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〈研究室だより〉建築構造研究室

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Academic year: 2021

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(1)近 畿 大 学産 業 理 工 学部 かや の も り16(2012). 建築構造研究室. 建 築 ・デ ザ イ ン学科. 和明 津田 術 研 究 所 に お い て、 建 築 構造 物 に関 す る 研. 間 が 設 計部 で構 造 設 計 、 そ し て 2 5年 間 、 技. 内 、 1年 間が 建 築 現 場 で の施 工管 理 、 4年. 建 設 会 社 に勤 務 し てお り ま した 。 30年 間 の. た 。 これ ま で、 大 学 卒 業 後 30年 間 、 民 間 の. 私 は 、 こ の 4月 に 本 校 に着 任 いた しま し. 壁 長 さ は 7 m程 度 が 限 界 です 。 これ 以 上 に 孔壁 を 長 く す る と、 孔 壁 が崩 れ て しま. 作 り 、 そ こ に鉄 筋 籠 を 挿 入後 、 コンク リ ー トを 打 設 し て 壁 を構 築 す る のです が 、. 素 と な り ます 。 しか し 、 地中 に お い て壁 を構 築 す る 場合 、 地盤 を 掘 削 し て孔 壁 を. 場 合 、 壁 長さ が 長 いほ ど 、 剛性 も 耐 力 も大 き く な り 、 地震 に対 し、 有 効な 耐 震 要. 抵 抗 し ま す。 ま た 、 杭 と し て活 用 さ れ る こと も あ り ま す。 壁 を 地 震 に抵 抗 さ せる. 地 中 連 続壁 と は、 地 中 に お い て地 下 部 分を 形 成 す る 際 の土 留 め 壁 で、 地 震 にも. も し く は 非常 に困 難 な 工 法 に よ り、 各 壁 を 一体 化 さ せ て いま した 。 これ に対 し、. う か ら で す。 よ つて、 これ ま で は、 地震 に対 し、 7 mの壁 を個 々に 抵抗 さ せ るか 、. 施 工管 理 を行 った 建 物 は、 鉄 骨 鉄 筋 コン. 新 開 発 の接 合 方 法 は 簡 便 な 工法 であ り 、耐 力 も 一体 壁 と ほぼ 同 等 の耐 力 を発 揮 で. 究 ・開 発 に携 わ ってき ま した 。. ク リ ー ト 構造 の地 上 8階建 て の事 務 所 ビ ル. き る も のとな りま し た 。 こ の 工法 は 、 開 発後 、 多 数 の建物 に使 わ れ て います 。 最. 節 付 き杭 は、 杭 の材 軸 の途 中 に節 を 設 け、 これ の支 圧抵 抗 によ り 、支 持 力 、 引. でし た。 な にも かも が新 鮮 で、 失 敗 だ ら け. す る 知 識 を身 に着 け る こと が でき ま し た。. き 抜 き 力 を大 き く でき る 杭 です 。 これ に よ り、 従 来 の杭 よ りも 杭 長 を短 くす る こ. 近 では 、 表参 道 ヒ ルズ 、 東京 ス カイ ツリ ー にも 採 用 さ れ て いま す 。. 設 計 し た建 物 の構 造 種 別 は、 鉄 筋 コンク. と が 可 能 とな って いま す。 こ の杭 の節 部 は無 筋 と な って います 。 こ の位 置 に鉄 筋. の勤 務 状 況 で した が 、 いろ いろと 施 工に 関. リ ー ト 構造 、 鉄 骨 造 、 鉄 骨鉄 筋 コンク リ ー. を 配 す る のは困 難 であ り 、 また 、 配 筋 で きた と し ても 、杭 は 一般 的 に大 断 面 であ. る こと か ら、 鉄 筋 が そ の効 果を 発 揮 す る た め に は、 か な り の鉄 筋 量 が 必 要と な る. 25階 建 て 程 度 ま で と 多 岐 に わ た っ て い ま す 。. こ の 中 で 、 最 も 記 憶 に 残 っ て い る の は 、 某 リ ゾ ー ト マン シ ョ ン の 設 計 で す 。 こ の. か ら で す。 し か し、 無 筋 であ る 以上 、 ひ びわ れ が 生 じ れば 、 そ の節 の効 果 はな く. 鉄 筋 コンク リー ト 製 壁 型ダ ンパ ー は 、本 来 、 大 き な変 形能 を 有 す る せ ん断 型 耐. 建 物 は、 鉄 筋 コンク リ ー ト構 造 の地 上 1 2階 建 て で 、 桁 行 方 向 は ラ ー メ ン 構 造 、 は. 震 壁 の開 発 を 目指 し て いま した 。 耐 震 壁 を有 す る 建 物 を 仕様 規 定 型 の設計 法 で設. な って し ま いま す 。 そ こで、 こ の部 分 の安 全 な 設 計 法 を 開 発 しま し た。 こ の節 付. 採 用 す る こ と に い た し ま し た 。 梁 の 断 面 形 状 は 、幅 が ωOOO巨日、 せ い が G。㎝O日巨 で. り 間方 向が ラー メ ン+連 層 耐 震 壁 構造 です 。 こ の桁 行方 向 は 4構 面 よ り構 成 さ れ. す。 し か し、 これ ら の設計 法 は確 立さ れ てお ら ず 、 既往 研 究 論 文 を参 考 に設 計 法. 計 す る 場合 、 保 有 水 耐 力算 定 時 には 、 大 きな 変 形 能 を有 す る曲 げ 型 で破 壊 す る場. き 杭 も 、 開 発後 、 多 数 の建 物 に採 用 さ れ て お り、 最 近 で は、 東 京 スカ イ ツ リー に. を考 えな が ら の、 手探 り状 態 の設 計 で した 。 こ の建 物 は、 建 築 主事 よ り、 日本 建. 合 の部 材 種 別 は≦﹀で、 これ に よ り 構成 さ れ る建 物 の構造 特 性 係 数∪ωは最 大 でOト. て いる のです が 、 内 2構 面 は居 室内 とな り、 施 主 か ら梁 を 省 く よ う 言わ れ てお り. 築 セ ンター で の評 価 を 取得 し てく る よう 言 わ れ 、 2名 の先 生 か ら 厳 し いご 指 導 を. です が 、せ ん 断型 の壁 の場 合 の部 材 種 別 はミ︼ )で、︼ )ωは最 大 でO° 呂 とな り、必要 保. も 採 用 さ れ て いま す 。. い た だ き ま し た 。 そ の先 生 方 の 対 応 等 、 種 々 の 苦 労 が あ り ま し た が 、 最 終 的 に は 、. 有 水 平 耐 力が 大 き く な り ます 。 これ は、 せ ん断 型 の壁 は、 耐 力 に達 す る と、 ほと. が 大 き く な ると 、 柱 や 梁 の断 面も 大 き くな り、 建 設 コストが 増 大 し 、 居室 も 使 い. ん ど の場合 、 直 ち に 耐 力 を喪 失 し てし ま うた め です 。 し か し、 必 要 保有 水 平 耐 力. 民 間 の建 設 会 社 で の勤 務 が 最 も 長 か った 部 署 は 、 技 術 研 究 所 で す 。 こ の 間 、 開. 勝 手 の悪 いも の にな って し ま いま す 。 そ こ で、 せ ん 断 型 の壁 でも 、 耐 力 到達 後 、. 竣 工 ま で 見届 け ま し た。. 発 に 携 わ った も の は 、 地 中 連 続 壁 の高 耐 力 鉛 直 接 合 工 法 、 節 付 き 杭 、 鉄 筋 コ ン ク. ま し た が、 何 と か、 丸 鋼 のダ ボ 変 形 を 活 用す る こと に よ り当 初 の目 的 に沿 った 壁. そ の耐 力 を保 持 した ま ま変 形 でき る 壁 の開発 に着 手 し ま し た。 種 々 の苦 労 はあ り. 評 価 シ ステ ム等 です。. リ ー ト製 壁 型 ダ ンパ ー、 大 開 口梁補 強 工法 、 鉄 筋 コンク リー ト 造建 物 の耐 震 性 能. 七. 良 い 設 計 と な った と 自 負 し て お り ま す 。 こ の 建 物 は 、 施 工 時 の 設 計 管 理 を 行 い 、. ま し た 。 し か し 、 完 全 に 梁 を 省 い て の耐 震 設 計 は 不 可 能 で あ った た め 、 扁 平 梁 を. ト 構造 で、 建 物 規 模 は、 3階 建 てか ら. [研 究室 だ よ り].

(2) [研究 室 だ よ り]. 八. れ ま せ ん で し た。 現 状 の建 築 基 準 法 で は 、稀. 基 準 法 で は耐 震 壁 と し て活 用 す る こと は 許さ. リ ー ト 造建 物 の場 合 、 性 能評 価 型 設 計 に お いて最 も 必 要 とな る のは 、部 材 の損 傷. て いま す が、 ま だ ま だ 、 種 々の問 題 が あ り、 な か な か 実 現 しま せん。 鉄筋 コンク. これ か ら の耐 震 設 計 法 は、 仕 様 規 定 型 から 性 能 評 価 型 に移 行 す る こと が望 ま れ. よ って、 こ れ に関 し ても 、今 後 、 当 研 究室 の課 題 と し て 取 り組 ん で いき た いと 考. ( 大 方 、 震 度 4程 度 ) に 対 し. え てお り ます 。. に 発 生 す る 地震. 度 の評 価 手法 です 。 これ に は、 部 材 の外 力 と変 形 の関 係、 いわ ゆ る 復 元力 特 性 を. が 完成 しま した が ( 図 1 )、 こ の丸 鋼 が 極 小 さ. て は 、 全 て の 主 要 構 造 部 材 の 鋼 材 の塑 性 化 を. 1/ 8 スケ ー ル の原 子 炉 格 納 容 器 の試 験 体 を 作製. も 行 って います 。 こ の内 、最 も大 規 模 だ った の は、. こ の他 、 原 子力 関 連 施 設 の耐震 性 に関 す る 研究. ( 図 2)。. 元力 特 性 と損 傷 度 の算 定 法 の開 発 を進 め て いま す. 在 、 実 務 設 計 で幅 広 く 活 用 さ れ る よう 、 簡 便 な 復. 定 手 法 が やや 複 雑 す ぎ る と 言 わ れ て お りま す。 現. 能 評 価 指針 (案 )・ 同 解 説 ﹂ にも 採 用 さ れ て いま す が 、精 度 も さ る こと な が ら 、算. 耐 震 壁 の損 傷 度 評 価 手 法 は、 日本 建 築学 会 の ﹁ 鉄 筋 コンク リー ト 造 建 物 の耐 震 性. 精 度 に やや 問 題 が あ り 、 現状 で は、 1棟 の建 物 に し か適 用さ れ て いま せ ん。 ま た 、. 部 材 の損傷 度 を ひび わ れ 幅 に基 づ き算 定 す る こと が でき ます 。 しか し、 まだ 算 定. シ ステ ム を構 築 しま し た。 こ れを 用 いれば 、 地 震 規 模 に応 じ て、 建 物 を構 成 す る. の算 定 手法 を開 発 し 、 これ を フ レー ム解 析 プ ログ ラ ム に 組 み 込 み、 耐震 性 能 評 価. 呼 ば れ 、柱 や 梁 な の で線 材 と は大 き く 異な った 弾 塑 性 挙動 を 示 しま す。 こ の挙 動. 握 でき る よう にす る こと が 必要 です 。各 種 構 造 部 材 の中 で、 耐 震 壁 だ け は 面材 と. 弾 性 か ら破 壊 に至 る ま で的 確 に算 定 し 、 そ の変 形 に 応 じ た部 材 の損傷 状 況ま で把. な 変 形 で塑 性 化 し て し ま う た め 、 現 状 の建 築. 層■ 置 冒 ▲. 許 容 し て いな い か ら で す 。 よ つ て 、 現 状 は 、 ロー コ ストダ ンパ ー と し て活 用 し て お り、 開 発 後、 3棟 の建 物 に 採 用 さ れ て いま す。 こ れ に は、 私 の思 い入 れ が あ り 、 今 後、 当 研 究 室 に お いて、 さ ら な る 検 討 を 行 い、本 来 の 目的 に 沿 った耐 震 壁 の開 発 を 行 いた いと 思 って お り ます 。 大 開 口梁 補 強 工 法 で は 、 従 来 許 さ れ て い な い大 き な 開 口 を 梁 に 設 け る こ と を 可 能 に し ま し た。 梁 の開 口形 状 は 主 に 円 形 で あ り、 そ の 大 き さ は 、 直 径 が 梁 せ い の ー/ 3 以 下 に 制 限 さ れ て いま した 。 これ は 、 こ れ 以上 に大 き な 開 口を 設 け た 梁 は 、 本 来 の梁 と し て の機 能 を 発揮 でき な い ことが 種 々の実 験 に よ り 、 示 さ れ て い た た め で す 。 し か し 、 こ の制 限 の ため 、 大 きな ダ クト を 設 け た い 場 合 、 梁 せ い を そ の ダ ク ト 径 の 3 倍 以 上 と す る か 、 も しく は、 ダ クト を 梁 の下 に 通 す し か あ り ま せ ん で し た 。 前 者 の場 合 の梁 せ い は、 本 来 の梁 と し て の必 要 せ い. し、 大 型 振 動台 を 用 い て行 った振 動 台 実 験 です。. こ の実 験 で は、 振 動 台 上 に お いて試 験 体 を 破 壊 さ. せ る こと に 成功 し、 現 状 の原 子 炉 関連 施 設 の耐 震. 設計 法 に よ り 設計 さ れ た 建 物 が 大 きな 耐 震 裕 度 を 有 す る こと を確 認 しま し た。. ま だ 、 着 任 し たば かり です が 、皆 様 のカ を お 借. り しな が ら 、 こ こ に 示 した 項 目 以 外 の研 究 開 発 も. 行 い、 社 会 に 少 し でも 貢 献 でき れ ば と考 え てお り ます 。. 1400 1200 1000 goo 600 400 300 0. を 大 き く 上 回 る も の と な り 、 後 者 に 至 っ て は 、無 駄 に天 井 高 を高 く す る こと にな り 、 コ ス ト ア ップ の 大 き な 要 因 で し た 。 基 礎 梁 に お い ては 、 人 通孔 が 設 け ら れ ま す が 、 こ の直 径 は 最 低 ①OOm m必 要 で す 。 よ っ て 、これ ま では、人 通 孔を 有 す る 基 礎 梁 の最 小 せ い は HO。OOm mで し た 。新 た に開 発 し た補 強 工法 では 、梁 の開 口径 を 梁 せ い の ー / 2 ま で 拡 大 す る こ と が で き ま し た 。 これ は、 鋼 管 を 用 いた も の であ り 、 高 い構 造 耐 力 が 得 ら れ て お り ま す が 、 耐 火 的 に はや や 不利 と な りま す 。 耐 火 実 験 、 解 析 に よ り 、 通 常 の 使 用 に お い て は 、 十 分 な 耐火 性 能 を 保有 し て いる こと は 確 認 し て お り ま す が 、 ど こ で も 、自 由 に使 わ れ る た め に は、 鋼管 がな いに こし た こ と は あ り ま せ ん 。 ま た 、 鋼 管 の材 料 費 分 、 や や コストも 高 く な って いま す 。. 震壁 の復元 力特 性の算 定例. 図2耐. 筋 コ ン ク リー ト製 壁 型 ダ ン パ ー の 概 念 図1鉄.

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参照

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