧 技 術の開 発 〔その 26）

一

， 日本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演梗 概 集

，

1985

．

10 日本建築 防災協 会：既存鉄 筋 コ ンク リ

ー

ト建築 物の耐震 診断 基 準

，

1977 広 沢 雅 也

，

山 本 圭 正 ：鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト短 柱の崩 壊 防 止 に関す る総 合 研 究 （その 29

・

鉄_筋コ ン ク リ

ー

ト部材の_付 着割裂強度につ い て _）

，

日本建築学 会大会学術講演梗概集

，

1975

．

10Mena

，

　E

，

，

et 　ai

，

’

‘

Accelerograma 　en 　el 　Cen しro 　SCOP 　de

la　Secretaria　de　Comunicacionesoy　Transportes

．

　Sismo

del　19　de　Septiembre　de　1985

”

，

　Institute　de　Ingeneria

，

UNAM

_，

　Informe　IPS

−

10B

，

1985

．

9

Herrera

_，

1

．

，

“

Earthquake　Spectrum　Prediction　for　the

Valley　of　Mexico

”

，

3WCEE

，

1965

日本 建 築 防 災 協 会 ：既 存 鉄 筋コ ン ク リ

ー

ト建 築 物の耐 震 改 修指針

，

1977 日本コ _ンクリ

ー

_{ト工 学 協 会 編 ：既 存鉄 筋コ ンクリ}

ー

_ト構 造 物の耐 震 補 強ハ ン ドブッ ク

，

技 報堂

，

1984

．

10

SYNOPSIS

UDC ：550

，

348

SElSMIC

　

CAPACITY

　

OF

　

TWO

　

REINFORCED

　

CONCRETE

　

4−・

STORY

　

SCHOOL

　

BUILDINGS

　　　　　　　　

WHICH

　

SUFFERED

　

1985

　

MEXICO

　

EARTHQUAKE

　IN　

MEXICO

　

CITY

by　Dr

．

SHUNSUKE 　SUGANO

，

Ch三ef 　Research Engineer

，

　 Takenaka 　Technical　Reseaich　Lab

．

，

　Tokyo

，

　 Dr

．

　 H皿OAKI　ETO

，

　Chief　Research　

Engineer

，

　Technical　Re

−

　 search Institute

，

 OhbayashiCQrporation

，

 Tokyo

，

　 TOSHlYUKI 　NOJI

，

　Seniol　Rese【ach　Engineer

，

　Technical

　Research 　Institute

，

　 Mitsui　 Construction　 Co

．

，

　 Ltd

．

，

　 Tokyo

，

　KAZUO 　TAMURA

，

　Research　Engineer

，

　Shimizu

　 Corporatio皿

，

　Memb 已rs 　Df　A

、

匸

．

J．

lntroduction

　

Two

　4

−

story 　reinforced 　concrete 　

buildings

　in　Flg

，

2suffered　moderate 　

damage

　to　structures 　as　well 　as　severe

damage　to　nonstructuial 　elements 　

during

　the　

l985

　Mexico 　Earthquake

．

　

One

　mo 皿th　after 　the　earthquake

，

出e

buildings

　were 　

inspected

　

by

　the　authors

’

team 　on 　the　

level

　of　

damage

，

　properties　of　materials 　and 　vibrational characteristics 　of　the　

buildings

　and　the　_ground

．

　The　inspection　was 　made 　as　a　_part　of　activities 　of　the　technical

mission tQtheDepartment　of　

Federal

　

District

　of 　Mexico　sent 　

by

　the　

Japanese

　

Government

　through　the　

Japan

　

In−

ternational　

Cooperation

　

Agency

（

JICA

）

．

　

After

　the　

inspection

，

　

further

　studies 　were 　made 　on　their　seismic 　capac

．

ity　and 　response 　so　that　their　

behavior

　

during

　the　earthquake 　and 　the　proposed　strengthening 　methods 　might 　

be

discussed

　in　

detail

．

　The　Buildings　and 丁heir　Damage

　

These

　

buildi11gs

　were 　cQnstructed 　

in

　lg82　and 　

have

　

been

　used 　as　a　school 　

for

　medical 　students

，

　

They

　were structurally 　identical　except 　six　month 　different　in　the　completion 　of　construction 　and 　

different

　concrete 　strength

by

　core 　sampling 　test

．

　

The

　

building

　W　

had

　higher　strength （36MPa ）than　that　of 　another _（25MPa _）

．

　They　

1Q−

cated　at　the　

Transition

　

Zone

（

Fig

」 ）and 　the　subsoil 　consisted 　of　soft　clay 　of　16mthick 　and　Qf　

deeper

　layer　Qf solid 　sand 　and 　other 　soils （Fig

．

3）

．

　

A

　

building

　consisted 　of　moment

−

resisting 　frames　Qf　columns 　and 　

flat

　slab

．

sys

−

tem　called

‘

‘

Losa　Plana

”

（Fig

．

5）

．

　No　structural 　wall 　was 　_provided

．

　

Grouped

且ongitudinal 　reinforcements 　were arranged 　at　each 　corner 　of　a　column _（Fig

．

4_）

．

　

The　structural 　

damage

　was 　concentrated 　on　columns 　and 　beams　whieh 　existed 　only 　in　the　sticking 　_portion

around the staircase. Differenttype of

damage

tocolumns was observed between two buildings.Typical damgge inBuilding E was caused

by

bond-spliting

(Photo

3

and Fig.

6>

while itwas caused

by

flexural

compression in

Building

W

_<Photo

2>.

The

buckling

of reinforcement,

however,

was not observed

in

any columns.

No

signifi-cant

damage

appeared on the

Losa

PLana

except a

few

minor cracks on the

floors.

Tilting

and settlement were not

detected,

The

damage

rank of structures was classified

into

"moderate"

(Fig.

7).

Evaiuationof Seismic Capacity

Their seismic capacity was evaluated as "undamaged structure"

following

the

Japanese

_guidelines.

Failure

modes and corresponding capacity of columns are _plotted

in

Fig.10.

It

is

noted

for

longitudinal

frames

thatthe mode of

bond-splitting

is

_predominant through the stories of

Building

E

while thatof

flexure

is

_predorninant ex-cept

bottom

stories of Building W. The

difference

in

failure

mode isresulted mainly

from

the

difference

of con-crete strength.

The

mode of shear

failure

is

remarkable

in

transverse

frames

of

both

buildings.

Yield

hinges

are

formed

in

each

frame

in

each

direction,

except

both

the top and

bottom

stories, at the end of column capital of

the

floor

_{system or at} the _{portion where some reinforcements of}

joist

beams

_{are cut ofL}

It

is

indicated

that

gol-umns may

fail

in

bond-splitting

or

flexural

compression

in

longitudinal

frames

of

Buildings

E

and

W,

respec-tively.

This

corresponds to the

feature

of observed

damage.

It

is

also

indicated

thatthe

buildings

might consist of "weak-beam" system, though theobserved

damage

was rernarkable

in

columns.

Seismic Response of Undamaged and

Strengthened

Structures

As

no ground motion of the earthquake was recorded at the site, a simutated motion which was on the

basis

of

a recorded motion at the site of the Secretariade Comunicacion _y Transportes

(SCT)

was used

for

the seismic response analysis.

The

metion was

determined

from

physicalpropertiesof subsoil at

both

the recorded and

build-ing

sites using the multiple reflection theory, Both recorded and simulated motions and their response spectrum are shown inFigs.15and _16.The motion had shorter _periodand lowerintensityof acceleration compared with

the

SCT

record.

The

buildings

were idealizedintoa

lumped-mass

system and the

force-displacement

relation of each story was

idealizedby linear

lines

shown inFig.17 where each

breaking

_pointindicatedcracking or _yielding

due

to

flex-ure, shear or

bond-splitting.

The yield

displacement

was

determined

referring toexisting test

data.

In

the prop-osed strengthening method 1,concrete walls were _placecl

inside

the existing

frames

to

increase

both

the stiffness and strength, while all.the columns of

lower

two stories were reinforced with new concrete and reinforcement

in

thepfoposed method 2 toimprove

ductility

(Fig.21),

The

obtained results shown

in

Figs.19,

ZO

and

23

are

summarized as

follows.

O

The maximurn displacement at the

first

and second stories isestimated

be

approximately 1cm or

O.

33% to

thestory

height

which could

lead

to moderate or _partiallysevere

damage

to structures, though

it

is

much

less

than the _yielddisplacement The

displacement

at upper stories isminor.

These

results well agree with the

fea-ture _{of observed} damage.

2)

The'response

dispacement

is

higher

by

approximately 50% when subGected tothe

Fe-corded motion of

SCT.

3)

The

strengthening

by

concrete walls

leads

tovery minor

displacement

even

during

the motions of _1.5 to

_2.o

times the

intensity

of simulated motion. 4)

When

most columns are reinforced, the

struc-ture isable to resist･ even an earthquake of 2 times the

intensity

of the simulated motion without any

brittle

failure.Conclusions

1) Itis_presumed thatthe _ground motion at the buildingsite would

have

_possessedthe chaTacteTistics of shorter

periodand lowerintensitycompared with those inthe Lake Zone.

2)

The

damage

to structures,

bond-splitting

failure

in

one

building

and

flexural

failure

in

another, would

have

occurred

because

of the

lack

of

lateral

stiffness and capacity, thegrouped reinforcement with thinconcrete

cover and the

difference

of concrete strength.

.'

3) Itis_presumed that the maximum story

drift

during

the earthquake would

have

been

around O.3%. which was

much

less

than the _yield

displacement.

_.

4) Their seismic _performance will

be

significantly improved when they are strengthened

by

concrete walls or reinforcement of columns.