【報 告】 UDC :550
.
34 (100 ) 目本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 報告 集 第398 号・
1989 年 4 月メ
キ
シ
コ地 震
(
1985
年 )
に
お
け る
メ
キ
シ
コ市 内
の
RC
造
建物 被害
調査
に
関
す る
研 究
正 会 員 正 会 員 正 会 員 正 会 員 田高
表
狩
中
橋
野
礼 治
*敏 夫
* *佑 太 郎
* **芳
一 * ** §1.
はじめに 1985年 9月 ユ9日の メキシ コ 地 震で は,
メキシコ市 内 の鉄筋コ ン ク リー
ト造 (RC
造 )建 物に 多数の構 造 被 害 が発 生し た。
そ れ らの被 害 原 因 を 究 明 する こと は,
今 後 の RC 造 建 物の 耐震 設計発 展 の た めに有 意 義な こと と 思わ れ る。 こ の た め筆 者 等は,
さ きに被害 原 因の一
因子 と して建 物の コ ンク リー
ト強 度 を取 り上 げ, メキシコ市 内の RC 造 被 害 建 物の コ ン ク リー
ト強 度 に関 す る 調査 結 果よ り,
コ ン クリー
ト強 度と建 物 被害との相関性が比 較 的 低い ことを指 摘 し た鰍 3 }。
本 報はRC 造建物の被害 原因 を究明する と いう意 味で は参 考 文 献1) と 主 旨 を 同 じ に す る もので あ る。
建物の 被 害 原 因 を究 明す る場 合,
個々 の建 物につ い て その被 害 原 因を調べ るこ と は も ち ろん重要であるが, 建 物 群の被 害 傾 向か ら被 害 原因 を究明す ること も重 要であ る と考え ら れ る。
本 報は後者の 立場 か らRC
造 建 物の 被 害 原 因につ い て検 討したもの であ る。 す な わち,
本 報は地 震 発 生直後か ら約2
カ月の間に 日 本か らの公 的 機 関に よ る派 遣 調査団や私 的調 査団に よっ て調 査さ れ た資 料の う ち, 日本 建 築 学 会メキシコ地 震 調 査団 (団長・
狩 野 芳一・
明 治 大学 教 授 )お よ び他 調査団 (以下ま と めて 「調査団」とい う)が メキシコ 市 内の比 較 的 地 震被害の大き かっ た地域に お け る建 物の被 害 率 を 把 握す る た めに行っ た建物の 全 数 調 査 結 果 (調 査 棟 数 5354 棟 )を,
筆 者 等が 調 査 団 よ り 提供 し ていただ き,
そ れ ら の デー
タの 中か らRC
造建 物の調 査デー
タ (計 3821 棟 )の み を抽 出し,
RC 造 建 物 群の被害要因 と して,
建物 階数お よ び地 盤の 2因 子を取りL
げ,
被 害と そ れ ら の因 子 との関 係 を統 計 的に検 討す ること を目的と し た も ので あ る。
メキ シコ 地 震にお ける建 物 被 害度の 検討は,
これ まで 本報は、
参考文献 1〕,
参 蓄文at 2}に新た な デー
タを追加し ま と め たも の である。
* 東北 工業 大 学 教 授・
工博 * * 鹿 島建設技 術 研 究所 主管 研 究 員 * * * 大 林 組 技術 研 究 所 室長・
工 博*
*
#
明 治 大 学 教 授・
工 博 〔1988年7月22日 原 稿 受 理,
1989年1月26口 採 用 決 定 〕 に も建 物の動 的 解 析 等に よ る検 討が数 多く行わ れ てい る が,
全 数 調 査 結 果 を地 盤 種 別を も含めて統計 解 析 し たも の は行わ れてい ない の で, 今 回こ の解 析を実 施す ること とし た。
今 後の地 震 被 害の ま と めに参考に な りうればと 考え てい る。
本解析の結果, 8階 以 下の建 物で は地震にお け る被 害 が建 物 階 数 と地 盤 種 別の両 要 因の影 響 を 受 けて い ること が 分 かっ た。
§2.
建物の全数調 査方法およ び調 査範囲 こ こ では調 査 団が行っ た建 物の全 数 調 査 方 法お よ び調 査範 囲につ いて述べ る。
調 査に参 加 され た方々を本 報 末 尾に 爪 し た。
メキシコ市 内で地 震 被 害の比較 的大き かっ た地域は お お よ そ図一
1の斜 線 部 分で ある。
ま た調 査 団が建 物の 全 数調 査を行っ た地 域もほぼ同じ部 分であり,
その詳 細が 図一
2の ス ク リー
ン トー
ン で塗りつ ぶ し た部 分であ る。
写 真一
1は調 査 地 区の一
部である。
所々 に建 物が被 害を 図一
1 メキシコ市で地 震 被 害の比 較 的 大き かった地 域一
13
一
受けて い るの が 認 め られ る
。
調 査は 西側のINSUR ・
GENTES 通 り か ら東 側の PINO SUAREZ 通り につ い て
,
南 北 方 向はでき る だ け広 範 囲に全 数 調 査す ること をい
…懿
,
醒
霤
蠶
蠶
飜
訛靉
蠶
鸚
灘
韈
靉
騰
貔
攤
蠡
鏃
櫺
綴
攤
.
臻
蠶
肄
. ・ 日 臼馨
脚霈
鸚
鐐
蠶
驫
「
鬻
野
塵
.
黼
蒔飜
髀灘
瓔
鯛 楚 鑞 彫 ;tt『
朽
補驚
協『
ヒ
、
叮
・
tt
’
”
tt 写 真一
1 ラ テ ィ ノ ア メリ カー
ナ タワー
より撮 影し た メキ シ コ市内 〔上方に トラテロ ルコ 団 地 を 望 む}一
地 震 発 生 約1 カ 月後の 1985年 1 月 鹿 島 技 研 高 橋 克也 氏 撮 影一
一
14
一
原 則とし た が, 調 査 時 間の 関 係な どか ら 図一2
の ス ク リー
ン トー
ン部分の範囲にと ど まっ た。
調 査 項 目は,
各建物の構 造 種 別,
階数,
被 害ラ ン クの 3項目で ある。 構 造 種 別は各 建 物の主体構 造を鉄 筋コ ン ク リー
ト造 (RC
)雕 ”,
鉄 骨 造 (S
),
組積造 (M
),
コ ン クリー
トブロ ッ ク造 (CB
)の 4種に区 分 し た。
な お,
RC
造におい て は,
通 常の柱一
は リ ラー
メ ン構 造の ほ か に メキ シコ 市の RC 造 建 物の特 徴の一
っ で あるロサプ ラナ と呼 ばれる平 板 搆 造 〔フラッ トプレー
ト構 造 )が数 多く み られたが,
今回の調 査で は,
外 観上か らは こ の 2 つ の構 造 区 別が うまくで き ない ことよ り,
こ れ ら を すべ て RC 造と して ま と めてい るv階 数につ い て は
,
高 層と低 層が混 合し てい る建 物で は 高 層 部の階 数をその建物の階 数と し た。
ま た 建物の被 害 ラン ク は 表一
1.
]11T]に より 判 定し た。
調査 は外 観 調 査を 原則と し た。 た だ し少 数で はある が個別的に建 物の内 部 調 査を行っ たもの もあ る。
調査 し た 建物の総 棟 数は 5354 棟であっ た。
表一2tu1
・
1:]ば 全 調査建 物5354 棟の構 造 種 別ご との 棟 表.
・
一
一
1 被害ランク判定 基準引油 被 害 軽 微 小 破 中 破 大 破 崩 壊 ク.
!
噂
一
冒
フ 1ll
皿IV
V
彼害状況 柱・
耐 力 壁・
二 次 壁 の 損 傷 力i、
軽 徴か も し く は、
ltと んど損 傷が な いもの 柱・
耐 力甓の娼傷は軽微で ある が、
RC 二次 壁・
階 段 室の ま わり に、
せ ん断ひび わ れ が見ら れ る もの 柱に典 型的 ぼ せ ん断ひび わ れ、
曲げ ひ び わ れ、
耐 力 壁 に せん断ひ び わ れ が見 られ、
RC 二次 壁・
非 媾造 体に大 きな損 傷が見 られ る もの 柱の せ ん断ひ び わ れ・
曲げ ひびわ れに よって鉄 筋が露 出・
座 屈し、
耐 力 壁に大 き な せ ん断ひびわ れ が生ヒ て 耐 力に 著 し い低 下が認め ら れ る も の 柱・
耐 力 壁 が 大破 壊 し、
珪 物全 体また は建 物の一
部 が崩 壊に至っ
た もの(
凱
:
;
鵜
1
ス ケッ チ 脚 注D
メキ シコ 市 内では鉄骨 コ ンク リー
ト造 (SC)のも のも存 在し た が,
外 観 上 鉄 筋コ ン クリー
ト造と 区別で き な い こ と,
ま た力学 的性 状 も類 似し て しいること か ら鉄 筋コ ン ク リー
ト造に分類し た。
脚 注2)調 査 地 域 内では21階 以上の建 物はラ ティ ノア メ リ カ・
一
ナ (S造43 階 }の 1棟の み で あっ た、
図一
3は 20 階 以 ドにつ い て示し てあ る。
数を示 し た もの で あ る
。
RC 造 が 3821 棟で全体の 71 % と 最 も 多く,
次はM
造が多い。S
造,
CB
造は少な い ことが分か る。
図一
3は全 調 査 建 物に お け る各 建 物 階 数での 構 造 種 別 の比 率 を示したもの で ある。
1〜
3階で は組 積 造が比 較 的 多く,
6階 以 上で は大 半がRC 造である。
S
造は全 体 と して非常に少ない。
図一一
4
に は RC 造 建 物 382i 棟の階 数 分 布 を 示し た。
こ の 図 より 2 階建の 建 物が最も多く,
3階,
ユ階が次 表一
2 全 調 査 建物5354 棟の構 造 種 別ご との棟数 構造種別 棟 数卜
RC
3821
_
Ml
比 率 (% 〉71
.
4
LS
7
ICB
一険
計535
123456789012 1 1 [↓
建 物 階 数 01459
27
.
2
而
…
t
− 一
一
rl
「
冒
i
_一_、
______
_
一
一
.
lo,
1
ゴ
H
…
贏
裕
一
汁
工
一
一
一
44
一
一一一
→ 構 造種 別の比 率 % 50 100 13 匚= ==:= 匝 := = :=コ 14 匚 = := := 亘 === :=コ 15 [= := = ::亙 :=:== コ 】6匚= = = = :亟 := = =コ 17 匚= := = コー 18匚 = = = :亜 = := := コ 20 匚 = = := 巫 = = = = :コ 図一
3 全 数調査にお け る建 物 階 数と構 造 種 別の比率 建 物 阻 牡ll7
⊃
繊 数 図一
4 RC 造 建物の 階 数 分 布 「RFO 1;ll
l
:l
ll
: 1 ;:ll
;1
1: 1 : ;1 1200
1
]
OO に多い の が わ か る。
ま た1〜
6階建 が91 % を占めてお り,
全 体と して中 低 層の ものが多い ことが分か る。
§3.
調 査 地 域の地 盤にっ い て メキ シコ市の地盤は図一
1に示すように, 山 地 (HillZone )
,
旧 湖 地 区 (Lake Zone >お よ びそ れ らの中 間 地 区 〔TransitionZone
)からな る。
地 震 被 害の大 きかっ た地 域は Lake Zone で あり, 調 査 地域も 図一
1か ら分 か る よ うに Lake Zone に属 し ている。
図一
5はLake
Zone
で の 沖 積 層深 さの 等深線を引 用 文 献 2)か ら抜粋して示し た もの で あ る。 本 報で は以 後 図一5
の 沖積層 深さ に応じて表一3
の ように地ca
1−
5と 呼ぶ。 本 報で図一
5,
表一
3の ように調 査 地 域の地 盤 を 区 分 し た理 由は,
河 野 博十 らの常 時 微 動 測 定 調 査 結 果eY4)に よ る と,
図一
5に示し た沖 積 層 深さ と地 盤の変 位 振 幅お よ び卓 越 周 期と の問に は明 確な 関係が あると指 摘 されて い る ことによ る。
各 地 盤で のRC
造 建 物の 調 査 棟 数は表一
4t 図一
6の と お りで あ る。
地 盤 4,
5の 調査棟 数は比 較 的 多い が,
地 盤1,2
で は少な く なっ て お り,
地 盤 に よっ て調査棟 数は か なりの ばらつ き が ある。
2
3
地 盤腫 別 1 2 3 4 5し
tt) ほ ビリは ぬ ロ の ほ さで 分鰰 れてい
る。
12 3 図一
5 地 盤線地図4
表一
3 本 報での地 盤の 呼称 』と潮 4 5 壇⊥ 呼 称 沖 積 層 深 さ (図一
5
) 地 盤 / 30〜 34 m 地 盤2
34〜38m
!
地 盤3
38〜42m
一
一
地 盤4
42
〜46
m 地 盤5
・6−
….
ゴ
15
盛 種 別 表
一
4 建 物 階 数と地 盤 種 別の デー
タ化 地 盤1 地盤2 地盤3 地盤4 地盤5 計 1階建 2o4408170584 2階建 13617084551228 3階建 4579268252608 4階 建 5793187169461 5階 建 313107160134417 6階建 14416565176 7階建 06324140ll9 8階 建 o213142554 9階 建 1111221449 10階建 D18121031 11階建 o1lo7725 12階 建 D1410722 13階 建 o172616 14階 建 012126 15階 建 o117312 16階建 002035 17階 建 001304 18階建 oo3003 19階 建 0D0000 20階建 oo0o11 計 1747479191513633821 ttli 図d6 地 盤種別ご とのRC 造建物の調査棟数 FREO1
「
司’ 4791PI5 1 嶺 } lo
/
レ
a §4.
RC 造 建物の被害 分析 こ こで は調 査し たRC
造 建物3821
棟を対 象に,
4.
1
で は 被害の 概 要を 述べ,
4.
2−
4.
4で は被 害ラ ン クと建 物 階 数お よ び地 盤 種 別との 関 係を,
数 量 化 理 論 皿類鞴 } お よ び 尤度比検 定 法に よ り,
統 計 的に分 析し た結 果を紹 介する、
な お数 量 化 理 論で は変 数や要 因は“
アイテム”
, アイ テム の中の分 類 や 水 準は“
カ テ ゴリ”
と呼ばれ る。
例え ば 『地 盤種 別 亅や 『建 物 階 数』は アイテ ム であ り,地盤 ]t 地 盤2…
や 1階, 2階…
などはカ テ ゴリで あ る。
4.
lRC
造 建 物の被 害 概 要RC
造 建 物の被 害概要を知る た めに,
図一
7に は調査 し た3821 棟につ い て建 物 階 数ごとの被 害ラン クの分布 を 示し た。
図一
7で は次の よ う な傾向が 認 め ら れ る。 a.
全体的には, 高 層に な る につ れ て被害ランクi
の 比 率が小さくなる。
b.
6階 以 下の建 物で は被 害ラ ン ク皿 以上の比 率が比.
較 的 小 さい。
c,
7階 位か ら被 害ランク 皿以 上の比 率が増 加する。
図一
8は図一
7と同様の 関 係を地 盤 種 別ご と に調べ た もの である。
な お,
地 盤1と地 盤 2の デー
タが少な いの一
16
一
階? § 二耄
6−一
鬘.
.
二= ==二=二:= = := ::==:= :==z囲一
.
一
= :====二 二 二二二 二 二二二 二W 蜀_
一 璽一.
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lZIZZi7ZZZZZIZZZZZIzsw一一
二 二 _ 騨,
聖
1
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11
: 翼 IE≡ ≡≡lwwK
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嬲 靉蘯 暮ZFr
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0 29 iD 40 50ら
0 70 90 90 1CC tt害 ラン 冫 の 比 甲 L鳬
.
憩
tラ
ン
7一
コ L ZZZZ]cr as 皿 etatltN mn
V 回 11 図
一
7 RC 造 建 物 階 数 別 被 害ランク分 布 図 〔a) 騨 地 齢 2 『Ii
究
i
三
ill
。! O IO 70]
0“
50 BO 70巳
0日
0 10C 柆 野 うン
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証
17,
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田 7 刪 Ck 膕 、r 一 町 (b}il1
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一 、
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一
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ii
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7の 比F囲
H囲
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,
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一
1 刪 1 ZEES 田嚠
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w ■ 醍 ■I
m 図
一
8 地 盤 種 別と被 害ラ ン ク分 布 図 陥iii
’
ii
・.
==一
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;一
一i
_
;,
皿
一
一
〒一
;ヨ1
で
,
図一8
〔a>で は両 者σ)デー
タをま と めて地 盤1+2と して 小 してあ る。 図一
一8
か ら次の傾向が 認 め ら れ る。
a.
地 震に よ る被 害ラ ン クの割 合 は 地 盤 1十 2の場合,
低 被 害ラ ン クLH
の もの が割 合 多いの に対し,
地 盤4 や5に なる と高 被 害ランクV
,
U
の も の が多く な る傾 向 にある。
b.
どの地 盤 種 別で も,
6階 以 ドで は被 害ラ ンクm
以 上の被 害は少な く,
7階 以tt
に な る と被 害ラ ン ク皿以 上 の比率が高く な る。
c.
た だ し10
階以 ヒの高 層 建 物で は, どの地 盤 種 別 で も被 害ラ ンク 丗以 上の発 生 比 率は, ほぼ1
司程 度と なっ て い る。 4.
2 デー
タの整理こ こ で は, 4
.
3〜
4.
4で の統 計分析を行う準備と し て,
以下の よ うにデー
タの整 理 を行っ た、 まず,
図一
9に示したよ うに,
調 査 建 物 3821 棟の う ち, 被害ラ ン クV ,W
の建 物は そ れ ぞ れ 49棟,
38棟と少な く,
これ ら を 『大き な被 害 を受け た建 物 』 として,
1つ の ラ ン ク にま と めて被害ランクV
+V
【の カテゴリと して 扱うことに し た。
また,
12階 以上の階 数の 建 物も69
棟と少な く, こ れ ら は高層建 物とい う概 念か ら同一
一
一
の カ テゴリで扱っ た。
同 様に地 盤 1お よ び 地 盤 2での デー
タ 数 も64
棟とほ かの地 盤の デー
タ数に比べ て少ないた め,
地 盤1
と 地盤 2の デー
タ を まとめて地 盤 1十2の カ テ ゴリ とし て扱っ た。 す な わ ち,4.
3
お よび4.
4の分 析で は表一
5一
表一
6の よ うに整 理 し た デー
タ だ け を 用い た。
4.
3 被 害ラン クと建 物 階数お よ び地 盤 種 別の相 関 性 に関す る検討 4.
1で述べ t」よ うに,
被 害ラン ク に 対 して建 物 階 数が 影 響して いること は概 略 的にわ か る が,
こ こ で は こ の建 物 階 数 と地 盤 種 別の要 因 間の相 関 性につ い て,
数量化 理 論田類を 用い てより詳 細に分 析し た。 (1
) 数量化理論 類の モデルの考え方 各サンプルに アイテム・
カ テ ゴリへ の反 応パ ター
ンが 与え ら れ た と す る。 す なわち各サ ンプル ご とに該 当 (反 応 )す る カ テゴ リ に は 「V
』を付 与する と図一
10の左 匚搬「
野 ラン
ク ) 1 鰻 萄 ] 小 破 皿 巾 破 rv な 9t ・ 鱗l
v・宝体 崩絹
o FREQ CUM FREQ i11ア i11ア 4JO ss4了11
ア 36e4 うQ s7」4 49 5「呂5 弼 }巳21 10QO 20DD 3000 40CO FREeUENC・
〔di) 図一
9 被 害ラ ン ク分 布の デー
タ化 表一
5 デー
タの再 整 理 〔地 盤 種 別 ) 隴 政 岐 督ラ
ン
ケ
地 盤 地盤 璽 h2 地盤4 地贐5 計 櫨 盲 邑 355181 ∬0 口1ヨ 311ア 披竇皿 1998z338 σ 430 彼盲 呱 424 フ633137 協書四
21722950 擠 書v、
u コ 2z34z9 巳7 計 6447919151363 ヨ821 表一
6 デー
タ の再 整 理 〔建 物 階 数 )隔
数
齪 言ラ
〆
夕
1 階 建 2階 旭 3階 i 靈網 壥 5 附 踵 6階
煙 7階
碾 8階
躍 9隠
哩 ro隠
塵
1z階 逹 鬯1 1隠
惶
以
⊥
樵 咨1 }09ヨ 5zz3953Z11256 コ 2厂 レ265 13 311ア一
冨
「
i−」
懐 ■ 置 534皿L
389556457 ヨ 342 ヨ 11171 コ B 17 430 被晋田 9321410951 三 9144 2臼 137 椴 胃 四.
、
2554o264717 7 50 確 盲vΨ
w1311厂
L41015 ヨ 1Z70 4 87 圏† 584122B5G8461417 1 ア611954 49 ヨ1 〜5 59 38Z1 の 図 が 得ら れ る。
この図か らス タ
ー
ト し て,
似た 反 応パ ター
ンを持つ サ ンプルが近くに集 まるよ うに行を 並べ か え,
同時に カ テ ゴ リ も似た もの が 近くにな るよ うに列を並べ か え ると図一
ユ0の右の 図が得られる。 こ の結果, 『V
』の 分 布が対 角 線の 付 近に集まっ て く ると サン プル とカテ ゴリの対 応づ け が明 確に な り,
同時 に,
どの サンプルが親 近 度が高い か,
ま た どの カ テゴ リ が近い関係に あ る か も分 析で き る。
(2 ) モ デル の 定 義 式 次の よ うに モデルの記 号の定義を する。
個々 の サ ンプル (建 物 )に yi(
i=
1,…,
n),
各カ テ ゴ リに x, (ノ=
1,…,
の と数 値 を 与え る時,
1 (iなる サン プル が1
なる カ テ ゴリに反応 し た時)δ・{
j
)=
。 (i、t、。サ 。ブ,レがj
な る’
”
(1) カテ ゴリに反 応しない時 } ll
‘= Σユδ‘(ノ)(i
=
i,
…
,
η)……・
…………
〔2) j−
1 と定 義す れば,
回帰 方 程 式 をy・
一
去
か
ω筒 (・−
1・
…・
・)・
・
一 一
(・) と表すこと がで き る。こ の XJ と
yi
を 推計する た め,
皿類ではπ=
肱,…
鳳 y=
IYi
,…
ySの 相 関 係 数P
。
.−
c・ ・…・
…・
−
tt−
・
…・
・
………・
……
〔4 ) Ox’
σy 再 配 置 前 ⇒ 再 配 置 後騎
●
L ●辱,
η
ず
ブ
剛
o , L:
3
4
5
’
r『
甲
ボ
囗
1
∴構
難
\
ご∵
図一
10 サ ンプル と カ テゴ リの対 応づけ一
17
を最 大にするよ うに, す な わ ち相 関係数が
1
に 近 く な る よ うに,
1
褊,
鵬i
を求める。
こ こ で C=
yca x とy の共分散,
σx,
σ yは x,
yの標 準 偏 差 を表す。
(3) 解 析 結 果の検 討まず 各ア イ テム の影 響 力 を 知 る 尺度と し て
,一
.
ヒの 厨 を用い て,
ゴ番目の アイテム の カ テゴ リの最 大 値と最 小 値の差 (レンジ とい う)R,を次式で定 義する。
Rv
= Xthmex )−
XjNmin)’
・
・
・
…
tt・
・
一・
tt・
tt・
・
・
・
・
・
・
・
…
(5 ) この値を用い て各ア イテ ム間の相 関 性 を調べ ること が で き る。
表一
一
一
7は (4 )式の値が 最 大と な る よ う なPxy
と 為 の値は /IX= ρ呈 .X7r7・
…
7r・
・
…
7r・
・
・
・
・
・
…
9・
・
・
…
昌
畠
鹽
77…
rr
(6) の 形の 固有方 程 式を解い て得ら れ る。 こ こ で A はある 係 数 行 列,X
は 為 のベ ク トル であ る。
表
一7
は 固有 値ρ聾 と固 有ベ ク トル Xy を第 1根か ら 第 5根まで表 示し たもの であ る。 各 固 有 値が相 関 係 数の 2乗に一
致し,
こ の値が1に近 い ほ ど固 有ベ ク トル の影 響が強い といえ る。
表一
8は表一
7の ス コ アの 分 散が1
に な る よ うにiF.
規 化し た もの である。
表一
8に は同時に各軸の相関 係 数 (固 有 値の平 方 根 ) も表 示さ れ てい る。
こ こで はモ デルの 構 造を よ く説 明し て い る,
す な わ ち 相 関 係 数が大きい第 】根 と第 2根につ い て, そ れ ぞ れの 根が どの よ う な意 味をもつ の かを考 察す る。
図一
ユ1は第 1根を横 軸に,
第 2根 を 縦 軸に と り,
正 規 化し た ス コ アを座 標 として各カ テゴ リを平面L
に 配置 駕.
.
『
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.
.
“
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18
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呂騾 器 :磊 臓 詫 ユ嶽 漏 6当 芻;曽り
」
mu 表一
7 カ テ ゴリ スコ ア 甲均缸 力干
ゴ リ 懈 譲 偏差カ
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日
X軸 (横 軸 }・
1根 Y 軸(縦 軸 )…
2根 被 害皿 卜、
∫ 丶N1 \ 「 /1
ノ 5階 6階 「 被 害V+Wi19 階 5.
5.
4,
被 書rv 3.
2.
1.
o.
一
L一
2.
一
3、
1 o 図一
111 2 3 4 平 面上に配 置し た カテ ゴリ図 し たもの である。
第 1軸 (第 1根 ) 指 標 建 物階数 地 盤種 別 被 害ランク マ イ ナスの値 が プラス の値が 大 きい カ テゴ リ ユ,
2,
3階 地ca
4,
5 被 害 度1
,
ll
大きいカ テゴ リ 9,
10,
11,
12階 以上 地 盤1+2 被 害 度IV
,
V
,
VI
第 1軸上で の各ア イテ ム の動き を見 る。
『建 物 階 数 』は軸に沿っ てマ イナス の方か らプラス の 方へ ほ ぼ連 続 的に,
1階か ら10
階ま で 分布し ている が,
中 高層階 〔10階 以 上)で は,
ぱ らつ き は小さい。 「地 盤 種別』は地 盤 1+2〜
地 盤 4,
5が連 続 的にプラス の方か らマ イ ナス の方へ 分布して い る。 第 1軸上では 地 盤 4 と5 に は差 異 が な く,
地 盤 1+2と3 も親 近 度は高 い。
た だ し地 盤4,
5と地 盤1十2,
3の間に差 異が見ら れ る。
『被 害ラン ク』は軸 に沿っ てマ イ ナス の 方か らプラス の方へ ほば連続的に分布してい ること が分か る。 3 つの ア イ テム の相互の関連 を見る と,
建物 階 数 1〜
8階 士也盤 種 別 4, 5〜
1十2 被 害ラン ク 被 害 度1
一
皿 は同じ傾 向の動きを示 し て お り,
第 1軸 上の マ イナス方向は 地 震へ の安 定 度 を
,
プラ ス の方 向は不 安 定 度を示し てい る と解 釈で き る。 しかも8階 以 下で は地 盤に よっ て 被 害ラン クに差がみ られ, 中 層 以 下の建物で は地 盤 と階 数に よっ て被 害の大き さ が規 定され ると解釈で き る。 こ れ に対し, 9階 以 上の建物につ いて は被 害と 地盤と の閧 係は第 1軸 上で は見ること ができ ない。
第 2 軸 (第 2 根 ) 指 標 ク 数 別 ン 階…
種 ラ 物 盤 害 建 地 被 マ イナスの値が 大きい カテ ゴリ ll,
12階以上 被 害 度,
】V
プラス の値が 大き い カ テ ゴ リ 9,
10階 被 害 度V
,
W
次に第 2軸 上で のアイテム の動きを考察す る。
『建 物 階 数 亅は軸に沿っ てマ イナス の 方か らプラス の 方へ ほ ぽ連 続 的に,
9階 か ら12階以 上の カ テゴ リ が幅 広く分布し てい る が,
低・
中層建物は原 点 付 近に分 布し て いる。
『地 盤 種別 亅は どの カテ ゴ リ も原 点 付 近に分 布し て お り,
第 2軸上で は地 盤 種 別の影 響 力は弱い。
『被 害ラ ンク』は被 害ラン ク1
と 皿は原点 付近に分布 し て い るが, 被 害ラ ン ク1
旺,IV
,
V
+VI
は軸に沿っ てプ ラ ス の 方か らマ イナス の方へ 連 続 的に分 布 し て い る こと が分か る。
こ れ ら の ア イテム の相 互の関 連 を 見る と, 建 物階数9− 12
階以 卜 被 害 ラン ク 被 害 度皿,
亅V,V
十W
は同じ傾 向の動き を示 してお り,
第 2軸は中・
高 層 建 物 が被 害を受け る状 況を説 明す る軸と解 釈でき る。
軸の プ ラ ス方 向は高 層 建 物の被 害 度を,
マ イナス の方 向は中 層 建 物の被 害 状 況 を示 して い ると考え られ る。
今 回の分 析 結 果か らは高 被 害 (被 害ラン クV
,
VD
は 9〜
IO階の中層建 物が多く, 逆に高層建 物になる ほ ど被 害 度 がや や小さ く なrp
、 被 害 ラン ク,
W
が増え ること が わ か る。
以 上 4.
3項にお け る結 果を要 約す る と次の よ うに な る。
a.
8階 以 下の低 層 建 物で は,
被 告ラ ン ク の建 物 階 数 お び地 盤 種 別の間の相 関 性は高い。
b.
9階 以 上の中・
高 層 建 物で は被 害ラン クと地 盤 種 別の相 関 性は低く,
建 物 階 数が被 害ランク の泱 定 要因と なっ て い る。
また, ll階 以 上の 高 層 建 物になる と, 被 害ラン ク はや や下がる傾 向がある。
4.
4 被 害ラ ンク に対する建 物 階 数およ び地 盤 種 別の 影 響 度 合に関する検 討 前 項 4.
3で の分 析の結 果,
特に低 層 建 物で は被 害ラ ン ク と建 物 階 数お よ び地 盤 種 別と の 間に は相 関性が存 在す る ことが認め られ た。
こ こ で は建 物 階 数ご との高 被 害の 発生 比 率が地 盤 種 別によっ て異なる か どうか を分 割 表を もとに, 尤 度 比 検 定 法を用い て分 析し た。
ただ し, 地 盤 種 別1
と 2の 建 物 数は 64棟 (全 体の1.
67 %)と少な く,
統計 的な傾 向 が 把 握で き ない た め に分 析か らは除 外し た。 ま た, 地 盤種 別と被害ランク の 相 関が高い の は低 層建物であ る た め,10
階以下の 建物 に限 定し て分析を進め た。
(1> 地 盤 種 別ことの 高 被 害の 階 数 別 分 布 状 況 被 害ラ ン ク (中破 )以上 を高 被 害と定 義し,
地 盤 種 別 3−
5につ い て階 数 別の高 被 害の発 生 比 率を グラ フ に 表す と図一
12の よ うになる。
これ らの グ ラフか ら高 被 害の発 生 比 率の分 布は,
a.
地 盤 種 別 3 では 6階か ら増 加し, 8階で最 高 値 (53.
8
%)を と る が, そ れ 以上の階で は減少す る。
b,
地盤種別 4で は 7階か ら 8 階に かけて大幅に増加 するが,
8階 以上で は43 %〜
50%で ほぼ一
定であ る。 c.
地 盤 種 別 5で は 7−
10階にかけて発 生 比 率は高く な る が,
最 高 値で も40% と地 盤 種 別3,
4に比べて,
高 被 害の発 生 比率は低い こ と が認め ら れ る。
こ の よ う な高 被 害 発 生 率の パ ター
ンに,
地 盤 種 別に よっ て有 意 な 差 が あ るのか を,
尤 度 比 検定法 を 用い て分 析す る。 (2> 分 析の基 礎デー
タ 分 布に当たっ て は表一
9の よう に整 理 さ れ たデー
タ を 用い る.
〔3> 分 析の結 果 まず,高被害の発生パ ター
ンが階数の み で決ま るの か, 地 盤の影響も あ るのか検討し た。
上記の 表一
9の 3表を一・
度に分析した結果,
有意水準 99%以上で地盤の影 響が認め ら れ た。 次い で,
どの地 盤と どの地 盤の問に差 異があるの かを 見る た め に,
地 盤を 2つ ずつ 選んで尤 度 比 検 定 を繰り返 し て行っ た。 そ の結 果,
図一
13の よ うに地 盤 種 別3と5, および地 盤 種 別4と 5の間で は発 生パ ター
ンに有 意な差 が認め られ た が,
地 盤 種 別 3と4の間では統 計 的に は有 意 差が な かっ た。
な お,
図の 中の数字は 発生パ ター
ンが階 数のみ な らず,
地 盤 種 別 に よっ て も異な るか ど う か を見る た め の指 標 で,
例え ば,
地 盤種 別 3と 5の間で は 0.
02%の危 険 率 〔す な わ ち99.
98%確 率 )で地 盤 種 別の影 響が ある と い え る。 なぬ 日1
り 40 ?o 讐 tiO4020 地 盤 繩 馴t 響 fio4e !o旭
盤
栩
馴
5 o o ピ 3 4 5昏
『
田 y Ln 1 1 3 4 b E T S g tO l t 3 4 5 i T B S ln 趣 由 階 救 罎 物 隠 数 建物 階 敗 図…
−
12 尤 度 検 定法に よ る 発 牛 比 率 〔被 害 ラ ン ク田 以 上 を高 被 害とし た場 合の発 生比 率 )一 19 一
地 盤3 建 物 棟 数 地盤 4 建 物 棟 数 地 盤 5 遑 物 棟 数 地 盤
4
一 20 一
表一
9 尤度検定法用 棊礎デー
タ 低 被 害 高被 害 合計 1階 4 0 4 2階 60 161 3階 78 179 4階 85 893 5 階 100 7107 6階 34 741 7階 211132 8階 6 713 9階 6 511 10階 6 2 8 低 被 害 高 被 害 合 計 1階 39711408 2階 6B226708 3 階 25216268 4階 17710187 5階 151 9160 6階 59 665 7階 271441 8階 B 614 9階 121022 10 階 6 612 低 被 害 高 被 害 合 計 1階 169 1170 2階 44213455 3階 23913252 4階 167 2169 5階 129 5134 6 階 64 165 7階 32 840 8階 23 225 9階 9 514 lo階 6 410 05348 0,
01D3 地 盤3 図一
13 尤 度 比の比 較,
〔}002 地 盤5
これに対し地 盤 種 別 3 と4の間では,
『地 盤 種 別の影 響が ある亅と言っ た場 合の危 険 率は 53.
48%で あ るこ と を示して い る。
言い か え れ ば,
統 計 的に は地 盤 種 別の 違い による影 響が認 めら れないとい うことで ある。
以 上よ りこ の節で は,
地 盤 樫 別3−
5に立 地する 10階 建て以 下の中・
低 層 建物を対象に, 地 盤種 別に よっ て高 被 害 (こ こで は被 害ラン ク 皿以 上 )の階 数 別発生パ ター
ン に違いが 見 ら れ る か ど う か を検 討し た。
その結果、
地 盤種 別5
と ほ か の地 盤種別の間に有意な差が あ ること が 認め ら れ た。 4.
5被 害 分 布 結 果の 考 察 被 害 分 布 結 果 より被 害ラ ン ク に及ぼす 変 数の影 響 力 は,
建 物 階 数,
地 盤 種 類の順で ある が,
8階 位 まで の 中 低層 建物で は,
地 盤 種類と建物階数の双方の影響を大き く受け てい ること が 分 かっ た。
ま た 9階 以 上の建 物にな る と,
地 盤 種 類の髭 響 力は余 り強 く な く,
建物 階 数に よっ て被 害ラ ンク が規定さ れ ること も分かっ た。 そこ で ここ で はRC 建 物の階 数か ら く る固 有 周 期と,
地 盤の種 別 によっ て分か る地 盤 卓越周 期との 関連 性で被 害 度の考 察 を行っ た。
(1)RC
建 物の固 有 周 期と地 盤の卓 越 周 期につ い て メキ シコ市内の建 物の高さ 〔階 数 )と一
次 固 有 周 期の 関係につ いて は, 地 震後の調査 団の測 定結果 (図一
ユ4} より (1}式が提案さ れてい る倣 31。
T=
(O.
08〜
0.
ユ1)N・
・
・
・
………・
…………・
・
…
(7 > こ こ に T :建 物の一
次 固 有 周 期 (秒) 1Vl 建 物の階 数 こ こ で得ら れ た比 例 定 数は,
日本に おける RC 建 物 の固 有 周 期より か な り大き く なっ て い る こと が述べ ら れ ている。
一.
一
方,
調 査 地 域に お け る地 盤の卓 越 周 期につ い て も,
同 じ調 査 団の測 定によ り図一
15に示す よ うに明らか に 5.
O14
°臥
。!
m 1.
o o oo ム8ム D ム ム。
3魯
▲ 盆 a・
・
il
・ロ
■
o ム ・2
°
臼。 e Kt 4 OO ム ▲ ▲ O o ▲ e 凸 s” o o 建 物 名 称 (調 査 チー
ム別 ) 匙 伺 OAO1〜
A20 ム BO1〜
日22 ● CO7〜
C12 ADO1〜
DO8 DD3 DO4を陰() 0 ?0 20 30 40 50− 一一一一
→ 建物 階 数 図一
14 1次固有周期と建 物 階 数の関 係VIA3}(秒) 5
.
卓 4.
越 周 3.
期[
21.
.
− 一一一一
→ たい積 層 厚 (m ) 図一
15 たい積層厚と卓越周期の関係 (NS)’
Sl131,
されてい る’
l/t3)。
(2) 分 析 結果 との比較 前項の図一
10,
図一
11と統 計 解 析との 結 果を検 討す る と以 下の こと が言え よう。 a.
い ずれの 地 盤種 別におい ても,
8階 建 位まで は,
建 物の高さ が高くな る ほど建 物 被 害が大き く なっ てい る か,
これは建 物が低 層の場 合よ りも高 層に なるに つ れ建 物の 固 有 周 期が延 び,
さ きの (7)式よ り,T
=.
5−
1.
0
秒前 後)の ゾー
ンに 入っ て く る確 率が高く な る た め と考え ら れ る。 こ の こと は分 析 結 果におけ る 8階 建 以 下 の 中 低 層 建物の被 害が,
地 盤種 別と建 物 階 数の双方の影 響を強く受けて い ること,
す な わ ち共 振 状 態になる こと と付 合す る。
し たがっ て地 震 被 害が6−
8階 建の建 物に 多いのが う なづ ける。
b.
よた地 盤 種 別につ い て み る と,
8階 建て以 ドの建 物で は被 害の程 度が地 盤 種 別に よっ て変化 する と 分析解 析され た が, こ れ は比較的 低 層の建物の固有周期が,
卓 越 周 期の長く な る地 盤 (地 盤5
)に おい て共振し な く な る確 率 が 高 く な る た め と考え ら れ る。
C.一
方,
9階以 上の高 層 建 物につ い て は,
建 物 階 数 に よっ て のみ,
被 害ランク が規 定さ れ る と分 析 解 析さ れ て い る,,
こ の こと は周 期の観 点の み か ら は うまく説 明で き ない。 これ までの 度 重な る地 震 被 害に より,
建 物の 耐 震 性が落ちて い た こと な どの原 因が考え ら れよ う。
§5.
ま とめ メキシコ 「b
’
内の RC 造 建 物 被 害 調 査 結 果 を分析 解 析 し て き たが,
大 略 以 下の こと がい えよ う。
a.
統 計 解 析の結果, 建 物の被 害ラ ンク は,建物階 数, 地 盤 種 別の順に影 響 力 を持つ。
階 数につ い て は 1階か ら 9階 まで連 続 的に被 害に対す る影 響 度 が 増 して行き,
9 階で そ の値は最大値を持つ。
また地 盤種 別につ い ては,
地 盤1か ら地 盤 5に な るにつ れ て被 害に対す る 影 響度が 増し て行くub.
被害の 発 生率につ い て み る と 尤度比検 定 法に よ る 分布に よっ て も,
地盤 種別5
は ほ かの地 盤種別の間に有 意な差の ある こと が認め ら れ る。
c.
8階 以 下の中 低 層 建 物で は,
地 盤 種 別と建 物 階 数 の双 方の影 響をうけ る。
d.
9階 以上の高 層 建 物で は,
建 物 階 数の み に よ っ て 被 害ラン クが 規 定さ れ, 地 盤 種 別 との相 関性は低 くなっ てい る。
e.
8階 建位まで の中低層建物の被害は, 建物の固有 周期と地 盤の卓越周期と の相関性に よっ て,
統計解析結 果を裏付けられ る と考えられ る。f.一
方,
9階 以 上の 高 層 建 物につ い ては,
固 有 周 期 の観点か らのみでは,統計結果を も う ま く説 明でき ない。
これ はこれ まで の度 重な る地 震に より,
建物の耐震性が 落 ちて いたこと な ど が考え ら れよ う。 謝 辞 本 報 告 書を まと め る に当た り,
統 計 解 析 全 般につ い て 鹿 島 建 設 情 報シ ステム部 高 谷昊 副 主 査に作 業 をお願い し まし た。
また尤 度 比 検 定 法の適 用に当たっ て は東 京 大 学 医 学 部付属病 院 中 央 医 療 情 報 部の 大橋 靖 雄 講 師の御 指 導 をい た だ き ま し た。
誌面を借り て謝 意を表し ま す。
なお,
本報 告の地 震被害全 数 調 査に参加しtr方お よび 資 料 提 供に御 協 力いた だい た方は次の と おり で す。
厚く 御 礼 申し上 げ ます。
和 泉 信 之 (戸田建 設 ) 勝 俣 英 雄 (大 林 組 ) 白石一
郎 (熊 谷 組 ) 羽 山清一
・
(間組 ) 柳沢 学 (佐藤工業 〉 参 考 文献 1) 2〕 } 3 ) 4 5 小 谷 俊 介 (東京 大 学 ) 坂本光 雄 (鹿島建設) 福 島順一・
(大 成 建 設 ) 藤 村 勝 (竹中工務 店〉 〔敬称 略,
五十音順 ) 日 本 建 築 学会 :1985年メキシコ地 震 災 害 調 査 報 告,
7,
建 築 構 造 物の被 害,
pp.
253−
259,
昭 和62年2月 日 本 建 築 学 会:1985年メキシコ地 震 災害調査速報,
5〜
7.
鉄 筋コ ンク リー
ト造・
組積造の被害(その 1)〜
(その 3),
pp.
27〜
43,
1986年且月 田中 礼 治,
高 橋 敏 夫,
岡 田恒男 : メキシコ地 震 (19S5年 ) に お け る メキシコ市 内の RC 造 被 害 建 物のコ ン クリー
ト 強 度に関す る調査,
日本建築 学会構造系論 文 報告 集,
第 381号,
pp.
35−
42,
昭和62年11月 上 記1) と 同じ.
5.
地 震 動 と地 盤,
5,
5メキシコ市の地 盤 震 動 特 性,
pp.
96−
109,
昭 和62年2月 小 林 龍一・
:数 量化理論人 門,
第4章 数 量化理論m類,
PP.
63−
76,
日 科技連,
1981 引 用 文 献 1} 目 本建築 学 会 :1987年 宮城県 沖地 震災害調査報告,
5.
鉄 筋コ ン クリー
ト造 建 物の被 害,
pp.
142, 昭 和55年 2 月 2} 参 考 文献1) と同じ,
5.
地震 動と 地 盤,
5.
5メキ シコ市 の地 盤震 動 特 性,
p.
95,
昭 和62{};
2月 3) 参 考 文 献1}と同じ,
5.
地 震 勤と地 盤,
5.
5メキ シコ市 の地 盤震動 特 性,
p.
120,
p,
109,
昭 和62 年2月一 21 一
SYNOPSIS
UDCI550.34(1OO)
STATISTICAL
RESEARCH
OF
DAMAGED
REINFORCED
CONCRETE
BUILDINGS
IN
THE
1985MEXICO
CITY
EARTHQUAKE
by Dr.RE"I TANAKA, TOSHIO TAKAHASHL Dr.YUTARO
OMOTE and Dr,YOSHIKAZU KANOH, Mcrnbers ef A.I,
j,
In
theMexico
earthquake ofSeptember
19,1985, many reinforced concrete(RC)
bui]dingsof medium heightin
Mexico
City
were severelydamaged.
Understanding
thecause of thedamage
isuseful forfuturedesignof ear-thquake-resistantRC
buildings.
Many
factors
contributed to thedamage.
The
number of stories of thebuildings
and the propertyof soil conditions etc. can
be
considered tobe
some of them.Therefore,
investigation
of there-laLionship
between
thedamage
rank of thebuilding
and thenumber of sLories of thebuildings
and thatbetween
damage
rank and the propertyof soil conditions areimportant
in
determining
the cause of thedamage.
From
the above view point,the ArchitecturalInstituteofJapan
(AIJ)
measured the structuraldamage
ranking(degree
ofclamage)
of 3821damaged
and undamagedRC
buildings
inMexicoCity.
This
paperis
a repo[t on theresults ofthestatistical research of the relationshipbetween
the number of stories of thebuilding,
thepiopertyof thesoil conditlon and thedamage
rank ef thebullding
for3s21RC buildings.The conclusions of thestatistical research are shown
below.
1) The closest relation was observed
between
damage
rank ofbuildings
and the number of stories.Also,
damage
rank<majer
damage,
collapse) with increaseofbuilding
height
increases.
And
maximum story
ber
of damaged buildingswas 9storybuilding.
2) The same can besaid forpropertyof soil conditions. The
building
damages
at HillZone(firm
groundzone) were slight,
but
thedamages
atLake
Zone
(soft
soil zone) were seveTe. This isinagreement with thetheoretical results of established response analysis.